DD213945A1

DD213945A1 - Schauminhibitoren fuer schmieroele auf mineraloelbasis -ii-

Info

Publication number: DD213945A1
Application number: DD24840483A
Authority: DD
Inventors: Klaus Weber
Original assignee: Petrolchemisches Kombinat
Priority date: 1983-03-02
Filing date: 1983-03-02
Publication date: 1984-09-26

Abstract

Die Erfindung betrifft Schauminhibitoren fuer Schmieroele auf Mineraloelbasis fuer den Einsatz in insbesondere Getriebe-, Hydraulik-, Turbinen-, Motoren- und Metallbearbeitungsoelen. Ziel der Erfindung ist die kostenguenstige Bereitstellung von Schauminhibitoren, die die Oberflaechenschaumbildung verhindern oder vermindern und gleichzeitig das Luftabgabevermoegen der Oele moeglichst wenig verschlechtern sowie hydrolytisch stabil sind. Die erfindungsgemaessen Schauminhibitoren bestehen aus einer Verbindung oder aus einem Gemisch von Verbindungen der allgemeinen Struktur mit einer mittleren Molmasse von 10000 bis 20000g.mol-1, einem Verhaeltnis m:n wie 1:1 bis 1:8 und einem Verhaeltnis p:q wie 1:2bis 2:1 und werden legierten und unlegierten Schmieroelen in einer Konzentration von 0,001 bis 0,01 Masse-% zugegeben.

Description

22, II. 1983

Titel der Erfindung .

Schauminhibitoren für Schmieröle auf Mineralölbasis Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Schauminhibitoren für legierte und unlegierte Schmieröle auf Mineralölbasis für den Einsatz in insbesondere Getriebe-, Hydraulik-, Turbinen-, Motoren-TO und Metallbearbeitungsölen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ss ist bekannt, Schmierölen auf Mineralölbasis, insbesondere Getriebe-, Hydraulik-, Turbinen-, Motoren- und Metallbearbeitungsölen, Schauminhibitoren zuzusetzen, um die Bildung des sich beim Betrieb von Aggregaten, Maschinen und Anlagen schädlich auswirkenden Oberflächenschaumes zu verhindern oder zu vermindern. 20

Als Schauminhibitoren werden kommerziell fast ausschließlich Polyalkylsiloxane, vorzugsweise Polymethylsiloxane eingesetzt. Bei der Anwendung von Polyalkylsiloxan-Schauminhibitoren verschlechtert sich das Luftabgabevermögen von unlegierten und legierten Schmierölen in Abhängigkeit vom Legierungsgrad zum Teil in erheblichem MaSe* Ein vermindertes Luftabgabevermögen der betreffenden Schmieröle gefährdet jedoch die technische Zuverlässigkeit und Betriebs-

Sicherheit insbesondere solcher Aggregate, die mit hohen Ölumwälzzahlen arbeiten und in denen dem Öl im Ölbehälter wenig Zeit zur Luftabscheidung verbleibt, beispielsweise bei Getrieben, Hydraulikanlägen, Turbinen, Motoren und Maschinen zur Metallbearbeitung· CLAJTOlT u. a* raten aus diesem Grunde vom Einsatz der Polyalkylsilozane in Turbinenölen ab.

Es ist weiterhin bekannt, in der Literatur nicht näher beschriebene Polyester oder Polyacrylate als Schauminhi-. . bitoren für Mineralöle einzusetzen· Diese Verbindungen beeinflussen zwar das Luftabscheidevermögen der öle im Vergleich zu den Polyalkylsilozanen ?;eniger" ungünstig, jedoch tritt auch hier grundsätzlich eine Versehlechterung des LuftabgabeVermögens auf» HUBMAKIT und PASS sowie EQlHSR stellen in. diesem Zusammenhang fest, daß bisher noch keine Schauminhibitoren bekannt geworden sind, die das Luftabscheidevermögen von Schmierölen auf Mineralölbasis verbessern.

Darüber hinaus sind die Inhibitoren auf Polyester- oder Polyacrylatbasis hinsichtlich der Verhinderung der Oberflächenschaumbildung weniger wirksam als Polyalkylsiloxane und müssen deshalb in wesentlich höheren Konzentrationen eingesetzt werden» Desweiteren können unerwünschte ITebeneffekte durch Wechselwirkungen mit anderen Legierungsbestandteilen des Öles auftreten, die die Wirksamkeit des Schauminhibitors herabsetzen*

Die in der US-PS 3 951 832 aufgeführten Verbindungen vom Typ der Silicon-Polyglykol-Copolymere sind ebenfalls als Schauminhibitoren verwendbar, nachteilig für den praktischen Einsatz wirkt sich aus, daß die beschriebenen Verbindungen gegen Hydrolyse unbeständig und außerdem unter hohem Kostenaufwand nur begrenzt verfügbar sind.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Schauminhibitoren für Schmieröle auf Mineralölbasis kostengünstig und in ausreichendem Maße verfügbar bereitzustellen, die die Oberflächenschaum· bildung verhindern oder vermindern und gleichzeitig das Luftabgabevermögen der Öle möglichst wenig verschlechtern sowie hydrolytisch stabil sind.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, geeignete organische Schauminhibitoren aufzufinden, die der Bildung und Stabilisierung von Oberflächenschaum entgegenwirken und gleichseitig die Abscheidung der in mineralischen Schmierölen dispergierten Luft möglichst wenig- negativ beeinflussen.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Aufgabenstellung mit Schauminhibitoren auf Basis von Polyalkylsiloxanpolyether-Copolymeren gelöst wird, die aus einer Verbindung oder aus einem Gemisch von Verbindungen der allgemeinen Struktur

GH₃

Si-O I

GH₂

CH₂ CHo-

0-(CH₂)

^-!OGH₀-

Si-(CH.,)

mit einer mittleren Molmasse von 10 000 bis 20 000 g ·

—1

mol , einem Silisiumgehalt von 5 bis 15 Masse-%, einem Dimethylsiloxangehalt von 15 bis 30 Masse-yä, einem PoIyethergehalt von 70 bis 85 Masse-ίϋ, "einer Polyetherkomponente vom -Typ eines Ethylen-Propylen-Copolymeren, einer

mittleren Molmasse des Siloxanblockes von 2 000 bis 6 000 g . mol j einer mittleren Molmasse einer PoIyetherkette von 1 000 bis 3 000 g · mol"* , einem Verhältnis m : η wie 1:1 bis 1 : 8 und einem Verhältnis ρ : q wie 1 : 2 bis 2 : 1 bestehen.

Die erfindungsgemäßen Schauminhibitoren werden legierten oder unlegierten Schmierölen auf Mineralölbasis in einer Konzentration von 0,001 bis 0,01 Masse-% so zugemischt, daß sie in feinverteilter Form mit dem öl eine Dispersion bilden· Die feine Verteilung des Schauminhibitors im öl erfolgt auf bekannte Art und Weise auf mechanischem Wege, beispielsweise durch intensives Rühren, kräftiges Schütteln, gemeinsames Mahlen von Öl und Schauminhibitor in einer KoI-loidmühle oder mit Hilfe von Ultraschall. Zweckmäßigerweise werden dabei zunächst Stammlösungen mit einem niedrigviskosen Mineralöl hergestellt, die dann in gewünschter Konzentration dem 'jeweiligen Schmieröl zugegeben weräen» Der Einsatz'der erfindungsgemäßen Schauminhibitoren auf Basis von Polyalkylsilozan-Polyether-Copolyrneren in Schmierölen auf Mineralölbasis führt zu einer erheblichen Verminderung der Oberflächenschaumbildung, wobei das Luftabgabevermögen im Vergleich zu Schauminhibitoren des Standes der Technik in geringerem Maße verschlechtert wird· Desweiteren haben die erfindungsgemäßen Schauininhibitoren die vorteilhafte Eigenschaft, hydrolytisch stabil zu sein, da die Verknüpfung der Polyosyalkylenkatten mit den Siliziumatomen über eine hydrolysestabile C-3i-3indung erfolgt· Dies ist von besonderer Bedeutung beim praktischen Einsatz der Schauminhibitoren in mineralischen Schmierölen, wo immer mit dem Vorhandensein von Wasser gerechnet werden muß·

Die Menge der bei der Verschäumung durch das Mineralöl aufgenommenen Luft wird durch die erfindungsgemäßen Schaum- inhibitoren in den angegebenen Konzentrationsgrenzen nicht beeinflußt.

- 5 Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden·

Beispiel 1

0,001 Masse-% eines technischen Methylsiloxan-Polyether-Gopolymeren mit einer mittleren Molmasse von 12 600 g · mol" , einem Siliziumgehalt von 8 Masse-%, einem Dimethylsiloxangehalt von 20 Masse-%, einem Polyethergehalt von 80 Masse-%, einer Polyetherkomponente vom Typ eines Ethylen- Propylen-Copolymeren, einer mittleren Molmasse des Silozanblockes von 3 000 g · mol" , einer mittleren MoI-

— 1

masse einer Polyetherkette von 1 500 g · mol , einem Verhältnis m : η wie 1 : 5» einem Verhältnis ρ : q wie 1:1, einer Viskosität von 1 500 mPa · s bei 20 ⁰C und einer Oberflächenspannung von 25»4 mlfai"' bei 20 ⁰G werden aus einer Stammlösung heraus in einem unlegierten Hydrauliköl mit einer Viskosität von 36 mm²s"¹ bei 50 ⁰C mit Ultraschall dispergiert. Die Herstellung der Stammlösung erfolgt mit Hilfe eines Mineralöles in der Viskositätslage von 5 mm s bei 50 ⁰G.

Beispiel 2

0,001 Masse-% eines technischen Methylsiloxan-Polyether-Copolymeren mit einer mittleren Molmasse von 17 000 g ^β mol"* , einem Siliziumgehalt von 13 Masse-%, einem Dimethyl· silozangehalt von 22 Masse-%, einem Polyethergehalt von 78 Masse-%, einer Polyetherkomponente vom [Dyp eines Ithy-. len-Propylen-Copolymeren, einer mittleren Molmasse des

—1

Silosanblockes von 5 000 g * mol , einer mittleren Molmasse einer Polyetherkette von 2 000 g * mol"', einem Verhältnis m : η wie 1 : 7, einem Verhältnis ρ : q wie 1:1, einer Viskosität von 2 500 mPa · s bei 20 ⁰G und einer Oberflächenspannung von 22,5 ralTm bei 20 G werden unter

den im Beispiel 1 genannten Bedingungen dem dort aufgeführten unlegierten Hydrauliköl zugemischt·

Beispiel 3

0,01 Masse-$ eines technischen Methylsiloxan-Polyether-Copolymeren mit den Kenndaten gemäß Beispiel 2 werden unter den im Beispiel 1 genannten Bedingungen dem dort aufgeführten unlegierten Hydrauliköl zugemischt·

Die in Tabelle 1 aufgeführten Untersuchungsergebnisse veranschaulichen die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schauminhibitoren im Vergleich zu einem entsprechenden Produkt des Standes der Technik. Als Vergleichs-

ις produkt wurde ein Polydimethylsiloxan mit einer mittleren

" -1

Molmasse von 60 000 g · mol verwendet und in den Konzentrationen 0,001- sowie 0,01 Masse-^ unter den im Ausfüh-

rungsbeispiel 1 genannten Bedingungen in einem unlegier-

2 —1

ten Hydrauliköl mit einer Viskosität von 36 mm s bei 50 ⁰C dispergiert·

Die mit den erfindungsgemäßen Schauminhibitoren gemäß Beispiel 1 bis 3 sowie mit dem Vergleichsschauminhibitor versetzten Hydrauliköle wurden anschließend hinsichtlich ihres luftabgabevermögens und ihrer Neigung zur Oberflächenschaumbildung untersucht. Das luf tabgeabevermögen wurde nach TGL 32 432-81 = DHT 51 566-79 bestimmt; das Ober-flächenschaumverhalten der inhibierten Öle wurde nach TGL 31 167-76 = AS¹Bi D 892-74 gemessen, wobei jedoch analog · zu DDT (S) 51 566-76 anstelle der Kugelfritte ein Schaumbläser für die hier ausreichenden Relativmessungen verwendet wurde*

Tabelle 1

Ergebnisse der

qualitativen

Untersuchungen

unlegiertes Hydrauliköl

unlegiertes Hydrauliköl + erfindungsgemäße Schauminhibitoren entspre- entspre- entsprechend chend chend Beispiel 1 Beispiel 2 Beispiel 3

unlegiertes Hydrauliköl + Schauminhibi tor des Standes der Technik ( Poly dime thylsiloxan) 0,001 Ma. ~% 0,01 Ma. -%

Luf tabgatoevermögen nach TGL 32 432-81

bei 30 °0 in min

23

24

35

34

Oberfl ächenscliauia- verhalten nach TGL 31 167-76	300	0	0	0	0	0
Oberflächen- β chaumne i gung	25	0	0	45	0	0
bei 25 ⁰C in ml	330	90	70	0	0	0
bei 95 °G in ml
bei 25 °0 nach 95 0 in ml	0/285 0/20	-	-	0/20	-	-
Oberflächenschaum- stabilität	0/310	0/360	0/130	-	—	-
bei 25 ⁰O in ml nach ß bei 90 ⁰G in ml nach s
bei 25 ⁰O nach 95 0 in ml nach s

Claims

Srfindungsanspruch

Schauminhibitoren für Schmieröle auf Mineralölbasis, bestehend aus Polyalkylsiloxan-Polyether-Copolymeren, gekennzeichnet dadurch, daß sie aus einer Verbindung oder aus einem Gemisch von Verbindungen der allgemeinen Struktur

₃-Si-O

Si-O 1

CH₂ j

CHp ί

0-(CH₀)

CH-

OCH^-CH

q 4 9

Si-CLSi-(CH-J

CL

lim

mit einer mittleren Molmasse von 10 000 bis 20 000 g · mol , einem Siliziumgehalt von 5 bis 15 Masse-%, einem Dirnethylsiloxangehalt von 15 bis 30 Masse-%, einem PoIyethergehalt von 70 bis 85 Masse-%, einer Polyetherkoinponente vom Typ eines Sthylen-Propylen-Copolymeren, einer mittleren Molmasse des Siloxanblockes von 2 000 bis 6000 g · mol" , einer mittleren Molmasse einer Polyetherkette von 1 000 bis 3 000 g · mol" , einem Verhältnis' m ; η wie 1 ; 1 bis 1 : 8 und einem Verhältnis ρ : q wie 1 : 2 bis 2 : 1 bestehen.
2· Schauminhibitoren nach Punkt 1§ gekennzeichnet dadurch, daß sie in einer Konzentration von 0,001 bis 0,01 Mas- SQ-% legierten und unlegierten Schmierölen aiii Mineralölbasis zugegeben werden.