DE1594518C - Funktionelle Flüssigkeiten - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft funktioneile Flüssigkeiten, ölen, in kleinen Mengen zugegeben werden. Diese

die aus Brightstock-Öi, Phosphatester und halogenier- kleinen Mengen reichen aber nicht aus, die Feuer-

tem Biphenyl bestehen. resistenz in bedeutendem Maße zu erhöhen. Ebenso

Funktionelle Flüssigkeiten werden für zahlreiche wurden bisher aliphatische und olefinische, chlorierte verschiedene Verwendungszwecke herangezogen. Bei- 5 Kohlenwasserstoffe mit Mineralöl, zur Verbesserung spielsweise werden sie als Elektronenkühlmittel, der Feuerresistenz, kombiniert. Es ist jedoch er-Atomreaktorkühlmittel, Diffusionspumpenflüssigkei- forderlich, entweder nur geringe Mengen von Mineralten, synthetische Schmiermittel, Dämpfungsflüssig- öl zu verwenden, so daß wirtschaftlich feuerresistente keiten, als Grundlagen für Fette, als Kraftüber- Zubereitungen nicht erhalten werden, oder bedeutende tragungsflüssigkeiten (hydraulische Flüssigkeiten) und io Mengen an Korrosionsinhibitoren zu. verwenden, da als Filtermedien für Klimaanlagen verwendet. Auf die chlorierten Kohlenwasserstoffe zur Korrosion Grund der zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten und gegenüber Metallen neigen.

Anwendungsbedingungen der funktioneilen Flüssig- Es wurden nunmehr feuerresistente, homogene,

keiten wechseln notwendigerweise die bei einer guten Petroleum enthaltende Flüssigkeiten gefunden, die

funktionellen Flüssigkeit gewünschten Eigenschaften 15 gegenüber den funktioneilen Flüssigkeiten des Standes

mit dem jeweils vorgesehenen Verwendungszweck, der Technik nicht nur überlegene Schmierfähigkeit,

wobei für jede einzelne Anwendung eine funktioneile sondern ebenso einen überraschend hohen Grad an

Flüssigkeit mit einer spezifischen Klasse von Eigen- Feuerresistenz besitzen. .

schäften gefordert wird. Gegenstand der Erfindung ist es daher, eine feuer-

Die Verwendung von funktionellen Flüssigkeiten 20 resistente, Petroleum enthaltende funktioneile Flüssigals Schmiermittel, insbesondere als industrielle Schmier- keit, insbesondere hydraulische Flüssigkeit, zu entmittel, und als hydraulische Flüssigkeiten stellt einen wickeln, die in ihrer Wirkung eine einheitliche Kombischwierigen Anwendungsbereich, dar. Erhöhte An- nation von Schmierfähigkeit, Feuerresistenz und forderungen im Hinblick auf die Verbesserung der Homogenität darstellt. Ein weiterer Gegenstand dieser Sicherheit im industriellen Bereich insgesamt haben 35 Erfindung besteht darin, eine Petroleum enthaltende die ausgedehnte Verwendung von feuerresistenten hydraulische Flüssigkeit mit überlegener Feuerre-Flüssigkeiten, z. B. feuerresistenten Schmiermitteln sistenz zu entwickeln. Darüber hinaus ist es Gegen- und feuerresistenten hydraulischen Flüssigkeiten ver- stand dieser Erfindung, eine feuerresistente Flüssigkeit anlaßt. Nach dem Stand der Technik existieren vier mit überlegener Schmierfähigkeit zu entwickeln. Andere Hauptklassen von hydraulischen Flüssigkeiten, die in 30 Gegenstände der Erfindung sind aus der nachfolgenden hydraulischen Systemen der Industrie verwendet Beschreibung erkennbar. '

werden, nämlich Petroleumöle, Wasser/Glykollösun- , Die erfindungsgemäßen funktionellen Flüssigkeiten, gen, Wasser-in-Öl-Emulsionen und rein synthetische bestehend 1. aus Brightstock-Öl mit einem Viskositäts-Flüssigkeiten. Flüssigkeiten der vier erwähnten Typen bereich von 190 bis 250 SSU bei 98,9°C, 2. aus einem besitzen unterschiedliche Grade an Feuerresistenz. 35 Phosphatester der allgemeinen Formel
Viele synthetischen Flüssigkeiten, wie die Arylphosphat- ■ ' η
ester, bieten einen hohen Grad an Feuerresistenz und, ^-
werden gewöhnlich bei hoher Feuergefahr verwendet. ■ Il
Die Kosten synthetischer Flüssigkeiten haben dazu R — O — P — O — R₁ (I)
geführt, daß sie nur bei extremen Bedingungen An- 4° I .
wendung finden. Die Wasser enthaltenden Flüssig- O
keiten sind, obgleich sie ein annehmbares Maß an |
Feuerwiderstand bei niederen Kosten bieten, in R₂
Systemen nicht wünschenswert, die bei hohen Temperaturen arbeiten, bei denen große Feuergefahr besteht 45 worin R, R₁ und R₃ Phenylreste, substituierte Phenyl- und in denen eine gute Schmierfähigkeit der Flüssigkeit , reste und/oder,C₂-₁₈-Alkylreste sind, wobei nicht mehr Voraussetzung ist. als einer der Reste R, R₁ und R₃ ein Alkylrest ist,

Petroleumöle, die gute Schmiereigenschaften be- oder aus Gemischen solcher Ester und 3. aus halo-

sitzen, sind am wenigsten feuerresistent. Sie werden geniertem Biphenyl.

aber auch bei Grenzfeuergefährlichkeit wegen ihrer 50 Das in den erfindungsgemäßen funktionellen Flüsgeringen Kosten vielfach angewendet. Die bisherigen sigkeiten verwendete Brightstock-Öl kann aus jenen Versuche, Petroleumöl feuerresistenter zu machen Brightstock-Produkten bestehen, die als herkömmlich durch Einverleiben bekannter feuerresistenter Ver- ' raffiniert oder lösungsmittelextrahiert bekannt sind, bindungen, wie z. B. von Phosphatestern, haben keine wobei diese Verfahren noch mit Hydrierung verfunktionellen Flüssigkeiten ergeben, die eine allgemein 55 bunden sein können. Brightstock-Öle haben eine annehmbare Kombination von Schmierfähigkeit, Feu- Viskosität im Bereich von 150 bis 300 SSU bei 98,9°C. erresistenz und Homogenität aufweisen. Es wurden Die in den erfindungsgemäßen funktionellen Flüssigverschiedene Vorschläge zur Korrektur der einen oder keiten enthaltenen Brightstock-Öle besitzen eine anderen dieser Eigenschaften gemacht, aber die Viskosität von 190 bis 250 SSU bei 98,9°C. Vorzugs-Korrektur einer Eigenschaft ging gewöhnlich zu 60 weise liegt die Viskosität imBereich von 200 bis 220 SSU Lasten einor anderen Eigenschaft. Beispielsweise hatte bei 98,9°C.

die Einverleibung von Alkylphosphatestcrn in das Die in den erfindungsgemäßen funktionellen Flüssig-

Petroleum zum Zwecke der Verbesserung der Feuer- keiten verwendbaren Phosphatester können — wie

resistenz zur Folge, daß die Flüssigkeiten nur eine schon erwähnt — substituierte und nichtsubstituierte

begrenzte Stabilität basalten. Die Arylphosphatester, 65 Phenylreste enthalten. Als Substituenten fungieren

obgleich sie überlegene Feuerresistenz und hydroly- Alkylreste mit 1 bis 4 C-Atomen, Chlor, Brom, Fluor

tische Stabilität bewirken, können nur, infolge der oder Haloalkylreste mit I bis 4 C-Atomen. Im Falle

beschränkten Mischbarkeit der Ester in Petroleum- von Alkyl-oder Haloalkyl-substituierten Phenylresten

3 4

können bis zu drei Stellungen am Ring besetzt sein, vorzugsweise im Bereich von 30 bis 42 Gewichtsprozent während bis zu vier Stellungen durch Chlor, Brom oder liegt. Obgleich nicht bevorzugt, können geringe Fluor substituiert sein können. Typische Bsispiele für Mengen von halogeniertem Terphenyl neben dem in den erfindungsgemäßsn funktioneilen Flüssigkeiten halogenierten Biphenyl vorhanden sein. Auch halobrauchb-ira Phosphatester sind Äthyl-diphenylphos- 5 geniertes Quarterphenyl kann in kleinen Mengen bis phat.PropyldiphenylphosphatjButyldiphenylphosphat, zu ungefähr 5 Gewichtsprozent vorhanden sein. Solche Hexyldiphenylphosphat, Octyl-diphenyl-phosphat, No- kleinen Mengen von halogeniertem Terphenyl und nyl-diphenyl-phosphat, Tridecyl-diphenyl-phosphat, Quarterphenyl ändern die Eigenschaften der er-Dodecyl-diphenyl-phosphat, Octadecyl-diphenyl-phos- findungsgemäßen funktionellen Flüssigkeiten nur unphat, Pentadecyl-diphenyl-phosphat, vorzugsweise Iso- io bedeutend. So liegt es im Rahmen der Erfindung, Trioctyl-diphen.yl-phospb.at und 2-Äthylhexyl-diphenyl- und Tetrachlorbenzol oder Gemische derselben als phosphat, Triphenyl-phosphat, Cresyl-diphenyl-phos- Verdünnungsmittel in den funktionellen Flüssigkeiten pat, Tricrasyl-phosphat, m-Chlorphenyl-dicresyl-phos- in Mengen bis zu ungefähr 30 Gewichtsprozent des phat, Xenyl-diphenyl-phosphat, Trixenyl-phosphat, halogenierten Biphenyls zu verwenden.
m-Chlcrphenyl-diphenyl-phosphat, Perfluormethyl- 15 Funktionelle Flüssigkeiten gemäß der Erfindung phenyl-diphenyl-phosphat, m-Fluorphenyl-diphenyl- bestehen, bezogen auf das Gewicht, aus 1. 12 bis 65% phosphat und Bromphenyl-diphenyl-phosphat. Die Brightstock-Öl, aus 2. 5 bis.63% Phosphatester, 3. aus Phosphatester-Bsstandteile der erfindungsgemäßen 25 bis 70 % halogeniertes Biphenyl, wobei jede funktionellen Flüssigkeiten können ebenso durch ein Komponente innerhalb ihrer entsprechenden Bereiche Gemisch von Estern ersetzt werden, welches wenigstens 20 vorhanden ist, so daß die Gesamtmenge der drei einen Ester nach der obigen Formel I und wenigstens Komponenten 100% beträgt. Die funktionellen einen anderen Phosphatester, der entweder Trialkyl- Flüssigkeiten können unter Hinweis auf F i g. I näher oder Dialkylarylester sein kann, enthält, vorausgesetzt, erläutert werden. In dieser Figur werden die Gewichts·- daß das Verhältnis der Alkylestergruppen zu den Prozentsätze der Komponenten 1, 2 und 3 aufgezeigt. Arylestergruppen im Gemisch einen Betrag von 1,5/1,25 So können, unter Verwendung der Komponenten 1, 2 nicht überschreitet. Beispielsweise kann eine Zu- und 3 die erfindungsgemäßen funktionellen Flüssigbereitung gemäß Erfindung als Phosphatester-Kom- keiten in einem sehr weiten Verhältnisbereich kombiponente ein Gemisch von tris-n-Butyl-phosphat und niert werden, wobei die einzigartige Kombination von Isooctyl-diphenyl-phosphat in einem Gewichtsver- Homogenität, Feuerresistenz und synergistischer hältnis von 1:2 enthalten. Dieses Gewichtsverhältnis 30 Schmiereigenschaft nur erhalten wird, wenn solche entspricht einem Verhältnis von Alkyl- zn Aryl- Komponenten in bestimmten kritischen Mengen vorgruppsn, welches klsiner als 1,5/1 ist. Wenn die ge- handen sind, wie dies durch den durch die Kurve ABC nannten Ester in einsm Gewichts verhältnis von 1:4 von F i g. I definierten Bereich erläutert wird,
verwendet wsrdsn, wurds ein Alkyl- zu Arylgruppen- Wird eines der oben beschriebenen Phosphate in

verhältnis von etwas weniger als 1:1 mit einem leichten 35 einer Menge verwendet, die durch den in F i g. I Überschuß an Arylgruppsn erhalten. ' : angegebenen Bereich festgelegt ist, so wird eine Homo-

Typische verwendbare Dialkylarylreste sind Di- genität bei einer Temperatur von ungefähr 66⁰C erprop'ylphenylphosphat, di-n-Butylphenylphosphat, di- . reicht. Die funktionellen Flüssigkeiten sind aberauch tert.-Butylcresylphosphat, di-n-Butylchlorphenylphos-: . schon homogen bei Zimmertemperatur, d. h. \ bei phat, Dip2ntylph.enylph0sph.at, Diäthylbromphenyl- 40 ungefähr 21°C. Werden Phosphatester verwendet* die phosphat, Dioctylphenylphosphat, Dioctylcresylphos-; weniger als 10 Alkylkohlenstoffatome im Molekül phat, Didsoylphsnylphosphat und Dioctadscylphenyl-^: haben, dann müssen die Mengen solcher Ester innerphosphat. Die Arylgrupps dsr Dialkylarylphosphate . halb des durch die Kurve ABC in F i g. I angegebenen kann eine oder zwei der obsngsnannten Substituenten- Bereiches eingeschränkt werden. Die funktionellen gruppen enthalten. Typische Alkylphosphate, die ver- 45 Flüssigkeiten sind sonst bei Zimmertemperatur nicht wendet werden können, sind das tri-n-Propylphosphat, homogsn. In d^en obengenannten Phosphatestern das tri-tert.-Batylphosphat, das tri-Isobutylphosphat,, können diese Alkylkohlenstoffatome in einer einzelnen das tri-2-Äthylhsxylphosphat, das tri-Caprylphosphat,' Estergruppe oder in den Substituenten der Arylkerne das Tridicylphospliat, das tris-Tridscylphosphat und: der Arylestergruppen enthalten sein. Sie können aber das Trioctadscylphosphat. 5° auch zwischen Arylsubstituenten und einer Alkylester-

Die in dsnerfiudungsgsmäßsn funktionellen Flüssig-; gruppe aufgeteilt sein. Maximale Konzentrationen keiten verwendbaren halogsnisierten Biphenylver-: typischer Phosphatester mit weniger als 10 Alkylbindungen können Chlor, Brom oder Kombinationen kohlenstoffatomen, die homogene funktionell ,Flüs-

derselbsn in Msngen enthalten, die dem mono im¹ sigkeiten bei etwa 21° C ergeben, werden^: durch: die

Falls von Brom nur — di-, tri-, tetra-, penta- und: 55 Linien III: Cresyldiphenylphosphat, Π: Tricresylhexa-Halobiphenyl entsprechen. Typisch für solche¹ phosphat und I: Isooctyldiphenylphosphat in Fi g. I Biphenyl-Verbindungsn sind die chlorierten Biphenyle, dargsstellt. Die Linien geben als Isothermen von etwa die im Handsl als Produkte erhältlich sind mit einem 21° C die maximalen Gewichtsprozentmengen solcher Gshalt an 32, 42, 48, 54 und 60 Gewichtsprozent ge- Ester. Die funktionellen Flüssigkeiten gemäß Erbundsnem Chlor. Dsr Bsgriff »halogeniertes Biphenyl« 60 findung, die bei etwa 21°C homogen sind und die in Verbindung mit dem Gshalt bzw. mit dem fest- Isooctyldiphenylphosphat, Tricresylphosphat und Cregssetzten Prozentsatz gebundenen Halogens ist im syldiphenylphosphat enthalten, werden durch den vorliegenden Fall folgendermaßsn zu verstehen: Die Bsreich innerhalb der Kurven AFF'C, AEE'C bzw. halogsnierten Produkte können mshr als eine Halogen- DD'C erläutert.

art im gleichen Molskül enthalten. Sie können aus 65 Es wurde auch gefunden, daß bestimmte der obsn Gsmischen von einem odsr mshreren solchen haloge- angegebenen Komponenten 1, 2 und 3, wenn sie in nierten Produkten bestehen, wobsi der Halogsngehalt bestimmten Verhältnissen miteinander kombiniert allgemein im Bareich von 30 bis 60 Gewichtsprozent, werden, funktioneile Flüssigkeiten ergeben, die über-

raschend geringe Viskositätsveränderungswerte bei Änderung der Temperatur aufweisen. Diese Eigenschaft ist für die als Schmiermittel und hydraulische Flüssigkeit verwendeten Flüssigkeiten zwar sehr erwünscht, aber im Hinblick auf die relativ große Änderung der Viskosität mit der Temperatur bei einzelnen der Komponenten war sie nicht zu erwarten. So sind die bevorzugten erfindungsgemäßen funktionellen Flüssigkeiten, die__ ein geringes Viskositätsänderungsverhältnis bei Änderung der Temperatur aufweisen, in erster Linie solche, die aus 1. einem Brightstock-Öl mit einem Viskositätsindex von wenigstens 90, vorzugsweise ungefähr 95, und mit einer Viskosität im Bereich von 190 bis 250 SSU bei 98,9° C, 2. aus einem Phosphatester, wie oben in Formel I beschrieben, mit der Ausnahme, daß die Alkyl- und Haloalkylsubstituenten an den Arylresten nicht mehr als ein Kohlenstoffatom enthalten können, und 3. aus halogeniertem Biphenyl mit einem Gehalt an 30 bis 50 Gewichtsprozent gebundenem Halogen bestehen. Der prozentuale Anteil der einzelnen Komponenten beträgt: 22 bis 65 Gewichtsprozent Brightstock-Öl, 5 bis 44 Gewichtsprozent Phosphatester und 25 bis 70 Gewichtsprozent halogeniertes Biphenyl. Diese bevorzugten erfindungsgemäßen Mischungen können leicht durch F i g. II bestimmt werden, in welcher die erforderlichen Gewichtsprozentsätze der Komponenten 1, 2 und 3 dargestellt sind. Die erfindungsgemäßen bevorzugten Mischungen, welche die kombinierten Eigenschaften an Feuerresistenz, Schmierfähigkeit, Homogenität und gute Viskositätseigenschaften besitzen, können nur erhalten werden, wenn solche Komponenten in bestimmten kritischen Mengen vorhanden sind, entsprechend dem Bereich innerhalb der Kurve AFG'G in F i g. II.

Auf das Gewicht bezogen, bestehen diese bevorzugten erfindungsgemäßen funktionellen Flüssigkeiten aus 1. 25 bis 45% Brightstock-Öl mit einem Viskositätsbereich von 190 bis 250 SSU bei 98,9⁰C und

ίο einem Viskositätsindex von wenigstens 90, aus 2. 10 bis 15°/o eines Alkyldiarylphosphates mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und aus 3. 40 bis 60% chloriertes Biphenyl mit einem Gehalt von 30 bis 54 Gewichtsprozent gebundenes Chlor.

Wenn Triarylphosphatester verwendet werden, dann haben die bevorzugten Mischungen mit den genannten Gewichtsprozentanteilen innerhalb des Bereiches der Kurve AFG'G der F i g. II eine Viskositätsindexleistung von wenigstens +20, und wenn Alkyldiarylphosphate verwendet werden, dann beträgt die Viskositätsindexleistung wenigstens +35. Die Viskositätsmessungen wurden nach dem ASTM-Verfahren D-445-54T unter Verwendung eines Cannon-Fenske-modifizierten Ostwald-Viskometers vorgenommen und sind in der nachfolgenden Tabelle I in Centistokes-Einheiten angegeben. Die in der Tabelle I auftretenden Viskositätsindizes wurden nach dem ASTM-Verfahren D 567-53 bestimmt. Die Mengen jeder Komponente sind in der Tabelle I in Gewichtsprozent — bezogen auf die Gesamtmischung — angegeben.

Tabelle I

Komponente

Viskosität, Centistokes
37,8°C I 98,9°

Viskositätsindex

a) Brightstock-Öl 200 SSU bei 98,9° C

b) Chlor. Biphenyl, 42% Chlor

c) Chlor. Biphenyl, 48% Chlor

d) Isooctyldiphenylphosphat

e) Tricresylphosphat

f) 2-Äthylhexyl-dicresyl-phosphat ...

+ 94
-215
-625
+ 68
- 25
+ 25

Gewichtsprozent der Bestandteile
b I c I d e

25,5	49,5
31,0	56,0
35,0	60,0
60,0	25,0
25,5
25,5	49,5
31,0	59,0
36,0	47,0
25,5	49,5

49,5

25,0
13,0
5,0
15,0
25,0

25,0
10,0
17,0

36,22
49,01
61,64
144,8
50,37
54,20
59,42
75,52
44,25

4,99
5,92
6,74
13,15
5,85
5,80
6,37
7,50
5,38

+49,5

+56,5

+56,0

+92

+45

+22

+42

+54,5

+37

Wie aus der obigen Tabelle I zu entnehmen ist, werden überraschend hohe Viskositätsindizes mit den bevorzugten, erfindungsgemäßen Mischungen erhalten, im Vergleich zu den extrem niederen Viskositätsindizes der Einzelbestandteile. Es ist festzuhalten, daß diese verhältnismäßig hohen Werte ohne Verwendung von Viskositätsindexverbesserern erhalten werden. Von den allgemein verwendeten Viskositätsindexverbesserern, wie den Methacrylaten und Polyalkylacrylaten, ist es bekannt, daß sie eine ungenügende Scherstabilität aufweisen, welche sie auf die Basisflüssigkeit, der sie zugegeben werden, übertragen. Insofern ist es noch als weiterer Vorteil anzusehen, wenn die bevorzugten, erfindungsgemäßen funktionellen Flüssigkeiten gute Viskositätseigenschaften besitzen, ohne daß auf die Scherstabilität der Flüssigkeit verzichtet werden muß. In gewissen Fällen, wenn ein höherer Viskositätsindex wichtiger ist als die Scherstabilität, kann einViskositätsindexverbesserer Zugegebenwerden. Die Überlegenheit der erfindungsgemäßen funktionellen Flüssigkeiten drückt sich auch darin aus, daß jede der Komponenten des Gemisches eine ziem-

lieh gute Schmierfähigkeit besitzen kann, daß aber man den Versuch mit 2,268 kg weniger Last, bis kein das Gemisch als solches — in seiner Zusammensetzung Schaden am Testblock beobachtet wird. Der höchste dem Bereich innerhalb der Kurve entsprechend — Belastungablauf ohne Schadensbeobachtiing des Prüfeine größere Schmierfähigkeit aufweisen kann als blocks wird als maximale Last in kg angegeben. Die diejenige der einzelnen Komponenten. Die über- 5 nachstehende Tabelle II enthält die Zahlen, die erraschenden, den erfindungsgemäßen funktionellen halten wurden, wenn die einzelnen Komponenten Flüssigkeiten zugrunde liegenden synergistischen der erfindungsgemäßen Flüssigkeiten als Schmiermittel Schmiereigenschaften werden durch die in den nach- verwendet wurden. In der Tabelle III befinden sich folgenden Tabellen II und III enthaltenen Daten die Zahlen für Testabläufe, ,unter Verwendung tyerläutert. Diese Daten wurden unter Verwendung einer io pischer Beispiele von erfindungsgemäßen Flüssig- »Timken Extreme-Pressure Lubricant TestingMachine« keiten. In jedem Fall (Ausnahmen werden angegeben) erhalten. Mit dieser Maschine wird die Fähigkeit wurde ein Mid-Continent Brightstock-Öl mit einer eines Schmiermittels bestimmt, einen Prüfblock am Viskosität von 200 SSU bei 98,9° C verwendet. Festfressen oder Abrieb durch ein rotierendes ko- Tabelle II nisches Walzenpaar (Prüfbecher) unter bekannter 15 Maximale Last zu hindern. Der Prüfblock und der Prüf becher Zu prüfende Flüssigkeit Last befinden sich miteinander in geschmiertem Kontakt in kg

während einer Prüf dauer von 10 Minuten. Während Brightstock-Öl 9,07

dieser Zeit rotiert das Lager mit 810 Umdrehungen Chloriertes Biphenyl (42% gebundenes

pro Minute unter einer bekannten Last. Nach der 20 Chlor)* 18,14

Prüfzeit wird die Maschine angehalten und der Test- Chloriertes Biphenyl (42% gebundenes

block geprüft. Ein neuer Testblock und Prüfbecher Chlor) 20,41

werden angebracht. Wenn kein Auftreten von Fest- Chloriertes Biphenyl (48% gebundenes

fressen oder Abrieb bei dem vorausgehend verwendeten Chlor) 15,87

Testblock festgestellt wird, wiederholt man den Test 25 Tricresylphosphat 20,41

mit einer Zulage von 2,268 kg Last. Dieses Verfahren Isooctyldiphenylphosphat 20,41

wiederholt man so lange, bis ein Schaden des Test- 2-Äthylhexyldiphenylphosphat 20,41

blocks festgestellt wird. Wenn bei dem ersten Ablauf * _{Enthält 23} Gewichtsprozent chloriertes Terphenyl und 2 GeFestfressen oder Abrieb beobachtet wird, wiederholt wichtsprozent chloriertes Quarterphenyl.

Tabelle III

Zu prüfendes Flüssigkeitsgemisch

Gewichts prozent Bestandteile	Annehmbare Lastgrenze kg
40,0 46,0 14,0	24,94
40,0 46,0 14,0	24,94
30,0 60,0 10,0	22,68
40,0 46,0 14,0	24,94
25,0 50,0 25,0	29,48
40,0 35,0 25,0	27,21

Brightstock-Öl

Chloriertes Biphenyl, 42 % gebundenes Chlor

Isooctyldiphenylphosphat

Brightstock-Öl

Chloriertes Biphenyl, 42 % gebundenes Chlor

Tricresylphosphat

Brightstock-Öl

Chloriertes Biphenyl, 42 % gebundenes Chlor*

2-Äthylhexyldiphenylphosphat ._.

Mid-Continent Brightstock-Öl mit einer Viskosität von 220 SSU bei

98,9⁰C

Chloriertes Biphenyl, 42 % gebundenes Chlor

Isooctyldiphenylphosphat

Brightstock-Öl

Chloriertes Biphenyl, 42% gebundenes Chlor

Isooctyldiphenylphosphat

Brightstock-Öl

Chloriertes Biphenyl, 48 % gebundenes Chlor

Isooctyldiphenylphosphat

* Enthält 23 Gewichtsprozent chloriertes Terphenyl und 2 Gewichtsprozent chloriertes Quarterphenyl.

Eine andere Eigenschaft der erfindungsgemäßen funktionellen Flüssigkeiten ist ihre hervorragende Feuerresistenz, die sogar auch dann vorhanden ist, wenn die Flüssigkeiten bedeutende Mengen an Brightstock-Öl enthalten. Zur Erläuterung der Feuerresistenz der erfindungsgemäßen Flüssigkeiten wurden in der nachfolgenden Tabelle IV sowohl die Eigenschaften

60 der erfindungsgemäßen Flüssigkeiten als auch die Eigenschaften anderer im Handel erhältlichen feuerresistenten, hydraulischen Flüssigkeiten angegeben. Zur Ermittlung der verschiedenen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Flüssigkeiten und der Vergleichs-

65 flüssigkeiten wurde unter anderem die Viskosität nach ASTMD-445-61 gemessen. Ferner wurden zwei

109 522/316

Messungen zur Ermittlung des Grades der Feuerresistenz der erfindungsgemäßen Flüssigkeiten durchgeführt.

Der Hochdrucksprühtest nach AMS-3150C besteht darin, daß in ihm Bedingungen simuliert werden, die auftreten, wenn eine gebrochene Leitung hydraulische Flüssigkeit in verschiedene Entzündungsquellen sprüht.

In einem weiteren Test wird die zu bewertende

10

Flüssigkeit auf geschmolzenes Metall gegossen, und zwar erfolgt dies so, daß man die Flüssigkeit mit einem medizinischen Tropfer oder mit einem kalibrierten Testrohr auf die Oberfläche einer geschmolzenen 5 Aluminiumlegierung tropft bzw. gießt, die auf etwa 677° C erhitzt wurde. Wenn nicht eine sofortige Entzündung erfolgt, wird in den Dämpfen ein Funke erzeugt, um zu bestimmen, ob die Dämpfe entzündet werden.

Tabelle IV Feuerresistenzuntersuchungen

	Funktionelle Flüssigkeit	Gewichts	Viskosität	37,80C	99° C	Hochdrucksprühtest	Test mit geschmolzenem
Nr.		prozent Bestand		70,6	7,8		Aluminium
	Brightstock-Öl	teile	Centistokes			Flammt nicht auf bis	677° C
1	200 SSU bei 99° C	40,0	4,44° C			1,82 m von der Aus	1. Brennt nicht ohne
	Chlor. Biphenyl,		930			trittsöffnung. Bei 1,82 m	Zündfunke.
	42% geb." Chlor	46,0				sind die Flammen	2. Flammt mit Zündfunke,
	Isooctyldiphenyl- phosphat					ungefähr 15,24 cm von der Fackelspitze entfernt	erlischt aber von selbst,
		14,0		39,5	5,1		wenn die Hälfte der Flüssigkeit verdampft ist, sonst entflammt es und
	Brightstock-Öl					Flammt nicht auf bis zu	brennt bis zum Ende
2	200 SSU bei 99° C	25				1,82 m von der Aus	1. Brennt nicht ohne
	Chlor. Biphenyl,		532			trittsöffnung. Bei 1,82 m	Funke.
	42% geb. Chlor	61,0				sind die Flammen	2. Flammt mit Zündfunke,
	Isooctyldiphenyl- phosphat					ungefähr 15,24 cm von der Fackelspitze entfernt	erlischt aber von selbst,
		14,0		130	19,5		wenn die Hälfte der Flüssigkeit verdampft ist, sonst entflammt es
	Wasser/Öl-Emulsion					Flammt nicht auf bis zu	und brennt bis zum Ende
3	Wasser					1,82 m von der Aus-	1. Brennt vollständig ohne
	Öl	40	1100			trittsöffnuhg. Bei 1,82 m	Funke, nachdem das
		60				sind die Flammen ' "	Wasser abdampft.
						10,96 bis 15,24 cm von	2. Brennt vollständig mit
				60	14	der Fackelspitze entfernt	Funke, nachdem das
	Wasser/Glykol-					Flammt nicht auf bis zu	Wasser abdampft
4	Lösung					1,82 m von der Aus	1. Brennt vollständig ohne
	Wasser		300			trittsöffnung. Bei 1,82 m	Funke, nachdem das
	Glykol	40				sind die Flammen 10,96	Wasser abdampft.
		60				bis 15,24 cm von der	2. Brennt vollständig mit
				30	2,85	Fackelspitze entfernt	Funke, nachdem das
	Chloriertes Bi					Keine Flammen bis zu	Wasser abdampft
5	phenyl, 48 % geb.	67				1,82 m von der Aus	1. Entflammt und brennt
	Chlor		4000			trittsöffnung. Bei 1,82 m	nicht ohne Zündfunke...
	Chloriertes Bi					sind die Flammen unge	2. Entflammt mit Zünd
	phenyl, 42% geb.	33				fähr 15,24 cm von der	funke, aber brennt nicht
	Chlor			32	4,2	Fackelspitze entfernt	selbständig
	Triarylphosphat					Gelegentliches Entflammen
6		100				bei ungefähr etwa 1,35m	1. Entflammt und brennt
			450			von der Austrittsöffnung	nicht ohne Zündfunke.
						mit Flammen, die unge	2. Entflammt mit Zünd
						fähr 0,60 m über die	funken, aber brennt
				48	6,7	Fackelspitze ragen	nicht selbständig
	Premium Petroleum,					Flüssigkeit entzündet sich
7	Öi, hydraulische	100				etwa 30 cm von der Aus	Zündet ohne Funke und
	Flüssigkeit		500			trittsöffnung mit fort	brennt vollständig ab.
						dauernden Flammen,
						die bis zu 3 m Länge,
						gerechnet von der Fackel
					spitze aus, erreichen

Zusätzlich zu den oben angegebenen Eigenschaften sind die erfindungsgemäßen Flüssigkeiten scherstabil und neigen nicht zur Schaumbildung bzw. ist ein gebildeter Schaum nicht stabil. Die beanspruchten Flüssigkeiten besitzen gute Stabilität, sogar bei Temperaturen von 121° C und in Gegenwart von Luft. Sie sind im wesentlichen nicht korrosiv gegenüber Metallen, wie Aluminium, Aluminium-Bronze-Legierung, Eisen, Silber und Titan. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Flüssigkeiten ist ihre hervorragende hydrolytische Stabilität.

Die hervorragenden physikalischen Eigenschaften der in den Tabellenbeispielen beschriebenen Flüssigkeiten ermöglichen auch eine Herstellung verbesserter hydraulischer Druckvorrichtungen.

Auf Grund der ausgezeichneten Feuerresistenz und der guten Schmierfähigkeit der erfindungsgemäßen Flüssigkeiten können sie in solchen hydraulischen Systemen verwendet werden, in welchen Kraft übertragen werden muß und in welchen die reibenden Teile des Systems durch die verwendete hydraulische Flüssigkeit geschmiert werden müssen. So finden die neuen erfindungsgemäßen funktioneilen Flüssigkeiten zur Übertragung von Kraft in einem hydraulischen System Anwendung, in welchem eine Pumpe, Ventile und Arbeitskolben verwendet werden zur Übertragung der Kraft für das System.

Die erfindungsgemäßen Flüssigkeiten können in folgenden Pumpentypen verwendet werden: In Kolbenpumpen, insbesondere in Kolbenpumpen mit veränderbarem Hub, in Kolbenpumpen mit variablem Durchsatz und Hubvolumen, in Radialkolbenpumpen, in Axialkolbenpumpen, in welchen ein drehbar gelagerter Zylinderblock in verschiedenen Winkeln zur Kolbenanordnung verstellbar ist, beispielsweise in Vickers Axialpumpen oder in Pumpen, in welchen der Mechanismus, der die Kolben antreibt, in verstellbarem Winkel zu dem Zylinderblock angeordnet ist, in Zahnradpumpen, welche Stirnräder, schräg- oder schraubenverzahnte Räder aufweisen können, in abgewandelten, innenverzahnten Getrieben oder in Schrauben- oder Flügelpumpen.

Die erfindungsgemäßen Flüssigkeiten können außerdem in folgenden Ventilen verwendet werden: In Sperr-, Umschalt-, Steuer-, Drossel-, Folge- oder Überdruckventilen. Ferner können die funktionellen Flüssigkeiten in Flüssigkeitsmotoren verwendet werden. Flüssigkeitsmotoren sind gewöhnlich Kolbenpumpen mit konstantem oder veränderlichem Durchsatz, die durch den Druck der hydraulischen Flüssigkeit des Systems zum Umlauf gezwungen werden. Die hierfür erforderliche Kraft wird durch eine Pumpe als Energiequelle zugeführt.

Die erfindungsgemäßen funktionellen Flüssigkeiten können auch als Getriebeschmiermittel in mechanischen Kraftketten verwendet werden. Typische, als Getriebeschmiermittel verwendete Paraffin-Petroleumöle haben eine Viskosität von ungefähr 300 SSU bei 38° C und besitzen Werte im Bereich von 4,5 bis 9,0 kg. Demgemäß können, im Hinblick auf die hohen, in der obigen Tabelle III angegebenen Werte die erfindungsgemäßen Flüssigkeiten allein oder zusammen mit Schmierhilfsmitteln als Schmiermittel für selbstbewegliche und andere Getriebezüge für bewegliehe Aggregate verwendet werden. Ebenso sind die erfindungsgemäßen Flüssigkeiten schwerer als Wasser. Deshalb können sie als Getriebeschmiermittel in Antrieben für Blechwalzstraßen in vorteilhafter Weise verwendet werden. Hier können Wasserverunreinigungen auftreten. Die letztgenannte Eigenschaft ermöglicht es, die Wasserverunreinigung durch Abschwemmen des Wassers zu entfernen. Eine solche Wasserverunreinigung wirkt sich im vorliegenden Fall weniger unangenehm aus als im Falle der bisher angewandten, Mineralöl enthaltenden Schmiermittel. Die erfindungsgemäßen funktionellen Flüssigkeiten können gegebenenfalls Farbstoffe, Fließpunktemiedriger, Antioxydationsmittel, Viskositätsindexverbesserer, wie Polyalkylacrylate und Polyalkylmethacrylate, Antirostmittel, hydrolytische Stabilisatoren und ähnliche Hilfsmittel enthalten.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Funktionelle Flüssigkeiten, insbesondere hydraulische Flüssigkeit, bestehend aus 1. 12 bis 65 Gewichtsprozent Brightstock-Öl einer Viskosität im Bereich von 190 bis 250 SSU bei 99° C, aus 2. 5 bis 63 Gewichtsprozent Phosphatester der allgemeinen Formel

II-

R-O-P-O-R₁

I

R₂

worin R, R₁ und R₂ Phenyl-, C₂-₁₈-Alkylreste und/oder substituierte Phenylreste sind, wobei nur einer der Reste R, R₁ und R₂ ein Alkyl ist, oder aus Gemischen solcher Ester, aus 3. 25 bis 75 Gewichtsprozent halogeniertem Biphenyl und aus

4. gegebenenfalls üblichen Zusatzstoffen.

2. Funktione.lle Flüssigkeit, insbesondere hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1, enthaltend als Phosphatester ein Alkyl-diaryl-phosphat, insbesondere 2-Äthylhexyl-diphenyl-phosphat, ein Cresyl-diphenyl-phosphat oder ein Isooctyl-diphenyl-phosphat.

3. Funktionelle Flüssigkeiten, insbesondere hydraulische Flüssigkeit nach Anspruch 1, bestehend aus 25 bis 45 Gewichtsprozent Brightstock-Öl einer Viskosität im Bereich von 190 bis 250 SSU bei 99° C und einem Viskositätsindex von wenigstens 90, aus 10 bis 15 Gewichtsprozent C₂-J ₈-Alkyldiaryl-phosphat und aus 40 bis 60 Gewichtsprozent chloriertes Biphenyl mit einem Gehalt an 30 bis 54 Gewichtsprozent gebundenem Chlor.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen