Additive für Schmiermittel zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft neue Additive für Schmiermittel zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft neue Additive für Schmiermittel zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.

[0002] Bei Schmiermitteln handelt es sich um native Öle, wie Rizinusöl oder Rapsöl, mineralische Öle, wie z.B. naphtenische Mineralöle, und/oder synthetische Öle, wie z.B. Polyalphaolefine oder Esteröle. Diese dienen der Verringerung von Reibung, die Geräuschentwicklung und besonders Materialverschleiß verursacht. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von Schmiermitteln auch die Wärmeabfuhr. Je nach beabsichtigter Verwendung werden die Schmiermittel mit verschiedensten Additiven beaufschlagt.

[0003] Bei Schmiermitteln sind neben dem Korrosionsschutz, der thermischen Stabilität, dem Viskositätsindex, dem Pour-Point, auch die tribologischen Eigenschaften von entscheidender Bedeutung. Dabei ist in erster Linie umfasst, die Reduzierung der Reibung, des Verschleißes, eine Verbesserung der Schmierwirkung, inklusive einer wärmeabführenden Funktion sowie das Lasttragevermögen. Das Lasttragevermögen ist ein Maß für die Fähigkeit, das Verschweißen von Materialien zu verhindern.

[0004] Dabei kommen als synthetische Schmierstoffadditive zum Verschleißschutz Zinkdithiophosphat (ZnDTP), Zink-4-methylpentyl-2-dithiophosphat und Zinkdialkyldithiophosphat zum Einsatz. Deren tribologische Wirkung kommt dabei durch intensive chemische Reaktion mit Metallen an der Gleitoberfläche zustande. Dadurch werden Reaktionsschichten gebildet, die die Oberfläche unter extremem Druck vor Verschleiß und Verschweißen schützen. Nachteilig bei diesen Schmiermittelzusammensetzungen ist, dass sie erst bei höheren Temperaturen als Raumtemperatur wirksam werden können. Des Weiteren weisen die Schmiermittelzusammensetzungen, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, keine ausreichende Hochtemperaturstabilität auf und der "Depot-Effekt" ist aufgrund der hohen Zersetzungsgeschwindigkeit bei höheren Temperaturen sehr schnell aufgebraucht. Zudem werden diese Additive bei zu niedrigen Temperaturen wegen der zu geringen Zersetzungsgeschwindigkeiten nicht hinreichend wirksam.

[0005] Des Weiteren ist aus Teng, Jin-li et al in "Characterization and triboiogical properties of surface modified SiO2 nanoparticles", Gongcheng Xuebao (2006), 24(6), 874-876; der Einsatz von oberflächenmodifizierten Nanopartikeln bekannt. Diese Modifizierung ist kostspielig und aufwendig.

[0006] Tao, Xu et al. beschreiben in Journal of Physics D: Applied Physics (1996), 29(11), 2932-2937 "The ball-bearing effect of diamond nanoparticles as an oil additive" den Kugellager-Effekt von Nanopartikeln. Jedoch sind Nanopartikel, die deutlich kleiner als 100 nm sind, zu klein, um auf üblichen Stahloberflächen, d.h. auf polierten und geläppten Stahloberflächen, diesen Effekt wirkungsvoll ausüben zu können; tatsächlich verschwinden diese Partikel in den Tälern des "µ-Gebirges" der Stahloberfläche. Somit muss dieser Effekt ernsthaft in Frage gestellt werden und es muss vielmehr angenommen werden, dass diese Nanopartikel die Oberfläche polieren und damit einebnen und dadurch die Reibung minimieren. Ein echter und dauerhafter AW-Effekt ("Anti-Wear"="Verschleißschutz") kann hier nicht gewährleistet werden.

[0007] Ausgehend von diesem Stand der Technik war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Additive für Schmiermittel zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften aufzufinden, welche eine tribologische Funktionsweise über einen großen Temperaturbereich, insbesondere auch bei niedrigen Temperaturen, aufweisen und kostengünstig bereitgestellt werden können. Dabei sollte eine Zusammensetzung gefunden werden, die insbesondere für sehr niedrige Temperaturen, wie sie z.B. bei Startvorgängen im Automobil vorherrschen, aber auch bei hohen Temperaturen, wo Standard-Additive thermisch völlig zersetzt und damit unwirksam werden, eine Wirkung zeigen.

[0008] Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn die Additive für Schmiermittel eine ausgeprägte mechanische und thermische Beständigkeit zeigen und damit bei hohen Temperaturen von vorzugsweise bis zu 1000 °C eingesetzt werden können, wo herkömmliche bisher bekannte Schmiermittel-Additive üblicherweise versagen.

[0009] Ferner sollte die tribologische Wirkung der Additive vorzugsweise auf rein mechanische Weise und ohne chemische Reaktionen erfolgen.

[0010] Des Weiteren besteht ein Bedarf an einem Schmiermittel mit tribologischen Eigenschaften, welches chemisch inert ist und nicht mit anderen Komponenten, welche üblicherweise in Additivpaketen zur Verbesserung der Schmierleistung enthalten sind, reagiert. Dadurch wird ein nachteiliger Effekt auf die Leistung anderer Additive verhindert.

[0011] Des Weiteren sollten diese Alternativen zu Zusammensetzungen herkömmlicher Schmiermittel-Additive auf Basis von Zinkdithiophosphat und von aschefreien Schmiermittel-Additiven in Bezug auf Performance zumindest ebenbürtig sein und Wirkungsgaps, die mit herkömmlichen AW-Additiven und/oder EP (extreme pressure)- Additiven nicht abgedeckt werden, schließen.

[0012] Schließlich ist es bevorzugt, wenn die Schmiermittel-Additive eine relativ hohe thermische Leitfähigkeit aufweisen und somit sehr gut Wärme aus dem Schmierspalt, in welchem sie angewendet werden, ableiten können. Zudem sollten die daraus hergestellten Schmiermittel ein verbessertes Lasttragevermögen aufweisen.

[0013] Gelöst wird diese Aufgabe durch die neue Additive für Schmiermittel, die Nanoteilchen enthalten, die im wesentlichen sphärisch sind.

[0014] Bei den Schmiermitteln handelt es sich um native Öle, wie z.B. Rizinusöl oder Rapsöl, mineralische, wie z.B. naphtenische Mineralöle, und/oder synthetische Öle, wie z.B. Polyalphaolefin oder Esteröle. Dabei der umfasst der Begriff Schmiermittel alle gängigen und handelsüblichen Schmieröle.

[0015] Dabei handelt es sich beispielsweise um Sojabohnen-Öl, Palmöl, Palmkernöl, Sonnenblumenöl, Maiskeimöl, Leinsamenöl, Rapsöl, Distelöl, Weizenkeimöl, Reisöl, Kokosöl, Mandelöl, Aprikosenkernöl, Avocadoöl, Jojobaöl, Haselnussöl, Walnussöl, Erdnussöl, Pistazienöl, Triglyceride mittelkettiger pflanzlicher Fettsäuren (sog. MCT-Öle) und PUFA-Ölen (PUFA = mehrfach ungesättigte Fettsäuren (polyunsaturated fatty acids), wie Eikosapentaensäure (EPA), Docosahexaensäure (DHA) und α-Linolensäure; semisynthetische Triglyceride, wie Caprylsäure/Caprinsäure-Tricyceriden, wie die Miglyol-Typen; Oleostearin, Paraffinöl, Glycerylstearat, Isopropylmyristat, Diisopropyladipat, 2-Ethylhexansäureacetylstearylester, flüssige hydrierte Polyisobutene, Squalan, Squalen; tierischen Öle und Fette, wie Fischölen, wie Makrelen-, Sprotten-, Thunfisch-, Heilbutt-, Kabeljau- und Lachsöl, Lanolin Mohnöl, Tungöl, Tallöl, Holzöl, Harze und Wachse, flüssige Terpene und Terpenöle, geblasene native Öle aus nativen Ölen, Komplexester, alkoxylierte Produkte, Lardöl, Unschlitt, Schaffett, pflanzliche und tierische Wachse, Spermacet, Silikonöle und/oder Carnauba.

[0016] Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Additive für Schmiermittel enthaltend Nanoteilchen, die im wesentlichen sphärisch sind.

[0017] Die erfindungsgemäßen Additive für Schmiermittel weisen dabei eine tribologische Wirkung bei Temperaturen von 20 bis 1000 °C, vorzugsweise Raumtemperatur bis 400°C, besonders bevorzugt bis 250°C auf.

[0018] Nanoteilchen im Sinne der Erfindung sind vorzugsweise keramische Nanoteilchen. Besonders bevorzugt werden diese ausgewählt aus der Gruppe Al₂O₃, AlN, SiO₂, TiO₂, ZrO₂, Y₂O₃, WO₃, Ta₂O₅, V₂O₅, Nb₂O₅, CeO₂, Borcarbid, Aluminiumtitanat, BN, MoSi₂, SiC, Si₃N₄, TiC, TiN, ZrB₂, Tonminerale (z.B. Montmorllinonit) und/oder deren Gemische sowie thermisch stabile Carbonate und/oder Sulfate, wie z.B. Zinkcarbonat und/oder Zinksulfat.

[0019] Im wesentlichen sphärisch im Sinne der Erfindung bedeutet, dass die Teilchen einen Ellipspoid mit drei Halbachsen a, b und c darstellen, für den gilt a≠b≠c oder a=b=c. Die Verhältnisse der Halbachsen betragen dabei vorzugsweise a:b=1-100, a:c=1-1000, b:c=1:100 (siehe Fig. 1).

[0020] Die erfindungsgemäßen sphärischen Nanoteilchen weisen vorzugsweise eine Teilchengröße von 1 bis 5000 nm, vorzugsweise 10 bis 500 nm, ganz besonders bevorzugt 50 bis 300 nm auf, gemessen als Primärteilchen.

[0021] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Nanoteilchen keine Oberflächenmodifikation, z.B. durch chemische angebundene Siloxane und/oder Silane auf.

[0022] Des Weiteren ist bevorzugt, dass die Nanoteilchen eine thermische Leitfähigkeit von 1 bis 100 W/mK, weiter bevorzugt von 20 bis 80 W/mK, besonders bevorzugt 40 bis 60 W/mK, aufweisen.

[0023] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Nanoteilchen eine thermische Beständigkeit von Raumtemperatur bis 1000 °C , weiter bevorzugt RT bis 400, besonders bevorzugt RT bis 250, auf.

[0024] Der der Gehalt an Nanoteilchen in dem Schmiermittel liegt vorzugsweise bei 0,05 bis 95 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,1 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Schmiermittel.

[0025] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Nanoteilchen in einem Basisfluid dispergiert. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Basisfluid dem später beabsichtigten Schmiermittel (Öle) entsprechen. Ebenfalls möglich ist aber auch der Einsatz von Wasser zur Dispergierung.

[0026] Das Basisfluid wird dabei vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sojabohnen-Öl, Palmöl, Palmkernöl, Sonnenblumenöl, Maiskeimöl, Leinsamenöl, Rapsöl, Distelöl, Weizenkeimöl, Reisöl, Kokosöl, Mandelöl, Aprikosenkernöl, Avocadoöl, Jojobaöl, Haselnussöl, Walnussöl, Erdnussöl, Pistazienöl, Triglyceriden mittelkettiger pflanzlicher Fettsäuren (sog. MCT-Öle) und PUFA-Ölen (PUFA = mehrfach ungesättigte Fettsäuren (polyunsaturated fatty acids), wie Eikosapentaensäure (EPA), Docosahexaensäure (DHA) und α-Linolensäure; semisynthetischen Triglyceriden, wie Caprylsäure/Caprinsäure-Tricyceriden, wie die Miglyol-Typen; Oleostearin, Paraffinöl, Glycerylstearat, Isopropylmyristat, Diisopropyladipat, 2-Ethylhexansäureacetylstearylester, flüssigen hydrierten Polyisobutenen, Squalan, Squalen; tierischen Ölen und Fetten, wie Fischölen, wie Makrelen-, Sprotten-, Thunfisch-, Heilbutt-, Kabeljau- und Lachsöl, Lanolin Mohnöl, Tungöl, Tallöl, Holzöl, Harze und Wachse, flüssige Terpene und Terpenöle, geblasene native Öle aus nativen Ölen, Komplexester, Alkoxylierte Produkte. Lardöl, Unschlitt, Schaffett, pflanzliche und tierische Wachse, Spermacet, Silikonölen, Carnauba und/oder Wasser.

[0027] Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erweisen, dass die Nanoteilchen chemisch inert, nicht mikrobiologisch abbaubar und nicht oxidierbar sind.

[0028] Neben den erfindungsgemäßen Additiven können zusätzlich weitere Bestandteile, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Viskositätsindex-Verbesserern, Detergentien, Dispersanten, Entschäumern, EP-Additiven, Pour-Point-Depressanten, Korrosionschutz-Additiven, Buntmetall-Inhibitoren, Reibwertmodifizierern (Frictionmodifiern), die Schmierwirkung verbessernden Zusätzen (Lubricityimprovern), Antioxidantien, Haftmitteln (Tackiness-agents), Demulgatoren, Emulgatoren, Entlüftern, Netzmitteln, Wasser in Form von Emulsionen, Festschmierstoffen, Verdickern, wie Seifenverdickern; Polyharnstoffen, Bentoniten, polymorphen Kieselsäuren, Lösungsvermittlern, Flammschutzmitteln, Thixotropiermitteln, Dilatiermitteln, Verschleißschutzadditiven (AW)-Anti-wear Additiven), Farbstoffen, Pigmenten, Markiersubstanzen (Tracer) und/oder Duftstoffen, im Schmiermittel eingesetzt werden.

[0029] Der Gehalt an weiteren Bestandteilen im Schmiermittel beträgt dabei vorzugsweise 0,001 bis 50,00 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,50 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 1,00 bis 5,00 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Schmiermittel.

[0030] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist zudem ein Verfahren zur Herstellung der Additive für ein Schmiermittel gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

(a) Mischen der im wesentlichen sphärischen Nanoteilchen in einem Basisfluid mit gegebenenfalls weiteren Additiven; und

(b) Dispergieren durch mechanische Einwirkung auf die aus Verfahrensschritt (a) resultierende Mischung und gegebenenfalls

(c) die Zudosierung weiterer Additive.

[0031] Es ist dabei bevorzugt, dass die unter (b) vorgenannte mechanische Einwirkung mittels Walzen, Ultraturrax, Ultraschall, Sprühtrocknung, elektrostatischer Verfahren, pH-Änderung, Einsatz von Dispergierhilfsstoffen, Rührwerken und Mühlen, insbesondere Kugelmühlen, zur (Nass-)Vermahlung durchgeführt wird.

[0032] Dabei handelt es sich um handelsübliche Geräte und handelsübliche Einsatzstoffe

[0033] Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind die nach diesem vorgenannten Verfahren erhältlichen Additive für Schmiermittel.

[0034] Ein weiteren Gegenstand der Erfindung sind Schmiermittel, die Nanoteilchen enthalten, die im wesentlichen sphärisch sind. Dabei gilt für die Nanoteilchen, die weiter oben aufgeführten Definitionen und Ausführungsformen und die Fig.1.

[0035] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthalten die Schmiermittel zusätzlich weitere Bestandteile ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Viskositätsindex-Verbesserern, Detergentien, Dispersanten, Entschäumern, E P-Additiven, Pour-Point-Depressanten, Korrosionschutz-Additiven, Buntmetall-Inhibitoren, Friction-modifiern, Lubricity-improvern, Antioxidantien, Tackiness-agents, Demulgatoren, Emulgatoren, Entlüfter, Netzmittel, Wasser in Form von Emulsionen, Festschmierstoffe, Verdicker, wie Seifenverdicker; Polyharnstoffen, Bentoniten, polymorphen Kieselsäuren, Lösungsvermittler, Flammschutzmittel, Thixotropiermittel, Dilatiermittel, Anti-wear additive, Farbstoffe, Pigmente, Tracer und/oder Duftstoffe.

[0036] Dabei ist bevorzugt, dass der Gehalt an weiteren Bestandteilen 0,001 bis 50,00 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,50 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 1,00 bis 5,00 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Schmiermittel, beträgt.

[0037] Gegenstand der Erfindung ist zudem die Verwendung der erfindungsgemäßen Additive für Schmiermittel zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften und dem Lasttragevermögen. Dabei ist in erster Linie umfasst, die Reduzierung der Reibung, des Verschleißes, eine Verbesserung der Schmierwirkung, inklusive eine wärmeabführenden Funktion. Das Lasttragevermögen ist ein Maß für die Fähigkeit, das Verschweißen von Materialien zu verhindern.

[0038] Die erfindungsgemäßen Schmiermittel können durch die erfindungsgemäßen Additiv vielfältig eingesetzt werden. Besonders zu erwähnende Anwendungsgebiete sind Hochtemperatur-Anwendungen in Schmierpasten, z.B. zum Einpressen von Gleitlagerbuchsen und Wälzlagerringe, zum Aufpressen von Zahn- und Kettenrädern, zur Schmierung von Führungen, Gelenken und Gewinden und als Montagehilfe; zum Einsatz in Motorölen und in Getriebeölen, in Fetten und Trennmitteln und in Wärmeübertragungsflüssigkeiten sowie in Hydraulikflüssigkeiten (Kraftübertragungsflüssigkeiten) zum Flammschutz.

[0039] Zudem sind diese einsetzbar als Metal-Working Fluids zur Reduzierung der hohen Kräfte, die bei der Metallbearbeitung und Metallumformung auftreten können sowie als Kühlschmierstoff.

[0040] Des Weiteren sind diese einsetzbar für FDA-Anwendungen, d.h. lebensmittelechte Anwendungen, da für einen Großteil erfindungsgemäßen Nanoteilchen angenommen werden kann, dass diese gesundheitlich unbedenklich sind und somit als Inhaltsstoffe für Lebensmittel verwendet werden dürfen.

[0041] Schmierstoffe, die die erfindungsgemäßen Additive enthalten können zudem das Ökolabel erhalten, da die Additive weder eine Aquatoxiziät noch eine Warmblütertoxiziät aufweisen.

[0042] Die vorliegende Erfindung wird anhand des nachfolgenden Beispiels näher erläutert, ohne dabei limitierend zu wirken:

Ausführungsbeispiele:

Es werden 90 % sphärische Nanopartikel aus SiO₂, mit einem Teilchendurchmesser von 100 nm, mit 10% DITA (Di-Isotridecyladipat ) pur bzw. 10 % Rapsöl pur als Grundöle zu einer Paste angerührt. In dieser Paste sind die Nanopartikel noch nicht vereinzelt, was daran zu erkennen ist, dass die Paste undurchsichtig ist. Nachdem die Paste einmal über einen Walzenstuhl mit der engsten Spaltweite gefahren wurden, erhält man ein transparentes oder zumindest transluzentes Gel, was ein deutlicher Hinweis darauf ist, dass die Nanopartikel vollständig dispergiert sind.

[0043] Diese Konzentrate mit DITA bzw. Rabsöl pur werden anschließend verwendet, um daraus ein Schmieröl oder Schmierfett herzustellen.

[0044] Wie aus Tabelle 1 ersichtlich werden dabei 1 % Nanopartikel-Konzentrationen in den jeweiligen Basisölen realisiert. Die Verschleißschutz (AW)-Eigenschaften wurden gegenüber den nicht mit Additiven versetzten Schmierölen mittels Prüfläufen auf dem Vierkugel Apparat nach DIN 51350 und auf einem Schwing-Reib-Verschleiß (SRV)-Prüfstand getestet. Diese Ergebnisse sind nachstehend aufgeführt.

TABELLE 1

Muster	VKA-Kalotte nach DIN 51350-3(1hx300N)
DITA pur	0,92 mm
DITA mit 1% Nanopartikel	0,50 mm
Rapsöl pur	0,75 mm
Rapsöl mit 1 % Nanopartikel	0,45 mm

[0045] Bei den erfindungsgemäßen Schmiermittel ist ein deutlicher AW-Effekt zu erkennen, da sich der Wert für die Verschleißkalotte sich nahezu halbiert.

TABELLE 2 Schwing -Reib-Verschleiß (SRV)-Stufentest in Rapsöl

Konzentration der Nanopartikel aus SiO2 in Rapsöl [%]	Ergebnisse [Gutlast / Versagenslast] Bei Raumtemperatur	Ergebnisse [Gutlast / Versagenslast] Bei 80°C
0	600 / 700 N	600 / 700 N
0,1	600 / 600 N	700 / 900 N
1	800 / 900 N	1100/ 1200N
3	1200 N	1100/1200N

[0046] In Rapsöl (siehe Tabelle 2) ist für den Schwing-Reibverschleiß-(SRV-)Test ein signifikanter Effekt zu beobachten, da die SRV-Gutlast (ein Maß für Lasttragevermögen und Verschleiß des Öls) nahezu verdoppelt werden kann.

Ansprüche

1. Additive für Schmiermittel enthaltend Nanoteilchen, die im wesentlichen sphärisch sind.

2. Additive für Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, diese eine tribologische Wirkung und ein verbessertes Lasttragevermögen bei Temperaturen von 20 bis 1000 °C aufweisen.

3. Additive für Schmiermittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Nanoteilchen um ein keramisches Nanoteilchen handelt.

4. Additive für Schmiermittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass keramische Nanoteilchen ausgewählt sind aus der Gruppe Al₂O₃, AlN, SiO₂, TiO₂, ZrO₂, Y₂O₃, WO₃, Ta₂O₅, V₂O₅, Nb₂O₅, CeO₂, Borcarbid, Aluminiumtitanat, BN, MoSi₂, SiC, Si₃N₄, TiC, TiN, ZrB₂, Tonminerale (z.B. Montmorllinonit) und/oder deren Gemische sowie thermisch stabile Carbonate und/oder Sulfate.

5. Additive für Schmiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanoteilchen eine Teilchengröße von 1 bis 5000 nm aufweisen.

6. Additive für Schmiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanoteilchen einen Ellipspoid mit drei Halbachsen a, b und c darstellen, für den gilt a≠b≠c oder a=b=c, wobei die Verhältnisse der Halbachsen dabei a:b=1-100, a:c=1-1000, b:c=1:100 betragen.

7. Additive für Schmiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanoteilchen eine thermische Leitfähigkeit von 1 bis 100 W/mK , aufweisen.

8. Additive für Schmiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichn e t , d a s die Nanoteilchen in einem Basisfluid dipergiert sind.

9. Additive für Schmiermittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Basisfluid um Wasser und/oder mindestens ein Öl handelt, welches ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Sojabohnen-Öl, Palmöl, Palmkernöl, Sonnenblumenöl, Maiskeimöl, Leinsamenöl, Rapsöl, Distelöl, Weizenkeimöl, Reisöl, Kokosöl, Mandelöl, Aprikosenkernöl, Avocadoöl, Jojobaöl, Haselnussöl, Walnussöl, Erdnussöl, Pistazienöl, Triglyceriden mittelkettiger pflanzlicher Fettsäuren und PUFA-Ölen (PUFA = mehrfach ungesättigte Fettsäuren), Eikosapentaensäure (EPA), Docosahexaensäure (DHA) und α-Linolensäure; semisynthetischen Triglyceriden, wie Caprylsäure/Caprinsäure-Tricyceriden, Miglyol-Typen; Oleostearin, Paraffinöl, Glycerylstearat, Isopropylmyristat, Diisopropyladipat, 2-Ethylhexansäureacetylstearylester, flüssigen hydrierten Polyisobutenen, Squalan, Squalen; tierischen Ölen und Fetten, wie Fischölen, wie Makrelen-, Sprotten-, Thunfisch-, Heilbutt-, Kabeljau- und Lachsöl, Lanolin Mohnöl, Tungöl, Tallöl, Holzöl, Harze und Wachse, flüssige Terpene und Terpenöle, geblasene native Öle aus nativen Ölen, Komplexester, Alkoxylierte Produkte, Lardöl, Unschlitt, Schaffett, pflanzliche und tierische Wachse, Spermacet , Silikonöle und/oder Carnauba.

10. Additive für Schmiermittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Nanoteilchen 0,05 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Schmiermittel, beträgt.

11. Verfahren zur Herstellung der Additive für ein Schmiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

(a) Mischen der Nanoteilchen in einem Basisfluid mit gegebenenfalls weiteren Additiven; und

(b) Dispergieren durch mechanische Einwirkung auf die aus Verfahrensschritt (a) resultierende Mischung und gegebenenfalls

(c) die Zudosierung weiterer Additive.

12. Schmiermittel, dadurch gekennzeichnet, dass diese Nanoteilchen enthalten, die im wesentlichen sphärisch sind.

13. Schmiermittel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese zusätzlich weitere Bestandteile ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Viskositätsindex-Verbesserern, Detergentien, Dispersanten, Entschäumern, EP-Additiven, Pour-Point-Depressanten, Korrosionschutz-Additiven, Buntmetall-Inhibitoren, Reibwertmodifizierern (Friction-modifiern), die Schmierwirkung verbessernden Zusätzen (Lubricityimprovem), Antioxidantien, Haftmitteln (Tackiness-Agents), Demulgatoren, Emulgatoren, Entlüftern, Netzmitteln, Wasser in Form von Emulsionen, Festschmierstoffen, Verdickern, Seifenverdickern; Polyharnstoffen, Bentoniten, polymorphen Kieselsäuren, Lösungsvermittlern, Flammschutzmitteln, Thixotropiermitteln, Dilatiermitteln, Verschleißschutzadditiven (AW,-Anti-wear additive), Farbstoffen, Pigmenten, Markiersubstanzen (Tracer) und/oder Duftstoffen, enthalten.

14. Verwendung der Additive für Schmiermittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften und dem Lasttragevermögen.

Amended claims

Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.

1. Schmiermittel enthaltend keramische Nanoteilchen als Additive, die ausgewählt sind aus der Gruppe Al₂O₃, AIN, SiO₂, TiO₂, ZrO₂, Y₂O₃, WO₃, Ta₂O₅, V₂O₅, Nb₂O₅, CeO₂, Borcarbid, Aluminiumtitanat, BN, MoSi₂, SiC, Si₃N₄, TiC, TiN, ZrB₂, Tonminerale und/oder deren Gemische sowie thermisch stabile Carbonate und/oder Sulfate, wobei die Nanoteilchen einen Ellipspoid mit drei Halbachsen a, b und c darstellen, für den gilt a≠b≠c oder a=b=c, und wobei die Verhältnisse der Halbachsen dabei a:b=1-100, a:c=1-1000, b:c=1:100 betragen.

2. Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanoteilchen eine Teilchengröße von 1 bis 5000 nm aufweisen.

3. Schmiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanoteilchen eine thermische Leitfähigkeit von 1 bis 100 W/mK , aufweisen.

4. Schmiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanoteilchen in einem Basisfluid dipergiert sind.

5. Schmiermittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Basisfluid um Wasser und/oder mindestens ein Öl handelt, welches ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Sojabohnen-Öl, Palmöl, Palmkernöl, Sonnenblumenöl, Maiskeimöl, Leinsamenöl, Rapsöl, Distelöl, Weizenkeimöl, Reisöl, Kokosöl, Mandelöl, Aprikosenkernöl, Avocadoöl, Jojobaöl, Haselnussöl, Walnussöl, Erdnussöl, Pistazienöl, Triglyceriden mittelkettiger pflanzlicher Fettsäuren und PUFA-Ölen (PUFA = mehrfach ungesättigte Fettsäuren), Eikosapentaensäure (EPA), Docosahexaensäure (DHA) und α-Linolensäure; semisynthetischen Triglyceriden, wie Caprylsäure/Caprinsäure-Tricyceriden, Miglyol-Typen; Oleostearin, Paraffinöl, Glycerylstearat, Isopropylmyristat, Diisopropyladipat, 2-Ethylhexansäureacetylstearylester, flüssigen hydrierten Polyisobutenen, Squalan, Squalen; tierischen Ölen und Fetten, wie Fischölen, wie Makrelen-, Sprotten-, Thunfisch-, Heilbutt-, Kabeljau- und Lachsöl, Lanolin Mohnöl, Tungöl, Tallöl, Holzöl, Harze und Wachse, flüssige Terpene und Terpenöle, geblasene native Öle aus nativen Ölen, Komplexester, Alkoxylierte Produkte, Lardöl, Unschlitt, Schaffett, pflanzliche und tierische Wachse, Spermacet , Silikonöle und/oder Carnauba.

6. Schmiermittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Nanoteilchen 0,05 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Schmiermittel, beträgt.

7. Verfahren zur Herstellung der Schmiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

(a) Mischen der Nanoteilchen in einem Basisfluid mit gegebenenfalls weiteren Additiven; und

(b) Dispergieren durch mechanische Einwirkung auf die aus Verfahrensschritt (a) resultierende Mischung und gegebenenfalls

c) die Zudosierung weiterer Additive.

8. Schmiermittel, dadurch gekennzeichnet, es sich dabei um native Öle, mineralische und/oder synthetische Öle oder Esteröle handelt.

9. Schmiermittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese zusätzlich weitere Bestandteile ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Viskositätsindex-Verbesserern, Detergentien, Dispersanten, Entschäumern, EP-Additiven, Pour-Point-Depressanten, Korrosionschutz-Additiven, Buntmetall-Inhibitoren, Reibwertmodifizierern (Friction-modifiern), die Schmierwirkung verbessernden Zusätzen (Lubricity-improvern), Antioxidantien, Haftmitteln (Tackiness-Agents), Demulgatoren, Emulgatoren, Entlüftern, Netzmitteln, Wasser in Form von Emulsionen, Festschmierstoffen, Verdickem, Seifenverdickem; Polyharnstoffen, Bentoniten, polymorphen Kieselsäuren, Lösungsvermittlern, Flammschutzmitteln, Thixotropiermitteln, Dilatiermitteln, Verschleißschutzadditiven (AW,-Anti-wear additive), Farbstoffen, Pigmenten, Markiersubstanzen (Tracer) und/oder Duftstoffen, enthalten.

10. Verwendung der Schmiermittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 in Hochtemperatur-Anwendungen in Schmierpasten, zum Aufpressen von Zahn- und Kettenrädern, zur Schmierung von Führungen, Gelenken und Gewinden und als Montagehilfe; zum Einsatz in Motorölen und in Getriebeölen, in Fetten und Trennmitteln und in Wärmeübertragungsflüssigkeiten sowie in Hydraulikflüssigkeiten (Kraftübertragungsflüssigkeiten) zum Flammschutz.

Zeichnung