[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmierstoffzusammensetzung, die eine Ionische
Flüssigkeit enthält, und ihre Verwendung.
[0002] Es ist bekannt, dass Ionische Flüssigkeiten als Additive in Schmierstoffen, wie Schmierfetten
und Schmierölen, eingesetzt werden können. Dadurch können tribologisch relevante Eigenschaften
wie Reibung, Verschleiß und elektrische Leitfähigkeit günstig beeinflusst werden.
Gute Ergebnisse werden insbesondere mit Ionischen Flüssigkeiten erzielt, die CFx enthaltende
Gruppen aufweisen. Diese Gruppen sind üblicherweise in den Anionen enthalten und verbessern
als Additive in Schmierstoffen deren thermische Belastbarkeit und die elektrische
Leitfähigkeit. Aufgrund seiner sehr guten thermischen und hydrolytischen Beständigkeit
ist das Bis(trifluormethylsulfonyl)imid (bta) ein wichtiger Vertreter dieser Anionen.
[0003] Nachteilig an CFx enthaltenden Verbindungen ist allerdings, dass diese Gruppen nicht
biologisch abbaubar und derartige Gruppen enthaltende Ionische Flüssigkeiten als Folge
persistent sind.
[0004] Aus der
EP3872154 (A1) ist eine Schmierstoffzusammensetzung bekannt, umfassend
- a) ein Schmiermittel, insbesondere enthaltend ein unpolares Basisöl,
- b) eine erste Ionische Flüssigkeit, die in Polyalphaolefin (PAO), insbesondere in
PAO 400/40, hergestellt aus 1-Decen als Monomerkomponente, löslich ist,
- c) eine zweite Ionische Flüssigkeit, die in Polyalphaolefin (PAO), insbesondere in
PAO 400/40, hergestellt aus 1-Decen als Monomerkomponente, unlöslich ist.
[0005] Als eine mögliche zweite Ionische Flüssigkeit wird unter anderem Trihexyl(tetradecyl)phosphoniumbis(fluorsulfonyl)imid
genannt. Dem Fachmann ist allerdings bekannt, dass Ionische Flüssigkeiten auf Basis
von Bis(fluorsulfonyl)imid (fsi) als Anion eine deutlich niedrigere thermische Beständigkeit
haben als Ionische Flüssigkeiten, die CFx enthaltende Gruppen aufweisen. Dies lässt
sich vor allem damit erklären, dass im fsi Anion bindungsstarke Kohlenstoff-Fluor-Verbindungen
fehlen, was sich negativ auf die Stabilität des Moleküls insgesamt auswirkt.
[0006] Nachteilig an der beschriebenen Schmierstoffzusammensetzung ist ferner, dass die
Verwendung zweier verschiedener Ionischer Flüssigkeiten die Komplexität des Herstellungsprozesses
und damit verbunden die Herstellungskosten erhöht, sowie, dass die Schmierstoffzusammensetzung
auf unpolare Basisöle beschränkt ist. Zwar können die unpolaren Basisöle einen polaren
Anteil aufweisen. Dieser beträgt jedoch stets weniger als 50 Gew.%, bezogen auf das
Gesamtgewicht des Basisöls.
[0007] Die
EP2164935B1 beschreibt die Verwendung von ausgewählten Ionischen Flüssigkeiten mit Fluor enthaltenden
Anionen in Schmierstoffzusammensetzungen zur Reduktion von Alterungserscheinungen
des Schmierstoffs und zur Reduktion des elektrischen Widerstands.
[0008] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schmierstoffzusammensetzung
bereitzustellen, die auf die Verwendung von bta enthaltenden Ionischen Flüssigkeiten
verzichten kann und die dennoch gute tribologisch relevante Eigenschaften im Hinblick
auf Reibung, Verschleiß und elektrische Leitfähigkeit aufweist. Darüber hinaus soll
die Schmierstoffzusammensetzung eine ausreichende Temperaturstabilität, von vorzugsweise
mindestens 180°C aufweisen sowie einen hohen Anteil an polaren Basisölen enthalten
können.
[0009] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schmierstoffzusammensetzung umfassend:
- a) 20 bis 99,5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung,
eines Grundöls, wobei das Grundöl bei einer Raumtemperatur von 20°C eine Lösbarkeit
für die Ionische Flüssigkeit Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid von mindestens
3 Gew.% aufweist und wobei das Grundöl ein Basisöl A in einem Anteil von mindestens
50 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Grundöls, aufweist, wobei das Basisöl
A bei einer Raumtemperatur von 20°C eine Lösbarkeit für die Ionische Flüssigkeit Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid
von mindestens 3 Gew.% aufweist,
- b) 0,5 bis 80 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung,
einer Ionischen Flüssigkeit, deren Anion Bis(fluorsulfonyl)imid ist.
[0010] Erfindungsgemäß wurde gefunden, dass es mit der Schmierstoffzusammensetzung möglich
ist auf die Verwendung von Ionischen Flüssigkeiten, die bta enthalten, zu verzichten
und dennoch gute tribologisch relevante Eigenschaften im Hinblick auf Reibung, Verschleiß
und elektrische Leitfähigkeit zu erhalten. Darüber hinaus kann die Schmierstoffzusammensetzung
einen hohen Anteil an polaren Basisölen enthalten und sie weist außerdem eine ausreichende
Temperaturstabilität, von vorzugsweise mindestens 180°C auf. Die hohe Temperaturstabilität
der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung war überraschend, da Ionische Flüssigkeiten
auf Basis von Bis(fluorsulfonyl)imid als Anion bekanntermaßen eine nur geringe thermische
Stabilität aufweisen. Ohne sich auf einen Mechanismus festzulegen, wird vermutet,
dass die überraschend hohe thermische Stabilität von Bis(fluorsulfonyl)imid als Anion
im erfindungsgemäßen Schmierstoff auf eine Solubilisierung durch das Grundöl zurückzuführen
ist, die einen stabilisierenden Effekt hat. Ebenfalls denkbar ist eine Stabilisierung
durch Unterbinden bzw. Verzögern von autokatalytischen Effekten durch das Grundöl.
[0011] Erfindungsgemäß umfasst die Schmierstoffzusammensetzung ein Grundöl, das bei einer
Raumtemperatur von 20°C eine Lösbarkeit für die Ionische Flüssigkeit Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid
von mindestens 3 Gew.% aufweist. Diese Lösungsfähigkeit zeigt die hohe Polarität des
Grundöls. Das Grundöl enthält ferner ein Basisöl A, das ebenfalls bei einer Raumtemperatur
von 20°C eine Lösbarkeit für die Ionische Flüssigkeit Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid
von mindestens 3 Gew.% aufweist. Die Lösbarkeit für die Ionische Flüssigkeit Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid
wird vorzugsweise wie im Kapitel Prüfmethoden beschrieben durchgeführt.
[0012] Das Grundöl kann ein oder mehrere Basisöle A und gegebenenfalls auch von Basisöl
A verschiedene Basisöle enthalten. Erfindungsgemäß bevorzugt weist aber die Schmierstoffzusammensetzung
neben dem Grundöl keine weiteren Grundöle auf.
[0013] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Grundöl bei einer Raumtemperatur
von 20°C eine Lösbarkeit für die Ionische Flüssigkeit Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid
von mindestens 3 Gew.%, bevorzugt mindestens 5 Gew. %, noch bevorzugter von mindestens
10 Gew. % auf.
[0014] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Grundöl bei
einer Raumtemperatur von 20°C eine Lösbarkeit für die Ionische Flüssigkeit Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid
zumindest im Bereich von 3 Gew.% bis 30 und/oder zumindest im Bereich von 5 Gew.%
bis 30 Gew.%, und/oder zumindest im Bereich von 10 Gew.% bis 30 Gew.% und/oder zumindest
im Bereich von 3 Gew.% bis 20 Gew.%, und/oder zumindest im Bereich von 5 Gew.% bis
20 Gew.%, und/oder zumindest im Bereich von 10 Gew.% bis 20 Gew.%, und/oder zumindest
im Bereich von 3 Gew.% bis 15 Gew.% und/oder zumindest im Bereich von 5 Gew.% bis
15 Gew.% und/oder zumindest im Bereich von 10 Gew.% bis 15 Gew.%, auf.
[0015] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Basisöl A bei einer
Raumtemperatur von 20°C eine Lösbarkeit für die Ionische Flüssigkeit Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid
von mindestens 3 Gew.%, bevorzugt mindestens 5 Gew.%, noch bevorzugter von mindestens
10 Gew.% auf.
[0016] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Basisöl A bei
einer Raumtemperatur von 20°C eine Lösbarkeit für die Ionische Flüssigkeit Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid
zumindest im Bereich von 3 Gew.% bis 99 und/oder zumindest im Bereich von 5 Gew.%
bis 99 Gew.%, und/oder zumindest im Bereich von 10 Gew.% bis 99 Gew.% und/oder zumindest
im Bereich von 3 Gew.% bis 80 Gew.%, und/oder zumindest im Bereich von 5 Gew.% bis
80 Gew.%, und/oder zumindest im Bereich von 10 Gew.% bis 80 Gew.%, und/oder zumindest
im Bereich von 3 Gew.% bis 15 Gew.% und/oder zumindest im Bereich von 5 Gew.% bis
15 Gew.% und/oder zumindest im Bereich von 10 Gew.% bis 15 Gew.%, auf.
[0017] In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Basisöl A in einem Anteil von 50 bis
100 Gew.% und/oder in einem Anteil von mehr als 55 Gew.%, beispielsweise von 55 bis
100 Gew.%, und/oder in einem Anteil von mehr als 60 Gew.%, beispielsweise von 60 bis
100 Gew.%, noch bevorzugter in einem Anteil von mehr als 70 Gew.%, beispielsweise
von 70 bis 100 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Grundöls vor.
[0018] Der Anteil des Grundöls, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung,
beträgt 20 Gew.% bis 99,5 Gew.%, bevorzugt 40 Gew.% bis 95%, noch bevorzugter 60 Gew.%
bis 90%, noch bevorzugter 70 Gew.% bis 95% und insbesondere 75 Gew.% bis 85 Gew.%.
[0019] Der Anteil des Basisöls A bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung
beträgt vorzugsweise 10 Gew.% bis 99,5 Gew.%, noch bevorzugter 35 Gew.% bis 95% Gew.%,
noch bevorzugter 40 Gew.% bis 90 Gew.%, insbesondere 35 Gew.% bis 85 Gew.%.
[0020] In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Basisöl A ein Ester und/oder ein Polyglycol,
wobei das Polyglycol vorzugsweise ein Polyglycol ist enthaltend unsubstituierte Ethyleneinheiten
als Kohlenstoffgruppe in der Wiederholeinheit. Ein besonders bevorzugtes Polyglycol
ist ein Polyalkylenglycol, enthaltend unsubstituierte Ethyleneinheiten als Kohlenstoffgruppe
in der Wiederholeinheit, vorzugsweise ein Polyalkylenglycol enthaltend unsubstituierte
Ethyleneinheiten und methylsubstituierte Ethyleneinheiten als Kohlenstoffgruppe in
der Wiederholeinheit. Ein ebenfalls bevorzugtes Polyglycol ist ein Polyalkylenglycol,
enthaltend unsubstituierte Ethyleneinheiten als Kohlenstoffgruppe in der Wiederholeinheit,
wobei der Gewichtsanteil der unsubstituierten Ethyleneinheiten vorzugsweise mindestens
20 Gew.% bezogen auf Gesamtgewicht des Polyglykols, beispielsweise 20 Gew.% bis 100
Gew.%, vorzugsweise mindestens 30 Gew.% bezogen auf Gesamtgewicht des Polyglykols,
beispielsweise 30 Gew.% bis 100 Gew.% beträgt.
[0021] In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Ester ein Sauerstoff/Kohlenstoff Gewichtsverhältnis
von mehr als 0,1, beispielsweise von 0,1 bis 0,35 auf, bevorzugt von mehr als 0,15,
beispielsweise von 0,15 bis 0,30 auf und/oder das Polyglycol ein Sauerstoff/Kohlenstoff
Gewichtsverhältnis von mehr als 0,44, beispielsweise von 0,44 bis 0,70, bevorzugt
von mehr als 0,50, beispielsweise von 0,50 bis 0,68 auf.
[0022] Ein besonders bevorzugtes Polyglycol ist ausgewählt aus Homopolymeren aus Ethylenoxid
als alleinigem Monomer und/oder Copolymeren mit unsubstituierten Ethylgruppen und
1-Methylethylgruppen als Kohlenstoffgruppen in der Wiederholeinheit, wobei der Gewichtsanteil
der unsubstituierten Ethyleneinheiten in den Copolymeren vorzugsweise mindestens 20
Gew.% bezogen auf Gesamtgewicht des Polyglykols, beispielsweise 20 Gew.% bis 90 Gew.%,
vorzugsweise mindestens 30 Gew.% bezogen auf Gesamtgewicht des Polyglykols, beispielsweise
30 Gew.% bis 90 Gew.% beträgt. Die Endgruppen des besonders bevorzugten Polyglycols
sind, unabhängig voneinander bevorzugt Hydroxidgruppen und/oder C1-C20 Alkoxidgruppen,
bevorzugt C1-C6 Alkoxidgruppen. Die Alkoxid- Endgruppen können zusätzlich substituiert
sein. Die Endgruppen können bei der Herstellung des Polyglycols eingebracht werden,
indem die monomeren Ethylenoxide, mit einem monofunktionellen Starter zur Reaktion
gebracht werden. Monofunktionelle Starter sind bevorzugt Wasser und Alkohole, insbesondere
Butanol. Es können auch zwei und mehrere Ketten des Polyglycols über eine Endgruppe
verknüpft sein. Bevorzugt sind als verknüpfende Endgruppe Alkylgruppen. Dies kann
bei der Herstellung des Polyglycols aus Ethylenoxiden mit einem nucleophilen di- oder
höherfunktionellen Starter erfolgen. Beispiele für difunktionale Starter sind Diole,
insbesondere 1,2-Ethandiol.
[0023] Bevorzugte Ester sind Carbonsäureester, vorzugsweise Monoester, Diester, Triester,
Tetraester, Pentaester, Polyester, bevorzugt Estolide. Insbesondere bevorzugt sind
Diester, Triester, Tetraester, Pentaester, Polyester, Estolide und Gemische hiervon.
Ebenfalls bevorzugte Carbonsäureester sind aromatische Ester, bevorzugt von aromatischen
C8- bis C20-, vorzugsweise C8- bis C10- Di-, Tri- oder Tetracarbonsäuren mit einem
oder in Mischung vorliegenden aliphatischen C7- bis C22-Alkoholen und aliphatische
Ester, bevorzugt von aliphatischen C4- bis C22- Monocarbonsäuren und/oder Dicarbonsäuren
mit einem einzeln oder in Mischungen vorliegenden aliphatischen Mono-, Di-, Tri-,
Tetra, Penta, Hexa-Alkohol mit einer Kohlenstoffanzahl von 3 bis 22, vorzugsweise
Polyolester, wie bevorzugt Komplexester, Estolide und Gemische hiervon. Die Säure-
und/oder Alkoholkomponente und/oder Hydroxycarbonsäurekomponente der Carbonsäureester
weist unabhängig voneinander bevorzugt eine Anzahl an Kohlenstoffatomen von C3 bis
C54 auf. Dabei weisen bevorzugte Säurekomponenten eine Anzahl an Kohlenstoffatomen
von C4 bis C22 auf, bevorzugte Alkoholkomponenten eine Anzahl an Kohlenstoffatomen
von C3 bis C22 und/oder bevorzugte Hydroxycarbonsäurekomponenten eine Anzahl an Kohlenstoffatomen
von C14 bis C22. Bevorzugte Diester sind Diester, deren Säurekomponente weniger als
36 Kohlenstoffatome aufweist, bevorzugt 6 Kohlenstoffatome bis 20 Kohlenstoffatome,
noch bevorzugter 6 Kohlenstoffatome bis 12 Kohlenstoffatome. Vorteilhaft an diesen
Estern ist ihr gutes Lösevermögen für die Ionische Flüssigkeit Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid.
[0024] Estolide sind oligomere aliphatische Hydroxycarbonsäuren, bevorzugt 12-Hydroxystearinsäure
oder Oligomere von ungesättigten Carbonsäuren, bevorzugt Ölsäure, bei denen die endständige
Carbonsäuregruppe mit einem Mono-Alkohol, Dialkohol, Trialkohol und/oder Tetraalkohol,
bevorzugt verzweigten Monoalkoholen, ganz besonders bevorzugt Guerbet Alkoholen, verestert
ist und bei denen eventuell vorhandene freie Hydroxidgruppen durch Reaktion mit Moncarbonsäuren
oder Dicarbonsäuren verestert sein können. Besonders bevorzugt sind aliphatische Ester
von Monocarbonsäuren und/oder Dicarbonsäuren mit einer Kohlenstoffanzahl von C3 bis
C20, bevorzugt C6 bis C20, mit einem einzeln oder in Mischungen vorliegenden Mono-,
Di-, Tri-, Tetra, Penta und/oder Hexa-Alkohol mit einer Kohlenstoffanzahl von 3 bis
22.
[0025] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Ester ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus aliphatischem Ester von aliphatischen Monocarbonsäuren mit einer Kohlenstoffanzahl
von C 5 bis C 22 mit einem einzeln oder in Mischungen vorliegenden aliphatischen Tri,
Tetra, Hexa-Alkohol mit einer Kohlenstoffanzahl von C 3 bis C 10, insbesondere Trimethylolpropan,
Pentaerythrit und/oder Dipentaerythrit, und/oder aliphatischem Ester von aliphatischen
Dicarbonsäuren mit einer Kohlenstoffanzahl von C 6 bis C 20, mit einem einzeln oder
in Mischungen vorliegenden aliphatischen Mono- und/oder Dialkohol mit einer Kohlenstoffanzahl
von 6 bis 22, Estoliden und aromatischem Ester von aromatischen Tri- und Tetracarbonsäuren
mit einem oder in Mischung vorliegenden aliphatischen C7- bis C22-Alkoholen und Gemischen
hiervon.
[0026] Erfindungsgemäß ebenfalls geeignete Grundöle enthalten das Basisöl A im Gemisch mit
einem Basisöl B, wobei das Basisöl B bei einer Raumtemperatur von 20°C eine Lösbarkeit
für die Ionische Flüssigkeit Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid von weniger
als 3 Gew.%, beispielsweise von 01 Gew.% bis 3 Gew.%, bevorzugt von weniger als 2,5
Gew.%, beispielsweise von 0,01 Gew.% bis 2,5 Gew.%, noch bevorzugter von weniger als
2 Gew.%, beispielsweise von 0,01 Gew.% bis 2 Gew.%, noch bevorzugter von weniger als
1 Gew.%, beispielsweise von 0,01 Gew.% bis 1 Gew.% aufweist.
[0027] In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Basisöl B ein Basisöl B1, das ein Sauerstoff/Kohlenstoff
Gewichtsverhältnis von höchstens 0,1, beispielsweise von 0 bis 0,1 aufweist und/oder
ein Basisöl B2, das einen Anteil an Halogenen und/oder Silicium von mehr als 5 Gew.%,
beispielsweise 5 Gew.% bis 30 Gew.%, vorzugsweise von 10 Gew.% bis 25 Gew.% bezogen
auf das Gesamtgewicht des Basisöles B2 aufweist.
[0028] Enthält das Grundöl das Basisöl A im Gemisch mit einem Basisöl B, so beträgt der
Anteil des Basisöls A mehr als 50 Gew.%, beispielsweise von 50 bis 90 Gew.%, noch
bevorzugter mehr als 60 Gew.%, beispielsweise von 60 bis 85 Gew.%, insbesondere mehr
als 70 Gew.%, beispielsweise von 70 bis 85 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des
Grundöls.
[0029] Bevorzugte Basisöle B sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Basisölen der
Gruppen I, II, II+, III, IV und aus Basisölen der Gruppe V nach der Klassifizierung
des American Petroleum Institute (API) [NLGI Spokesman, N. Samman, Volume 70, Number
11, S.14ff], bevorzugt Diphenylethern, alkylierten Naphthalinen, Polyisobutylenen,
Silikonölen, Polytetrahydrofuranen und Oxetan Polymeren, Polyalkylenglykolen, die,
vorzugsweise ausschließlich, mit aliphatischen und/oder aromatischen Alkylgruppen
substituierte Ethyleneinheiten aufweisen, wobei der Gewichtsanteil an unsubstituierten
Ethyleneinheiten in den Polyalkylenglykolen weniger als 20 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht
des Polyalkylenglykols beträgt und Estern, bevorzugt aliphatischen Estern von aliphatischen
Dicarbonsäuren, mit einer Kohlenstoffanzahl von C22 bis C40, bevorzugt C34 bis C38
mit einem einzeln oder in Mischungen vorliegenden aliphatischen Mono- und/oder Dialkohol
mit einer Kohlenstoffanzahl von 6 bis 22, aliphatischen Estern von aliphatischen Tricarbonsäuren,
mit einer Kohlenstoffanzahl von C33 bis C60, bevorzugt C50 bis C58 mit einem einzeln
oder in Mischungen vorliegenden aliphatischen Mono- und/oder Dialkohol mit einer Kohlenstoffanzahl
von 6 bis 22 und Gemischen hiervon. Besonders bevorzugte Basisöle sind alkylierte
Diphenylether, Polyisobutylene, Polyalfaolefine und Gemische hiervon. Die Basisöle
können auch aus Gemischen der vorangegangenen Basisöle zusammengesetzt sein.
[0030] Der Anteil des Basisöls B, falls vorhanden, beträgt vorzugsweise weniger als 50 Gew.%,
beispielsweise 10 bis 49 Gew.%, noch bevorzugter höchstens 40 Gew.%, beispielsweise
10 Gew.% bis 40 Gew.%, insbesondere höchstens 30 Gew.%, beispielsweise 10 bis 30 Gew.%,
bezogen auf das Gesamtgewicht des Grundöls.
[0031] Der Anteil des Basisöls B, falls vorhanden, beträgt vorzugsweise höchstens 48 Gew.%,
beispielsweise 5 bis 48 Gew.%, noch bevorzugter höchstens 40 Gew.%, beispielsweise
10 Gew.% bis 40 Gew.%, insbesondere höchstens 30 Gew.%, beispielsweise 10 bis 30 Gew.%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
[0032] Die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung weist bevorzugt eine kinematische
Viskosität bei 40 °C von 20 mm
2/sec bis 1500 mm
2/sec, bevorzugt von 20 mm
2/sec bis 320 mm
2/sec, noch bevorzugter von 25 mm
2/sec bis 220 mm
2/sec, noch bevorzugter von 30 mm
2/sec bis 150 mm
2/sec auf. Die kinematische Viskosität wird nach ASTM D 7042, Ausgabe 2021.01 bestimmt.
[0033] Der Anteil der Ionischen Flüssigkeit, deren Anion Bis(fluorsulfonyl)imid ist, beträgt
erfindungsgemäß 0,5 Gew.% bis 80 Gew.%, noch bevorzugter 2 Gew.% bis 40 Gew.%, noch
bevorzugter 2 Gew.% bis 20 Gew.%, noch bevorzugter 3 Gew.% bis 15 Gew.% und insbesondere
von 5 Gew.% bis 10 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierstoffzusammensetzung.
[0034] In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Grundöl das Basisöl A und das Basisöl
B in einem Gewichtsverhältnis zwischen Basisöl A und Basisöl B von mindestens 50:50,
beispielsweise von 50:50 bis 60:40, besonders bevorzugt mindestens 60:40, beispielsweise
von 60:40 bis 70:30, noch bevorzugter mindestens 70:30, beispielsweise von 70:30 bis
90:10, insbesondere mindestens 80:20, beispielsweise von 80:20 bis 90:10.
[0035] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Grundöl das Basisöl A und
das Basisöl B in einem Gewichtsverhältnis zwischen Basisöl A und Basisöl B von 50:50
bis 60:40 und der Anteil an Ionischer Flüssigkeit, deren Anion Bis(fluorsulfonyl)imid
(fsi) ist, beträgt von 0,5 bis 10 Gew.%, bevorzugt von 3 bis 10 Gew.%, bezogen auf
das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung, und/oder in einem Gewichtsverhältnis
zwischen Basisöl A und Basisöl B von 60:40 bis 70:30 und der Anteil an Ionischer Flüssigkeit,
deren Anion Bis(fluorsulfonyl)imid (fsi) ist, beträgt von 0,5 Gew. % bis 15 Gew. %,
bevorzugt von 3 Gew. % bis 15 Gew. %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung
und/oder in einem Gewichtsverhältnis zwischen Basisöl A und Basisöl B von 70:30 bis
90:10 und der Anteil an Ionischer Flüssigkeit, deren Anion Bis(fluorsulfonyl)imid
(fsi) ist, beträgt 0,5 Gew.% bis 40 Gew.%, bevorzugt von 3 Gew.% bis 20 Gew.%, bezogen
auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung und/oder in einem Gewichtsverhältnis
zwischen Basisöl A und Basisöl B von 80:20 bis 90:10 und der Anteil an Ionischer Flüssigkeit,
deren Anion Bis(fluorsulfonyl)imid (fsi) ist, beträgt 0,5 Gew.% bis 80 Gew.%, bezogen
auf das Gesamtgewicht des Schmierstoffzusammensetzung.
[0036] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Ionische Flüssigkeit
ein Kation auf, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus symmetrischen und unsymmetrischen
Ammoniumionen, NR
1R
2R
3R
4+ und Phosphoniumionen PR
1R
2R
3R
4+. Die Reste R
1 bis R
4 können dabei unabhängig voneinander verzweigte oder unverzweigte, substituierte oder
unsubstituierte C
1- bis C
24-, bevorzugt C
1- bis C
18-, besonders bevorzugt C
6- bis C
18-Alkylgruppen oder C
6- bis C
30- Arylgruppen sein. Bevorzugte Substituenten sind dabei Alkoxy, Carboxy, Amido, Amino,
Thiocarboxy, Carbamoyl, Oxo, Thioxo und/oder Hydroxy.
[0037] Vorzugsweise sind die Reste R
1 bis R
4 so ausgewählt, dass sie in der Summe mindestens 10 Kohlenstoffatome aufweisen, vorzugsweise
mindestens 20 Kohlenstoffatome, noch bevorzugter mindestens 25 Kohlenstoffatome.
[0038] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Ionische Flüssigkeit
ein oder mehrere Kationen auf, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Trihexyltetradecylphosphonium,
Tributyltetradecylphosphonium, Tetraoctylphosphonium, Trioctylmethylammonium, Tributylmetylphosphonium,
Tributylphosphonium. Dabei sind Trihexyltetradecylphosphonium, Tributyltetradecylphosphonium,
Tetraoctylphosphonium und Trioctylmethylammonium ganz besonders bevorzugt.
[0039] Die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung kann auch Gemische verschiedener
Ionischer Flüssigkeiten aufweisen, bei denen die Anionen jeweils Bis(fluorsulfonyl)imid
sind aber die Kationen verschieden. Die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung
kann auch noch weitere Ionische Flüssigkeiten aufweisen, deren Anion nicht Bis(fluorsulfonyl)imid
ist. In diesem Fall beträgt der Anteil der weiteren Ionischen Flüssigkeit vorzugsweise
0,5 Gew.% bis 5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
[0040] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schmierstoffzusammensetzung
jedoch keine Ionischen Flüssigkeiten auf, deren Anion nicht Bis(fluorsulfonyl)imid
ist. Dies ist vorteilhaft, da die Verwendung mehrerer Ionischer Flüssigkeiten die
Komplexität des Herstellungsprozesses und damit verbunden die Herstellungskosten erhöht.
Weiter bevorzugt enthält die Schmierstoffzusammensetzung keine Ionische Flüssigkeit,
die Bis(trifluormethylsulfonyl)imid (bta) als Anion enthält. Dies ist aus toxikologischen
Gründen vorteilhaft. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Schmierstoffzusammensetzung
keine Ionischen Flüssigkeiten, deren Anion nicht Bis(fluorsulfonyl)imid ist, auf oder
diese höchstens in einem Anteil von 0,5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
Weiter bevorzugt enthält die Schmierstoffzusammensetzung keine Ionische Flüssigkeit,
die Perfluoralkylgruppen enthält oder Ionische Flüssigkeiten, die Perfluoralkylgruppen
enthalten, in einem Anteil von höchstens 0,5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Schmierstoffzusammensetzung. Dies ist aus toxikologischen Gründen vorteilhaft.
[0041] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Ionische Flüssigkeit,
deren Anion Bis(fluorsulfonyl)imid ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
P666(14) fsi, Trihexyl(tetradecyl)phosphonium bis(fluorsulfonyl)imid

N1888 fsi, Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid

P444(14) fsi, Tributyltetradecylphosphonium-bis(fluorsulfonyl)imid

P8888 fsi, Tetraoctylphosphonium- bis(fluorsulfonyl)imid

und Gemischen hiervon.
[0042] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Schmierstoffzusammensetzung
ein Verdickungsmittel. Mithin ist die Schmierstoffzusammensetzung in einer bevorzugten
Ausführungsform als Schmierfett ausgebildet.
[0043] Schmierfette sind eine bevorzugte Ausführungsform der Schmierstoffzusammensetzung,
weil die positiven Wirkungen auf die Lebensdauer, zurückzuführen auf die Ionische
Flüssigkeit fsi, in Schmierfetten besonders zum Tragen kommen, da Schmierfette üblicherweise
in geringeren Mengen als Schmieröle an der Schmierstelle vorliegen.
[0044] Bevorzugt enthält die Schmierstoffzusammensetzung das Verdickungsmittel in einem
Anteil von 3 bis 35 Gew.%, noch bevorzugter von 4 bis 30 Gew.%, insbesondere von 6
bis 20 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
[0045] Bevorzugt liegt die Walkpenetration (in 1/10 mm) der als Schmierfett ausgebildeten
Schmierstoffzusammensetzung zwischen 400 bis 200, noch bevorzugter zwischen 330 bis
220, noch bevorzugter zwischen 300 und 250. Die Walkpenetration wird dabei nach DIN
ISO 2137, Ausgabe 2016.12 bestimmt.
[0046] Vorzugsweise ist das Verdickungsmittel ausgewählt aus Harnstoff, Aluminiumkomplexseifen,
Metall-Einfachseifen der Elemente der 1. und 2. Hauptgruppe des Periodensystems, insbesondere
Lithiumeinfachseifen, Metall-Komplexseifen der Elemente der 1. und 2. Hauptgruppe
des Periodensystems, insbesondere Lithiumkomplexseifen, Bentonit, Sulfonat, Silikat,
Polyimid sowie Gemischen hiervon. Unter Harnstoff versteht man Reaktionsprodukte von
organischen Mono-, Di-, Tri- und höherfunktionellen Isocyanaten und/oder deren Gemischen
mit aliphatischen und/oder aromatischen Mono-, Di-, Tri- oder höherfunktionellen organischen
Aminen.
[0047] In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Verdickungsmittel
ein Harnstoff. Vorteilhaft an Harnstoffen ist, dass sie bei hohen Anwendungstemperaturen
verwendet werden können und damit die Kombination mit der Ionischen Flüssigkeit, enthaltend
fsi als Anion, zu Schmierfetten mit besonders langer Lebensdauer führt. Ein bevorzugter
Harnstoff ist ein Reaktionsprodukt aus einem Diisocyanat, vorzugsweise 2,4-Diisocyanatotoluol,
2,6-Diisocyanatotoluol, 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan 2,4'-Diisocyantodiphenylmethan,
4,4'-Diisocyanatodiphenyl, 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethyldiphenyl, 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethylphenylmethan,
die einzeln oder in Kombination verwendet werden können, mit einem Amin oder Diamin
der allgemeinen Formel (H
2N)xR, wobei x = 1 oder 2 ist, und R ein Aryl-, Alkyl-, Cycloalkyl- oder Alkylenrest
mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen ist, die einzeln oder in Kombination vorhanden sind.
[0048] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Verdickungsmittel ein Diharnstoff,
der aliphatische, cycloaliphatisch/aliphatische und/oder cycloaliphatische Harnstoffe
enthält.
[0049] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Verdickungsmittel ein durch
Formel A dargestellter Diharnstoff

wobei R
2 ein zweiwertiger aromatischer C6-15 Kohlenwasserstoffrest ist; und R
1 und R
3 unabhängig voneinander ein C6-20 Cycloalkylrest, insbesondere Cyclohexylrest oder
ein geradkettiger oder verzweigter C8-20 Alkylrest sind.
[0050] Erfindungsgemäß bevorzugt verwendbare Diharnstoffverbindungen sind beschrieben in
der
DE112012001102A1.
[0051] Bevorzugte Verdicker enthalten Diharnstoffverbindungen ausgewählt aus:
einem aliphatischen Harnstoff der Formel A:

einem aliphatischen Harnstoff der Formel B:

einem aliphatischen Harnstoff der Formel C:

einem cycloaliphatisch/aliphatischen Harnstoff der Formel D:

einem cycloaliphatisch/aliphatischen Harnstoff der Formel E:

einem cycloaliphatischen Harnstoff der Formel F:

und Gemischen hiervon.
[0052] Bei den Harnstoffen der Formeln A - E sind die Alkylgruppen unverzweigt.
[0053] In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Verdickungsmittel
eine Lithiumkomplexseife. Vorteilhaft an Lithiumkomplexseifen ist, dass sie bei hohen
Anwendungstemperaturen verwendet werden können und damit die Kombination mit der ionischen
Flüssigkeit, enthaltend fsi als Anion, zu Schmierfetten mit besonders langer Lebensdauer
führt. Bevorzugte Lithiumkomplexseifen sind hergestellt, ausgehend von C4-C36 Dicarbonsäuren,
vorzugsweise Azelainsäure, Sebazinsäure, Korksäure, Terephthalsäure, Dodecandisäure
und/oder ausgehend von höherfunktionalen Carbonsäuren mit 3 oder mehr, vorzugsweise
3 bis 4 Carbonsäuregruppen, wobei die Anzahl an Kohlenstoffgruppen 6 bis 60 betragen
kann, wie bevorzugt Zitronensäure und Trimersäuren, und/oder ausgehend von Esterverbindungen,
insbesondere Methylestern und/oder Triglyceriden einer oder mehrerer der vorgenannten
Säuren, jeweils kombiniert mit einer oder mehreren Monocarbonsäuren, vorzugsweise
kombiniert mit einer oder mehreren C4-C24 Monocarbonsäuren, vorzugsweise Stearinsäure,
Hydroxystearinsäure, insbesondere 12-Hydroxystearinsäure, Palmitinsäure, Ölsäure,
Salicylsäure, Esterverbindungen, insbesondere Methylestern und/oder Triglyceriden
einer oder mehrerer der vorgenannten Säuren und/oder kombiniert mit Sebazinsäuremonostearylamid
und/oder Terephthalsäuremonostearylamid. Unter Trimersäuren versteht man durch Trimerisation
ungesättigter Fettsäuren gewonnene Tricarbonsäuren mit bevorzugt 54 Kohlenstoff-Atomen,
die Alkyl-Seitenketten, Doppelbindungen und cyclische Ringsysteme enthalten.
[0054] Die Schmierstoffzusammensetzung kann auch anorganische und/oder organische Festschmierstoffe
enthalten. Bevorzugte Festschmierstoffe sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Polytetrafluorethylen (PTFE), Molybdändisulfid, Graphit, Graphen, Bornitrid (hexagonal),
Zinn(IV)-Sulfid, Zink(II)-Sulfid, Wolframdisulfid, Metallsulfid, Phosphat, vorzugsweise
Calciumphosphat, Carbonat, vorzugsweise Calciumcarbonat, Metalloxid, vorzugsweise
amorphem Siliziumdioxid, Silikat und Schichtsilikat, Talk, Glimmer und Gemischen hiervon.
Besonders bevorzugte Festschmierstoffe sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Molybdändisulfid, Graphit, Graphen, Bornitrid (hexagonal), Zinn(IV)-Sulfid, Zink(II)-Sulfid,
Wolframdisulfid, Metallsulfid, Phosphat, vorzugsweise Calciumphosphat, Carbonat, vorzugsweise
Calciumcarbonat, Metalloxid, vorzugsweise amorphem Siliziumdioxid, Silikat und Schichtsilikat,
Talk, Glimmer und Gemischen hiervon.
[0055] Sofern vorhanden beträgt der Anteil an Festschmierstoff in der erfindungsgemäßen
Schmierstoffzusammensetzung vorzugsweise 0,5 Gew.% bis 23 Gew.%, noch bevorzugter
0,5 Gew.% bis 20 Gew.% und insbesondere 0,5 Gew.% bis 18 Gew.%, jeweils bezogen auf
das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
[0056] Darüber hinaus kann die Schmierstoffzusammensetzung Additive, beispielsweise gegen
Korrosion, Oxidation (Antioxidanten) und zum Schutz gegen Metalleinflüsse, beispielsweise
Chelatverbindungen, Radikalfänger, UV-Stabilisatoren, Reaktionsschichtbildner, Viskositätsverbesserer,
Pourpoint Depressants, Haftverbesserer und/oder Additive zur Reduktion der Ölabscheidung
bei Fetten enthalten.
[0057] Vorzugsweise beträgt der Anteil an Additiven in der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung
0,5 Gew.% bis 23 Gew.%, noch bevorzugter 0,5 Gew.% bis 20 Gew.%, noch bevorzugter
1 Gew.% bis 18 Gew.% und insbesondere 1,5 Gew.% bis 12 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Schmierstoffzusammensetzung. Bevorzugt werden Additive in Form von phosphor-,
schwefelhaltigen, stickstoffhaltigen und/oder sauerstoffhaltigen Verbindungen, Polymeren
und/oder Gemischen davon eingesetzt. Besonders bevorzugte Additive sind aromatische
Amine, Phenole, insbesondere alkylierte Phenole, Triazole wie Benzotriazole, Tolyltriazole,
Ester insbesondere geschwefelte Fettsäureester, Glycerin-mono- oder di-ester, Sorbitanester,
Thiadiazole, Dithiocarbamate, insbesondere Molybdändithiocarbamate, Phosphate, insbesondere
Thiophosphate, oligomere Phosphate, oligomere Thiophosphate, Dithiophosphate, Zinkdialkyldithiophosphate,
Molybdändithiophosphate, Aminphosphate,Trialkylphosphate, Triarylphosphate, Phosphite,
Metallsalze, Carbonsäuren, Polymere, insbesondere Polymethacrylate, Olefincopolymere
und/oder Gemische davon.
[0058] Ganz bevorzugte Additive sind aromatische Amine, alkylierte Phenole, Thiadiazole,
Dithiocarbamate, Triarylphosphate, Aminphosphate, Benzotriazole und/oder deren Gemische.
[0059] Ganz besonders bevorzugte Additive sind aromatische Amine, da überraschend gefunden
wurde, dass bei ihrer Verwendung eine besonders starke Verzögerung des Oxidationsbeginns
durch die Ionische Flüssigkeit erreicht werden kann.
[0060] Erfindungsgemäß bevorzugte aromatische Amine sind styrolisiertes Diphenylamin, Phenyl-alpha-naphthylamin,
Phenyl-beta-naphthylamin, octyliertes und/oder butyliertes Diphenylamin, insbesondere
p,p'-Dioctyldiphenylamin, nonyliertes Diphenylamin. Mithin weist die Schmierstoffzusammensetzung
in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Diphenylamin, insbesondere
p,p'-Dioctyldiphenylamin als Antioxidanten auf.
[0061] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Schmierstoffzusammensetzung
die Additive in einem Anteil von 0,5 Gew.% bis 23 Gew.%, noch bevorzugter von 0,5
Gew.% bis 20 Gew.%, insbesondere von 0,5 Gew.% bis 10 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Schm ierstoffzusam mensetzung.
[0062] Vorzugsweise ist die Schmierstoffzusammensetzung gekennzeichnet durch eine untere
Gebrauchstemperatur von nicht größer als -30°C, beispielsweise von -60°C bis -30°C,
bevorzugt nicht größer als -40°C, beispielsweise von - 60°C bis -40°C, bestimmt nach
IP 186, Edition 2015 und/oder bevorzugt eine obere Gebrauchstemperatur von mindestens
+160°C, beispielsweise von 160°C bis 220°C, bevorzugt mindestens +180°C, beispielsweise
von 180°C bis 220°C, bestimmt nach DIN 51821 1+2, Ausgabe 2016,7.
[0063] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Schmierstoffzusammensetzung
umfassend:
- a) 20 bis 99,5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung,
eines Grundöls, wobei das Grundöl ein Basisöl A' in einem Anteil von mindestens 50
Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Grundöls, aufweist, wobei das Basisöl A'
einen Ester mit einem Sauerstoff/Kohlenstoff Gewichtsverhältnis von mehr als 0,1,
beispielsweise von 0,1 bis 0,35, bevorzugt von mehr als 0,15, beispielsweise von 0,15
bis 0,30 aufweist und/oder ein Polyglycol, vorzugsweise ein Polyglycol, enthaltend
unsubstituierte Ethyleneinheiten als Kohlenstoffgruppe in der Wiederholeinheit, mit
einem Sauerstoff/Kohlenstoff Gewichtsverhältnis von mehr als 0,44, beispielsweise
von 0,44 bis 0,70, bevorzugt von mehr als 0,50, beispielsweise von 0,50 bis 0,68,
- b) 0,5 bis 80 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung,
einer Ionischen Flüssigkeit, deren Anion Bis(fluorsulfonyl)imid ist.
[0064] Dabei umfassen bevorzugte Ausführungsformen der vorgenannten Schmierstoffzusammensetzung
im Bezug auf die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung beschriebene Ausführungsformen
mutatis mutandis. Beispielsweise umfassen bevorzugte Ausführungsformen der vorgenannten
Schmierstoffzusammensetzung für das Basisöl A' im Bezug auf die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung
beschriebene Ausführungsformen für das Basisöl A.
[0065] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung umfasst die Verwendung der erfindungsgemäßen
Schmierstoffzusammensetzung zur Schmierung von Antriebselementen, vorzugweise von
Wälzlagern, Getrieben, Gleitlagern, Aktuatoren und/oder Ketten.
[0066] Bevorzugt sind Antriebselemente, vorzugweise Wälzlager, Getriebe, Gleitlager, Aktuatoren
und/oder Ketten, an denen elektrische Potentiale anliegen.
[0067] Weiter bevorzugte Antriebselemente sind Wälzlager, Getriebe, Gleitlager, Aktuatoren
und/oder Ketten, die in Anlagen und Maschinen zur Herstellung und Förderung von Lebensmitteln,
in Windkraftanlagen, in Fahrzeugen, vorzugsweise Automobilen, insbesondere in Hybrid-
und Elektrofahrzeugen, in Schienenfahrzeugen, Industrieanlagen, Industrierobotern
und/oder in Schiffen angeordnet sind.
[0068] Besonders bevorzugt sind die Antriebselemente ausgewählt aus Pulleylagern, Lüfterlagern,
Vakuumpumpenlagern, Wälzlagern von Elektromotoren, insbesondere von Hybrid- und Elektrofahrzeugen,
Generatoren, insbesondere von Elektrofahrzeugen und Schienenfahrzeugen, Windkraftanlagen,
Industriemotoren, Nebenaggregaten in Fahrzeugen und/oder Gelenken von Fahrzeugen.
[0069] Besonders bevorzugt wird die Schmierstoffzusammensetzung zur Schmierung von Wälzlagern
von Elektromotoren von Hybrid- und/oder Elektrofahrzeugen eingesetzt.
[0070] Hieran ist vorteilhaft, dass die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung eine
für diese Anwendungen besonders geeignete Kombination von Eigenschaften zeigt. Besonders
vorteilhaft ist die sehr gute Temperaturstabilität kombiniert mit der Ableitfähigkeit
für elektrische Potentiale.
[0071] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung umfasst die Verwendung der Schmierstoffzusammensetzung
zur Schmierung von Antriebselementen, vorzugweise von Wälzlagern, bei denen eine untere
Gebrauchstemperatur von nicht größer als -30°C, beispielsweise von -60°C bis -30°C,
bevorzugt nicht größer als -40°C, beispielsweise von -60°C bis -30°C, bestimmt nach
IP 186, Edition 2015 und/oder bevorzugt eine obere Gebrauchstemperatur von mindestens
+160°C, beispielsweise von 160°C bis 220°C, noch bevorzugter mindestens +180°C, beispielsweise
von 180°C bis 220°C, bestimmt nach DIN 51821 1+2 Ausgabe 2016,7 notwendig ist.
[0072] Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer, die Erfindung nicht beschränkender
Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
[0073] Es werden TGA- Messungen der Ionischen Flüssigkeiten Trihexyl(tetradecyl)phosphonium
bis(fluorsulfonyl)imid (P666(14) fsi) und Trihexyl(tetradecyl)phosphonium bis(trifluormethylsulfonyl)imid
(P666(14) bta) durchgeführt und die erhaltenen Werte miteinander verglichen.
Tabelle 2: TGA-Verdampfungsverluste unter Luft und N
2
| |
P666(14) bta |
P666(14) fsi |
|
P666(14) bta |
P666(14) fsi |
| TGA dynamisch i.A.a. DIN 51006 |
|
|
|
|
|
| Heizrate |
1°C/min |
| Spülgas |
Luft |
|
Stickstoff |
| Antioxidans |
keine |
| Tiegelmaterial |
Aluminium |
| Verdampfungsverlust 120°C % (m) |
- |
0,6 |
|
0,6 |
0,1 |
| Verdampfungsverlust 140°C % (m) |
- |
0,8 |
|
0,8 |
0,2 |
| Verdampfungsverlust 160°C % (m) |
- |
0,9 |
|
1,0 |
0,3 |
| Verdampfungsverlust 180°C % (m) |
0,4 |
1,2 |
|
1,1 |
0,5 |
| Verdampfungsverlust 200°C % (m) |
0,5 |
2,4 |
|
1,2 |
1,0 |
| Verdampfungsverlust 220°C % (m) |
0,8 |
3,9 |
|
1,3 |
1,9 |
| Verdampfungsverlust 240°C % (m) |
1,4 |
6,7 |
|
1,5 |
3,6 |
| Verdampfungsverlust 260°C % (m) |
2,1 |
12,9 |
|
1,8 |
7,3 |
[0074] Die TGA-Messungen zeigen, wie erwartet, eine bessere Temperaturstabilität für das
P666(14) bta gegenüber P666(14) fsi. Sowohl bei der Messung mit Luft als auch mit
N
2 sind die Werte für Verdampfungsverluste für das P666(14) bta niedriger. Die bessere
Temperaturstabilität für das bta lässt sich durch die bindungsstarke Kohlenstoff-Fluor-Verbindung
im Anion erklären.
Beispiel 2
[0075] Es werden DSC- Messungen der Ionischen Flüssigkeiten Trihexyl(tetradecyl)phosphonium
bis(fluorsulfonyl)imid (P666(14) fsi) und Trihexyl(tetradecyl)phosphonium bis(trifluormethylsulfonyl)imid
(P666(14) bta) durchgeführt.
[0076] In Figur 1 sind die Ergebnisse der DSC-Messungen unter O
2-Atmosphäre dargestellt und in Figur 2 die Ergebnisse der DSC-Messungen unter N
2-Atmosphäre.
[0077] Bei Figur 1 ist zu erkennen, dass die P666(14) fsi einen früheren Onset und damit
eine geringere Stabilität aufweist als P666(14) bta.
[0078] Figur 2 zeigt, dass P666(14) fsi eine deutliche exotherme Reaktion um 270°C aufweist,
das P666(14) bta aber nicht. Beide Untersuchungen bestätigen die geringere thermische
Beständigkeit der Ionischen Flüssigkeit mit dem fsi Anion in Reinsubstanz.
Beispiel 3
[0079] Um den Verdampfungsverlust zu bestimmen, werden Trihexyl(tetradecyl)phosphonium bis(fluorsulfonyl)imid
(P666(14) fsi) und Trihexyl(tetradecyl)phosphonium bis(trifluormethylsulfonyl)imid
(P666(14) bta) in zylindrische Gewindegläschen (Grundfläche 1.5 cm
2, Höhe 5 cm) gefüllt. Es werden jeweils 200 mg der beiden IL genau eingewogen. Für
zwei Prüftemperaturen wird jeweils ein Gläschen ohne Kugel und ein Gläschen mit Kugel
(100Cr6 Stahlkugeln nach DIN 51350-1, Ausgabe 2015-03) verwendet. Damit soll geprüft
werden, ob Reaktionen zwischen dem Metall der Kugel und der ionischen Flüssigkeit
im Gläschen auftreten.
Tabelle 3: Werte bei 150°C
| |
P666(14) bta |
fsi |
|
P666(14) bta |
fsi |
| |
ohne Kugel |
|
mit Kugel |
| Verdampfungsverlust nach 24 h [%] |
1,15 |
-0,30 |
|
14,28 |
0 |
| Verdampfungsverlust nach 48 h [%] |
1,45 |
-0,15 |
|
15,94 |
14,44 |
| Verdampfungsverlust nach 72 h [%] |
1,45 |
-0,70 |
|
16,42 |
13,40 |
| Verdampfungsverlust nach 168 h [%] |
1,80 |
-1,90 |
|
17,40 |
12,03 |
Tabelle 4: Werte bei 180°C
| |
P666(14) bta |
fsi |
|
P666(14) bta |
fsi |
| |
ohne Kugel |
|
mit Kugel |
| Verdampfungsverlust nach 24 h [%] |
1,50 |
0,50 |
|
2,00 |
0 |
| Verdampfungsverlust nach 48 h [%] |
2,00 |
2,64 |
|
2,59 |
1,85 |
| Verdampfungsverlust nach 72 h [%] |
2,25 |
5,33 |
|
4,59 |
4,13 |
| Verdampfungsverlust nach 168 h [%] |
2,99 |
13,04 |
|
4,60 |
14,04 |
[0080] Bei einer Prüftemperatur von 150°C zeigen sich für beide Ionischen Flüssigkeiten
in Reinsubstanz Unterschiede beim Verdampfungsverlust. Bei den Proben ohne Kugel erfolgt
für das P666(14) bta ein durchgehender Anstieg des Verdampfungsverlustes über den
gemessenen Zeitraum. Im Vergleich dazu lässt sich bei den Werten für die fsi-Probe
insgesamt eine Gewichtszunahme beobachten. In Anwesenheit der Stahlkugel zeigt sich
bei P666(14) fsi ein geringerer Verdampfungsverlust als bei P666(14) bta. Mit Kugel
haben beide Substanzen insgesamt deutlich höhere Werte beim Verdampfungsverlust. Für
das P666(14) fsi fällt der Wert nach anfänglichem Anstieg zum Ende hin jedoch wieder
ab.
[0081] Bei 180° sind die Verdampfungsverluste für beide Substanzen naturgemäß höher als
bei 150°C. Der Werteverlauf für das P666(14) fsi ist im Gegensatz zur niedrigeren
Prüftemperatur unauffällig. Trotzdem liegen diese am Ende des Zeitraums höher als
beim P666(14) bta. Insgesamt können die beobachteten Werte so verstanden werden, dass
neben einer Zersetzung unter Massenverlust auch Phänomene wie Aufnahme/Abgabe von
Wasser, Korrosion der Stahlkugel und katalysierte Zersetzung eine Rolle spielen. Bei
180°C legen die Versuche der Substanzen in Reinform nahe, dass die Beständigkeit der
fsi enthaltenden IL geringer ist als die Beständigkeit der bta enthaltenden IL.
Beispiel 4
[0082] Herstellung zweier erfindungsgemäßer Fette und eines Vergleichsfettes aus einem Grundfett
A.
[0083] Das
Grundfett A besteht zu 85 Gew.% aus einem Trimellithsäureester mit C9 - C11 Alkoholen mit einem
Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0,20 mit einer Grundölviskosität bei 40°C von
ca. 72 mm
2/sec (TMSE-A), aus 11 Gew.% eines Harnstoffverdickers bestehend aus den Reaktionsprodukten
von aliphatischen gesättigten Aminen, aliphatischen ungesättigten Aminen und aromatischen
Aminen mit einem Gemisch aus MDI (4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan) und TDI (Gemisch
aus 2,4-Diisocyanatotoluol und 2,6-Diisocyanatotuol im molaren Verhältnis von ca.
4:1). Als Additive werden 0,5 Gew.% p,p'-Dioctyldiphenylamin und 3,5 Gew.% weitere
Additive (Korrosionsschutz, Anti Wear) verwendet.
[0084] Zu diesem Grundfett A werden 5 Gew.% P666(14) fsi
(erfindungsgemäßes Fett 1) bzw. 5 Gew.% P666(14) bta (
Vergleichsfett 2) gegeben und die Mischungen über ein Dreiwalzwerk homogenisiert. Beim
erfindungsgemäßen Fett 3 werden 5 Gew.% N1888 fsi verwendet und identisch eingearbeitet.
[0085] Verglichen mit dem Grundfett A ist der spezifische elektrische Widerstand um ca.
3 Zehnerpotenzen abgesenkt. Das erfindungsgemäße Fett 1 zeigt überraschenderweise
eine um ca. 50% verbesserte Lebensdauer bei 180°C verglichen mit dem Vergleichsfett
2, das eine nicht erfindungsgemäße Ionische Flüssigkeit enthält. Das erfindungsgemäße
Fett erfüllt auch die Lebensdaueranforderung der DIN 51821 1+2 bei 200°C
| Methode |
Norm |
Einheit |
Fett 1 erfindungsgemäß |
Fett 2 Vergleichsfett |
| Allgemeine Daten |
|
|
|
|
| Aussehen, Farbe |
visuell |
|
beige |
beige |
| Walkpenetration 60 DT |
DIN ISO 2137 |
1/10 mm |
269 |
278 |
| Tropfpunkt |
DIN ISO 2176 |
°C |
262 |
268 |
| Wassergehalt nach Karl Fischer |
|
% |
0,05 |
0,06 |
| Verhalten nach |
|
|
|
|
| Walkung |
|
|
|
|
| Verlängerte Walkbeständigkeit nach 100.000 DT |
DIN ISO 2137 |
1/10 mm |
+40 |
+53 |
| Tieftemperaturverhalten |
|
|
|
|
| Fließdruck bei -45°C |
DIN 51805 |
mBar |
675 |
650 |
| Ölabscheidung |
|
|
|
|
| Ölabscheidung nach 30h/150°C |
ASTM D 6184 |
Gew % |
3,7 |
2,8 |
| Ölabscheidung nach 168h/40°C |
DIN 51817 |
Gew % |
2,1 |
1,6 |
| Obere Gebrauchstemperatur |
|
|
|
|
| FAG FE 9 6000 rpm, 1.500 N, 180°C, B, Ausgabe 2016,07 |
DIN 51821 1+2 |
h |
L 10: 691 h L 50: 694 h |
L 10: 423 h L 50: 457 h |
| FAG FE 9 6000 rpm, 1.500 N, 200°C, B, Ausgabe 2016,07 |
DIN 51821 1+2 |
h |
L 10: 113 h L 50: 249 h |
|
| Medienbeständigkeit |
|
|
|
|
| Wasserbeständigkeit statisch, 3h/90°C |
DIN 51807 |
|
0 |
0 |
| SKF Emcor, dest. Wasser |
i.A.a. DIN |
|
0 |
0 |
| |
51802 |
|
|
|
| Korrosionsverhalten |
|
|
|
|
| Kupferkorrosion 24h/160°C |
DIN 51811 |
|
1 |
1 |
| Geräuschverhalten |
|
|
|
|
| SKF BeQuiet+ |
i.A.a. ÖNorm M8127 |
|
GN3 |
GN3 |
| Elektrische Leitfähigkeit |
|
|
|
|
| Spezifischer Elektrischer Widerstand |
i.A.a DIN 53482 |
Ohm*c m |
3,18 * 106 |
3,81 * 106 |
| Methode |
Anforderungen |
Fett 1 erfindungsgemäß |
Fett 3 erfindungsgemäß |
Grundfett A |
| FAG FE 9 6000 rpm, 1.500 N, 200°C, B, DIN 51821 1+2, Ausgabe 2016.07 |
L 50 > 100h |
L 10: 113 h |
L 10: 105 h |
L 10: 60 h |
| L 50: 249 h |
L 50: 146 h |
L 50: 90 h |
[0086] Bei der Lebensdauerprüfung bei 200°C zeigt das erfindungsgemäße Fett 1 eine deutliche
Steigerung bei der erreichten Lebensdauer, bezogen auf den L 50 Wert um mehr als den
Faktor 2,5. Das erfindungsgemäße Fett 3 zeigt ebenfalls eine Steigerung der Lebensdauer
um 50 % gegenüber dem Grundfett A.
Beispiel 5
[0087] Es werden mehrere erfindungsgemäße Fette und ein Vergleichsfett aus einem Grundfett
B hergestellt.
Das Grundfett B besteht aus:
[0088] 84,5 Gew.% Trimellithsäureester mit linearen C8 und C10 Alkylgruppen, die ca. im
Verhältnis 1:1 (molar) vorliegen (TMSE-B) mit einem Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis
von 0,22, 13,5 Gew.% Harnstoffverdicker, hergestellt durch die Umsetzung von MDI (4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan)
und Oktylamin im Verhältnis 1.2 (molar), 1 Gew.% p,p'-Dioctyldiphenylamin, 1 Gew.%
Calciumsulfonat-Korrosionschutzadditiv.
| |
Gehalt Grundfett B |
N1888 fsi (Gew.%) |
P666614 fsi Gew. % |
FAG FE 9 6000 rpm, 1.500 N, 200°C, B, DIN 51821 1+2, Ausgabe 2016.07 |
| Grundfett B |
100 |
|
|
L 10 = 145 h |
L 50 = 187 h |
ß = 7,4 |
| Erfindungsgemäßes Fett 4 |
99 |
1 |
|
L 10 = 92 h |
L 50 = 219 h |
ß = 2,2 |
| Erfindungsgemäßes Fett 5 |
97 |
3 |
|
L 10 = 83 h |
L 50 = 141 h |
ß = 3,5 |
| Erfindungsgemäßes Fett 6 |
95 |
5 |
|
L 10 = 203 h |
L 50 = 261 h |
ß = 7,5 |
| Erfindungsgemäßes Fett 7 |
90 |
10 |
|
L 10 = 139h |
L 50 = 229 h |
ß = 3,8 |
| Erfindungsgemäßes Fett 8 |
97 |
|
3 |
|
|
|
[0089] Das erfindungsgemäße Fett 6 zeigt gegenüber dem Grundfett B (Vergleichsfett) eine
Steigerung der Lebensdauer um ca. 50 % bei Erhalt der sehr steilen Ausfallkurve (hohe
ß Werte). Das erfindungsgemäße Fett 7 zeigt eine Erhöhung der Lebensdauer um ca. 40
%.
[0090] Alle erfindungsgemäßen Fette bestehen die Anforderung der DIN 51821 1+2 bei 200°C,
da der L 50 Wert über 100 h liegt. Dadurch ist es möglich, den elektrischen Widerstand
abzusenken (siehe nachfolgende Tabelle) unter Erhalt der oberen Gebrauchstemperatur
von 200°C.
| |
Spezifischer elektrischer Widerstand [ohm*cm], 10 V Gleichspannung i.A.a DIN 53482 |
Walkpenetration 60 Doppelhübe [1/10mm] DIN ISO 2137 |
| Grundfett B |
2,85E*10exp09 |
242 |
| Erfindungsgemäßes Fett 4 |
3,51*10exp07 |
249 |
| Erfindungsgemäßes Fett 5 |
5,98*10exp06 |
256 |
| Erfindungsgemäßes Fett 6 |
2,35*10exp06 |
263 |
| Erfindungsgemäßes Fett 7 |
7,49*10exp05 |
261 |
| Erfindungsgemäßes Fett 8 |
5,51*10exp06 |
254 |
[0091] Durch die Zugabe der IL P666(14) fsi wird der spezifische elektrische Widerstand
signifikant heruntergesetzt. Die Walkpenetration verändert sich dagegen nur in geringem
Umfang, was zeigt, dass die Verdickungswirkung durch die ionische Flüssigkeit nicht
gestört wird.
Beispiel 6
[0092] Es wird der spezifische elektrische Widerstand von Mischungen von P666(14) fsi bzw.
P666(14) bta in einem Polyglykol gemessen.
[0093] Als Polyglykol A wird ein Polyglykol mit einer kinematischen Viskosität von 220 mm
2/sec verwendet. Es handelt sich um ein random Copolymer aus Ethylenoxid und Propylenoxid
im Verhältnis 1:1 (molar) mit Glykol als Starter. Das Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis
beträgt 0,53.
| Gehalt Polyglykol A (Gew.%) |
100 |
99 |
97 |
65 |
90 |
| Gehalt P666(14) fsi (Gew.%) |
0 |
1 |
3 |
5 |
10 |
| spez. Widerstand [Mohm*cm] |
7,10 |
0,41 |
0,13 |
0,079 |
0,031 |
| Gehalt Polyglykol A (Gew.%) |
100 |
99 |
97 |
65 |
90 |
| Gehalt P666(14) bta (Gew.%) |
0 |
1 |
3 |
5 |
10 |
| spez. Widerstand [Mohm*cm i.A.a DIN 53482] |
7,10 |
0,68 |
0,22 |
0,13 |
0,056 |
[0094] Die Tabellen zeigen, dass die erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzungen mit
P666(14) fsi zu niedrigeren spezifischen Widerständen im Vergleich zu P666(14) bta
führen.
[0095] Dies war überraschend, da, wie in der folgenden Tabelle dargestellt, die Viskositäten
von P666(14) fsi höher als die von P666(14) bta sind.
| |
P666(14) fsi |
P666(14) bta |
| Viskosität bei 40°C [mm2/s] |
152,9 |
147,4 |
| Viskosität bei 100°C [mm2/s] |
19,87 |
18,33 |
| VI |
150 |
139 |
| Dichte bei 20°C [g/cm3] |
1,014 |
1,077 |
| Dichte bei 100°C [g/cm3] |
0,963 |
1,020 |
[0096] Dies spricht dafür, dass beim fsi das Ionenpaar eigentlich fester aneinander gebunden,
d.h. weniger beweglich ist, und deshalb eher geringere Leitfähigkeiten zeigen sollte.
Dies ist aber, wie oben gezeigt, überraschenderweise nicht der Fall.
Beispiel 7
[0097] Es wird der Einfluss von N1888 fsi auf die thermisch oxidative Beständigkeit eines
Esteröles untersucht.
[0098] Als Grundöl wird der Trimellithsäureester B (Trimellithsäureester mit linearen C8
und C10 Alkylgruppen, die ca. im Verhältnis 1:1 (molar) vorliegen) verwendet, als
aminischer Antioxidant (Amin. AO) p,p'-Dioctyldiphenylamin.
| Bezeichnung |
Öl 1 |
Öl 2 |
Öl 3 |
Öl 4 |
| Amin. AO |
1 |
1 |
3 |
3 |
| N8881 fsi |
0 |
1 |
1 |
3 |
| TMSE-B |
99 |
98 |
96 |
94 |
| TGA, Luft, Temperaturgr adient 1 k/min |
180 |
0,1 |
180 |
0,1 |
180 |
0,3 |
180 |
0,1 |
| 200 |
0,2 |
200 |
0,3 |
200 |
0,4 |
200 |
0,3 |
| 220 |
0,5 |
220 |
0,5 |
220 |
0,8 |
220 |
0,7 |
| 240 |
1,2 |
240 |
1,2 |
240 |
1,7 |
240 |
1,8 |
| 260 |
3,2 |
260 |
3,2 |
260 |
4,0 |
260 |
4,6 |
| 280 |
9,7 |
280 |
8,4 |
280 |
9,3 |
280 |
11,1 |
| 300 |
50,1 |
300 |
38,6 |
300 |
26,6 |
300 |
29,7 |
| DSC, O2, |
Ox.start 204,5 |
Ox.start 256,7 |
Ox.start 240,2 |
Ox.start |
|
|
|
|
| Temperaturgradient 1 |
Onset 242,5 |
Onset 269,1 |
1. Onset 261,2 |
239,5 |
|
|
|
|
| k/min |
|
|
2. Onset 276,5 |
Onset 283,2 |
|
|
|
|
| Offener Schälchentest 230°C, 24/48/ 72h Verlust [%] |
43,24 |
29,64 |
22,38 |
23,02 |
|
|
|
|
| 63,22 |
54,92 |
36,58 |
34,28 |
|
|
|
|
| 79,76 (Lack) |
69,63 (dickes |
48,82 (Öl, |
53,03 (Öl, |
|
|
|
|
| |
Öl, leicht grisselig) |
grisselig) |
stark grisselig) |
|
|
|
|
| Scherviskosität |
108 |
113 |
119 |
125 |
|
|
|
|
| Start |
1355 |
266 |
209 |
208 |
|
|
|
|
| 24h |
33800 |
1320 |
391 |
298 |
|
|
|
|
| 48h |
|
12150 |
647 |
|
|
|
|
|
| 72h |
|
|
|
|
|
|
|
|
| Spezif. |
3,43*1012 |
3,26*1010 |
2,95*1010 |
2,60*1010 |
|
|
|
|
| Widerstand |
|
|
|
|
|
|
|
|
| [Ohm*cm] |
|
|
|
|
|
|
|
|
| i.A.a DIN |
|
|
|
|
|
|
|
|
| 53482 |
|
|
|
|
|
|
|
|
| Bezeichnung |
Öl 5 |
Öl 6 |
Öl 7 |
| Amin. AO |
0 |
0 |
3 |
| N8881 fsi |
3 |
1 |
0 |
| TMSE-B |
97 |
99 |
97 |
| TGA, Luft, |
180 |
0,1 |
180 |
0,3 |
180 |
0,3 |
| Temperaturgradient 1 |
200 |
0,2 |
200 |
0,5 |
200 |
0,5 |
| 220 |
0,7 |
220 |
0,9 |
220 |
0,9 |
| k/min |
240 |
2,0 |
240 |
1,9 |
240 |
1,9 |
| |
260 |
8,4 |
260 |
4,4 |
260 |
4,2 |
| |
280 |
21,7 |
280 |
20,2 |
280 |
10,6 |
| |
300 |
49,2 |
300 |
51,8 |
300 |
45,3 |
| DSC, O2, |
Ox.start 223,7 |
Ox.start 224,7 |
Ox.start |
| Temperaturgradient 1 |
1. Onset 234,1 |
Onset 231,8 |
205,7 |
| 2. Onset 264,0 |
|
Onset |
| k/min |
|
|
253,9 |
| Offener |
36,26 |
38,49 |
28,30 |
| Schälchentest 230°C, |
56,86 |
59,95 |
53,14 |
| 73,04 (teerartig) |
77,04 |
67,23 |
| 24/48/ 72h |
|
(gummiartig) |
(teerartig) |
| Verlust [%] |
|
|
|
| Scherviskosität |
116 |
109 |
117 |
|
|
|
| Start |
577 |
920 |
405 |
|
|
|
| 24h |
3550 |
11950 |
7630 |
|
|
|
| 48h |
110500 |
|
42100 |
|
|
|
| 72h |
|
|
|
|
|
|
| Spezif. Widerstand |
3,08*1010 |
4,99*1010 |
1,38*1013 |
|
|
|
| [Ohmcm] i.A.a DIN 53482 |
|
|
|
|
|
|
[0099] Die Scherviskosität wird bei 25°C bei einer Scherrate von 300 1/s nach DIN 53019-1,3
bestimmt. Der offene Schälchentest wird mit Verdampfungsschalen aus Aluminium, Durchmesser
50 mm durchgeführt. Es werden 5 g +/- 0,1 g eingewogen. Die Messung wird in einem
Umluftofen durchgeführt. Die Messung erfolgt über 24/48/ 72h. Es wird jeweils der
Verdampfungsverlust bestimmt und die Scherviskosität gemessen.
[0100] Die Öle 2, 3, 4, 5 und 6 stellen erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzungen dar.
[0101] Vergleicht man die Proben die nur P666(14) fsi enthalten (Öl 6 und 5) mit den Proben,
die nur amin. AO enthalten (Öl 1 und 7), zeigt sich, dass der Oxidationsbeginn durch
die Ionische Flüssigkeit stärker verzögert wird.
[0102] Einen starken positiven Einfluss sowohl auf die Verdampfungsverluste in der TGA bis
300°C, auf Oxidationsbeginn und Onset bei der DSC und auf die Verdampfungswerte beim
offenen Schälchentest, siehe z.B. die Verdampfungswerte nach 24 h, zeigen die Muster
bei denen der amininische Antioxidant p,p'-Dioctyldiphenylamin mit P666(14) fsi kombiniert
ist.
Beispiel 8
[0103] Es werden Lösbarkeitsversuche von N1888fsi in Grundölen, die Basisöle verschiedener
Polarität enthalten, durchgeführt. Die Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen
dargestellt.
| Grundöl: PAO 8 / Trimellithsäureester B mit linearen C8 und C10 Alkylgruppen (Verhältnis
der beiden Basisöle 60:40). PAO 8 hat ein Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0.
Der Trimellithsäureester B hat ein Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0,22. Damit
ergibt sich für das Grundöl ein Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0,088 |
| Menge N1888fsi |
0 Gew.% |
1 Gew.% |
3 Gew.% |
5 Gew.% |
10 Gew. % |
| optische Beurteilung (klar/2 Phasen) |
klar |
klar |
2 Phasen |
2 Phasen |
2 Phasen |
| V 40 [mm2/s] |
44,789 |
46,035 |
- |
- |
- |
| V 100 [mm2/s] |
7,58 |
7,73 |
- |
- |
- |
| V I |
136 |
136 |
- |
- |
- |
| Dichte 40°C g/ml |
0,8675 |
0,8692 |
- |
- |
- |
| Dicht 100°C g/ml |
0,8286 |
0,8300 |
- |
- |
- |
| spez. Widerstand [Ω*cm] |
1,60E+11 |
1,73E+08 |
- |
- |
- |
[0104] Die hier verwendete Basisölmischung ist nicht zur Herstellung einer erfindungsgemäßen
Schmierstoffzusammensetzung geeignet, da ein zu geringer Anteil an Basisöl A vorhanden
ist und hierdurch die Lösbarkeit von N1888fsi zu gering ist.
| Grundöl: PAO 8 / Trimellithsäureester B mit linearen C8 und C10 Alkylgruppen (Verhältnis
der beiden Basisöle 30:70) PAO 8 hat ein Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0.
Der Trimellithsäureester B hat ein Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0,22. Damit
ergibt sich für das Grundöl ein Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0,15 |
| Menge N1888fsi |
0 Gew.% |
1 Gew.% |
3 Gew.% |
5 Gew.% |
10 Gew. % |
| optische Beurteilung (klar/2 Phasen) |
klar |
klar |
klar |
klar |
klar |
| V 40 [mm2/s] |
46,608 |
47,900 |
50,759 |
53,966 |
63,845 |
| V 100 [mm2/s] |
7,68 |
7,81 |
8,14 |
8,53 |
9,66 |
| V I |
132 |
131 |
132 |
132 |
133 |
| Dichte 40°C g/ml |
0,9105 |
0,9118 |
0,9140 |
0,9163 |
0,9217 |
| Dicht 100°C g/ml |
0,8698 |
0,8710 |
0,8733 |
0,8754 |
0,8811 |
| spez. Widerstand [Ω*cm] |
1,25E+11 |
4,84E+07 |
5,73E+06 |
1,48E+06 |
3,36E+05 |
[0105] Die hier verwendete Basisölmischung ist zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung
geeignet, da ein ausreichender Anteil an Basisöl A vorhanden ist und hierdurch die
Lösbarkeit von N1888fsi ausreichend ist.
| Grundöl: PAO 8 / Trimellithsäureester B mit linearen C8 und C10 Alkylgruppen (Verhältnis
der beiden Basisöle 20:80) PAO 8 hat ein Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0.
Der Trimellithsäureester B hat ein Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0,22. Damit
ergibt sich für das Grundöl ein Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0,18 |
| Menge N1888fsi |
0 Gew.% |
1 Gew.% |
3 Gew.% |
5 Gew.% |
10 Gew. % |
| optische Beurteilung (klar/2 Phasen) |
klar |
klar |
klar |
klar |
klar |
| V 40 [mm2/s] |
47,839 |
49,129 |
51,802 |
54,932 |
63,716 |
| V 100 [mm2/s] |
7,77 |
7,90 |
8,20 |
8,56 |
9,53 |
| V I |
130 |
130 |
130 |
130 |
130 |
| Dichte 40°C g/ml |
0,9259 |
0,9270 |
0,9289 |
0,9309 |
0,9358 |
| Dicht 100°C g/ml |
0,8846 |
0,8857 |
0,8877 |
0,8896 |
0,8947 |
| spez. Widerstand [Ω*cm] |
9,55E+10 |
3,31E+07 |
3,89E+06 |
1,17E+06 |
3,05E+05 |
[0106] Die hier verwendete Basisölmischung ist zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung
geeignet, da ein ausreichender Anteil an Basisöl A vorhanden ist und hierdurch die
Lösbarkeit von N1888fsi ausreichend ist.
| Grundöl: Trimellithsäureester B mit linearen C8 und C10 Alkylgruppen. Der Trimellithsäureester
B hat ein Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0,22. |
| Menge N1888fsi |
0 Gew.% |
1 Gew.% |
3 Gew.% |
5 Gew.% |
10 Gew. % |
| optische Beurteilung (klar/2 Phasen) |
klar |
klar |
klar |
klar |
klar |
| V 40 [mm2/s] |
51,173 |
56,315 |
55,093 |
58,045 |
66,018 |
| V 100 [mm2/s] |
7,99 |
8,41 |
8,41 |
8,74 |
9,58 |
| V I |
125 |
121 |
125 |
126 |
125 |
| Dichte 40°C g/ml |
0,9587 |
0,9594 |
0,9612 |
0,9626 |
0,9663 |
| Dicht 100°C g/ml |
0,9162 |
0,9171 |
0,9186 |
0,9202 |
0,9241 |
| spez. Widerstand [Ω*cm] |
9,54E+10 |
1,54E+07 |
1,85E+06 |
6,55E+05 |
1,92E+05 |
| Grundöl: Trimellithsäureester B mit linearen C8 und C10 Alkylgruppen |
| Menge N1888fsi |
20 Gew. % |
40 Gew. % |
60 Gew. % |
80 Gew. % |
| optische Beurteilung (klar/2 Phasen) |
klar |
klar |
klar |
klar |
| V 40 [mm2/s] |
84,201 |
125,240 |
167,340 |
200,530 |
| V 100 [mm2/s] |
11,31 |
14,77 |
18,34 |
21,32 |
| V I |
123 |
120 |
122 |
126 |
| Dichte 40°C |
0,9734 |
0,9883 |
0,9626 |
1,0173 |
| g/ml |
|
|
|
|
| Dicht 100°C g/ml |
0,9872 |
0,9472 |
1,0158 |
0,9780 |
| spez. Widerstand [Ω*cm] |
6,98E+04 |
2,74E+04 |
2,35E+04 |
2,08E+04 |
[0107] Die Beispiele zeigen, dass die Ionische Flüssigkeit N1888fsi über einen sehr weiten
Konzentrationsbereich mischbar mit dem Trimellithsäureester ist. Das hier verwendete
Basisöl ist zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung geeignet,
da nur Basisöl A vorhanden ist und hierdurch die Lösbarkeit von N1888fsi sehr gut
ist.
| Grundöl: Polypropylenoxid homopolymer (unpolar), Butanol gestartet, kinematische Viskosität
bei 40°C ca. 120 mm 2/sec mit Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0,44 |
| Menge N1888fsi |
0 Gew.% |
1 Gew. % |
3 Gew.% |
5 Gew.% |
10 Gew. % |
| optische Beurteilung (klar/2 Phasen) |
klar |
2 Phasen |
2 Phasen |
2 Phasen |
2 Phasen |
| V 40 [mm2/s] |
- |
- |
- |
- |
- |
| V 100 [mm2/s] |
- |
- |
- |
- |
- |
| V I |
- |
- |
- |
- |
- |
| Dichte 40°C g/ml |
- |
- |
- |
- |
- |
| Dicht 100°C g/ml |
- |
- |
- |
- |
- |
| spez. Widerstand |
- |
- |
- |
- |
- |
| [Ω*cm] |
|
|
|
|
|
[0108] Das hier verwendete Basisöl ist nicht zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung
geeignet, da kein Anteil an Basisöl A vorhanden ist und hierdurch die Lösbarkeit von
N1888fsi nicht ausreichend ist.
| Grundöl: Polypropylenoxid homopolymer (unpolar), Butanol gestartet, kinematische Viskosität
bei 40°C ca. 120 mm 2/sec/ Trimellitsäureester B mit linearen C8 und C10 Alkylgruppen (polar) Mischungsverhältnis
bezogen auf Massenprozent 50:50. Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0,22 des Grundöles
beträgt 0,33. |
| Menge N1888fsi |
0 Gew.% |
1 Gew.% |
3 Gew.% |
5 Gew.% |
10 Gew. % |
| optische Beurteilung (klar/2 Phasen) |
klar |
klar |
klar |
klar |
klar |
| V 40 [mm2/s] |
82,62 |
84,02 |
86,92 |
90,15 |
98,79 |
| V 100 [mm2/s] |
13,85 |
13,97 |
14,20 |
14,64 |
15,51 |
| V I |
173 |
172 |
170 |
170 |
167 |
| Dichte 40°C g/ml |
0,9675 |
0,9682 |
0,9693 |
0,9708 |
0,9741 |
| Dicht 100°C g/ml |
0,9241 |
0,9249 |
0,9263 |
0,9278 |
0,9312 |
| spez. Widerstand [Ω*cm] |
1.32E+10 |
1,18E+07 |
2,02E+06 |
7,91E+05 |
2,13E+05 |
[0109] Die hier verwendete Basisölmischung ist zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung
geeignet, da ein ausreichender Anteil an Basisöl A vorhanden ist und hierdurch die
Lösbarkeit von N1888fsi ausreichend ist.
| Grundöl: Hydrierter Dimersäureester (unpolar), Alkoholkomponente 2-Ethylhexanol. Sauerstoff/Kohlenstoff
Verhältnis beträgt 0,10. |
| Menge N1888fsi |
0 Gew.% |
1 Gew.% |
3 Gew.% |
5 Gew.% |
10 Gew. % |
| optische Beurteilung (klar/2 Phasen) |
klar |
klar |
2 Phasen |
2 Phasen |
2 Phasen |
| V 40 [mm2/s] |
102,61 |
103,93 |
- |
- |
- |
| V 100 [mm2/s] |
14,33 |
14,40 |
- |
- |
- |
| V I |
143 |
142 |
- |
- |
- |
| Dichte 40°C g/ml |
0,8934 |
0,8947 |
- |
- |
- |
| Dicht 100°C g/ml |
0,8548 |
0,8561 |
- |
- |
- |
| spez. Widerstand [Ω*cm] |
1,36E+11 |
2,75E+08 |
- |
- |
- |
[0110] Das hier verwendete Basisöl ist nicht zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung
geeignet, da kein Anteil an Basisöl A vorhanden ist und hierdurch die Lösbarkeit von
N1888fsi nicht ausreichend ist.
| Polyethylenglycol, Molmasse 200 (polar). Das Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis beträgt
0,66. |
| Menge N1888fsi |
0 Gew.% |
1 Gew. % |
3 Gew.% |
5 Gew.% |
10 Gew.% |
| optische |
klar |
klar |
klar |
klar |
klar |
| Beurteilung (klar/2 Phasen) |
|
|
|
|
|
| V 40 [mm2/s] |
22,33 |
22,46 |
22,80 |
23,14 |
24,17 |
| V 100 [mm2/s] |
4,16 |
4,19 |
4,23 |
4,28 |
4,40 |
| V I |
77 |
79 |
80 |
82 |
84 |
| Dichte 40°C g/ml |
1,1088 |
1,1081 |
1,1064 |
1,1048 |
1,1004 |
| Dicht 100°C g/ml |
1,0610 |
1,0603 |
1,0588 |
1,0573 |
1,0534 |
| spez. Widerstand [Ω*cm] |
8,54E+03 |
1,86E+03 |
8,68E+02 |
5,95E+02 |
3,37E+02 |
[0111] Das hier verwendete Basisöl ist zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung
geeignet, da nur Basisöl A vorhanden ist und hierdurch die Lösbarkeit von N1888fsi
sehr gut ist.
[0112] Es zeigt sich, dass N1888fsi in Grundölen mit einem Anteil von über 50 Gew.% polarem
Basisöl auch in größeren Mengen gut löslich ist. Die polaren Basisöle sind aus Estern
und Polyalkylenglykolen, die mit Ethylenoxid als Bestandteil des Reaktionsgemisches
hergestellt sind, ausgewählt.
[0113] Beispiel 9: Es wird ein Grundfett C und davon ausgehend ein nicht erfindungsgemäßes
Fett 9 hergestellt:
| |
Gehalt Grundfett C |
N1888 fsi (Gew.%) |
FAG FE 9 6000 rpm, 1.500 N, 160°C, A, DIN 51821 1+2, Ausgabe 2016.07 |
| Grundfett C |
100 |
|
L 10 = 164 h |
L 50 = 236 h |
ß = 7,4 |
| Nicht erfindungsgemäßes Fett 9 |
97 |
3 |
L 10 = 167 h |
L 50 = 207 h |
ß = 8,7 |
[0114] Das Grundfett C ist der NLGI Klasse 1 zuzuordnen. Das Grundöl weist eine kinematische
Viskosität von 130 mm
2/sec bei 40°C auf und ist eine unpolare Mischung aus Mineralöl/PAO. Das Sauerstoff/Kohlenstoff
Verhältnis liegt nahezu bei 0. Der Verdicker ist eine Mischung aus Harnstoff/Calciumkomplexseife.
Darüber hinaus sind übliche Additive zur oxidativen Stabilisierung, zur Verbesserung
des Lasttragevermögens und zum Schutz vor Korrosion enthalten. Durch Zugabe der Ionischen
Flüssigkeit wird keine Verbesserung der Lebensdauer erreicht, der L 50 Wert wird sogar
erniedrigt. Es zeigt sich, dass in Fetten, deren Basisöl unpolar ist (Mineralöl und
PAO), keine Verbesserung durch Einsatz der Ionischen Flüssigkeit erzielt wird.
Beispiel 10
[0115] Es wird ein Schmierfett D mit folgender Zusammensetzung hergestellt:
41 Gew.% Trimellithsäureester A mit C9 - C11 V 40 ca 72 mm2/sec (Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0,20)
17 Gew.% PIB, Mn ca. 1300 g/mol bestimmt mit GPC (Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis
von 0,0)
20 Gew.% alkylierter Diphenylether, V 40 ca. 100 mm2/sec (Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0,04)
13 Gew.% Lithiumkomplexverdicker aus Azelainsäure/12-Hydroxystearinsäure 4 Gew.% aminischer
Antioxidant
5 Gew.% Additivpackage Korrosionsschutz, AW und EP
[0116] Der Gewichtsanteil des Trimellithsäureesters A am gesamten Grundöl beträgt 52,6 Gew.%.
| Methode |
Norm |
Einheit |
Beispielfett D + 3 % N8881 fsi erfindungsgemäß |
Beispielfett D Vergleichsfett |
| Allgemeine Daten |
|
|
|
|
| Walkpenetration 60 DT |
DIN ISO 2137 |
1/10 mm |
283 |
273 |
| Tropfpunkt |
DIN ISO 2176 |
°C |
Größer 300°C |
Größer 300°C |
| Fließdruck bei -40°C |
DIN 51805 |
mBar |
537 |
825 |
| Ölabscheidung nach 30h/150°C |
ASTM D 6184 |
Gew % |
7,3 |
5,8 |
| spez. Widerstand |
i.A.a DIN 53482 |
[ohm*cm ] |
9,68E+07 |
3,88E+10 |
| Verdam pfungsverl ust, 24 h/180°C |
DIN 58397 |
% |
15,6 |
11,4 |
| Scherviskosität bei 25°C, Scherrate 300 1/s, frisch |
DIN 53019-1,3 |
mPas |
5300 |
5800 |
| Scherviskosität bei 25°C, Scherrate 300 1/s, nach Verdam pfungsverlust Prüfung 24
h/180°C nach DIN 58397 |
DIN 53019-1,3 |
mPas |
3660 |
5935 |
[0117] Die erfindungsgemäße Zusammensetzung zeigt Vorteile bezüglich der Reduktion des spezifischen
Widerstandes, des Tieftemperaturverhaltens (Fließdruck) und der Vermeidung von Verhärtung
bei Lagerung bei 180°C (keine Erhöhung der dynamischen Viskosität).
Beispiel 11: Lösbarkeitsuntersuchung von N8881 fsi in einem Estolid Basisöl
[0118]
| Estolid Basisöl, Homopolymer 12-Hydroxystearinsäure, verestert mit 2-Ethylhexanol,
kinematische Viskosität bei 40°C ca. 148 mm2/s; das Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis beträgt 0,17) |
| Menge N1888fsi |
0 Gew.% |
1 Gew.% |
3 Gew.% |
5 Gew.% |
10 Gew. % |
| optische Beurteilung (klar/2 Phasen) |
klar |
klar |
klar |
klar |
klar |
| V 40 [mm2/s] |
148,35 |
149,84 |
153,81 |
159,24 |
184,61 |
| V 100 |
21,5 |
21,6 |
21,9 |
22,7 |
24,9 |
| V I |
170 |
170 |
169 |
171 |
167 |
| Dichte 40°C g/ml |
0,8990 |
0,9004 |
0,9028 |
0,9051 |
0,9111 |
| Dicht 100°C g/ml |
0,8598 |
0,8610 |
0,8634 |
0,8658 |
0,8719 |
| spez. Widerstand [Ω*cm] |
2,63E+10 |
8,83E+07 |
7,72E+06 |
2,35E+06 |
5,37E+05 |
[0119] N8881 fsi ist im untersuchten Konzentrationsbereich in dem Estolid Basisöl löslich.
Mit zunehmender Menge an IL wird der spezifische Widerstand reduziert.
[0120] Das hier verwendete Basisöl ist zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung
geeignet, da nur Basisöl A vorhanden ist und hierdurch die Lösbarkeit von N1888fsi
ausreichend ist.
Bewertung der Versuchsergebnisse
[0121] Insgesamt konnte nachgewiesen werden, dass Schmierstoffzusammensetzungen und insbesondere
Fette, die Ionische Flüssigkeiten auf Basis von fsi als Anion enthalten, Leistungswerte
erzielen, die in den Bereichen eines mit Ionischen Flüssigkeiten auf Basis von bta
additivierten Produktes liegen. Mithin sind Ionische Flüssigkeiten auf Basis von fsi
eine gute Alternative zu bta enthaltenden Ionischen Flüssigkeiten. Darüber hinaus
weisen Additive auf fsi-Basis gegenüber bta enthaltenden Additiven den Vorteil auf
keine persistenten CFx-Gruppen zu enthalten.
[0122] In den Versuchen, in denen das P666(14) fsi in Reinform untersucht wurde, zeigt sich
anhand der Ergebnisse, wie erwartet, eine geringere thermische Stabilität im Vergleich
zu P666(14) bta. Dies lässt sich vor allem damit erklären, dass im Anion bindungsstarke
Kohlenstoff-Fluor-Verbindungen fehlen, was sich insgesamt auf die Stabilität des Moleküls
auswirkt.
[0123] Überraschend ist der Unterschied in der Leistung zwischen den beiden Ionischen Flüssigkeiten
deutlich geringer, wenn sie als Additiv im Fett eingesetzt werden. Die Werte der abgeprüften
Eigenschaften zeigen, dass sich das P666(14) fsi leistungsmäßig ganz ähnlich im betrachteten
Fettsystem auswirkt wie P666(14) bta. Vorgaben an Hoch- bzw. Tieftemperatureigenschaften
sowie an die elektrische Leitfähigkeit können mit dem fsi-Material als Additiv in
den betrachteten Temperaturbereichen erfüllt werden.
[0124] Darüber hinaus können mit der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung auch
die Vorgaben bzgl. Korrosionsstabilität erfüllt werden.
[0125] Insgesamt konnte gezeigt werden, dass Schmierstoffzusammensetzungen, die Ionische
Flüssigkeiten auf Basis von fsi aufweisen, im Hinblick auf ihre Performance eine gute
Alternative zu Schmierstoffzusammensetzung mit bta enthaltenden Ionischen Flüssigkeiten
sind. Darüber hinaus weisen die erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung keine
persistenten CFx-Gruppen auf und sind deshalb biologisch abbaubar.
Prüfmethoden
[0126] Zur Bestimmung der Lösbarkeit der Ionischen Flüssigkeit N1888 fsi in den Basisölen
oder Grundölen wird das Basisöl bzw. die Basisöle, die die Grundöle bilden, in einem
Becherglas vorgelegt und N1888 fsi in der jeweiligen Konzentration zugegeben. Das
Gemisch wird bei 60°C für 10 min mittels eines Magnetrührers gerührt. Nach Abkühlen
auf Raumtemperatur werden die Mischungen optisch begutachtet und der elektrische Widerstand
bestimmt. N1888 fsi ist in Basisöl oder Grundöl bei einer bestimmten Konzentration
unlöslich, wenn bei der Trübungmessung nach DIN EN ISO 7027 -1:2016-11 bei 25°C der
Trübungswert um mehr als 1 FNU höher liegt als bei reinem Basisöl oder Grundöl. Ebenso
ist N1888 fsi in Basisöl oder Grundöl bei einer bestimmten Konzentration unlöslich,
wenn sich zwei oder mehrere Phasen bilden. N1888 fsi ist in Basisöl oder Grundöl bei
einer bestimmten Konzentration löslich, wenn bei der Trübungmessung nach DIN EN ISO
7027 -1:2016-11 bei 25°C der Trübungswert um höchstens 1 FNU höher liegt als bei reinem
Basisöl oder Grundöl. Als Messgerät wird vorzugsweise ein 2100 AN IS von Hach verwendet.
[0127] Zur Bestimmung der kinematischen Viskosität bei 40°C, 100°C, des Viskositätsindexes
und der Dichten bei 40°C und 100°C wird, wenn nicht anders angegeben, ein Stabingerviskosimeter
gemäß nach ASTM D 7042, Ausgabe 2021.01 verwendet.
[0128] Bestimmung des Kohlenstoff- Gehaltes: Zur Bestimmung des Kohlenstoff-Gehalts wird
die ASTM D 5291:2021 verwendet.
[0129] Zur Bestimmung der Sauerstoffgehalte wird die JPI-5S-68-11 verwendet.
[0130] Das Gewichtsverhältnis Sauerstoff/Kohlenstoff wird aus dem Massenanteil Sauerstoff
(Gew.%), bestimmt nach JPI-5S-68-11, durch Division mit dem Kohlenstoffanteil (Gew.%),
bestimmt nach ASTM D 5291:2021, erhalten.
1. Schmierstoffzusammensetzung umfassend:
a) 20 bis 99,5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung,
eines Grundöls, wobei das Grundöl bei einer Raumtemperatur von 20°C eine Lösbarkeit
für die Ionische Flüssigkeit Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid von mindestens
3 Gew.% aufweist und wobei das Grundöl ein Basisöl A in einem Anteil von mindestens
50 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Grundöls, aufweist, wobei das Basisöl
A bei einer Raumtemperatur von 20°C eine Lösbarkeit für die Ionische Flüssigkeit Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid
von mindestens 3 Gew.% aufweist,
b) 0,5 bis 80 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung,
einer Ionischen Flüssigkeit, deren Anion Bis(fluorsulfonyl)imid ist.
2. Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisöl A in einem Anteil von 50 bis 100 Gew.% und/oder in einem Anteil von mehr
als 55 Gew.%, beispielsweise von 55 bis 100 Gew.%, und/oder in einem Anteil von mehr
als 60 Gew.%, beispielsweise von 60 bis 100 Gew.%, noch bevorzugter in einem Anteil
von mehr als 70 Gew.%, beispielsweise von 70 bis 100 Gew.%, jeweils bezogen auf das
Gesamtgewicht des Grundöls vorliegt.
3. Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Grundöls, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung,
40 Gew.% bis 95 Gew.%, noch bevorzugter 60 Gew.% bis 90 Gew.%, noch bevorzugter 70
Gew.% bis 95 Gew.% und insbesondere 75 Gew.% bis 85 Gew.% beträgt.
4. Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Basisöls A, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung,
10 Gew.% bis 99,5 Gew.%, noch bevorzugter 35 Gew.% bis 95 Gew.%, noch bevorzugter
40 Gew.% bis 90 Gew.%, insbesondere 35 Gew.% bis 85 Gew.% beträgt.
5. Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Basisöl A ein Ester und/oder ein Polyglycol, vorzugsweise ein Polyglycol, enthaltend
unsubstituierte Ethyleneinheiten als Kohlenstoffgruppe in der Wiederholeinheit, ist.
6. Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ester ein Sauerstoff/Kohlenstoff Gewichtsverhältnis von mehr als 0,1, beispielsweise
von 0,2 bis 0,35 aufweist und/oder das Polyglycol ein Sauerstoff/Kohlenstoff Gewichtsverhältnis
von mehr als 0,44, beispielsweise von 0,44 bis 0,70 aufweist.
7. Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyglycol ausgewählt ist aus Homopolymeren aus Ethylenoxid als alleinigem Monomer
und/oder Copolymeren mit unsubstituierten Ethylgruppen und 1-Methylethylgruppen als
Kohlenstoffgruppen in der Wiederholeinheit, wobei der Gewichtsanteil der unsubstituierten
Ethyleneinheiten in den Copolymeren vorzugsweise mindestens 20 Gew.%, beispielsweise
20 Gew.% bis 90 Gew.%, vorzugsweise mindestens 30 Gew.%, beispielsweise 30 Gew.% bis
90 Gew.%, bezogen auf Gesamtgewicht des Polyglykols beträgt und wobei die Endgruppen
der Polyglycole, unabhängig voneinander, bevorzugt Hydroxidgruppen und/oder C1-C20
Alkoxidgruppen sind.
8. Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ester ausgewählt ist aus Carbonsäureestern, vorzugsweise Monoestern, Diestern,
Triestern, Tetraestern, Pentaestern, Polyestern, bevorzugt Estoliden und Gemischen
hiervon.
9. Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5, 6, oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ester ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus aliphatischem Ester von aliphatischen
Monocarbonsäuren mit einer Kohlenstoffanzahl von C 5 bis C 22 mit einem einzeln oder
in Mischungen vorliegenden aliphatischen Tri, Tetra, Hexa-Alkohol mit einer Kohlenstoffanzahl
von C 3 bis C10, insbesondere Trimethylolpropan, Pentaerythrit und/oder Dipentaerythrit,
und/oder aliphatischem Ester von aliphatischen Dicarbonsäuren, mit einer Kohlenstoffanzahl
von C6 bis C20, mit einem einzeln oder in Mischungen vorliegenden aliphatischen Mono-
und/oder Dialkohol mit einer Kohlenstoffanzahl von 6 bis 22, Estoliden, aromatischem
Ester von aromatischen Tri- und Tetracarbonsäuren mit einem oder in Mischung vorliegenden
aliphatischen C7- bis C22-Alkoholen und Gemischen hiervon.
10. Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Grundöl das Basisöl A im Gemisch mit einem Basisöl B enthält, wobei das Basisöl
B bei einer Raumtemperatur von 20°C eine Lösbarkeit für die Ionische Flüssigkeit Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid
von weniger als 3 Gew.% aufweist.
11. Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisöl B ein Basisöl B1 ist, das ein Sauerstoff/Kohlenstoff Gewichtsverhältnis
von höchstens 0,1, beispielsweise von 0 bis 0,1 aufweist und/oder dass das Basisöl
B ein Basisöl B2 ist, das einen Anteil an Halogenen und/oder Silicium von mehr als
5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Basisöles B2 aufweist.
12. Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisöl B ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Basisölen der Gruppen I,
II, II+, III, IV und aus Basisölen der Gruppe V nach der Klassifizierung des American
Petroleum Institute (API) [NLGI Spokesman, N. Samman, Volume 70, Number 11, S.14ff],
bevorzugt Diphenylethern, alkylierten Naphthalinen, Polyisobutylenen, Silikonölen,
Polytetrahydrofuranen und Oxetan Polymeren, Polyalkylenglykolen, die mit aliphatischen
und/oder aromatischen Alkylgruppen substituierte Ethyleneinheiten aufweisen, wobei
der Gewichtsanteil an unsubstituierten Ethyleneinheiten in den Polyalkylenglykolen
weniger als 20 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyalkylenglykols beträgt
und aliphatischen Estern von aliphatischen Dicarbonsäuren, mit einer Kohlenstoffanzahl
von C 22 bis C40, bevorzugt C34 bis C38 mit einem einzeln oder in Mischungen vorliegenden
aliphatischen Mono- und/oder Dialkohol mit einer Kohlenstoffanzahl von 6 bis 22, aliphatischen
Estern von aliphatischen Tricarbonsäuren, mit einer Kohlenstoffanzahl von C33 bis
C60, bevorzugt C50 bis C58 mit einem einzeln oder in Mischungen vorliegenden aliphatischen
Mono- und/oder Dialkohol mit einer Kohlenstoffanzahl von 6 bis 22 und Gemischen hiervon.
13. Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Basisöls B höchstens 48 Gew.%, beispielsweise 5 bis 48 Gew.%, noch
bevorzugter höchstens 40 Gew.%, beispielsweise 10 Gew.% bis 40 Gew.%, insbesondere
höchstens 30 Gew.%, beispielsweise 10 bis 30 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht
der Schmierstoffzusammensetzung beträgt und/oder das Gewichtsverhältnis zwischen Basisöl
A und Basisöl B, mindestens 50:50 beträgt, besonders bevorzugt mindestens 60:40, noch
bevorzugter mindestens 70:30, insbesondere mindestens 80:20 beträgt.
14. Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis zwischen Basisöl A und Basisöl B 50:50 bis 60:40 beträgt und
der Anteil an Ionischer Flüssigkeit, deren Anion Bis(fluorsulfonyl)imid ist, 0,5 bis
10 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierstoffzusammensetzung beträgt und/oder
das Gewichtsverhältnis zwischen Basisöl A und Basisöl B 60:40 bis 70:30 beträgt und
der Anteil an Ionischer Flüssigkeit, deren Anion Bis(fluorsulfonyl)imid ist, 0,5 Gew.%
bis 15 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierstoffzusammensetzung, beträgt
und/oder das Gewichtsverhältnis zwischen Basisöl A und Basisöl B 70:30 bis 90:10 beträgt
und der Anteil an Ionischer Flüssigkeit, deren Anion Bis(fluorsulfonyl)imid ist 0,5
Gew.% bis 40 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierstoffzusammensetzung
beträgt und/oder das Gewichtsverhältnis zwischen Basisöl A und Basisöl B 80:20 bis
90:10 beträgt und der Anteil an Ionischer Flüssigkeit, deren Anion Bis(fluorsulfonyl)imid
ist, 0,5 Gew.% bis 80 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierstoffzusammensetzung,
beträgt.
15. Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet, durch eine kinematische Viskosität bei 40 °C von 20 mm2/sec bis 1500 mm2/sec, bevorzugt von 20 mm2/sec bis 320 mm2/sec.
16. Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ionische Flüssigkeit ein Kation aufweist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus symmetrischen und unsymmetrischen Ammoniumionen, NR1R2R3R4+ und Phosphoniumionen PR1R2R3R4+, wobei die Reste R1 bis R4 unabhängig voneinander verzweigte oder unverzweigte, substituierte oder unsubstituierte
C1- bis C24-, bevorzugt C1- bis C18-, besonders bevorzugt C6- bis C18-Alkylgruppen oder C6- bis C30-Arylgruppen sein können.
17. Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie keine Ionische Flüssigkeit aufweist, deren Anion nicht Bis(fluorsulfonyl)imid
ist, oder Ionische Flüssigkeiten, deren Anion nicht Bis(fluorsulfonyl)imid ist, in
einem Anteil von höchstens als 0,5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
18. Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie keine Ionische Flüssigkeit aufweist, die Perfluoralkylgruppen enthält oder Ionische
Flüssigkeiten, die Perfluoralkylgruppen enthalten in einem Anteil von höchstens als
0,5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung.
19. Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ionische Flüssigkeit, deren Anion Bis(fluorsulfonyl)imid ist, ausgewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus:
Trihexyl(tetradecyl)phosphonium bis(fluorsulfonyl)imid

Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid

Tributyltetradecylphosphonium-bis(fluorsulfonyl)imid

Tetraoctylphosphonium- bis(fluorsulfonyl)imid

und Gemischen hiervon.
20. Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Verdickungsmittel in einem Anteil von 3 bis 35 Gew.%, noch bevorzugter von
4 bis 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Schmierstoffzusammensetzung, enthält,
wobei das Verdickungsmittel vorzugsweise ausgewählt ist aus Harnstoff, Aluminiumkomplexseifen,
Metall-Einfachseifen der Elemente der 1. und 2. Hauptgruppe des Periodensystems, insbesondere
Lithiumeinfachseifen, Metall-Komplexseifen der Elemente der 1. und 2. Hauptgruppe
des Periodensystems, insbesondere Lithiumkomplexseifen, Bentonit, Sulfonat, Silikat,
Polyimid sowie Gemischen hiervon.
21. Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdickungsmittel ein Harnstoff ist, vorzugsweise ein Harnstoff, der ein Reaktionsprodukt
aus einem Diisocyanat, vorzugsweise 2,4-Diisocyanatotoluol, 2,6-Diisocyanatotoluol,
4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan 2,4'-Diisocyantodiphenylmethan, 4,4'-Diisocyanatodiphenyl,
4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethyldiphenyl, 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethylphenylmethan,
die einzeln oder in Kombination verwendet werden können, mit einem Amin oder Diamin
der allgemeinen Formel (H2N)xR ist, wobei x = 1 oder 2 ist, und R ein Aryl-, Alkyl-, Cycloalkyl-oder Alkylenrest
mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, die einzeln oder in Kombination vorhanden sind.
22. Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verdickungsmittel ein Diharnstoff ist, der aliphatische, cycloaliphatisch/aliphatische
und/oder cycloaliphatische Harnstoffe enthält, bevorzugt ein durch Formel A dargestellter
Diharnstoff ist,

wobei R
2 ein zweiwertiger aromatischer C6-15 Kohlenwasserstoffrest ist; und R
1 und R
3 unabhängig voneinander ein C6-20 Cycloalkylrest, insbesondere Cyclohexylrest oder
ein geradkettiger oder verzweigter C8-20 Alkylrest sind.
23. Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdickungsmittel eine Lithiumkomplexseife ist, bevorzugt eine Lithiumkomplexseife,
hergestellt ausgehend von C4-C36 Dicarbonsäuren, vorzugsweise Azelainsäure, Sebazinsäure,
Korksäure, Terephthalsäure, Dodecandisäure und/oder ausgehend von höherfunktionalen
Carbonsäuren mit 3 oder mehr, vorzugsweise 3 bis 4 Carbonsäuregruppen, wobei die Anzahl
an Kohlenstoffgruppen 6 bis 60 betragen kann, wie bevorzugt Zitronensäure und Trimersäuren,
und/oder ausgehend von Esterverbindungen, insbesondere Methylestern und/oder Triglyceriden
einer oder mehrerer der vorgenannten Säuren, jeweils kombiniert mit einer oder mehreren
Monocarbonsäuren, vorzugsweise kombiniert mit einer oder mehreren C4-C24 Monocarbonsäuren,
vorzugsweise Stearinsäure, Hydroxystearinsäure, insbesondere 12-Hydroxystearinsäure,
Palmitinsäure, Ölsäure, Salicylsäure, Esterverbindungen, insbesondere Methylestern
und/oder Triglyceriden einer oder mehrerer der vorgenannten Säuren und/oder kombiniert
mit Sebazinsäuremonostearylamid und/oder Terephthalsäuremonostearylamid.
24. Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie als Additiv ein aromatisches Amin, vorzugsweise ausgewählt aus styrolisiertem
Diphenylamin, Phenyl-alpha-naphthylamin, Phenyl-betanaphthylamin, octyliertem und/oder
butyliertem Diphenylamin, insbesondere p,p'-Dioctyldiphenylamin, nonyliertem Diphenylamin,
vorzugsweise in einem Anteil von 0,5 Gew.% bis 23 Gew.%, noch bevorzugter von 0,5
Gew.% bis 20 Gew.%, insbesondere von 0,5 Gew.% bis 10 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Schmierstoffzusammensetzung enthält.
25. Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine untere Gebrauchstemperatur von nicht größer als -30°C bevorzugt nicht größer
als -40°C nach IP 186, Edition 2015 und/oder eine obere Gebrauchstemperatur von mindestens
+160°C, bevorzugt mindestens +180°C DIN 51821 1+2, Ausgabe 2016,7.
26. Verwendung einer Schmierstoffzusammensetzung nach einem oder mehreren der vorangehenden
Ansprüche zur Schmierung von Antriebselementen, vorzugweise von Wälzlagern, Getrieben,
Gleitlagern, Aktuatoren und/oder Ketten, wobei an den Antriebselementen vorzugsweise
elektrische Potentiale anliegen.
27. Verwendung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebselemente ausgewählt sind aus Pulleylagern, Lüfterlagern, Vakuumpumpenlagern,
Wälzlagern von Elektromotoren, insbesondere von Hybrid- und Elektrofahrzeugen, Generatoren,
insbesondere von Elektrofahrzeugen und Schienenfahrzeugen, Windkraftanlagen, Industriemotoren,
Nebenaggregaten in Fahrzeugen und/oder Gelenken von Fahrzeugen.
28. Verwendung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffzusammensetzung zur Schmierung von Antriebselementen, vorzugweise
von Wälzlagern, verwendet wird, bei denen eine untere Gebrauchstemperatur der Schmierstoffzusammensetzung
von nicht größer als -30°C, bevorzugt nicht größer als -40°C nach IP 186, Edition
2015 und/oder bevorzugt eine obere Gebrauchstemperatur von mindestens +160°C, bevorzugt
mindestens +180°C, bestimmt nach DIN 51821 1+2 Ausgabe 2016,7), notwendig ist.