Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmierstoffzusammensetzung, die eine Ionische Flüssigkeit enthält, und ihre Verwendung.

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.

Nachteilig an CFx enthaltenden Verbindungen ist allerdings, dass diese Gruppen nicht biologisch abbaubar und derartige Gruppen enthaltende Ionische Flüssigkeiten als Folge persistent sind. 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.

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.

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.

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. 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.

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.

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.

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.

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. 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.

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.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Grundöl keine Ionische Flüssigkeit mit einer Schmelztemperatur von unter 100°C auf, wobei die Schmelztemperatur gemäß DIN EN 61074:1994-07 gemessen wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Grundöl keine Ionische Flüssigkeit mit einer Schmelztemperatur von unter 100°C, wobei die Schmelztemperatur gemäß DIN EN 61074:1994-07 gemessen wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Grundöl keine Ionen. Besonders bevorzugt besteht das Grundöl aus organischen Verbindungen. 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.

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.

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.

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.%.

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.%.

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.

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.

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.

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 e Kohlenstoffatome bis 12 Kohlenstoffatome. Vorteilhaft an diesen Estern ist ihr gutes Lösevermögen für die Ionische Flüssigkeit Methyltrioctylammonium-bis(fluorsulfonyl)imid.

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.

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.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Basisöl A keine Ionische Flüssigkeit mit einer Schmelztemperatur von unter 100°C auf, wobei die Schmelztemperatur gemäß DIN EN 61074:1994-07 gemessen wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Basisöl A keine Ionische Flüssigkeit mit einer Schmelztemperatur von unter 100°C, wobei die Schmelztemperatur gemäß DIN EN 61074:1994-07 gemessen wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Basisöl A keine Ionen. Besonders bevorzugt besteht das Basisöl A aus organischen Verbindungen.

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.

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.

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.

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. 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.

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.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Basisöl B keine Ionische Flüssigkeit mit einer Schmelztemperatur von unter 100°C auf, wobei die Schmelztemperatur gemäß DIN EN 61074:1994-07 gemessen wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Basisöl B keine Ionische Flüssigkeit mit einer Schmelztemperatur von unter 100°C, wobei die Schmelztemperatur gemäß DIN EN 61074:1994-07 gemessen wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Basisöl B keine Ionen. Besonders bevorzugt besteht das Basisöl B aus organischen Verbindungen.

Die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung weist bevorzugt eine kinematische Viskosität bei 40 °C von 20 mmVsec bis 1500 mmVsec, bevorzugt von 20 mmVsec bis 320 mmVsec, noch bevorzugter von 25 mmVsec bis 220 mmVsec, noch bevorzugter von 30 mmVsec bis 150 mmVsec auf. Die kinematische Viskosität wird nach ASTM D 7042, Ausgabe 2021 .01 bestimmt. 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.

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.

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.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Ionische Flüssigkeit ein Kation auf, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus symmetrischen und unsymmetrischen Ammoniumionen, NR1R2R3R4+ und Phosphoniumionen PR1R2R3R4+. Die Reste Ri bis R4 können dabei unabhängig voneinander verzweigte oder unverzweigte, substituierte oder unsubstituierte C-i- bis C24-, bevorzugt C-i- bis Cis-, besonders bevorzugt Ce- bis Os-Alkylgruppen oder Ce- bis C30- Arylgruppen sein. Bevorzugte Substituenten sind dabei Alkoxy, Carboxy, Amido, Amino, Thiocarboxy, Carbamoyl, Oxo, Thioxo und/oder Hydroxy.

Vorzugsweise sind die Reste Ri bis R4 so ausgewählt, dass sie in der Summe mindestens 10 Kohlenstoffatome aufweisen, vorzugsweise mindestens 20 Kohlenstoffatome, noch bevorzugter mindestens 25 Kohlenstoffatome.

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.

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.

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.

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.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Schmierstoffzusammensetzung ein Verdickungsmittel. Mithin ist die Schmierstoffzusammensetzung in einer bevorzugten Ausführungsform als Schmierfett ausgebildet.

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.

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. 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.

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.

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 (H2N)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. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Verdickungsmittel ein Diharnstoff, der aliphatische, cycloaliphatisch/aliphatische und/oder cycloaliphatische Harnstoffe enthält.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Verdickungsmittel ein durch Formel A dargestellter Diharnstoff

° h

Rf— NHCNH— R ₂ — NHCNH-R ₃ Formel (A) wobei R2 ein zweiwertiger aromatischer C6-15 Kohlenwasserstoff rest ist; und Ri und R3 unabhängig voneinander ein C6-20 Cycloalkylrest, insbesondere Cyclohexylrest oder ein geradkettiger oder verzweigter C8-20 Alkylrest sind.

Erfindungsgemäß bevorzugt verwendbare Diharnstoffverbindungen sind beschrieben in der DE112012001102A1 .

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.

Bei den Harnstoffen der Formeln A - E sind die Alkylgruppen unverzweigt.

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.

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(ll)-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(ll)-Sulfid, Wolframdisulfid, Metallsulfid, Phosphat, vorzugsweise Calciumphosphat, Carbonat, vorzugsweise Calciumcarbonat, Metalloxid, vorzugsweise amorphem Siliziumdioxid, Silikat und Schichtsilikat, Talk, Glimmer und Gemischen hiervon.

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. 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.

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.

Ganz bevorzugte Additive sind aromatische Amine, alkylierte Phenole, Thiadiazole, Dithiocarbamate, Triarylphosphate, Aminphosphate, Benzotriazole und/oder deren Gemische.

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.

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.

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 Schmierstoffzusammensetzung.

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.

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.

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.

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.

Bevorzugt sind Antriebselemente, vorzugweise Wälzlager, Getriebe, Gleitlager, Aktuatoren und/oder Ketten, an denen elektrische Potentiale anliegen. 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.

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.

Besonders bevorzugt wird die Schmierstoffzusammensetzung zur Schmierung von Wälzlagern von Elektromotoren von Hybrid- und/oder Elektrofahrzeugen eingesetzt.

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.

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.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer, die Erfindung nicht beschränkender Beispiele näher erläutert. Beispiel 1

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 N2

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 N2 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

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.

In Figur 1 sind die Ergebnisse der DSC-Messungen unter O2-Atmosphäre dargestellt und in Figur 2 die Ergebnisse der DSC-Messungen unter N2- Atmosphäre.

Bei Figur 1 ist zu erkennen, dass die P666(14) fsi einen früheren Onset und damit eine geringere Stabilität aufweist als P666(14) bta.

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

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 Tabelle 4: Werte bei 180°C 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.

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

Herstellung zweier erfindungsgemäßer Fette und eines Vergleichsfettes aus einem Grundfett A.

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.

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.

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

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

Es werden mehrere erfindungsgemäße Fette und ein Vergleichsfett aus einem Grundfett B hergestellt.

Das Grundfett B besteht aus:

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. 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 %. 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.

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

Es wird der spezifische elektrische Widerstand von Mischungen von P666(14) fsi bzw. P666(14) bta in einem Polyglykol gemessen.

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.

Die Tabellen zeigen, dass die erfindungsgemäßen

Schmierstoffzusammensetzungen mit P666(14) fsi zu niedrigeren spezifischen Widerständen im Vergleich zu P666(14) bta führen. Dies war überraschend, da, wie in der folgenden Tabelle dargestellt, die Viskositäten von P666(14) fsi höher als die von P666(14) bta sind.

Dies spricht dafür, dass beim fsi das lonenpaar 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

Es wird der Einfluss von N1888 fsi auf die thermisch oxidative Beständigkeit eines Esteröles untersucht. Als Grundöl wird der Trimellithsäureester B (Trimellithsäureester mit linearen

C8 und C10 Alkylgruppen, die ca. im Verhältnis 1 :1 (molar) vorliegen) verwendet, als am inischer Antioxidant (Amin. AO) p,p‘-Dioctyldiphenylamin.

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.

Die Öle 2, 3, 4, 5 und 6 stellen erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzungen dar.

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.

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

Es werden Lösbarkeitsversuche von N1888fsi in Grundölen, die Basisöle verschiedener Polarität enthalten, durchgeführt. Die Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen dargestellt.

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.

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.

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.

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.

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.

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. 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.

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.

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.

Beispiel 9: Es wird ein Grundfett C und davon ausgehend ein nicht erfindungsgemäßes Fett 9 hergestellt:

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

Es wird ein Schmierfett D mit folgender Zusammensetzung hergestellt:

41 Gew.% Trimellithsäureester A mit C9 - C11 V 40 ca 72 mmVsec (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 mm ² /sec (Sauerstoff/Kohlenstoff Verhältnis von 0,04)

13 Gew.% Lithiumkomplexverdicker aus Azelainsäure/12-Hydroxystearinsäure 4 Gew.% am inischer Antioxidant

5 Gew.% Additivpackage Korrosionsschutz, AW und EP

Der Gewichtsanteil des Trimellithsäureesters A am gesamten Grundöl beträgt 52,6 Gew.%.

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

N8881 fsi ist im untersuchten Konzentrationsbereich in dem Estolid Basisöl löslich. Mit zunehmender Menge an IL wird der spezifische Widerstand reduziert.

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

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.

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.

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.

Darüber hinaus können mit der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung auch die Vorgaben bzgl. Korrosionsstabilität erfüllt werden.

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

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.

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.

Bestimmung des Kohlenstoff- Gehaltes: Zur Bestimmung des Kohlenstoff- Gehalts wird die ASTM D 5291 :2021 verwendet.

Zur Bestimmung der Sauerstoffgehalte wird die JPI-5S-68-11 verwendet. 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.