Massgeschneidert – Additive für moderne Schmierstoffe

Die modernen Maschinen und Motoren stellen immer höhere Anforderungen an die Schmierstoffe, die sie in ihrer natürlichen Form als reines Mineralöl schon lange nicht mehr erfüllen können. Durch chemische Wirkstoffe lassen sich die Eigenschaften von Schmierstoffen jedoch gezielt verändern. Heute wird beinahe jedem Öl und Schmierfett eine sorgfältig zusammengestellte Wirkstoff-Kombination als "Additivierung" zugegeben.

Entsprechend den gestellten Anforderungen:

• verbessern Additive die positiven Eigenschaften des Grundöls, wie z. B. den Verschleißschutz
• reduzieren oder eliminieren sie unerwünschte Eigenschaften, wie z. B. die Alterung
• verleihen sie dem Grundöl Eigenschaften, die weit über sein ursprüngliches Leistungsvermögen hinausgehen, wie z. B. einen erweiterten Temperatur-Einsatzbereich.
   

Art, Menge und die individuelle Kombination der Additivierung hängen vom jeweiligen Anwendungsfall ab. Mit ihrer Hilfe entstehen maßgeschneiderte Lösungen für die moderne Maschinen- und Motorentechnologie. Die zugegebene Menge der Wirkstoffe kann dabei wie bei Turbinenölen nur wenige mg/kg (1mg / kg = 0,0001 %) oder hohe Konzentrationen von bis zu 20% wie bei Hochleistungs-Motorölen betragen.

Einige Eigenschaften eines Schmierstoffes, wie z. B. das EP-Verhalten, lassen sich nur durch ausgewählte Additive verbessern. Allerdings können nicht alle Merkmale eines Grundöls positiv beeinflusst werden.

Optimierung des Kälteverhaltens
Mit »Pourpoint-Depressants« (Stockpunkterniedrigern) wird das Tieftemperatur-Verhalten des Schmierstoffs verbessert. Der Pourpoint bezeichnet dabei die Temperatur, bei der das Öl bei Minusgraden gerade noch fließt. Das Eindicken des Grundöls bei Kälte wird bewirkt durch die Kristallisation der im Mineralöl enthaltenen Paraffine. Pourpoint-Depressants verhindern den Aufbau dieser Paraffin-Kristallgitter und verbessern so das Fließvermögen bei tiefen Temperaturen.

Verbesserung der Alterungsstabilität
Oxidationsinhibitoren (Antioxidantien) verzögern die Öloxidation (Ölalterung) und die Bildung von Alterungsprodukten. Unter der Einwirkung von Wärme und Sauerstoff oxidieren Öle. Es können Säuren und ölunlösliche Bestandteile entstehen, die lackähnliche Ablagerungen, wie Harze und Schlamm, bilden. Die Viskosität des Öls steigt oft an. Die Alterung eines Öls beginnt in der Regel sehr langsam, wenn Oxidationsinhibitoren diesen Prozess bremsen. Die Wirkstoffe fangen die reaktionsfreudigen Moleküle (Radikale) ab und neutralisieren sauerstoffhaltige Verbindungen. So schützen sie das Schmieröl vor dem schnell zunehmenden Angriff. Sind diese Additiv jedoch verbraucht, läuft die Alterung des Öls ungebremst, so wie bei unadditiviertem Öl, ab. Dieser Prozess wird noch beschleunigt durch Spuren von Verunreinigungen, wie metallischem Abrieb, Wasser oder Staub.

Viskositäts-Temperatur-Verhalten
Viskositätsindex-Verbesserer (VI-Improver) erhöhen den Viskositätsindex des Öls. Vor allem bei hohen Temperaturen wird das Öl durch sie nicht so dünnflüssig. Das Mineralöl wird weniger temperaturempfindlich. Moderne Mehrbereichs-Motoröle, Hydraulik- und Getriebeöle erreichen erst durch den Einsatz dieser Zusätze ein Viskositäts-Temperatur-Verhalten, das den Anforderungen der Motoren und Maschinenelemente gerecht wird.

Korrosionsschutz
Korrosions-Inhibitoren erzeugen einen Schutzfilm auf metallischen Oberflächen. Sie verhindern den Zutritt von Wasser bzw. Sauerstoff zur Oberfläche des Werkstoffs und neutralisieren saure Reaktionsprodukte aus dem Additivabbau oder der Oxidation. So unterbinden sie die Bildung eines korrosiven Angriffs auf Buntmetalle. Bezieht sich ihr Schutz gezielt auf eisenhaltige Metalle oder Stahl, spricht man auch von Rostinhibitoren.

Schmutzlöse-Vermögen
Detergenzien lösen Verschmutzungen, die durch den Alterungsprozess des Öls durch Verbrennung im Motor oder durch Verunreinigungen entstehen, in feine Partikel auf. Sie wirken vor allem gegen Schlamm und lackartige Ablagerungen, die sich auf der Basis von Ruß, sauren Verbindungen, Stickoxiden, unverbrannten Kraftstoffresten und Wasser entwickelt haben, und halten so Kolbenringe oder Ölwanne durch ihre »Waschwirkung« sauber.

Dispergier-Vermögen
Dispersants (Dispergatoren) sind das unverzichtbare Gegenstück zu den Detergenzien. Sie halten die abgelösten Verschmutzungen in Schwebe und sorgen dafür, dass sie keine neuen Ablagerungen bilden können. Dabei hüllen sie die Schmutzpartikel förmlich ein und ermöglichen ihren Transport zum Filter.

EP-Eigenschaften
EP- und AW (Antiwear)- Additive (Hochdruck- und Verschleißschutz-Zusätze) bauen auf den Gleitflächen der Werkstoffe äußerst dünne Schutzschichten auf. Sie können die Rauheit der Oberflächen durch die Bildung von Reaktionsschichten beeinflussen. Die mechanische Belastbarkeit in der Kontaktzone wird dann durch den größeren Traganteil der Oberflächen verbessert. EP- und AW-Additive verringern Verschleiß und Fressen (örtliches Verschweißen) bei schweren Betriebsbedingungen, Stoßbelastung, Vibration und häufigem Start-Stop-Betrieb.

Schaumverhalten
Anti-Schaum-Zusätze, meist auf der Basis von Silikon, werden besonders Ölen mit hohem Additiv-Gehalt bereits bei der Produktion zugegeben. Schaum kann trotzdem durch Falschluft von der Ölpumpe, Verunreinigungen oder Unverträglichkeit mit anderen Ölen entstehen  (ausführliche Informationen zum Thema »Schaum« – s. ÖlChecker Frühjahr 99, Seite 4-5). Oberflächenschaum kann mit silikonhaltigen Lösungen auch nachträglich zerstört werden. Allerdings besteht dabei die Gefahr, dass er als Luftbläschen im Öl stabilisiert wird. So wird der Oberflächenschaum zwar eliminiert, doch diese gelöste Luft kann Kavitation und Korrosion verursachen.