Die Wahl des richtigen Grundöls ist eine der wichtigsten Entscheidungen bei der Entwicklung von Schmierstoffen. Obwohl traditionelle Mineralöle in vielen Standardanwendungen nach wie vor dominieren, greift die Industrie zunehmend auf synthetische Grundöle zurück.
Mineral- und Synthetiköle – Unterschiede
Mineralöle und synthetische Öle sind die Ausgangsstoffe für die Herstellung von Schmierstoffen. Obwohl beide Arten von Grundstoffen dieselbe Funktion erfüllen – sie bilden einen Trennfilm zwischen den Arbeitsflächen –, beeinflussen die Unterschiede in ihren physikalisch-chemischen Eigenschaften die Eigenschaften der fertigen Formulierungen.
Die wichtigsten Merkmale von Mineral- und Synthetikölen sind:
Viskositätsindex
Der Viskositätsindex gibt Auskunft über die temperaturabhängige Viskositätsänderung. Je niedriger er ist, desto größer ist die Viskositätsänderung mit der Temperatur. Er wird gemäß der Norm ASTM D2270 auf der Grundlage der kinematischen Viskosität bei 40 °C und 100 °C bestimmt.
Bei der Analyse verschiedener Ölbasen lässt sich feststellen, dass bei Mineralölen der Anstieg der Viskosität bei sinkender Temperatur deutlich stärker ausfällt als bei synthetischen Produkten. Während Mineralöle einen Index von 94 bis 97 aufweisen, liegt dieser Wert bei synthetischen Grundölen über 110. Daraus folgt, dass synthetische Öle über einen breiten Temperaturbereich hinweg eine deutlich höhere Parameterstabilität aufweisen als ihre mineralischen Pendants.
| Merkmal | Mineralisch | Synthetisch |
| Viskosität | weniger stabil | stabiler |
| Fließpunkt | höher | niedriger |
| Lebensdauer | kürzer | länger |
Homogenität
Die Homogenität von Grundölen bestimmt, wie einheitlich ihre physikalisch-chemische Struktur ist. Sie wird mithilfe fortschrittlicher physikalisch-chemischer und instrumenteller Techniken bestimmt. Zu den verwendeten Analysemethoden gehört beispielsweise die Gelchromatographie (GPC).
Als Erdölderivate zeichnen sich Mineralöle naturgemäß durch eine geringere Homogenität der Zusammensetzung aus. Sie sind ein Gemisch aus vielen chemischen Verbindungen mit unterschiedlicher Struktur, sowohl hinsichtlich der Länge der Kohlenstoffketten als auch der vorhandenen Substituenten.
Synthetische Öle, die das Produkt chemischer Synthese sind, zeichnen sich durch eine hohe Homogenität der Struktur aus. Dies ist ein wesentlicher Faktor, der ihre hohe Viskositätsstabilität über einen weiten Temperaturbereich bestimmt.
Fließpunkt
Bei einer bestimmten (sehr niedrigen) Temperatur kann ein Schmiermittel erstarren und nicht mehr fließen, wodurch es seine Schmierwirkung verliert. Die Fließgrenze ist also die niedrigste Temperatur, bei der das Öl an der Grenze zum Verlust der Fließfähigkeit steht, aber noch flüssig bleibt.
In der Regel liegen die Fließtemperaturen von Schmierstoffen auf Mineralölbasis unter null Grad Celsius (zum Beispiel -10 °C). Synthetische Schmierstoffe hingegen können Fließtemperaturen von -30 °C bis -40 °C erreichen.
Biologische Abbaubarkeit
Mit dem wachsenden Umweltbewusstsein wird der Suche nach umweltfreundlichen Lösungen immer mehr Aufmerksamkeit gewidmet – auch im Bereich der Schmierstoffe.
Aus Sicht des Umweltschutzes haben synthetische Öle oft einen kleinen Vorteil gegenüber Mineralölen. Synthetische Öle können so hergestellt werden, dass sie biologisch abbaubarer und umweltfreundlicher sind und im Vergleich zu herkömmlichen Mineralölen ihren ökologischen Fußabdruck verringern. Zudem führt ihre längere Lebensdauer zu einer selteneren Entsorgung, was die Umweltbelastung zusätzlich minimiert. Unter den biologisch abbaubaren synthetischen Ölen sind vor allem Polyalkylenglykole (PAG) hervorzuheben.
Die biologische Abbaubarkeit von Ölen und Schmierstoffen wird anhand eines Tests gemäß der Norm OECD 301F bewertet.
Hydrolytische Stabilität
Die hydrolytische Stabilität eines Schmiermittels bestimmt die Fähigkeit seiner Bestandteile, in Gegenwart von Wasser stabil zu bleiben. Eine hohe hydrolytische Stabilität bedeutet, dass das Schmiermittel unter dem Einfluss von Feuchtigkeit keiner Hydrolyse oder Zersetzung unterliegt. Sie wird auf der Grundlage der Richtlinien der Norm ASTM D2619 bestimmt.
Bei Mineralölen neigen vor allem Verunreinigungen und falsch ausgewählte Additive dazu, sich bei Kontakt mit Wasser zu verändern. Diese Anfälligkeit lässt sich durch die Anwesenheit von Nebenprodukten der Erdölraffination erklären.
Synthetische Grundöle, z. B. PAO, zeichnen sich hingegen durch eine außergewöhnlich hohe Hydrolysebeständigkeit aus. PAG-Öle weisen eine ähnliche Stabilität wie Kohlenwasserstoff-Grundöle auf, was sie als Produkte mit guter Beständigkeit einstuft. Ganz anders verhalten sich synthetische Ester und Pflanzenöle, die aufgrund ihrer chemischen Struktur eine deutlich geringere Stabilität aufweisen und in feuchter Umgebung anfälliger für Zersetzung sind.
Lebensdauer
Einer der wesentlichen Vorteile von synthetischem Öl ist seine im Vergleich zu Mineralöl höhere Haltbarkeit und Lebensdauer. Synthetische Öle zeichnen sich in der Regel durch eine längere Lebensdauer aus und ermöglichen längere Ölwechselintervalle. Dies reduziert nicht nur die Häufigkeit von Wartungen, sondern trägt langfristig auch zu allgemeinen Einsparungen bei.
Anwendungspotenzial von PAG-Grundölen
Grundöle auf Basis von Polyalkylenglykolen (PAG) sind dank ihrer einzigartigen chemischen Struktur in vielen Schlüsselbranchen der Industrie unersetzlich. Sie wurden für den Einsatz unter extremen Betriebsbedingungen entwickelt und bieten eine Reihe technologischer Vorteile gegenüber herkömmlichen Mineralölen.
Ihre starke Marktposition wird durch folgende Eigenschaften bestimmt:
- Hoher Viskositätsindex – er liegt über 180. Er ist der höchste im Vergleich zu Mineralölen oder anderen synthetischen Ölbasen,
- Strukturelle Homogenität – Polyalkylenglykole werden durch chemische Synthese gewonnen. Dadurch weisen die einzelnen PAG-Moleküle ähnliche Größen auf. Dies führt in den Endprodukten zu einer geringeren inneren Reibung der Flüssigkeit, was die Energieeffizienz der Maschinen erhöht,
- Hohe chemische Stabilität – PAG-Öle weisen einen geringen Grad an Ungesättigtheit auf. Dies garantiert ihnen eine gute Beständigkeit gegen Oxidation sowie gegen chemischen Abbau,
- Hydrolytische Beständigkeit – sie zeichnen sich durch eine sehr gute Beständigkeit im Kontakt mit Wasser aus. Wenn das Schmiermittel mit Wasser in Kontakt kommt, behalten sie ihre Schutzeigenschaften bei,
- Gute biologische Abbaubarkeit – PAG-Öle zersetzen sich in der Umwelt. In dieser Hinsicht sind sie mineralischen Grundölen deutlich überlegen.
PAG-Grundöle im Angebot der PCC-Gruppe
Die PCC-Gruppe ist ein führender Hersteller von Polyalkylenglykolen (PAG) für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen. PAG-Grundöle sind im Portfolio unter dem Namen Rokolub vertreten. Das Angebot umfasst wasserlösliche Rokolub-Produkte (Serie 50-B, 60-D, z. B. Rokolub 50-B-46), wasserunlösliche (Serie P-B, PO-D, z. B. Rokolub P-B-46) sowie mit Mineralölen mischbare (Serie MOS, z. B. Rokolub MOS 32) Rokolub-Produkte.
