Schmierstoffe

 

Marktpotenzial

Das Anwendungspotenzial von HO-Ölen im Bereich der Schmierstoffe ist enorm: hochwertige Basiseigenschaften favorisieren ihren Einsatz gegenüber anderen natürlichen Ölen im Bereich der Bio-Schmierstoffe. Ihre technische Leistungsfähigkeit ermöglicht ihren Einsatz in anspruchsvollen Anwendung. Ein Anwendungssegment mit Zukunft für HO-Öle.

Ein bedeutendes Absatzgebiet von Ölsäure (-derivaten) ist der Bereich der Schmierstoffe. Der Anteil der pflanzenölbasierten "Bio-Schmierstoffe" wächst aufgrund wachsenden Umweltbewusstseins, gesetzgeberischer Auflagen und nicht zuletzt dank der teilweise den üblichen Mineralölprodukten deutlich besseren Anwendungseigenschaften. Derzeit sind etwa 5 % des Rohstoffeinsatzes (ca. 40.000 t p.a.) des bundesdeutschen Marktes Pflanzenölrohstoffe (EU: etwa 2 %). Insbesondere im Bereich des synthetischen Esterölschmierstoffe (TMP-Ester u.a.) wird ein starkes Wachstum verzeichnet.

 

Umweltschutz als Marketpull

Aufgrund ihrer Eigenschaften sind Pflanzenöle bzw. Pflanzenölderivate grundsätzlich gut geeignet für die Verwendung als Schmierstoffen in Verlustschmierstoffen, wie z.B. Sägekettenöle, Weichenschmierstoffe oder Schalöle (Trennmittel bei der Herstellung von Betonformteilen) geeignet. Der Anteil an echten Verlustschmierungen wird in der EU auf ca. 750.000 t (15 % vom Gesamtmarkt) geschätzt. Sie können naturgemäß in die Umwelt gelangen, so dass das Gebot der Umweltverträglichkeit besonders zu beachten ist (gesetzgeberischer Ansatz). Diese Anwendungen von allgemein kurzer Lebensdauer und geringeren technischen Anforderungen bieten vielfältige Einsatzmöglichkeiten für native Pflanzenöle. HO-Öle können z.B. dort eingesetzt werden, wo Rapsöle aufgrund ihres höheren Gehaltes an mehrfach ungesättigten Fettsäuren zu Verharzung oder oxidativen Unbeständigkeit neigen.

 

Performance macht Markt

Die den Mineralölen überlegenen tribologischen Eigenschaften der synthetischen Fettsäureester, insbesondere der Polyolester, führen zu einem verstärkten Einsatz von fettchemischen Komponenten im Segment der Leistungsschmierstoffe (hohe Standzeiten, Anwendungstemperaturen). In einem fast stagnierenden Markt für Schmierstoffe ist deshalb eine erhebliche Zunahme ihres Einsatzes zu beobachten. Synthetische Esteröle (Fettsäureester) haben ihren Marktanteil im Bereich der Hydrauliköle erheblich vergrößern können: ein wachsender Anteil am Marktvolumen von 160.000 t (Verbrauch jährlich in Deutschland) enthält synthetische Komponenten auf Basis von natürlichen Ölen und Fetten. Weitere großvolumig erschließbare Anwendungsgebiete für die sogenannte "synthetische Ester" sind Kühlschmierstoffe (Metallverarbeitung, z.B. Schneidöle) und Motorenöle. In diesen drei Segmenten ist allerdings eine hohe Langzeitstabilität (Anwendungszeiträume oberhalb von 1000 h) sowie eine hohe Oxidationsstabilität (Temperaturen häufig > 80°C) Voraussetzung für den Einsatz, so dass in erster Linie gesättigte Fettsäurederivate, mit Einschränkungen auch Ölsäurederivate (nicht für Motorenöle) als Esterkomponenten nutzbar sind.

Tabelle: Verbrauch von Schmierstoffen in der EU / Substitutionspotenzial Pflanzenöleinsatz

 

Quelle: Legrand / TotalFina 1997 in "ATO-DLO: Renewable Bioproducts - Industrial Outlets and Research for the 21st Century, 1997"

(1) Schätzung: derzeitiger Einsatz von pflanzenölbasischen Produkten: 75.000 p.a.
(2) Substitution von Mineralöl durch pflanzenölbasische Komponenten in synthetischen Schmierstoffen
(3) Substitution in Form von Pflanzenöl-Grundölen in Bioschmierstoffen

Neuere Forschungsergebnisse zeigen an, dass extrem ölsäurereiche Öle unerwartet hohe oxidative Stabilitäten aufweisen. Es scheint, als wäre Ölsäure selbst sehr stabil, wenn die für radikalische Reaktionen empfindlichen bis-allylischen Doppelbindungssysteme von C18:2 und C18:3 Fettsäuren im System fehlen. Auch die häufig zitierte Empfindlichkeit des Beta-Wasserstoffatoms im Glyceridteil konnte bei Ölen mit mehr als 90 % Ölsäuregehalt bisher nicht beobachtet werden - ein Ersatz von qualitativ hochwertigen und in Schmierstoffen häufig eingesetzten TMP-Trioleaten (TMPO) scheint mit extrem ölsäurereichen Pflanzenölen in bestimmten Anwendungen möglich.

Zusammenfassend lässt sich folgende Einschätzung zum Leistungsprofil von HO-Schmierstoffen gegenüber bestehenden Marktprodukten treffen:

  • bessere oxidative Beständigkeit im Vergleich zu Rapsölprodukten (T-Bereich erweitert, Haltbarkeit verlängert)
  • vergleichbare oder bessere oxidative Beständigkeit von HO-Ölen gegenüber TMP-Trioleaten einfacher Qualität (gute 80+; sehr gut 90+; Lebensdauer)
  • Leistungsfähigkeit in bestimmten Anwendungen vergleichbar mit synthetischen Estern (90+)
  • eingeschränkte Tieftemperatureignung der nativen Öle: bis ca. 0°C ohne Additivierung / chemische Derivatisierung
  • mögliche Preisvorteile gegenüber synthetischen Estern, geringfügig teurer als Rapsöl-Grundöle (gilt nur für 80+)