Rapsöl, Bild: Fotolia/photocrew

Pflanzenöl ist die Basis für viele Bioschmierstoffe. In die Kategorie fallen aber auch Schmierstoffe, die biologisch gut abbaubar sind. Bild: Fotolia/photocrew

Im Zwei-Jahres-Rhythmus veranstaltet die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) die Bioschmierstofftagung. Bei der jüngsten Ausgabe im Dezember 2016 diskutierte das Who‘s who der Schmierstoffbranche über die Märkte und Möglichkeiten für Bioschmierstoffe. Neben Vorträgen von Unternehmen und Forschungseinrichtungen stand die Besichtung einer Bioraffiniere auf dem Programm. Rund 100 Anwendungstechniker, Industriechemiker und Hochschullehrer nahmen an der gut besuchten und lebhaften Veranstaltung teil.

Was darf sich Bioschmierstoff nennen?

Ähnlich wie bei den Biokunststoffen ging es auch um eine genaue Eingrenzung des Begriffes: Bioschmierstoffe müssen biologisch abbaubar sein oder zu 25 Prozent aus biobasierten Kohlenstoffatomen bestehen. Ein unter dem Namen Bioschmierstoff deklariertes Stoffgemisch sollte eine oder beide Eigenschaften besitzen. Schon 1975 wurden Bioschmierstoffe zum Gewässerschutz als Zweitakt-Motoröl für Außenbordmotoren eingesetzt.

Seitdem entstand zu Gunsten des Umweltschutzes eine ganze Reihe von Normen. So wurde 1989 der „Blaue Engel“ für Sägekettenöle (RAL-07-48) aufgelegt. Dieser ist ein 1978 eingeführtes Umweltzeichen für umweltschonende Produkte und Dienstleistungen. Einige Jahre darauf, 1993, kamen dann biologisch abbaubare Motoren- und Getriebeöle auf den Markt. 1996 wurde der „Blaue Engel“ für Hydrauliköle (RAL-U779) aufgelegt. In das Vergabeverfahren sind das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit involviert.

Aktuell wurde 2016 die DIN Norm 16807 für Bioschmierstoffe festgelegt. Diese europäische Norm definiert Begrifflichkeiten und Mindestanforderungen für alle Arten von Bioschmierstoffen sowie biobasierten Schmierstoffen. Auch werden die notwendigen Prüfverfahren beschrieben.

Vor- und Nachteile der Bioschmierstoffe

Häufig basieren mineralische Schmierstoffe auf paraffinischen Ölen, die ihren Ursprung im Erdöl haben. Die Grundlage für Bioschmierstoffe sind hingegen zum Beispiel gepresste und dann raffinierte Ölen, die ihren Ursprung zum Beispiel in Sonnenblumen haben können. Die chemische Basis sind dann Fettsäuren und Glycerin, ein Alkohol. Diese setzen sich dann zu einem Ester zusammen.

Um die Eigenschaften des Bioschmierstoffes zu verändern, kann zum Beispiel der Alkoholbaustein Glycerin durch ein synthetisches Alkohol-Fragment ersetzt werden. Zur Variation können auch Fettsäuren aus Palmöl und Rindertalg verwendet werden. So erklärt es Nicolai Otto, Doktorand am Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen zum Thema Bioschmierstoffe an der RWTH Aachen.

Jedoch macht gerade diese Ester-Basis die Naturprodukte auch chemisch angreifbar. Mit Wasser und Metallen können sie gespalten werden. Was dann im schlimmsten Fall zu einer Schädigung der Anlage führt.

Dabei warten auch auf die Bioschmierstoffe zur Verminderung des Verschleißes vielfältige Aufgaben, wie Bauteilkühlung, Wegspülung von Verschmutzungen sowie die Kraftübertragung bei Hydrauliksystemen.

Im Vergleich zu ihren fossil-basierten Geschwistern besitzen die Bioprodukte gute Verschleißeigenschaften und einen niedrigen Stockpunkt. Mit Stockpunkt bezeichnet man die Temperatur, bei der ein Öl in den festen Aggregatzustand übergeht. Bei diesen Parametern können sich die Eigenschaften der Bioschmierstoffe sehen lassen: Während Produkte aus synthetischen Ölen zwischen -10 und 70 Grad Celsius Betriebstemperatur eingesetzt werden können, reicht die Spanne bei pflanzenölbasierten Estern darüber hinaus. Auch eine kurzzeitige Überschreitung des Temperaturspektrums wirkt sich nicht unmittelbar negativ auf die Leistungsfähigkeit der eingesetzten Bioschmierstoffe aus.

Ein wichtiger Vorteil der Bioöle gegenüber den Mineralölen ist in technischer Hinsicht die nicht so stark ausgeprägte Viskositätsänderung mit der Temperatur. Dies kann Vorteile für die Effizienz von hydraulischen Anlagen haben. Klar, dass solche Eigenschaften die Industrie auch vor dem Hintergrund einer Nachhaltigkeitsdiskussion interessieren, was bei der Bioschmierstofftagung deutlich wurde.