DE1085632B - Schmier- und Hydraulikoele - Google Patents

Description

• Schmier- und Hydrauliköle Es ist bekannt, daß die als »Esteröle« bezeichneten synthetischen Schmier- und Hydrauliköle den für den gleichen Zweck verwendeten Mineralölen in einer Reihe von Eigenschaften überlegen sind. Die technische Entwicklung der letzten Jahre auf dem Motoren- und Turbinengebiet hat die Entwicklung neuer synthetischer Produkte zum Schmieren schnell bewegter Teile erforderlich gemacht. Die Schmiermittel sollen vor allem einen hohen Viskositätsindex, gute Oxydations- und Wärmebeständigkeit, einen hohen Flammpunkt und einen tiefen Stockpunkt aufweisen. - An hydraulische Flüssigkeiten werden von bestimmten Anwendungsgebieten ähnliche Anforderungen gestellt: Auch sie sollen einen hohen Viskositätsindex aufweisen, innerhalb eines möglichst weitgespannten Temperaturbereichs verwendbar sein, gute Schmiereigenschaften im Arbeitsbereich zeigen, nichtkorrodierend wirken und sich erst bei hohen Temperaturen entzünden.
• Zu Produkten, die den genannten Anforderungen in mehr oder weniger vollständiger Weise entsprechen, kann man z. B. durch Verestern aliphatischer Dicarbonsäuren mit primären aliphatischen Alkoholen mit verzweigter, 6 bis 14 C-Atome aufweisender Kette gelangen. - Es wurde weiterhin vorgeschlagen, ungesättigte Nitrile bzw. Dimerisierungs- oder Oligomerisierungsprodukte solcher Nitrile an ein- oder mehrwertige Alkohole anzulagern, anschließend zu verseifen und mit Monoalkoholen oder Diolen zu verestern. Eine Abwandlung dieses Vorgehens besteht darin, Ätheralkohole, z. B. Di- oder Triäthylenglykol, mit ungesättigten Nitrilen umzusetzen und anschließend zu verseifen und zu verestern.
• Einige der auf die eben genannte Weise herstellbaren Esteröle weisen zwar einen Stockpunkt von unter -65°C auf, jedoch ist die Viskosität dieser Produkte bei tiefen Temperaturen nicht voll befriedigend.
• Die im nachstehenden beschriebenen Esteröle zeichnen sich gegenüber den bekannten synthetischen Schmier-und Hydraulikölen durch einen sehr tiefen Stockpunkt und durch ungewöhnlich niedrige Viskositäten bei Temperaturen von -40 bis -60°C aus. Da die neuen Schmiermittel auch allen anderen Normvorschriften, vornehmlich hinsichtlich ihres Viskositäts-Temperatur-Verhaltens, ihres Flammpunkts und ihres Verdampfungsverlustes, entsprechen, bedeuten sie eine wertvolle Bereicherung der Technik. -Die niedrige Viskosität der neuen Schmiermittel macht den Zusatz von »Verdickungsmitteln« häufig erforderlich, da sie z. B. der für die Luftfahrt geltenden Norm (7,5 cSt bei 210°F, entsprechend etwa 35 cSt bei 100°F) nicht entsprechen. Als Verdickungsmittel verwendet man bestimmte öllösliche Polymerisate, die ; gleichzeitig die V.I.-Werte bedeutend verbessern, ohne die Viskosität bei tiefen Temperaturen über das zulässige Maß hinaus zu erhöhen. Bekanntlich dürfen Schmieröle gemäß der USA.-Spezifikation MIL-L-7808 C bei -53,9'C keine über 17 000 cSt und gemäß der englischen Spezifikation D. Erg. R. D.2487 bei -40°C keine über 10 000 cSt hinausgehende Viskosität aufweisen. Diese Höchstwerte werden auch von den viskositätserhöhende Zusätze enthaltenden neuen Produkten, wie in den Beispielen näher belegt, bei weitem nicht erreicht.
• Die erfindungsgemäß als Schmier- und Hydrauliköle zu verwendenden Ester können in der Weise hergestellt werden, daß man ein Aldehyd- oder Alkylen-cyanhydrin oder Gemische von solchen Cyanhydrinen mit dem Nitril einer Äthylencarbonsäure oder mit einem Gemisch solcher Nitrile umsetzt im Molverhältnis von 1 : 1 oder höher und das erhaltene, mindestens zwei Nitrilgruppen aufweisende Cyanäthylierungsprodukt in an sich bekannter Weise verseift und mit einem einwertigen höheren Alkohol mit 4 bis 18 C-Atomen oder mit einem Gemisch eines solchen Alkohols mit einem oder mehreren zweiwertigen Alkoholen mit 2 bis 10 C-Atomen verestert.
• Den auf die genannte Weise erhaltenen Estern, deren Herstellung im Rahmen vorliegender Erfindung nicht unter Schutz gestellt wird, liegt eine Äther-di- bzw. Oligocarbonsäure der nachstehenden Formel in der R = H oder einen Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen, X1 = H, CH, oder C2 H5, X2 = H oder bedeutet, zugrunde. Cyanhydrine, die im Sinne der vorliegenden Erfindung mit einem ungesättigten Nitril umgesetzt werden können, sind Aldehydcyanhydrine, z. B. Milchsäurenitril oder Propionaldehydcyanhydrin, und Alkylencyanhydrine, z. B. Äthylen- oder Propylencyanhydrin. Bekanntlich kommt man zu den genannten Cyanhydrinen in einfacher Weise derart, daß Blausäure an ein Aldehyd oder ein Alkylenoxyd angelagert wird. Die weitere Möglichkeit, zu einem Alkylencyanhydrin, z. B. Äthylencyanhydrin, zu kommen, besteht darin, Wasser an Acryl nitril anzulagern, d. h. eine >>Cyanäthylierung von Wasser« durchzuführen. - Die Wahl der Cyanhydrine, denen praktische Bedeutung zukommt, ist durch die Konsistenz der entstehenden Produkte, d. h. deren Eignung als Schmiermittel, begrenzt.
• Als Nitrile kommen in erster Linie die der Acryl- bzw. Methacrylsäure und der Crotonsäure in Betracht. - Je nach den Reaktionsbedingungen, in erster Linie in Abhängigkeit von dem verwendeten alkalischen Katalysator, können Cyanhydrine und Nitril in äquimolekularen Mengen reagieren, oder 1 Mol Cyanhydrin kann auch zwei oder mehr Mol Nitril anlagern, so daß das entstehende Cyanäthylierungsprodukt aus Cyanhydrin und aus einem dimeren oder oligomeren Nitrü aufgebaut erscheint.
• Für die Veresterung kommen einwertige Alkohole mit mindestens 4 bis 18 Kohlenstoffatomen im Molekül in Betracht, während die zwei- und mehrwertigen Alkohole 2 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisen sollen. Hinsichtlich der Auswahl der zu verwendenden Alkohole wurde die bekannte Regel bestätigt gefunden, daß verzweigtkettige Alkohole zwar den Stockpunkt verbessern, das Viskositäts-Temperatur-Verhalten jedoch verschlechtern und geradkettige Alkohole zu Produkten mit verbesserten V.I.-Werten und erhöhten Stockpunkten führen. Schmier-und Hydrauliköle, bei deren Herstellung ein Gemisch aus gerad- und verzweigtkettigen höheren Alkoholen verwendet wird, verhalten sich erwartungsgemäß im Querschnitt ihrer Schmiereigenschaften günstiger als jene, die entweder nur mit einem verzweigtkettigen oder nur mit einem geradkettigen Alkohol hergestellt werden.
• Beispiele In der nachstehenden Tabelle sind eine Reihe der erfindungsgemäß hergestellten Esteröle angegeben. In der zweiten Spalte werden die Cyanhydrin-, in der dritten Spalte die Nitril- und in der vierten Spalte die Alkoholkomponenten, die am Aufbau der Esteröle beteiligt sind, angegeben. In der folgenden Spalte ist gezeigt, in welchen Verhältnissen Cyanhydrin, Nitril und Alkohol miteinander umgesetzt werden. Die Spalte 6 enthält die Prozentmenge des zugesetzten V.I.-Verbesserers, und zwar wurde in allen Fällen Polymethacrylsäurelorolester (C14) verwendet. -In den folgenden Spalten werden die Viskositäten, und zwar für die in der amerikanischen Fachliteratur üblichen Temperaturen, angegeben. Weiterhin enthält die Tabelle die VJ. -Werte, die Stockpunktwerte und die Verdampfungsverluste, die bei 300°C in 30 Minuten eingetreten waren.
• Die in der Aufstellung angegebenen Esteröle wurden auf folgende Weise hergestellt: Cyanhydrin wurde mit dem ungesättigten Nitril in dem angegebenen Molverhältnis in bekannter Weise cyanäthyliert. Das erhaltene Produkt wurde mit der der Tabelle zu entnehmenden Alkoholmenge und der äquimolekularen Wassermenge vermischt, auf etwa 100°C erhitzt und unter Rühren mit gasförmiger Salzsäure zur Reaktion gebracht. Das gebildete Ammoniumchlorid wurde nach Erkalten abfiltriert. Die nicht umgesetzten Anteile wurden unter Erwärmen im Vakuum aus dem Reaktionsprodukt abgezogen. Dabei sublimierte der ge- löste Ammoniumchloridanteil mit in die Vorlage. Von dem als Rückstand verbleibenden Öl wurden die in der Tabelle angegebenen Werte bestimmt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verwendung von Estern aus Äther-di- bzw. Oligocarbonsäuren der allgemeinen Formel in der R = H oder einen Alkylrest mit 1 bis 12 C-Atomen, X1 = H, CH, oder C,H5, X2 = H oder bedeutet, mit höheren einwertigen Alkoholen (4 bis 18 C-Atome), gegebenenfalls im Gemisch mit zweiwertigen Alkoholen (2 bis 10 C-Atome), als Schmier-und Hydrauliköle.
2. 2. Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Mitverwendung von an sich bekannten Zusatzstoffen, vornehmlich von das Viskositäts-Temperatur-Verhalten verbessernden Verbindungen.