DE1005670B

DE1005670B - Schmieroel

Info

Publication number: DE1005670B
Application number: DES47221A
Authority: DE
Inventors: David William Golothan; Keith Fleming
Original assignee: IASHELLIA RES Ltd
Current assignee: IASHELLIA RES Ltd
Priority date: 1955-01-27
Filing date: 1956-01-25
Publication date: 1957-04-04
Also published as: GB790472A; FR1147474A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Schmieröle, die insbesondere zur Verwendung bei Verbrennungskraftmaschinen zum Schutz des Motors gegen Rosten und andere Formen der Korrosion während des Stilliegens geeignet sind.

Zur Lösung dieses Problems hat man bereits Antirostmittelmischungen empfohlen, die aus Diestern von gewissen Dicarbonsäuren, z. B. Dibutyladipinsäureester, und solchen organischen Säuren bestehen, welche in Wasser unlösliche Metallseifen bilden. Hierbei können zur Erhöhung der Rostschutzwirkung gegebenenfalls auch noch kleine Mengen von Teilestern mehrwertiger Alkohole zugesetzt werden.

Auch ist die Kombination eines Sorbitanmonoesters einer aliphatischen Monocarbonsäure mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen im Molekül und eines Glykolteilesters einer Fettsäure als Mittel zur Verhütung der korrodierenden Einwirkung von Schmierölen in feuchter Luft und bei Anwesenheit von Salzwasser auf Metallteile beschrieben.

Ferner ist die verschleißvermindernde Wirkung eines Zusatzes von weniger als 1 % eines öllöslichen aliphatischen Teilesters eines mehrwertigen Alkoholes und von 1 bis 5°/₀ eines Erdalkalisalzes von einem Alkylphenolsulfid oder einem sulfurierten Alkylphenol zu einem Schmieröl für Kraftfahrzeuge bekannt.

Es wurde nun gefunden, daß die an sich noch nicht befriedigenden rostschützenden Eigenschaften von Teilestern mehrwertiger Alkohole und insbesondere der 4- bis 6-wertigen Alkohole in Schmierölen ganz entscheidend verbessert werden können, wenn man denselben gleichzeitig eine kleinere Menge eines öllöslichen Salzes einer aromatischen Carbonsäure einverleibt.

Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, Teilester mehrwertiger Alkohole in rostverhindernden Mischungen zu verwenden, manchmal sogar in Verbindung mit verschiedenen Metallsalzen. Es wurde jedoch überraschenderweise festgestellt, daß die einfachen Teilester, wie Glycerinmonoölsäureester und Glycerinmonostearinsäureester keinen ausreichenden Schutz gegen eine Motorkorrosion ergeben. Dagegen bewähren sich die erfindungsgemäß eingesetzten Teilester der höheren, mehrwertigen Alkohole, nämlich solcher mit 4, 5 oder 6 Hydroxylgruppen im Molekül in dieser Hinsicht ganz ausgezeichnet. So entspricht eine in den Beispielen beschriebene und mit A bezeichnete Mischung allen Anforderungen bei der Untersuchung nach der Prüfmethode »Ministry of Supply DEF/2181 specification for aircraft engine preservative oils«, einschließlich der Prüfung der Korrosion gegenüber nicht Eisenmetallen, während eine ähnliche Mischung, welche aber Glycerinmonoölsäureester an Stelle des Sorbitmonoölsäureesters enthält, bei dem gleichen Korrosionstest sowohl in bezug auf Aluminium als auch auf Kupfer versagt.

Anmelder:
»Shell« Research Limited, London

Vertreter: Dr. K. Schwarzhans, Patenanwalt,
München 38, Romanplatz 9

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 27. Januar 1955

David William Golothan, Chester, Cheshire,
und Keith Fleming, Sanderstead, Surrey

(Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden

Die erfindungsgemäß eingesetzten Metallsalze einer aromatischen Carbonsäure sind gleichfalls an sich als Schmiermittelzusatz bekannt, doch üben sie selbst keinerlei rostvermindernde Wirkung aus. Es ist daher als besonders überraschend anzusehen, daß diese Stoffe die Antircstwirkurg der Teilester günstig beeinflussen.

Die Ölbasis, welche den Hauptbestandteil des Schmieröls gemäß vorliegender Erfindung darstellt, kann entweder ein synthetisches oder ein mineralisches Schmieröl sein. Die Viskositätseigenschaften geeigneter öle können zwischen denjenigen von SAE-5W-Ölen und SAE-

60-Ölen schwanken, Öle mit hohen Viskositäten, wie SAE-40-, -50- und -60-öle, werden aber bevorzugt. Die Mineralschmieröle können aus allen Arten von rohen Erdölen, wie naphthenischen, paraffinischen oder asphaltischen Rohölen herstammen, wobei sie im allgemeinen eine oder mehrere der üblichen Raffinationsbehandlungen durchgemacht haben. Gemische aus mineralischen ölen und fetten Ölen, wie Rizinusöl und Specköl, können ebenso verwendet werden wie synthetische Schmieröle und Gemische derselben mit mineralischen und bzw. oder fetten Ölen. Geeignete synthetische Schmieröle können durch Polymerisieren von Olefinen oder durch Alkylieren von aromatischen Kohlenwasserstoffen mit Olefinen oder mit Alkylhälogeniden in Anwesenheit eines Friedel-Crafts-Katalysators hergestellt werden.

Auch organische Ester, z. B. Dialkylester von Dicarbonsäuren, wie Sebacinsäure- oder Adipinsäure-di-(2-äthylhexyl)-ester, sowie die Alkyl- oder Alkarylester anorganischer Säuren, z. B. Trioctyl- oder Trikresylphosphat und Tetraoctylsilicat und Polymere oder Mischpolymere

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von Polyalkylenglykolen bzw. die Ester und Äther wichtsprozent, berechnet auf das Gesamtgemisch, ver-

derselben, sowie auch Polyorganosiloxane sind im Rah- wendet.

men der vorliegenden Erfindung geeignet. Die Schmier- Die guten schützenden Eigenschaften der erfindungsölbasis liegt im allgemeinen in einer Menge von 80 bis gemäßen Schmieröle mit einem Gehalt an einem Teilester 97,5 Gewichtsprozent, speziell von 85 bis 95 Gewichts- 5 eines mehrwertigen Alkohols und an einem öllöslichen prozent, des fertigen gemischten Schmieröles vor. Salz einer aromatischen Carbonsäure können noch Die öllöslichen Salze der aromatischen Carbonsäuren weiter verbessert werden, wenn man der Schmierölkönnen Metallsalze sowie Salze organischer Basen, z. B. mischung als vierte Komponente ein öllösliches Metallsalz, der Amine sein.';Calcium-, Barium-, Zink-und Magnesium- vorzugsweise ein öllösliches Alkalisalz, einer organischen salze sind besonders wirksam. Unter einer aromatischen i° Sulfonsäure einverleibt. Solche Verbindungen sind an Carbonsäure wird hier eine Verbindung verstanden, sich als Zusatzstoffe für Schmiermittel bekannt, doch welche einen Carbonsäurerest direkt an einen aro- üben sie im vorliegenden Fall einen speziellen Effekt aus. matischen Ring gebunden enthält. Vorzugsweise ent- Die verwendeten öllöslichen Salze organischer Sulfonhalten dieselben Substituenten, welche die Löslichkeit säuren können sich ableiten von Alkalimetallen, Erdder Salze in dem Schmieröl begünstigen. Sehr geeignet 15 alkalimetallen, insbesondere Calcium oder Barium, oder für die Zwecke der Erfindung sind die alkylierten aro- von organischen stickstoffhaltigen Basen, z. B. Aminen, matischen Carbonsäuren, die halogenierten aromatischen wie Octadecylamin. Sehr geeignet sind z. B. öllösliche Carbonsäuren, z. B. Chlor- und Brombenzoesäuren, und Erdölsulfonsäuren, Triisopropylnaphthalinsulfonsäure die alkylierten oxyaromatischen Carbonsäuren, wie die und Di-»wachs<i-benzolsulfonsäuren. Der ."Wachs-f-Subalkylierten Salicylsäuren. ao stituent ist eine langkettige Kohlenwasserstoffgruppe, Besonders bevorzugt sind die normalen oder basischen die sich von Paraffinwachs ableitet. Die Sulfonsäuren Salze alkylierter Salicylsäuren, wie ein normales oder werden vorzugsweise in Mengen nicht über 10 Gewichtsbasisches Aluminium-, Barium-, Calcium-, Zink-, Stron- prozent, berechnet auf das Gesamtgemisch, verwendet, tium- oder Zinnsalz einer Octadecylsalicylsäure bzw. und es ist besonders zweckmäßig, sie in Anteilen von Stearylsalicylsäure oder eines Gemisches alkylierter 25 l,25°/₀ bis 7,5 Gewichtsprozent zu verwenden. Salicylsäuren, in welchen die Alkylgruppen von 8 bis Gewünschtenfalls können in den neuen zusammen-18 Kohlenstoffatome enthalten. gesetzten Schmierölen auch an sich bekannte und übliche Solche Salze können aus Natriurnalkylphenolaten Antioxydationsmittel vom Phenol- oder Amintyp mit unter Einleiten von Kohlendioxyd nach der Kolbe- Vorteil verwendet werden, wie öllösliche Alkylphenole, Schmidt-Reaktion und Umsetzen der so gebildeten 30 Naphthole und ihre Schwefelanalogen. Diese Zusätze Alkylsalicylate mit einer entsprechenden Metallver- werden gewöhnlich in Mengen von 0,01 bis 0,5 Gewichtsbindung hergestellt werden. Da die Kolbe-Schmidt- prozent, berechnet auf das Gesamtgemisch, verwendet. Reaktion im allgemeinen nicht vollständig verläuft, Andere wahlweise zu verwendende Zusätze sind insenthalten die so erzeugten Produkte im allgemeinen besondere Antikorrosionsmittel der gebräuchlichen Art, noch etwa 20 bis 25% nicht umgewandelter Alkyl- 35 wie Mercaptobenzthiazol, die Dicarbonsäuren mit 16 phenolate. Falls basische Salze mehrwertiger Metalle oder mehr Kohlenstoffatomen, die organischen Verhergestellt werden sollen, so muß das die Alkylsalicylate bindungen, welche einen Säurerest in nächster Nachbarenthaltende Reaktionsgemisch nach dem Ansäuern mit schaft zu einer Nitril-, Nitro- oder Nitrosogruppe enteinem Überschuß eines Hydroxyds oder Oxyds der be- halten, z. B. cc-Cyanstearinsäure, sowie aliphatische und treffenden Metalle behandelt werden. 40 heterocyclische Amine.

Das öllösliche Salz einer aromatischen Carbonsäure Die nachstehend angegebenen Gemische stellen typische

wird im allgemeinen in einer solchen Menge verwendet, Schmieröle im Sinne der Erfindung dar. Die angegebenen

daß es 5 Gewichtsprozent, berechnet auf das Gesamt- Teile beziehen sich auf das Gewicht,

gemisch, nicht übersteigt. Vorzugsweise wird es in einer .

Menge von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent verwendet. 45 Mischung A

Die in dem erfindungsgemäßen gemischten Schmieröl 89,5 Teile mit Lösungsmittel raffiniertes Schmieröl mit

verwendeten Teilester leiten sich ab von den vier- einer Viskosität von 330 Sek. Redwood I bei 60°, 5 Teile

wertigen, fünfwertigen oder sechswertigen Alkoholen, Sorbitmonoölsäureester, 0,5 Teile eines Gemisches aus

z. B. von Diglycerin, Pentaerythrit, Sorbitan, Arabit, Calciumalkylsalicylaten mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen

Mannitan, Mannit, Sorbit und Dulcit. Es können auch 50 in den Alkylgruppen, 5 Teile öllösliche Natriumnaphtha-

Polyoxyalkylenderivate dieser Alkohole verwendet sulfonate.

werden. Die Veresterung wird derart durchgeführt, daß Mischung B mindestens eine und vorzugsweise 2 oder 3 der Hydroxylgruppen des Alkoholmoleküls nicht in Reaktion treten. 94,5 Teile mineralisches Schmieröl SAE-20, 5 Teile Vorzugsweise enthalten die verwendeten Carbonsäuren 55 Sorbitmonoölsäureester, 0,5 Teile eines Gemisches aus 6 bis 30 Kohlenstoffatome im Molekül, wie Capron-, Calciumalkylsalicylaten mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen Laurin-, Palmitin-, Stearin-, Öl-, Leinöl-, und Arachin- in den Alkylgruppen. säure, Naphthensäuren sowie die Säuren, welche aus

Harz oder Tallöl oder durch Oxydation von Erdöl- Mischung L

produkten erhalten worden sind. Natürlich vorkommende 60 96,5 Teile eines mineralischen Schmieröls SAE-20,

Gemische von Fettsäuren können ebenfalls zur Her- 3 Teile Sorbitmonoölsäureester, 0,5 Teile eines Gemisches

stellung der Teilester verwendet werden. aus Calciumalkylsalicylaten mit 14 bis 18 Kohlenstoff-

Besonders wirksame Teilester sind: Sorbitmonooleat, atomen in den Alkylgruppen.

Sorbitanmonooleat, Mannitanmonooleat und -mono- Um den durch Anwendung eines aromatischen Carbon-

palmitat, der Monoester von Baumwollsamenfettsäuren 65 säuresalzes in Verbindung mit einem Teilester gemäß

und Polyoxyäthylensorbit, Penthaerythritmonostearat vorliegender Erfindung erzielten Vorteil und auch den

sowie die Teilester aus Pentaerythrit und Sojabohnenöl- weiteren durch zusätzliche Einverleibung eines orga-

fettsäureester. rüschen Sulfonats erzielten Vorteil aufzuzeigen, wurden

Die Teilester werden gewöhnlich in einer Menge von die Mischungen A und C mit einer Mischung verglichen,

0,5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 bis 7 Ge- 70 die aus einem SAE-20-mineralischen Schmieröl und

lediglich 5 Gewichtsprozent Sorbitmonoölsäureester bestand. Der Vergleich wurde durch Prüfung der Öle auf Antirosteigenschaften in einem Motor durchgeführt. Der Motor wurde mit jedem Öl 3 Stunden im Laufen erhalten, die Zylinderbuchse entfernt und 10 Tage in einen Feuchtraum gebracht und täglich auf Rostwirkung geprüft. Die Beurteilung erfolgte mit bloßem Auge nach einer Skala, bei welcher 0 starke Verrostung und der Wert 10 vollständige Rostfreiheit bedeuten. Die erhaltenen Daten sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.

	Mischung	Rostbeurteilung mit	Mischung C	SAE-20 Mineral
Tage Lagerung				schmieröl
der Zylinder	9,1		5,5	+ 5 Gewichts prozent Sorbitmonoöl
buchse im Feuchtraum	8,7	A	5,2	säureester
	8,7		4,8	5,8
1	8,6		4,6	4,9
2	8,4		4,5	4,3
3	7,4		4,0	3,5
4	6,6		3,9	2,8
5	6,1		3,6	2,6
6	5,9		3,4	2,5
7	5,9		3,2	2,4
8		2,3
9		2,3
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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schmieröl auf der Basis eines mineralischen oder synthetischen Schmieröles mit einem Gehalt an Teilestern mehrwertiger Alkohole und Metallsalzen organischer Säuren, gekennzeichnet durch einen geringen Gehalt an einem als Schmiermittelbestandteil an sich bekannten Teilester eines vier- bis sechswertigen Alkoholes und einem als Schmiermittelbestandteil an sich bekannten öllöslichen Metallsalz einer aromatischen Carbonsäure.

2. Schmieröl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es 80 bis 97,5 Gewichtsprozent und insbesondere von 85 bis 95 Gewichtsprozent eines mineralischen oder synthetischen Schmieröls enthält.

3. Schmieröl nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das öllösliche Salz von einer alkylierten Salicylsäure oder einem Gemisch alkalierter Salicylsäuren abgeleitet ist, wobei die Alkylgruppen 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten.

4. Schmieröl nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das öllösliche Salz von einem mehrwertigen Metall, insbesondere Ca, Ba, Zn oder Mg, abgeleitet ist, wobei es sich auch um ein basisches Salz handeln kann.

5. Schmieröl nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es das öllösliche Salz in einer Menge von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, berechnet auf das Gesamtgemisch, enthält.

6. Schmieröl nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Teilester von Sorbit, Sorbitan, Mannit, Mannitan oder Pentaerythrit und vorzugsweise von einer Carbonsäure mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen im Molekül ableitet, wie Sorbitoder Sorbitanmonoölsäureester.

7. Schmieröl nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es den Teilester in einer Menge von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 2 bis 7⁰I₀, berechnet auf das Gesamtgemisch, enthält.

8. Schmieröl nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen weiteren Gehalt an einem als Schmiermittelbestandteil an sich bekannten öllöslichen Metallsalz, vorzugsweise einem Alkalisalz, einer organischen Sulfonsäure, wie Erdölsulfonsäure.

9. Schmieröl nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es das öllösliche Metallsalz einer organischen Sulfonsäure in einer Menge von 1,25 bis 7,5 Gewichtsprozent, berechnet auf das Gesamtgemisch, enthält.

10. Schmieröl nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen weiteren Gehalt an einem üblichen Antioxydationsmittel oder ein Antikorrosionsmittel.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 587 545; britische Patentschrift Nr. 709 903; französische Patentschriften Nr. 953 562, 974 374.