AT142576B

AT142576B - Verfahren zur Verbesserung von Schmierölen, Motortreibstoffen oder fett- bzw. wachsartigen Kohlen-wasserstoffen.

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Publication number: AT142576B
Authority: AT
Original assignee: Ig Farbenindustrie Ag
Priority date: 1932-10-11
Filing date: 1933-10-06
Publication date: 1935-08-10

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Verbesserung von Schmierölen, Motortreibstoffen oder fett-bzw. wachsartigen Kohlen- wasserstoffen. 



   Es ist bekannt, Schmieröle dadurch zu verbessern, dass man diesen in ihnen   kolloidlösliche   hoch- polymere Kohlenwasserstoffe, wie Hydrokautschuk, Polystyrol, hydrierte sauerstoffreie Harze u. dgl., zusetzt. 



   Es wurde nun gefunden, dass man zu wertvollen Produkten, z. B. zu Schmierölen mit hohem
Viskositätsindex und niedrigem Stockpunkt, kommen kann, wenn man an Stelle der   hochpolymeren  
Kohlenwasserstoffe sauerstoffhaltige hochpolymere Vinylverbindungen verwendet. Beispielsweise eignen sich die Polymerisationsprodukte der Fettsäurevinylester, z. B. der Polyvinylester der   Ölsäure,   der Palmitinsäure usw., ferner Polyvinyläther gesättigter oder ungesättigter Alkohole, z. B. Polyvinyl- äther des Butylalkohol, des Oktadecylalkohols, des Oleylalkohol usw. Auch die Polymerisationsprodukte der Acrylsäure oder von   Acrylsäurederivaten,   z. B.   Polyacrylsäureoktadeeylester,   sind vorzüglich geeignete Zusatzstoffe.

   Die Zusätze können durch Polymerisation der monomeren Verbindungen oder durch chemische Umsetzung der polymerisierten Vinylverbindung, z. B. durch Verestern von Polyvinylalkohol mit Stearinsäure oder durch Umsetzen von Polyvinylalkohol mit Aldehyden, erhalten werden. Die Herstellung von bestimmten, in Alkohol bzw. Benzol   löslichen     Polymerisationsprodukten   des Vinylacetats ist z. B. in der österr. Patentschrift Nr. 120401 beschrieben. 



   Man kann schon durch Zufügen von wenigen Prozenten, z. B. von 0'5-10% oder darüber, der erwähnten Produkte die Viskosität eines   Schmieröles   wesentlich erhöhen und den Viskositätsindex verbessern. In vielen Fällen, insbesondere bei Verwendung von Polyvinyläthern ungesättigter Alkohole oder Mischpolymerisaten von gesättigten oder bzw. und ungesättigten Alkoholen, sinkt der Stockpunkt ganz erheblich ; hiebei genügen oft Zusätze von Bruchteilen eines Prozentes. 



   Die genannten Zusatzstoffe haben eine gute Temperaturbeständigkeit ; sie geben keinen Anlass zu Verharzungen oder Verkohlungen und werden z. B. im Verbrennungsmotor rüekstandslos verbrannt ; z. B. werden die Zusatzstoffe auch beim Erwärmen im Öl auf   300'während   einer Dauer von drei Minuten (Test)   nicht depolymerisiert. Selbst ein Erhitzen von sechs bis neun Stunden auf 3200 oder von 120 Stunden   auf   2500 zeigte   in den meisten Fällen keine Änderungen der Eigenschaften des verbesserten Öles. 



   An Stelle von bereits polymerisierten sauerstoffhaltigen Vinylverbindungen kann man dem Öl auch die monomeren Verbindungen zusetzen und diese dann, am besten unter Zugabe geeigneter Polymerisationsbeschleuniger, wie z. B. Borfluorid oder seine Doppelverbindungen mit Äther, ferner Bortrichlorid, Aluminiumchlorid,. Chlorzink, Peroxyde, z. B. Benzoylsuperoxyd, mit oder ohne Zugabe von Verdünnungsmitteln, in die Polymerisationsprodukte überführen und auf diese Weise die Viskosität des Öles erhöhen bzw. Verbesserungen anderer Art hervorrufen. An Stelle der reinen Polymerisate kann man ihre Mischungen oder Mischpolymerisate untereinander oder mit andern polymerisierbaren Substanzen verwenden. 



   Man kann auch die polymerisierten Verbindungen einer weiteren chemischen Umwandlung unterwerfen, z. B. einer Hydrierung ; z. B. kann man   Polyvinylphenyläther   zu   Polyvinylcyclohexyläther   hydrieren. 



   Man kann auch andere Kohlenwasserstoffgemische als Schmieröle, beispielsweise Benzin, Gasöle, Schmierfette, Ausgangsstoffe zur Erzeugung von Kerzen usw., durch die genannten Zusätze verbessern. 



   Die Verbesserung, die durch den Zusatz der Polymerisationsprodukte der Vinylverbindungen bei Motortreibstoffen erzielt wird, liegt in der Änderung der Viskosität dieser Kohlenwasserstofföle. 



  Eine solche ist oft erwünscht, beispielsweise dann, wenn in der heissen Jahreszeit der Motortreibstoff 

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 sehr   dünnflüssig   ist und der Verbrauchsstelle zu rasch und zu stark zufliesst. Auch werden eventuelle Verluste durch undichte Stellen (beispielsweise am Vergaser) durch den Zusatz verringert. 



   Der Effekt bei wachsartigen Kohlenwasserstoffen liegt darin, dass die Kristallisation hinangehalten wird und stabile, nicht brüchige Wachse erhalten werden. Auch bei fettartigen Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Staufferfett, wird eine Erhöhung der Viskosität und der Schmierwirkung erzielt. 



   Als weitere Zusätze zu den genannten Polyvinyläthern, falls solche erwünscht sind, kommen andere Schmieröl verbessernde Stoffe, z. B. andere Stockpunktserniedriger oder andere hochmolekulare organische Stoffe, wie z. B. Polymerisationsprodukte von Isoolefinen usw., in Betracht. Man kann an sich paraffinfreien bzw. -armen Schmierölen auch Hart- oder Weichparaffin zwecks Verbesserung der Schmiereigenschaften zusetzen und trotzdem Schmieröle mit niedrigem Stockpunkt erhalten. 



   Es ist zwar bekannt, Polymerisationsprodukte organischer Vinylester oder ihre Lösungen in organischen Lösungsmitteln, wie Amylacetat, chlorierten Kohlenwasserstoffen usw., als rasch trocknenden Lack zu verwenden. Hiermit hat jedoch die vorliegende Erfindung nichts zu tun, nach der man Kohlenwasserstoffölen zwecks Verbesserung hochpolymere sauerstoffhaltige Vinylverbindungen zusetzt. 



   Beispiel 1 : Einem Spindelöl werden 1-3% eines festen Polymerisationsproduktes von Stearinsäurevinylester zugesetzt. Den Einfluss des Zusatzes auf die   Viskosität   und die Viskositätskurve des Spindelöles zeigt folgende Tabelle : 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Absolute <SEP> Viskosität <SEP> bei
<tb> 20  <SEP> t <SEP> 40 ) <SEP> 80 
<tb> Spindelöl <SEP> (ohne <SEP> Zusatz)............................. <SEP> 0-348 <SEP> 0-136 <SEP> 0-046
<tb> Spindelöl <SEP> +1% <SEP> Zusatz............................. <SEP> 0-396 <SEP> 0-156 <SEP> 0-054
<tb> Spindelöl <SEP> +2% <SEP> Zusatz <SEP> ............................. <SEP> 0#437 <SEP> 0#169 <SEP> 0#059
<tb> Spindelöl <SEP> +1% <SEP> Zusatz <SEP> ............................. <SEP> 0#396 <SEP> 0#156 <SEP> 0#054
<tb> Spindelöl <SEP> +2% <SEP> Zusatz <SEP> .............................

   <SEP> 0#437 <SEP> 0#169 <SEP> 0#059
<tb> Spindelöl <SEP> +3% <SEP> Zusatz <SEP> ............................. <SEP> 0#512 <SEP> 0#198 <SEP> 0#064
<tb> 
 
Beispiel 2 : Setzt man   Maschinenöl 1% Polyvinyloktadecyläther   bzw. 1% Polyvinylbutyl- äther zu, so erhält man ein Öl mit folgenden   Vishositätseigenschaften   :

   
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> Viskosität <SEP>  E <SEP> Viskosität-
<tb> 38  <SEP> 99  <SEP> index
<tb> Maschinenöl <SEP> ohne <SEP> Zusatz <SEP> 7'90 <SEP> 1'50 <SEP> 4'90
<tb> Maschinenöl <SEP> +1% <SEP> Polyvinyloktadecyläther <SEP> .......... <SEP> 8#7  <SEP> 1#56  <SEP> 26#0 
<tb> desgleichen <SEP> 3 <SEP> Minuten <SEP> auf <SEP> 300  <SEP> erhitzt............... <SEP> 8-6  <SEP> 1-57  <SEP> 34-6 
<tb> Maschinenöl <SEP> +1% <SEP> Polyvinylbutyläther............... <SEP> 11#0  <SEP> 1#71  <SEP> 62#2 
<tb> desgleichen <SEP> 3 <SEP> Minuten <SEP> auf <SEP> 300  <SEP> erhitzt............... <SEP> 10#8  <SEP> 1#66  <SEP> 46#2 
<tb> 
 
Beispiel 3 : Durch Mischpolymerisation von 3 Teilen Vinyloktadeeyläther und 1 Teil Vinylbutyläther (Polymerisat I) mittels der Doppelverbindung von Borfluoridäther erhält man ein hochviskoses Produkt. 



   Die Wirkung des Zusatzes dieses Produktes zu Schmieröl ergibt sich aus nachstehender Tabelle : 
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> Stockpunkt
<tb> Schmieröl <SEP> (aus <SEP> deutschem <SEP> Erdöl) <SEP> .......................................... <SEP> + <SEP> 4 
<tb> Schmieröl <SEP> (aus <SEP> deutschem <SEP> Erdöl) <SEP> +1% <SEP> Zusatz <SEP> ............................. <SEP> -18 
<tb> Schmieröl <SEP> (aus <SEP> deutschem <SEP> Erdöl) <SEP> +0#5% <SEP> Zusatz <SEP> ............................ <SEP> -23 
<tb> Schmieröl <SEP> (aus <SEP> deutschem <SEP> Erdöl) <SEP> +0#1% <SEP> Zusatz <SEP> ............................ <SEP> -18 
<tb> 
 
 EMI2.4 
 
 EMI2.5 
 
<tb> 
<tb> Stockpunkt
<tb> Schmieröl <SEP> (derselben <SEP> Herkunft)............................................

   <SEP> + <SEP> 4 
<tb> Schmieröl <SEP> (derselben <SEP> Herkunft) <SEP> +1% <SEP> Zusatz <SEP> ............................... <SEP> -24 
<tb> Schmieröl <SEP> (derselben <SEP> Herkunft) <SEP> +0#5% <SEP> Zusatz <SEP> .............................. <SEP> -24 
<tb> Schmieröl <SEP> (derselben <SEP> Herkunft) <SEP> +0#1% <SEP> Zusatz <SEP> .............................. <SEP> -10 
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 Die Wirkung auf die Viskosität bzw. den Viskositätsindex ergibt sich aus folgender Tabelle :

   
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> 38  <SEP> 99  <SEP> Viskositätsindex
<tb> Schmieröl <SEP> ......................................... <SEP> 9-0  <SEP> E <SEP> 1'570 <SEP> E <SEP> 22'8
<tb> Schmieröl <SEP> +1% <SEP> Zusatz <SEP> (Polymerisat <SEP> I) <SEP> .............. <SEP> 9-43  <SEP> E <SEP> 1-61  <SEP> E <SEP> 47-4
<tb> Schmieröl <SEP> +1% <SEP> Zusatz <SEP> (Polymerisat <SEP> II) <SEP> ............. <SEP> 11#7 <SEP>   <SEP> E <SEP> 1#69  <SEP> E <SEP> 43#5
<tb> 
 Ähnliche verbesserte Wirkungen wurden bei Verwendung von einem Mischpolymerisat von   Vinylbutyi-   äther und Vinyläthyläther festgestellt. 



   Die Wirkung der Zusätze hängt im wesentlichen von der Eigenviskosität der Produkte ab, die sich durch die Art der Polymerisation, z. B. durch Variation der Temperatur, des Lösungsmittels und des Katalysators, weitgehend verändern lässt. 



   Beispiel 4 : Der Vinyläther des aus Spermöl erhaltenen Oleylalkohols wird in bekannter Weise durch Zugabe von geringen Mengen Borfluorid oder einer verdünnten Lösung des Borfluorid-Dibutyl- ätheradditionsproduktes in Dibutyläther polymerisiert. Man erhält eine hochviskose, etwas gelbliche Flüssigkeit.

   Die Wirkung von Zusätzen dieses Polymerisates   zu Mineralschmierölen   ergibt sich aus der 
 EMI3.2 
 
 EMI3.3 
 
<tb> 
<tb> Viskosität <SEP> in
<tb> ViskositätsEnglergraden <SEP> bei
<tb> Stockpunkt
<tb> index
<tb> 38  <SEP> I <SEP> 990
<tb> Mineralschmieröl <SEP> deutscher <SEP> Herkunft <SEP> ............ <SEP> 11#2 <SEP> 1#74 <SEP> +1  <SEP> 70
<tb> Mineralschmieröl <SEP> deutscher <SEP> Herkunft <SEP> +0'1% <SEP> des
<tb> obigen <SEP> Polymerisats <SEP> ........................ <SEP> -25  <SEP> zirka <SEP> 80
<tb> Mineralschmieröl <SEP> deutscher <SEP> Herkunft <SEP> +0'3% <SEP> des
<tb> obigen <SEP> Polymerisats.........................

   <SEP> 11#89 <SEP> 1#80 <SEP> -25  <SEP> zirka <SEP> 80
<tb> Mineralschmieröl <SEP> deutscher <SEP> Herkunft <SEP> +1-0% <SEP> des
<tb> obigen <SEP> Polymerisats <SEP> 12-44 <SEP> 1-83-270 <SEP> zirka <SEP> 82
<tb> Mineralschmieröl <SEP> deutscher <SEP> Herkunft <SEP> +1'0% <SEP> des
<tb> obigen <SEP> Polymerisats, <SEP> 3 <SEP> Minuten <SEP> auf <SEP> 3000 <SEP> erhitzt <SEP> 12'44 <SEP> 1'83 <SEP> -280 <SEP> zirka <SEP> 82
<tb> Pennsylvanisches <SEP> Mineralöl <SEP> ..................... <SEP> -4 
<tb> Pennsylvanisehes <SEP> Mineralöl <SEP> +1'0% <SEP> des <SEP> obigen
<tb> Polymerisats <SEP> ............................... <SEP> -34 <SEP> bis <SEP> -38 
<tb> 
 
Das Öl erhält schon durch geringe Zusätze bei Temperaturen   von-20  und noch tiefer   ein gutes Fliessvermögen. 



   Beispiel 5 : 150 g des Vinyläthers eines Cetylalkohols, der infolge seines Gehaltes an ungesättigten Alkoholen die Jodzahl 15-20 besitzt, werden unter gelindem Erwärmen mit 350    Mineralschmierol   deutscher Herkunft, dessen Eigenschaften verbessert werden sollen, gut gemischt. Hierauf wird der Vinyläther in der Mischung durch Zugabe sehr geringer Mengen des Borfluorid-Dibutylätheradditionsproduktes polymerisiert. Der Beginn der Polymerisation ist an der Temperatursteigerung erkenntlich. 



  Durch gutes Rühren in einem Bad von 30-50  wird die Hauptmenge der Reaktionswärme abgeführt, so dass Temperatursteigerungen über 60-70  vermieden werden. Nach Beendigung der Reaktion (erkenntlich daran, dass bei Zugabe erneuter Mengen Borfluorid zu einer Probe keine weitere Temperatursteigerung eintritt) wird das Gemisch noch einige Zeit bei Zimmertemperatur stehen gelassen, dann mit verdünnter Natronlauge und mehrmals mit heissem Wasser gewaschen und im Vakuum bei etwa   1000   getrocknet. 



   Man erhält ein Öl, das in seinem Aussehen dem verwendeten   Mineralschmieröl   sehr ähnlich ist, nur etwas höhere Viskosität besitzt. Die Wirkung dieses Produktes zeigt die (auf Seite 4) folgende Tabelle. 



   Die Schmierfähigkeit wurde hiebei mit der Suthauprüfmaschine gemessen. 



   Statt die Polymerisation des Vinyläthers in dem Öl, dessen Eigenschaften verbessert werden sollen, vorzunehmen,   kann sie auch in ändern geeigneten Ölen oder in ändern Mengenverhältnissen   oder auch ohne Verdünnungsmittel ausgeführt werden. 



   Statt des geringe Mengen ungesättigte Alkohole enthaltenden Cetyläthers können andere analoge   Äthergemische   verwendet werden ; auch können solche Mischungen je nach der gewünschten Wirkung durch Mischung von Vinyl-bzw. Polyvinyläthern von ungesättigten mit solchen von gesättigten Alkoholen und gegebenenfalls weiteren Zusätzen hergestellt werden. 

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 EMI4.1 
 
<tb> 
<tb> 



  Schmierfähigkeit
<tb> Stock- <SEP> Viskositätspunkt <SEP> index <SEP> Minuten <SEP> TemUmlaufzeit <SEP> peratur
<tb> Mineralschmieröl <SEP> deutscher <SEP> Herkunft............ <SEP> + <SEP> 1  <SEP> 70 <SEP> 57 <SEP> 101 
<tb> Mineralschmieröl <SEP> deutscher <SEP> Herkunft <SEP> + <SEP> 0'3% <SEP> des
<tb> obigen <SEP> Polymerisats......................... <SEP> -24 
<tb> Mineralschmieröl <SEP> deutscher <SEP> Herkunft <SEP> +0'5% <SEP> des
<tb> obigen <SEP> Polymerisats......................... <SEP> -24 
<tb> Mineralschmieröl <SEP> deutscher <SEP> Herkunft <SEP> +1'0% <SEP> des
<tb> obigen <SEP> Polymerisats......................... <SEP> -25 
<tb> Mineralschmieröl <SEP> deutscher <SEP> Herkunft <SEP> +3'0% <SEP> des
<tb> obigen <SEP> Polymerisats......................... <SEP> -150 <SEP> etwa <SEP> 100 <SEP> 62 <SEP> 1010
<tb> 
 PATENT-ANSPRÜCHE : 
1.

   Verfahren, um Schmieröle, Motortreibstoffe oder fett-bzw. wachsartige Kohlenwasserstoffe insbesondere hinsichtlich ihrer Viskosität zu verbessern, dadurch gekennzeichnet, dass man diesen Ölen oder sonstigen Stoffen in ihnen lösliche hochpolymere sauerstoffhaltige Vinylverbindungen zusetzt.

Claims

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den EMI4.2