AT233155B

AT233155B - Emulgierbare Mineralölzubereitung

Info

Publication number: AT233155B
Application number: AT814262A
Authority: AT
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 1961-10-17
Filing date: 1962-10-15
Publication date: 1964-04-25

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Emulgierbare Mineralölzubereitung 
 EMI1.1 
 
 EMI1.2 
 
 EMI1.3 
 betrifft eine verbesserte emulgierbars Mineralölzubereitung nachdem Patent Nr. 217610,Jeder dieser Zusätze muss in einer kritischen Menge vorliegen,   u. zw. 1.   der Monoester vorzugsweise in Mengen von 1, 5 bis   30/0,   2. das Phenoxy-polyoxy-alkylen-alkanol vorzugsweise in Mengen von 1   bis 2%   und der dritte Zusatz in Mengen von 0, 01 bis 1%. Die Prozentangaben sind   Gew.-%.   



   Das Mineralöl des Ölkonzentrats soll einen Viskositätsindex von mindestens 80, vorzugsweise 90 bis 100, besitzen. Die Ölfraktion soll auch innerhalb des Schmierölbereiches liegen und eine Viskosität bei 

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 37, 8 C zwischen 75 und 250 SUS (Saybolt Universal Sekunden), vorzugsweise zwischen 100 und 150 SUS haben, sowie einen Aromatengehalt zwischen 10 und 30% besitzen. 



   Ein Beispiel für die Mineralölbasis ist ein Schmieröl mit hohem Viskcsitätsindex, das mit Lösungsmitteln hoch raffiniert ist und folgende Eigenschaften besitzt : 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> spez. <SEP> Gewicht <SEP> 0, <SEP> 8654 <SEP> 
<tb> Farbe, <SEP> ASTM <SEP> 1
<tb> Fliesspunkt <SEP> -150C <SEP> 
<tb> Flammpunkt, <SEP> COC
<tb> (Cleveland <SEP> open <SEP> cup) <SEP> 1880C <SEP> - <SEP> 
<tb> Brennpunkt <SEP> 2240C
<tb> Viskosität <SEP> bei <SEP> 37, <SEP> 80C <SEP> (SUS) <SEP> 103 <SEP> sec
<tb> Viskositätsindex <SEP> 93
<tb> Neutralisations <SEP> zahl <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> 
<tb> 
 Zusammensetzung in   Gel.-%:

     
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> n-Alkane <SEP> 21, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> Isoalkane <SEP> 11, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> nicht <SEP> kondensierte <SEP> Cycloalkane <SEP> 24, <SEP> 9 <SEP> 
<tb> kondensierte <SEP> Cycloalkane <SEP> 12, <SEP> 4 <SEP> 
<tb> Summe <SEP> der <SEP> gesättigten
<tb> Kohlenwasserstoffe <SEP> 70, <SEP> 9 <SEP> 
<tb> Monoaromaten <SEP> 13, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> Diaromaten <SEP> 5, <SEP> 8 <SEP> 
<tb> Triaromaten <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> Tetraaromaten <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> 
<tb> Pentaaromaten <SEP> 0,2
<tb> Hexaaromaten
<tb> Schwefelverbindungen <SEP> 3,9 <SEP> 
<tb> 100, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 
 Schwefelanalyse :

   
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> Benzothiophene <SEP> 1, <SEP> 7 <SEP> Gew.-lo <SEP> 
<tb> Triaromatische <SEP> Thiophene <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> Gew.- <SEP> o
<tb> Tetraaromatische <SEP> Thiophene <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> Gew.- <SEP> )
<tb> Pentaaromatische <SEP> Thiophene
<tb> andere <SEP> Schwefelverbindungen <SEP> 1,3 <SEP> Gew.-%
<tb> 3, <SEP> 9 <SEP> Gew.- <SEP> 
<tb> 
 
Von dem nichtionogenen, oberflächenaktiven Mittel in Form des Monoesters wird der innere ÄtherAlkohol durch teilweise Dehydratisierung von mehrwertigen Alkoholen hergestellt, was zur Umwandlung des mehrwertigenAlkohols zu mehrwertigen   innerenÄthern   führt, die 1 oder 2 Äthergruppen und 2-6 Hy- 

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 droxylgruppen im Molekül enthalten. Solche Substanzen sind beispielsweise Sorbitan, Mannitan, Xylitan und Dulcitan.

   Die für die Herstellung der Monoester dieser inneren Äther-Polyalkohole verwendeten Fettsäuren sind gesättigte und ungesättigte Fettsäuren mit mindestens 8, vorzugsweise 12-18 Kohlenstoffato- 
 EMI3.1 
 ähnl.- propanol und deren Mischungen.
Die Zusätze der allgemeinen Formel 
 EMI3.2 
 enthalten als Alkalimetall M vorzugsweise Natrium oder Kalium und die Kohlenwasserstoffgruppe R kann eineAlkyl-, Aralkyl-,   Alkaryl- oderCycloalkylgruppe   sein, R2 kann ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe sein, die gleich R oder verschieden von    Rist.   



   Es ist   wünschenswert, dass beideSubstituenten   R Alkylgruppen mit 1-16 Kohlenstoffatomen sind, welche hinsichtlich ihrer Kettenlänge oder Struktur gleich oder verschieden sein können. Vorzugsweise sind die Substituenten R   C-C-Alkylgruppen   gleicher Kettenlänge, jedoch unterschiedlicher Struktur. Beispiele für die Thiocarbamatsalze sind Natrium- und bzw. oder Kaliumdimethyl-,-dibutyl-,-diamyl-, -dihexyl-, -diisobutyl-, -dioctyl-, -dicyclohexyl-, -dicresyl-dithlocarbamate, wobei die Natriumdi-   methyl-, -dibutyl-, -diisobutyl- und   Natriumdiamyldithio-carbamate bevorzugt werden. 



   Wird der dritte Zusatz, wie oben angeführt, als Mischung angewendet, so können die Anteile dieser 
 EMI3.3 
 -0/0, Alkalimetallmercaptobenzothiazol+ Natriummercaptobenzothiazol, Kaliumdibutyl-dithiocarbamat + Kaliummercaptobenzothiazol und Kaliumdiamyl-dithiocarbamat + Kaliummercaptobenzothiazol. 



   Ausser den drei wesentlichen Zusätzen kann noch   die Stabilität   und Emulgierbarkeit durch Zusatz geringer Mengen,   d.     h.     0, 01-0, 5 Gew.-'%, jeder Substanz   in Form eines Dithiocarbamatseinesmehrwertigen Metalls und Alkylglykol bzw. deren Ätherderivate zugesetzt werden. 



   Als Dithiocarbamate mehrwertiger Metalle sind unter anderem die Zink-, Kadmium- oder Bleisalze von N-mono-oder disubstituierter   Hydrocarbyl-dithiocarbaminsäure,   wie Zink-, Kadmium- oder Blei- 
 EMI3.4 
 



   Als Äthylenglykole und deren Ätherderivate lassen sich unter anderem Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol, Tetraäthylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Hexylenglykol und deren Mischungen verwenden. 



   Ausser den oben angegebenen wesentlichen Zusätzen wird vorgezogen, den Zubereitungen noch geringe Mengen von etwa 0, 01 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise etwa   0, 2-1 Gew.- o   eines öllöslichen Antioxy- 

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 dationsmittels zuzusetzen. Antioxydationsmittel umfassen phenolische und aromatische Aminverbindungen. Als phenolische Verbindungen seien genannt : Alkylphenole, wie Di- und Trialkylphenole,   z. B.   
 EMI4.1 
 
4-, 2, 3-. 3, 4-, 2, 6- und3, 5-Diamylphenol, 2, 4-Dimethyl-6-tert.-butylphenol, 2, 6-Ditert.-butyl-sind die Arylamine, wie   Phenyl-&alpha;-naphthylamin   oder Phenyl-ss-naphthylamin, zu nennen. 



   Nachfolgend werden Beispiele für die Mineralölbasis gegeben, die sich in den erfindungsgemässen
Mineralölzubereitungen anwenden lassen und unter Bildung einer stabilen, feuerbeständigen, hydrauli- schen Flüssigkeit mit etwa   20-45'po,   vorzugsweise   30-40gO   Wasser emulgierbar sind :

   
Zubereitung A 
 EMI4.2 
 
<tb> 
<tb> Sorbitan-monooleat <SEP> 2 <SEP> Gew. <SEP> -%
<tb> Diisobutylphenoxy <SEP> (äthoxy)4-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> Natriumdimethyl-dithiocarbamat <SEP> +
<tb> Natrium-mercaptobenzothiazol <SEP> 90/10 <SEP> 0,5 <SEP> Gew.-%
<tb> mineralisches <SEP> Schmieröl <SEP> (VI <SEP> 93,
<tb> Viskosität <SEP> bei <SEP> 38 C, <SEP> 103 <SEP> SUS) <SEP> Rest
<tb> 
 Zubereitung B 
 EMI4.3 
 
<tb> 
<tb> Sorbitan-monooleat <SEP> 2 <SEP> Gel. <SEP> O <SEP> 
<tb> Diisobutylphenoxy- <SEP> (äthoxy)4-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> natriumdibutyl-dithiocarbarnat <SEP> +
<tb> Natriummercaptobenzothiazol <SEP> 1/1 <SEP> 0,5 <SEP> Gew.

   <SEP> -%
<tb> Schmieröl <SEP> (wie <SEP> A) <SEP> Rest
<tb> 
 Zubereitung C 
 EMI4.4 
 
<tb> 
<tb> Sorbitan-monooleat <SEP> 2 <SEP> Gen.-%
<tb> Diisobutylphenoxy- <SEP> (äthoxy)4-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> Natriumdiamyl-dithiocarbamat <SEP> +
<tb> Natriummercaptobenzothiazol <SEP> 1/1 <SEP> 0,5 <SEP> Gew. <SEP> -%
<tb> Schmieröl <SEP> (wie <SEP> A) <SEP> Rest
<tb> 
 Zubereitung D 
 EMI4.5 
 
<tb> 
<tb> Sorbitan-monooleat <SEP> 2 <SEP> Gew. <SEP> -%
<tb> Diisobutylphenoxy- <SEP> (äthoxy)4-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> Natriumdimethyl-dithiocarbamat <SEP> 0. <SEP> 01 <SEP> Gew. <SEP> -D/o <SEP> 
<tb> 2,6-ditert. <SEP> -Butyl-4-methylphenol <SEP> 0,2 <SEP> Gew.-%
<tb> Phenyl-&alpha;

  -naphthylamin <SEP> 0,1 <SEP> Gew.-%
<tb> Schmieröl <SEP> (wie <SEP> A) <SEP> Rest
<tb> 
 Zubereitung E 
 EMI4.6 
 
<tb> 
<tb> Mannitan-monooleat <SEP> 2 <SEP> Gew.- <SEP> 
<tb> Diisobutyl-phenoxy- <SEP> (äthoxy)6-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 
 EMI5.1 
 
<tb> 
<tb> Natriumdimethyl-dithiocarbamat <SEP> +
<tb> Natriummercaptobenzothiazol <SEP> 90/10 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> Gew. <SEP> -'1o <SEP> 
<tb> 2,6-ditert. <SEP> -Butyl-4-methylphenol <SEP> 0,2 <SEP> Gew.-%
<tb> Phenyl-&alpha;

  -naphthylamin <SEP> 0,1 <SEP> Gew.-%
<tb> Schmieröl <SEP> (wie <SEP> A) <SEP> Rest
<tb> 
 Zubereitung F 
 EMI5.2 
 
<tb> 
<tb> Mannitan-monooleat <SEP> 2 <SEP> Gew.-%
<tb> Nonylphenoxy- <SEP> (äthoxy)4-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> Natriumdimethyl-dithiocarbamat <SEP> +
<tb> Natriummercaptobenzothiazol <SEP> 90/10 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> Gew.-% <SEP> 
<tb> 4, <SEP> 4'-methylen-bis-(2,6-ditert.-butylphenol) <SEP> 0,2 <SEP> Gew.-%
<tb> Phenyl-&alpha;

  -naphthylamin <SEP> 0,1 <SEP> Gew.-%
<tb> Schmieröl <SEP> (wie <SEP> A) <SEP> Rest
<tb> 
 Zubereitung G 
 EMI5.3 
 
<tb> 
<tb> Sorbitan-monooleat <SEP> 2 <SEP> Gew.-Olo
<tb> Diisobutylphenoxy- <SEP> (äthoxy)4-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> Natriumdimethyl-dithiocarbamat <SEP> +
<tb> Natriummercaptobenzothiazol <SEP> 1,1 <SEP> 0,5 <SEP> Gew. <SEP> -%
<tb> 2,6-ditert. <SEP> -Butyl-4-methylphenol <SEP> 0,2 <SEP> Gew.-%
<tb> Phenyl-&alpha;

  -naphthylamin <SEP> 0,1 <SEP> Gew.-%
<tb> Kadmium-diamyl-dithiocarbamat <SEP> 0,025 <SEP> Gew. <SEP> -%
<tb> Schmieröl <SEP> (wie <SEP> A) <SEP> Rest
<tb> 
 Zubereitung H 
 EMI5.4 
 
<tb> 
<tb> Sorbitan-monooleat <SEP> 2 <SEP> Gew.-% <SEP> 
<tb> Diisobutylphenoxy- <SEP> (äthoxy)6-äthanol <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> Natriumdimethyl-dithiocarbamat <SEP> 0, <SEP> 01 <SEP> Gew.-% <SEP> 
<tb> 2,6-ditert. <SEP> -Butyl-4-methylphenol <SEP> 0,2 <SEP> Gew.-%
<tb> Phenyl-&alpha;

  -naphthylamin <SEP> 0,1 <SEP> Gew.-%
<tb> zink-diamyl-dithiocarbamat <SEP> 0,025 <SEP> Gew. <SEP> -%
<tb> Äthylenglykol <SEP> 0,2 <SEP> Gew. <SEP> -%
<tb> Schmieröl <SEP> (wie <SEP> A) <SEP> Rest
<tb> 
 
 EMI5.5 
 Phase kann man Wasser verwenden, das gegebenenfalls   0, 1-lao   eines Korrosions- oder Abriebinhibitors enthält, wie wasserlösliche anorganische Nitrite, Nitrate, Chromate, Phosphate oder wasserlösliche niedermolekulare Salze, wie Alkalimetall- oder Erdalkalimetallacetate oder-propionate, vorzugsweise von Natrium, Kalium, Kalzium und Barium. Die Wasser-in-Öl-Emulsion kann man auf jede geeignete Weise   mischen, wie z.

   B.   durch   Luftrühren, Rühren   mit einem Rührer, oder indem das ganze durch eine Kolloid- 

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 mühle strömt, bis sich eine homogene, stabile Wasser-in-Öl-Emulsion gebildet hat. Aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten wird das Wasser dem Öl in den entsprechenden Mengen zu dem Zeitpunkt zugesetzt, wo die Emulsion verwendet werden soll. Es ist jedoch auch möglich, eine stabile Wasser-in-Öl-Emulsion herzustellen und eine gewisse Zeit zu lagern. 



   Eine fertige Wasser-in-Öl-Emulsion (I) wurde hergestellt, indem man   60%   der Zubereitung D mit 40% Wasser vermischte und das ganze durch eine Kolloidmühle bis zur Bildung einer homogenen Wasserin-Öl-Emulsion leitet. 



   Beispiele anderer fertiger Emulsionen sind :
Emulsion II :Wasser 30% + Zubereitung A   70%  
Emulsion   in :   Wasser mit 0,1% Kalziumacetat   40%   + Zubereitung G   60%  
Emulsion IV : Wasser mit 0,1% NaNO2 35% + Zubereitung C   651o  
Emulsion V : Wasser 40% + Zubereitung H   60%.   



   Die   überragendstenStabilitätseigenschaften   dieser Zubereitungen werden von denEmulsionen I und V gezeigt, im Vergleich mit Emulsion W+), welche kein Metallcarbamat enthält. Die Stabilität wurde gemessen, indem man die Menge an abgeschiedenem Wasser und Öl bei 37, 8 C aus einer Probe von 100 cm3 bestimmte. 



   Tabelle : 
 EMI6.1 
 
<tb> 
<tb> Zubereitung <SEP> : <SEP> I <SEP> V <SEP> W+)
<tb> Stabilität <SEP> Öl <SEP> Wasser <SEP> Öl <SEP> Wasser <SEP> Öl <SEP> Wasser
<tb> bei <SEP> 37,8 C <SEP> :
<tb> Ausscheidung
<tb> Vol.-% <SEP> nach
<tb> 1 <SEP> Tag <SEP> 1 <SEP> < 1 <SEP> schwach <SEP> Spuren <SEP> 1 <SEP> schwach
<tb> 10 <SEP> Tagen <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> < 1 <SEP> 15 <SEP> schwach
<tb> 20 <SEP> Tagen <SEP> 5 <SEP> 1 <SEP> 6 <SEP> < 1 <SEP> 37 <SEP> schwach
<tb> 25 <SEP> Tagen <SEP> 9 <SEP> 1 <SEP> 8 <SEP> < 1 <SEP> 45 <SEP> 2
<tb> 30 <SEP> Tagen <SEP> 13 <SEP> 1 <SEP> 12 <SEP> < 1
<tb> 40 <SEP> Tagen <SEP> 22 <SEP> 2 <SEP> 24 <SEP> < 1
<tb> 
 
 EMI6.2 
 
Bei der Prüfung in einer Vicker's hydraulischen Pumpe ähnlich dem Prüfverfahren, welches in "Lubrication Engineering"1949, Februar, S.

   16/17 beschrieben ist, wurde mit Emulsion I und V ein ver-   l1achlässigbarer   Abrieb nach einer Prüfzeit von 1000 h festgestellt, wogegen Emulsion   X+)   und Y+) zu 
 EMI6.3 
 :zyklen in dem "Pipe Cleaner Test" aus, wie er in "Lubricating Engineering", 1955,   März/April,   S. 86/87 beschrieben ist, während sich Mineralöl (neat) oder ein Mineralöl mit   4%   erdölsulfonsaurem Kalzium und bzw. oder   4%   C alkylsalicylsaurem Kalzium bereits nach 5 Prüfzyklen entzündet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : EMI7.1 Alkitans und (2) 0, 5-3 Gew.-%, vorzugsweise- polyoxy-alkylen-alkanols der Formel R-Phenyl- (OR'),-OR*-OH, worin n eine ganze Zahl von 2 bis 6, R eine Alkylgruppe mit 4-20 Kohlenstoffatomen und R* und R* Alkylengruppen darstellen, nach Patent Nr.

217610, dadurch gekennzeichnet, dass das Mineralöl zusätzlich 0, 01-1 Gew.-lo eines Alkalidithiocarbamats oder eine Mischung eines Alkalidithiocarbamats mit einem Alkalimercaptobenzothiazol enthält, wobei das Dithiocarbamat die Formel EMI7.2 besitzt, worin M das Alkalimetall, R eine Kohlenwasserstoffgruppe und R2 ein Wasserstoffatom oder eine Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet, die gleich R oder verschieden von R ist.

2. Mineralölzubereitung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenwasserstoffsubsti- tuenten Alkyl-, Aralkyl-, Alkaryl- oder Cycloalkylgruppen sind.

3. Mineralölzubereitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Substituenten R und R2 Alkylgruppen mit 1-16 Kohlenstoffatomen sind.

4. Mineralölzubereitung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkylgruppen gleiche Kettenlänge, jedoch unterschiedliche Struktur besitzen.

5. Mineralölzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz Natrium- oder Kaliumdithiocarbamat ist.

6. Mineralölzubereitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie Natriumdimethyl- oder - dibutyldithiocarbamat enthält.

7. Mineralölzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mischung vonDithiocarbamat und Mercaptobenzothiazol enthält, in der das Mischungsverhältnis zwischen 10 : 90 und 90 : 10 variiert.

8. Mineralölzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie das Natriumsalz des Mercaptobenzothiazols enthält.

9. Mineralölzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich 0,01 - 0,5 Gew.-% eines Dithiocarbamats von einem mehrwertigen Metall, vorzugsweise von Zink, Blei oder Kadmium, insbesondere ein N-mono-oder disubstituiertes Hydrocarbyldithiocarbamat, vorzugsweise Zink-N, N-diamyldithiocarbamat, enthält.

10. Mineralölzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich 0, 01-0, 5 Gew.-% eines Alkylenglykols oder dessen Ätherderivate enthält.

11. Mineralölzubereitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkylenglykol Äthylenglykol ist.

12. Unter Verwendung einer emulgierbaren Mineralölzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellte Wasser-in-Öl-Emulsion, dadurch gekennzeichnet,dass sie 20-45% der Wasserphase und 55-800/0 der Ölphase enthält.

13. Wasser-in-Öl-Emulsion nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wässerige Phase 0, 1-1 Gew.-% eines Korrosions-oder Verschleissinhibitors, vorzugsweise Kalziumacetat oder Natriumnitrit, enthält.