DE1006564B - Naphthensaure Salze enthaltende Schmieroele - Google Patents

Naphthensaure Salze enthaltende Schmieroele

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DE1006564B
DE1006564B DER9057A DER0009057A DE1006564B DE 1006564 B DE1006564 B DE 1006564B DE R9057 A DER9057 A DE R9057A DE R0009057 A DER0009057 A DE R0009057A DE 1006564 B DE1006564 B DE 1006564B
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naphthenic acid
oil
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DER9057A
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Dr Rudolf Kern
Dr Eugen Kruppke
Dr Hermann Zorn
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Rhein Chemie Rheinau GmbH
Rhein Chemie GmbH
Original Assignee
Rhein Chemie Rheinau GmbH
Rhein Chemie GmbH
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Description

DEUTSCHES
Das Ziel der Erfindung ist die Verbesserung von Schmierölen, insbesondere Motorschmierölen, die naphthensaure Salze enthalten. Von diesen ist bekannt, daß sie Schmieröle in verschiedener Richtung zu verbessern vermögen. Neben dem bekannten »Detergent «-Effekt ist vor allem auch ihre Neutralisationswirkung gegenüber den im Motorbetrieb bei der Verbrennung schwefelhaltiger Kraftstoffe entstehenden Säuren wichtig. Der Anwendung der Naphthenate ist jedoch eine Grenze gesetzt, da ihre Löslichkeit in Schmierölen sehr begrenzt ist bzw. sie mit Schmierölen stabile Gele bilden. So ist in der Patentschriftenliteratur schon darauf hingewiesen worden, daß Calcium- und Magnesiumnaphthenate in Mineralölen zu unlöslich sind, Aluminium- und Lithiumnaphthenate mit Schmierölen Gele bilden und daher die Verwendung dieser Salze zur Verbesserung von Schmierölen nicht anwendbar seien.
Es besteht daher ein Bedürfnis danach, die Löslichkeit der zu verwendenden Naphthenate durch Zusatz von Hilf slösungsmitteln zu verbessern. Unter diesen, die sich an und für sich leicht anbieten würden, muß jedoch die Auswahl unter dem Gesichtpunkt weiter an sie zu stellender Anforderungen getroffen werden. So muß von ihnen verlangt werden, daß sie das Schmieröl hinsichtlich seiner vielfältigen Aufgaben und Eigenschaften nicht etwa verschlechtern, sondern womöglich verbessern. Erfindungsgemäß sollen hierfür bestimmte verätherte Polyalkylenglykole verwendet werden, und ferner sollen die Schmieröle weiterhin einen Zusatz an symmetrischen oder gemischten Äthern ohne Polyalkylenglykolgruppe, bei denen mindestens ein Radikal mehr als 6 Kohlenstoffatome aufweist, erhalten.
Die erfindungsgemäß anzuwendenden verätherten PoIyalkylenglykole entsprechen der Formel
X-O-(R-O)n —R—0—Y,
wobei R einen Alkylenrest mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen bedeutet, η eine ganze Zahl von 1 bis 20 oder darüber, vorzugsweise 2 bis 7, X einen Kohlenwasserstoffrest mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen und Y 1 Wasserstoffatom oder einen Kohlenwasserstoff- oder Acylrest.
Der Gesamtzusatz, bestehend aus Naphthenaten, verätherten Polyalkylenglykolen und Äthern ohne Polyalkylenglykolgruppe soll bis zu etwa 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Schmieröl, betragen, und der Anteil der Naphthenate in dieser Mischung soll geringer sein als derjenige der beiden anderen Komponenten.
Es sind bereits Zusätze für Schmieröle und Motorenöle, die Naphthenate und noch andere die Schmieröle verbessernde Stoffe enthalten, bekannt. Jedoch verwendet keiner der bekannten Vorschläge verätherte Polyalkylenglykole der gekennzeichneten Art, um die Löslichkeit der Naphthenate in den Schmierölen zu erhöhen.
Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, die obengenannten Äther mit und ohne Polyalkylengruppen beim Naphthensaure Salze
enthaltende Schmieröle
Anmelder:
Rhein-Chemie G.m.b.H., Heidelberg
Dr. Rudolf Kern, Neustadt an der Weinstraße,
Dr. Eugen Kruppke, Ziegelhausen,
und Dr. Hermann Zorn, Mannheim,
sind als Erfinder genannt worden
Einmischen von Naphthenaten in Kohlenwasserstofföle als Hilfsstoffe im allgemeinen zu verwenden, in Mengen, die unterhalb derjenigen der einzumischenden Naphthe-
ao nate liegen. Nur bei hochprozentigem Zusatz von Naphthenaten zu Kohlenwasserstoffölen, beispielsweise bei einem Zusatz von 50%, ist die Anwendung von 200 °/0 Hilfsstoffen, bezogen auf das Naphthenat, empfohlen worden.
Im Zusammenhang speziell mit Motorenölen üben die erfindungsgemäß anzuwendenden Polyalkylenglykolderivate und hochmolekularen Äther eine selbständige Funktion aus, durch die ihr Zusatz in verhältnismäßig hohen Mengen, bezogen auf die Naphthenate, erforderlich wird.
Polyalkylenglykolderivate, die nach der Erfindung angewandt werden, sind z.B. folgende:
Dodecyl- oder Lauryl-pentaäthylenglykol-methyläther, p-Methylcyclohexyl-tetraäthylenglykol-octyläther, p-Octylphenyl-tetraäthylenglykol-isopropyläther, Octade-
cenyl-hexaäthylenglykol-phenyläthyläther, 2-Äthylhexylhepta-äthylenglykol-benzyläther oder entsprechende einseitig verätherte Polyalkylenglykole, wie Dodecyl-pentaäthylenglykol, Octadecenyl-hexaäthylenglykol, Nonylheptaäthylenglykol, Phenyläthyl-pentaäthylenglykol, Methylcyclohexyl-octaäthylenglykol, p-Octylphenyl-tetrapropylenglykol, Dodecylcyclohexyl-hexapropylenglykol, Hexylnaphthyl-tetraäthylen- oder propylenglykol. Die betreffenden einseitig verätherten Polyalkylenglykoläther können auch mit ihrer zweiten endständigen Hydroxylgruppe verestert sein.
Höhere Äther ohne Polyalkylenglykolgruppe, die erfindungsgemäß in Ergänzung zu den genannten verätherten Polyglykolen zugesetzt werden, sind folgende:
Di-n-hexyläther, Di-n-octyläther, Di-n-nonyläther, Di-2-äthyl-hexyläther, Lauryl-2-äthylhexyläther, Octadecen-9-yl-l-isobutyläther, Dodecylphenyläther, Laurylcyclohexyläther, Octyl-ß-tetraloläther, Nonyl-4-methylcyclohexyläther, 4-Octyl-phenyl-2-äthylhexyläther; ferner die Benzyläther oder alkylsubstituierten Benzyläther
609. 86äi385
3 4
der genannten oder anderer aliphatischer oder alicyclischer etwa 40 bis 60° C vornimmt. In vielen Fällen wird eine
Alkohole, beispielsweise Nonylbenzyläther, Octadecenyl- homogene Mischung aber schon bei tieferen oder gege-
4-methylbenzyläther, Dibenzyläther, Tetrahydronaph- benenfalls höheren Temperaturen erreicht.
thylmethyl-/?-phenyl- oder benzyläther, ferner Tetra- Den erfindungsgemäßen Motorenölzusatzmischungen
hydronaphthylmethyl - β - äthylhexyläther, Butandiol- 5 oder den mit diesen hergestellten Mineralschmierölen
(1, 3)-monooctyläther, Butandiol- (1, 4) - dibenzyläther, können auch bekannte Stockpunkt- oder Viskositätsver-
Butandiol-(1, 4)-isobutyldodecyläther. besserer sowie Alterungsschutzmittel bzw. Oxydations-
Auch die Äther von Paraffinfettalkoholen oder deren Verhinderer zugesetzt werden, z. B. alkylsubstituierte
Vorlauf alkoholen sowie von Oxo- oder Naphthenalkoholen Phenole oder Kresole, Verbindungen, die zweiwertigen
sind vorteilhaft verwendbar, z. B. Paraffinfettalkyl-cyclo- io Schwefel enthalten, ferner sekundäre aromatische Amine,
hexyläther, Dodecyl-Vorlauffettalkyläther, wobei unter Phenothiazine, Phosphorsäure- oder Thiophosphorsäure-
Vorlaufalkoholen ein Gemisch von solchen Alkoholen zu ester, Salze von Thiophenolen.
verstehen ist, wie sie durch Hochdruckhydrierung von .
Paraffinfettsäuren und anschließender Destillation der Beispiel 1
entstandenen Alkohole als Vorlauf anfallen, wobei das 15 Es wird eine Mischung von 40 Teilen Lauryläthylhexylentstehende Gemisch eine Kettenlänge von 6 bis 9 Kohlen- äther, 15 Teilen eines Pentaäthylenglykoläthers aus einem stoff atomen aufweist. Aus Naphthensäuren, wie sie bei der Fettalkohol, der durch Hochdruckhydrierung einer Pa-Raffination von Mineralölen anfallen, lassen sich durch raffinoxydationsfettsäure hergestellt war und die Hy-Hochdruckreduktion oder nach Bouveault-Blanc die droxylzahl 6,6 besaß, von 40 Teilen Bariumnaphthenat entsprechenden Naphthenalkohole herstellen, die leicht in 20 und 5 Teilen p-Äthylhexylphenol hergestellt, ihre Äther übergeführt werden können und die ihrerseits 5 Teile dieser Mischung werden zu 95 Teilen eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft ver- paraffinbasischen Grundöls SAE 30, das folgende Kennwendbar sind. Als Beispiele hierfür seien genannt: der zahlen hat, zugesetzt:
Dmaphthenyläther sowie der Naphthenylbenzyl- und Spezifisches Gewicht bei 20° C 0,885
-2-äthylhexyläther .,,.__ , . , a5 Flammpunkt 225° C
Als sehr vorteilhaft hat sich die Verwendung solcher viol™«·+«+ v.™ sn° r ac q c+
-, ,.τ - ,. , -. y,...,. . -....-_ VIbKObILcLL Del OU L/ UO,O COt
hochsiedender Mono- oder Diather erwiesen, die bei Raumtemperatur, beispielsweise bei 20° C, flüssig sind. In einem Dieselmotorprüf stand wird dieses Gemisch als
An Stelle eines Äthers können auch Gemische zweier Motorenöl unter folgenden erschwerten Prüfbedingungen oder mehrerer Äther oder Lösungen eines Äthers bzw. 30 eingesetzt:
eines Äthergemisches, z. B. in Kohlenwasserstoffen, 100° Öltemperatur, Prüfdauer 120 Stunden bei Vollast.
Kohlenwasserstoffölen usw., zur Anwendung kommen. Es wird ein Mittelost-Dieseltreibstoff verwendet, der
Die mit den erfindungsgemäß zu verwendenden Zusätze einen Schwefelgehalt von 1 °/0 aufweist, versetzten Motorenöle und Schmieröle sind geeignet für Nach Beendigung des Prüflaufs sind alle Kolbenringe
alle Verbrennungsmotoren, insbesondere für Zweitakt-, 35 frei beweglich, die Ölabstreifringe zeigen weder Schlamm-Otto- oder Dieselmotoren. Auch unter erhöhten Bean- noch Koksabscheidungen, das Äußere sowie Innere des spruchungen behalten sie ihre Reinigungswirkung auf den Kolbens zeigt überwiegend metallisches Aussehen. Motor bei. Trotz einer guten reinigenden Wirkung und der Schmierfähigkeitsprüfungen des gebrauchten Öls an der
starken Dispersionskraft auf Zersetzungsprodukte der Öle Almen-Wieland-Maschine ergeben μ-Werte, die zwischen bei Verwendung in neuen Motoren zeigen sie beim Einsatz 4° 0,2 und 0,1 liegen bei einer Belastbarkeit von 28 Platten, in gebrauchten und zum Teil verschlammten Motoren . .
keine starken Ablösungserscheinungen auf bereits vor- .Beispiel Δ
gebildete Lack- oder Asphaltansätze, die bekanntlich bei Weiterhin wird folgendes Gemisch geprüft: 65 Teile
einem stark aggressiven Motorenölzusatzstoff abgelöst Lauryläthylhexyläther, 15 Teile Laurylpentaäthylenglywerden, zu Verstopfungen des Ölfilters und infolge der 45 koläther, 36 Teile Bariumnaphthenat, 5 Teile Äthylhexylstark auslaugenden Wirkung zu Undichtigkeit des Motors phenol,
führen. Einem wie im Beispiel 1 beschriebenen paraffinbasischen
Das neue Motorenölzusatzgemisch weist auch bei kalten Grundöl werden 10 Teile dieses Gemisches zugesetzt und Motoren, d. h. bei niedrigen Öltemperaturen von beispiels- diese Mischung als Motorenöl in einem Volkswagen-Fahr-"weise 40 bis 50° eine gute Wirksamkeit auf. 50 versuch geprüft. Bei einer Fahrstrecke des Volkswagens
Die den Motorenölen zuzusetzenden Mengen an Zusatz- von 6000 km ohne Ölwechsel wird lediglich das verbrauchte stoffen hängen von einer Reihe von Faktoren ab. Diese Öl nachgefüllt, ohne daß das Öl gewechselt wird, sind: die Qualität der angewandten Motorenöle und Nach Beendigung des Fahrversuches zeigt sich, daß
Schmieröle, die vorgesehene Laufzeit des Motors ohne Öl- die Kolbenringe und die Ölabstreifringe frei beweglich wechsel oder der Schwefelgehalt der Treibstoffe. 55 sind und in den Ringnuten keine Koks- und Schlammab-
Je schlechter die Qualität der Motorenöle und Schmier- Scheidungen gebildet sind. Die Kolbenwandung sowie das öle, je langer die Laufzeit der Motoren und je höher der Kolbeninnere zeigen allseitig ein metallisch glänzendes Schwefelgehalt der Treibstoffe, um so höher ist der Gehalt Bild,
an Zusatzstoffen zu wählen. Die Schmierfähigkeitsprüfung des gebrauchten Öles an
Im allgemeinen schwanken die Mengen der Zusatzstoffe 60 der Almen-Wieland-Maschine ergibt μ-Werte, die zwischen zwischen 0,5 und 5 Gewichtsprozent oder darüber bis zu 0,1 und 0,2 liegen bei einer Plattenzahl von 20. etwa 10 Gewichtsprozent, bezogen auf Motorenöl oder . . , „
Schmieröl. Beispiel 3
Die den Motorenölen und Schmierölen zuzusetzenden In einem Zweitaktdieselmotor wird nachstehendes GeVerbindungen, deren Gemische oder Lösungen können er- 65 misch als 10 °/oiger Zusatz zum Obenschmieröl geprüft: findungsgemäß gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge 20 Teile Bariumnaphthenat, 15 Teile Calciumnaphthenat, eingemischt werden. 15 Teile Naphthenalkohol - hexaäthylenglykoläther,
Eine gute homogene Verteilung der Zusatzmischung 45 Teile Dioctyläther, 5 Teile Di-tertiär-butyl-p-kresol.
in den Motorenölen oder Schmierölen wird erreicht, wenn Als Obenschmieröl selbst wird ein wie im Beispiel 1 be-
man die Einmischung der Zusätze bei Temperaturen von 70 schriebenes paraffinisches Grundöl verwendet.
Nach lOstündigem Prüflauf bei 4500 U/min und einer Wassertemperatur von 95° sind die Kolbenringe frei beweglich, der Kolben zeigt innen und außen metallisches Aussehen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH:
    Naphthensaure Salze enthaltende Schmieröle, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Schmieröl, einer Mischung aus naphthensäuren Salzen und verätherten Polyalkylenglykolen der allgemeinen Formel
    χ _ O — (R — O)n — R — O — Y,
    wobei R einen Alkylenrest mit 2 oder 3 Kohlenstoff-
    atomen, η eine ganze Zahl von 1 bis 20 oder darüber, vorzugsweise 2 bis 7, X einen Kohlenwasserstoffrest mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen und Y Wasserstoff oder einen Kohlenwasserstoff- oder Acylrest bedeutet, sowie symmetrischen oder gemischten Äthern ohne Polyalkylengruppe, bei denen mindestens ein Radikal mehr als 6 Kohlenstoff atome aufweist, wobei der Anteil der naphthensäuren Salze in der Mischung geringer ist als der Gesamtanteil der Polyalkylenglykoläther oder ihrer Derivate und der höheren Äther ohne PoIyalkylenglykolgruppe.
    In Betracht gezogene Druckschriften:
    USA.-Patentschriften Nr. 2 554 222, 2 556 289,
    2 559 510, 2 559 521, 2 560 542, 2 562 829.
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