DE1012719B - Loesungsvermittler fuer in Kohlenwasserstoffoelen, wie Mineraloelen und Schmieroelen, schwer loesliche Sulfonate - Google Patents

Description

• Lösungsvermittler für in Kohlenwasserstoffölen, wie Mineralölen und:: Schmierölen, schwer lösliche Sulfonate Es ist bekannt, Motorenölen sulfonsaure Salze zuzusetzen, um die während des Motorlaufes entstehenden Zersetzungsprodukte, wie Harze, Asphalt oder Teere, in Schwebe zu halten. Gleichzeitig werden durch diese Eigenschaft die Kolbenringnuten frei gehalten von Verharzungs-und Verkokungsprodukten, so daß ein freies Spiel der Kolbenringe und Ölabstreifringe gewährleistet bleibt.
• Die Dispergiereigenschaft der sulfonsauren Salze wird auch ausgenutzt auf verschiedenen Gebieten der chemischen Technik, beispielsweise bei der Erzeugung oder Brechung von Öl oder Erdölemulsionen, ferner auf dem Gebiet der Schädlingsbekämpfung, der Imprägnierung USW.
• Der allgemeinen Benutzung der Sulfonate in Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffölen steht jedoch in vielen Fällen deren schwere Löslichkeit bzw. Einmischbarkeit im Wege. Dadurch sind ihrer Verwendung in Kohlenwasserstoffen, wie Schmierölen und Motorölen, häufig Grenzen gesetzt, was sich oft nachteilig auswirkt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Einmischung von sulfonsauren Salzen in Kohlenwasserstofföle Wege zu finden, durch welche die genannten Nachteile beseitigt werden.
• Es wurde nun gefunden, daß das Einmischen von schwerlöslichen Sulfonaten durch Anwendung bestimmter Lösungsvermittler möglich ist. Diese bestehen erfindungsgemäß in veresterten und/oder verätherten Polyalkylenglykolen, welche der Formel X0-(R-0)n-R-OY entsprechen. In dieser Formel bedeutet R einen Alkylenrest mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen, n eine ganze Zahl von 1 bis 20, insbesondere 2 bis 7, X einen Kohlenwasserstoffrest oder Acylrest mit mehr als 8 C-Atomen und Y ein Wasserstoffatom oder einen Kohlenwasserstoff- bzw. Acylrest mit beliebiger Anzahl von Kohlenstoffatomen.
• Es sind zwar bereits Stoffgemische bekannt, welche im wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen bestehen und außerdem Sulfonate und Polyalkylenglykolderivate enthalten, d. h., man hatte bereits in Kohlenwasserstoffe Sulfonate eingemischt und gleichzeitig Polyalkylenglykolderivate hinzugesetzt. In diesen Fällen handelt es sich jedoch um das Zusetzen von leichtlöslichen Sulfonaten; diese werden in dem einen Fall sogar selbst dazu benutzt, in Kohlenwasserstofföle schwerlösliche organische Verbindungen, die mehrere Hydroxylgruppen enthalten, einzumischen. Sie wirken hierbei ausdrücklich als Lösungsvermittler. In dem andern erwähnten Fall werden Polyalkylenglykolderivate der erwähnten Art, jedoch mit höchstens 8 Kohlenstoffatomen in einer endständigen Äthergruppe zusammen mit Bariumsalzen von Phenolsulfidderivaten in Kohlenwasserstofföle eingemischt. Polyalkylenglykoläther, bei denen eine endständige Hydroxylgruppe mit einem niedrigeren Alkohol veräthert worden ist, ist in Kohlenwasserstoffen selbst verhältnismäßig unlöslich. Beim Einmischen von verschiednen Alkylpolyglykoläthern in einer Menge von 2,5 0/0 % ein Öl mit einer Viskosität von 309,3 cSt bei 20°C in einer Dichte von 0,889 bei 20°C ergab sich beispielsweise; daß der Di-äthylenglykolmonoäthyläther weder bei normaler noch bei höherer Temperatur in Lösung ging. Ein wenig löslicher war der entsprechende Butyläther, während der Dodecyläther bei normaler Temperatur vollständig löslich war, auch bei Anwendung von 5 9/0.
• Polyalkylenglykolderivate, wie sie erfindungsgemäß angewandt werden können, sind beispielsweise Dodecylpentaäthylenglykol, Dodecylheptaäthylenglykol, Octadecenylhexaäthylenglykol,Nonylheptaäthylenglykol, Methylcyclohexyloctaätliylenglykot, Dodecylcyclohexylhexapropylenglykol.
• Als zweiseitig verätherte Polyalkylenglykole können beispielsweise Verwendung finden: Dodecyl- oder Laurylpentaäthylenglykolmethyläther,;' p-Methylcyclohexyltetraäthylenglykolnonyläther, Octgdecenyl-hexaäthylenglykolphenyläthyläther.
• Von den 1- oder 2seitig veresterten Polyalkylenglykolen eignen sich Pentaäthyleinglykol-monostearat, Hexaäthylenglykol-monostearat, Dodecylbenzyl-pentapropylenglykolmonooleat u. a.
• Der Einfachheit halber sollen diese hochmolekularen Polyalkylenglykolderivate nachstehend mit Lösungsmittel A bezeichnet werden.
• Als Sulfonate, die nach der vorliegenden Erfindung Anwendung finden sollen, kommen Sa4e oberflächenaktiver Sulfonsäuren, vorzugsweise Erdalkalisulfonate oder Salze von Schwermetallen, wie Blei, Zink, Zinn, Magnesium u. a., in Betracht. Als geeignete Sulfonsäuren seien genannt: Erdölsulfonsäuren, wie sie zum Teil in ölunlöslicher (ngreen sulfonic acida) Form bei der Schwefelsäureraffmation von Mineralölen anfallen, ferner geradkettige oder cyclische Sulfon-Säuren, die ihrerseits substituiert sein können. Als einzelne Verbindungen seien zur Erläuterung genannt: Fettalkylschwefelsäureester, n-Alkylsulfonsäuren, Fettalkylbenzolsulfonsäuren,Dialkylnaphthalinsulfonsäuren, Naphthenylbenzolsulfonsäure. Voraussetzung für eine gute Dispergierwirkung ist ein Gehalt von mindestens 8, vorzugsweise 12 oder mehr Kohlenstoffatomen.
• Die Herstellung von Lösungen sulfonsaurer Salze in Kohlenwasserstoffen kann nach der Erfindung auf verschiedene Weise erfolgen. Wie dies geschieht, hängt von den jeweilig angewandten Sulfonaten, Polya,lkylenglykolderivaten und dem Öl, in welches diese Stoffe eingemischt werden sollen, ab.
• Zweckmäßigerweise arbeitet man bei erhöhter Temperatur, z. B. bei 50 bis 250°, vorzugsweise zwischen 100 und 200°. Man karm z. B. die genannten Komponenten miteinander vermischen, zweckmäßigerweise unter Rühren in der Wärme, oder eine Lösung, ein Gel oder eine Suspension eines Sulfonats in einen Kohlenwasserstoff mit Lösungsmittel A versetzen. Ferner kann man zu einer Lösung eines Lösungsmittels A in Kohlenwässerstoffen das sulfonsaure Salz unter Rühren zusetzen; schließlich können beide Komponenten für sich jeweils in den Kohlenwasserstoffen gelöst und die Lösungen miteinander vermischt werden.
• Die erforderliche Menge an Lösungsmittel A kann in weiten Grenzen schwanken, beispielsweise von 1 Gewichtsprozent, bezogen auf Sulfonat, bis zu gleichen Gewichtsteilen oder darüber. Die zuzusetzenden Mengen hängen von der Art des angewandten Sulfonats sowie von den benutzten Kohlenwasserstoffen und von der Viskosität der gewünschten Lösung ab. Im nachstehenden sind zur näheren Erläuterung einige Ausführungsbeispiele angeführt. Beispiel 1 20 Teile eines Calciumsalzes von Oleinalkohol-sulfonat wurden bei 100 bis 110° mit 40 Teilen Dodecyl-heptaäthylenglykoläther verrührt. Die so erhaltene Mischung wurde unter Rühren in 1000 Teile Spindelölraffmat (Dichte bei 20°C 0,895, Stockpunkt -55°C, Viskosität bei 50°C 9,80 cSt), welches auf 80° erwärmt worden war, eingerührt. Es entstand eine vollkommen klare, dünnflüssige Lösung.
• Beispiel 2 Eine wäßrige Lösung des Natriumsalzes von Alkylbenzolsulfonsäure, bei welcher die Alkylgruppe eine normale Kette von durchschnittlich 12 C-Atomen darstellte, würde mit einer Bariumchloridlösung versetzt, das ausgefallene Bariumsalz abgetrennt, mit Wasser ausgewaschen und getrocknet.
• 10 Teile dieses so erhaltenen Bariumsalzes wurden zu 50 Teilen eines Kohlenwasserstofföls vom Dieselölcharakter bei 120° unter Rühren gegeben. Es trat jedoch keine Lösung ein. Das Bariumsalz wurde lediglich suspendiert und schied sich beim Erkalten wieder ab. Gab man dagegen zusätzlich zu dieser Mischung noch 5 Teile eines 2-Äthylhexyl-hexaäthylenglykol-naphthensäureesters, so entstand eine klare Lösung. Beispiel 3 Aus einer Twitchell-Sulfonsäure, die in bekannter Weise gewonnen wurde durch sulfonierende Kondensation von 1 Mol Ölsäure, 1 Mol Naphthalin und 6 Mol Oleum, wurde das Calciumsalz hergestellt. 30 Teile dieses Calciumsalzes wurden in eine Mischung von 650 Teilen eines paraffinbasischen Motorenöls (Viskosität bei 50°C 61cSt, V J 100), 30 Teilen OctadecenylhexapropylenglykolätherderFormel und 5 Teilen Di-tert.-butyl-p-kresol bei 90° eingerührt. Es entstand ein Motorenöl von hoher Schmierfähigkeit; das die normalen Verschleißwerte des Motors gegenüber analogen Ölen stark herunterdrückt. Außerdem zeigt dieses legierte Öl im Gebrauch eine starke Dispergierwirkung auf Ruß.
• Beispiel 4 Es wurde eine Mischung von 100 Teilen Kokoslaurylhexaäthylenglykoläther, 100 Teilen Bariumalkylbenzöl.-sulfonat, bei welchem die Länge der Alkylkette im Durchschnitt C14 beträgt, und 25 Teilen Trilauryl-thiophosphat durch Zusammenrühren bei 90 bis 100° hergestellt, In einem Zweitakt-Diesehnotor wurde dieses Gemisch als 10 °/,iger Zusatz zum Obenschmieröl geprüft. Bei dem Obenschmieröl handelt es sich um ein paraffinbasisches Grundöl SAE 30 Dichte bei 20°C ........................ 0,885 Flammpunkt ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225° G Viskosität bei 50°C ..................... 65,8'cSt. Der Prüflauf erstreckte sich über 10 Stunden bei 4500 U/min und einer Wassertemperatur von 95°.
• Der Kolben zeigte nach Beendigung innen und außen ein metallisches Aussehen. Die Kolbenringe waren frei beweglich.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verwendung von verätherten und/oder veresterten Polyalkylenglykolen, welche der allgemeinen Formel XO-(R-0)"--R-OY entsprechen, wobei R einen Alkylenrest mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen, n eine ganze Zahl von 1 b20, insbesondere 2 bis 7, X einen Kohlenwasserstoffrest oder Acylrest mit mehr als 8 C-Atomen und Y ein Wasserstoffatom oder einen Kohlenwasserstoff- bzw: Acylrest mit beliebiger Anzahl von Kohlenstoffatonen bedeutet, als Lösungsvermittler für in Kohlenwasserstoffölen, wie Mineralölen und Schmierölen, schwerlösliche Sulfonate.
2. 2. Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösungsvermittler ein Polyalkylenglykoläther ist, bei dem X ein Kohlenwasserstoffrest mit 12 Kohlenstoffatomen ist.
3. 3. Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das SulfonS:t ein Salz der Erdalkalien oder der Schwermetalle, wie Blei, Zink, Zinn, ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung N%, 4864 IV c/23 c; britische Patentschrift Nr. 676 625.