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Gebiet der Offenbarung
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft Additiv- und Schmiermittelzusammensetzungen
und Verfahren zur Verwendung davon. Genauer betrifft diese Erfindung
eine Additivzusammensetzung, welche eine Triazolverbindung umfasst.
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Hintergrund der Offenbarung
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Es
ist bekannt, dass Blei und Bleilegierungen in vielen Typen von Motoren
und anderen Maschinen verwendet werden. Zum Beispiel ist bekannt,
dass Bleilegierungen in Lagern verwendet werden, welche in vielen
Anwendungen verwendet werden, einschließlich Hauptlagern, welche in
funkengezündeten
und kompressionsgezündeten
internen Verbrennungsmotoren, welche auch als Dieselmotoren bezeichnet
werden, verwendet werden.
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Es
wurde beobachtet, dass Schmiermittel, welche in Blei-enthaltenden
Motoren verwendet werden, nicht wünschenswerte Bleikorrosion
verursachen. Obwohl Bleikorrosionsinhibitoren zur Verringerung von
Bleikorrosion, welche durch diese Schmiermittelformulierungen verursacht
wird, bekannt sind, kann Bleikorrosion noch problematisch sein.
Demgemäß sind neue
Bleikorrosionsinhibitoren auf dem Fachgebiet zur Bereitstellung
eines verbesserten Bleikorrosionsschutzes wünschenswert.
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Metallkorrosion
kann im Allgemeinen in Dieselmotoren ein besonderes Problem sein.
Unter den verschiedenen Typen von Dieselmotoren gibt es Dieselmotoren
mit mittleren Geschwindigkeiten, welche bei Anwendungen verwendet
werden, wobei Tausende von Pferdestärken (z.B. 2000 bis 10.000
Pferdestärken)
gebraucht werden. Typischerweise laufen diese Motoren bei einer
Geschwindigkeit von etwa 100 bis 1.200 UpM. Diese herausfordernde
Umgebung resultiert in einer Oxidation des Öls, was in einer Korrosion
der in dem Motor vorhandenen Metalle resultieren kann.
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Einige
Dieselmotoren mit mittleren Geschwindigkeiten weisen auch Silberteile,
wie Silberlager, auf. Abgesehen von der Bereitstellung von Stabilität gegen
Oxidation und Schutz gegen die Bildung von Schlamm und kohlenstoffhaltigen
Ablagerungen werden Schmiermittelzusammensetzungen, welche zur Verwendung
in Dieselmotoren mit mittleren Geschwindigkeiten beabsichtigt sind,
so oft mit spezialisierten Silberschutzmitteln formuliert, damit
die Silberlager in dem Motor, entweder durch die Additive in dem Öl oder durch
die Zersetzungsprodukte, welche während eines ausgedehnten Motorbetriebs
hergestellt werden, nicht angegriffen werden. Solche Mittel, welche
oft als Silberschmierfähigkeitsmittel
bezeichnet werden, schützen
gegen extremen Druck, Verschleiß und
Korrosion.
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Eine
typische Motorschmiermittelzusammensetzung könnte zum Beispiel Detergenzien,
Dispersantmittel, Antioxidationsmittel, Schauminhibitoren, Rostinhibitoren,
Mittel für
extreme Drucke und Antiverschleißmittel umfassen. Die am gewöhnlichsten
verwendeten Mittel für
extreme Drucke und Antiverschleißmittel sind Schwefel-enthaltende
Mittel, wie Zinkdialkyldithiophosphate (ZDDP). Jedoch ist bekannt,
dass einige Schwefel-enthaltende
Mittel in Motoren mit Silberteilen aufgrund ihrer bekannten Neigung
zur Beschädigung der
Silberlager nicht verwendet werden können. Diese erkannte Neigung
wird zum Beispiel in
U.S. Patent
Nr. 4,428,850 erklärt.
Folglich ist es wünschenswert,
Schmiermittelzusammensetzungen zu finden, welche Oxidationsschutz
bereitstellen können
und in einigen Fällen
im Wesentlichen frei von diesen möglicherweise schädigenden
Schwefel-enthaltenden Mitteln für
extreme Drucke und Antiverschleißmitteln, wie ZDDP, sein können, wobei
sie gleichzeitig einen Schutz gegen Korrosion von Metallen, wie
Blei, bereitstellen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
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Gemäß der Offenbarung
betrifft eine Ausführungsform
der vorliegenden Anmeldung eine Additivpackungszusammensetzung.
Die Additivpackungszusammensetzung umfasst ein Verdünnungsmittel
und eine Hydrocarbyl-substituierte Triazolverbindung, mit der Maßgabe, dass
die Triazolverbindung kein Alkyl-bis-3-amino-1,2,4-triazol oder
Oleyl-1,2,4-triazol-3-amin
ist, und ferner mit der Maßgabe,
dass die Zusammensetzung im Wesentlichen frei von Verbindungen,
welche Phosphor enthalten, ist.
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Eine
andere Ausführungsform
der vorliegenden Anmeldung betrifft eine Schmiermittelzusammensetzung.
Die Schmiermittelzusammensetzung umfasst eine Hauptmenge einer Ölgrundlage
und eine Nebenbestandteilmenge einer Hydrocarbyl-substituierten Triazolverbindung, mit
der Maßgabe,
dass die Triazolverbindung kein Alkyl-bis-3-amino-1,2,4-triazol oder Oleyl-1,2,4-triazol-3-amin
ist, und ferner mit der Maßgabe,
dass die Zusammensetzung im Wesentlichen frei von Verbindungen,
welche Phosphor enthalten, ist.
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Eine
andere Ausführungsform
der vorliegenden Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des
Bleikorrosionsschutzes einer Schmiermittelzusammensetzung. Das Verfahren
umfasst das Bereitstellen einer Schmiermittelzusammensetzung, welche
eine Hauptmenge einer Ölgrundlage
und eine Nebenbestandteilmenge einer Hydrocarbyl-substituierten Triazolverbindung umfasst,
mit der Maßgabe,
dass die Triazolverbindung kein Alkyl-bis-3-amino-1,2,4-triazol
oder Oleyl-1,2,4-triazol-3-amin ist, und ferner mit der Maßgabe, dass
die Zusammensetzung im Wesentlichen frei von Verbindungen, welche
Phosphor enthalten, ist, in einer Maschine. Die Schmiermittelzusammensetzung
stellt einen verbesserten Bleikorrosionsschutz im Vergleich mit
der gleichen Zusammensetzung, welche die Triazolverbindung nicht
enthält,
wobei beide Zusammensetzungen unter den gleichen Maschinenbetriebsbedingungen über den
gleichen Zeitraum verwendet werden, bereit.
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Eine
andere Ausführungsform
der vorliegenden Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Betreiben
einer Maschine. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen einer Schmiermittelzusammensetzung,
welche eine Hauptmenge einer Ölgrundlage
und eine Nebenbestandteilmenge einer Triazolverbindung umfasst,
mit der Maßgabe,
dass die Triazolverbindung kein Alkyl-bis-3-amino-1,2,4-triazol
oder Oleyl-1,2,4-triazol-3-armin ist, und ferner mit der Maßgabe, dass
die Zusammensetzung im Wesentlichen frei von Verbindungen, welche Phosphor
enthalten, ist, in einer Maschine.
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Eine
andere Ausführungsform
der vorliegenden Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Schmieren
von mindestens einem Bewegungsteil einer Maschine. Das Verfahren
umfasst das Inkontaktbringen des mindestens einen Bewegungsteils
mit einer Schmiermittelzusammensetzung, welche eine Hauptmenge einer Ölgrundlage
und eine Nebenbestandteilmenge einer Triazolverbindung umfasst,
mit der Maßgabe,
dass die Triazolverbindung kein Alkyl-bis-3-amin-1,2,4-triazol oder
Oleyl-1,2,4-triazol-3-amin ist, und ferner mit der Maßgabe, dass
die Zusammensetzung im Wesentlichen frei von Verbindungen, welche
Phosphor enthalten, ist.
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Zusätzliche
Ausführungsformen
und Vorteile der Offenbarung werden teilweise in der Beschreibung, welche
folgt, dargelegt und/oder können
durch die Praxis der Offenbarung gelernt werden. Es gilt als selbstverständlich,
dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die
folgende detaillierte Beschreibung nur beispielhaft und zur Erklärung sind
und für
die Offenbarung, wie beansprucht, nicht einschränkend sind.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen eine Schmiermittelzusammensetzung,
umfassend eine Hauptmenge einer Ölgrundlage
und eine Nebenbestandteilmenge einer Hydrocarbyl-substituierten Triazolverbindung,
mit der Maßgabe,
dass die Triazolverbindung kein Alkyl-bis-3-amino-1,2,4-triazol
oder Oleyl-1,2,4-triazol-3-amin
ist. In einigen Ausführungsformen
ist die Zusammensetzung auch im Wesentlichen frei von Verbindungen,
welche Phosphor enthalten, wie nachstehend detaillierter erörtert wird.
Die Triazolverbindungen der vorliegenden Anmeldung können einen
oder mehr der folgenden Vorteile in Schmiermittelzusammensetzungen
bereitstellen, einschließlich:
erhöhter
Oxidationsschutz, erniedrigte Bleikorrosion, erniedrigte Silberkorrosion
und erniedrigte Kupferkorrosion.
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Wie
hier verwendet, soll der Ausdruck „Hauptmenge" eine Menge von höher als
oder gleich 50 Gew.-%, zum Beispiel etwa 80 bis etwa 98 Gew.-%,
relativ zum Gesamtgewicht der Zusammensetzung, bedeuten. Wie hier
verwendet, soll darüber
hinaus der Ausdruck „Nebenbestandteilmenge" eine Menge von niedriger
als 50 Gew.-%, relativ zum Gesamtgewicht der Zusammensetzung, bedeuten.
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Eine
Triazolverbindung, welche zur Verwendung in den Zusammensetzungen
der vorliegenden Offenbarung geeignet ist, kann jedwede Hydrocarbyl-substituierte
Triazolverbindung sein, mit der Ausnahme eines Alkyl-bis-3-amino-1,2,4-triazols
und eines Oleyl-1,2,4-triazol-3-amins. In einigen Ausführungsformen
ist die Triazolverbindung eine 1,2,3-Triazolverbindung. In anderen
Ausführungsformen
ist die Triazolverbindung eine 1,2,4-Triazolverbindung.
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Geeignete
nicht-einschränkende
Beispiele der 1,2,4-Triazolverbindung schließen Verbindungen der Formel
I ein:
wobei R
1,
R
2 und R
3 unabhängig aus
Wasserstoff und Hydrocarbylresten ausgewählt sind. Beispiele von geeigneten
Hydrocarbylresten schließen
lineare, verzweigte oder cyclische Reste, welche aus Alkylresten,
Alkylaminresten, Alkenylresten, Alkenylaminresten und Arylresten
ausgewählt
sind, ein. In einer Ausführungsform der
Formel I ist R
1 ein linearer oder verzweigter
Hydrocarbylrest und R
2 und R
3 sind
Wasserstoff.
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Zum
Beispiel kann in einer Ausführungsform
das Triazol eine Verbindung der Formel II sein,
wobei R' und R'' unabhängig aus
Wasserstoff und Hydrocarbylresten ausgewählt sind, mit der Maßgabe, dass mindestens
einer von R' und
R'' nicht Wasserstoff
ist. Beispiele von geeigneten Hydrocarbylresten schließen lineare,
verzweigte oder cyclische C
2- bis C
50-Alkylreste; lineare, verzweigte oder cyclische
C
2- bis C
50-Alkenylreste;
und substituierte oder nicht substituierte Arylreste, wie Phenylgruppen,
Tolylgruppen und Xylylreste, ein.
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Ein
Beispiel einer Triazolverbindung, welche hier zur Verwendung geeignet
ist, ist ein Triazol der Verbindung der Formel II, wobei sowohl
R' als auch R'' aus linearen oder verzweigten C4- bis C12-Alkylresten,
wie Isobutylgruppen, 2-Ethylhexylgruppen, 2-Ethylheptylgruppen und
3-Propylheptylgruppen, ausgewählt
sind. Eine solche geeignete Verbindung kann kommerziell von Ciba
unter dem Handelsnamen Irgamet® 30 erhalten werden.
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Wie
hier verwendet, wird der Ausdruck „Hydrocarbylrest" oder „Hydrocarbyl" in seinem einfachen
Sinn, welcher dem Fachmann bekannt ist, verwendet. Speziell betrifft
er einen Rest mit einem Kohlenstoffatom, welches direkt an den Rest
eines Moleküls
gebunden ist, und mit einem überwiegenden
Kohlenwasserstoffcharakter. Beispiele von Hydrocarbylresten schließen ein:
- (1) Kohlenwasserstoffsubstituenten, das heißt aliphatische
(z. B. Alkyl oder Alkenyl), alicyclische (z. B. Cycloalkyl, Cycloalkenyl)
Substituenten und aromatisch, aliphatisch und alicyclisch substituierte
aromatische Substituenten sowie cyclische Substituenten, wobei der
Ring durch einen anderen Teil des Moleküls vervollständigt wird
(z. B. zwei Substituenten bilden zusammen einen alicyclischen Rest);
- (2) substituierte Kohlenwasserstoffsubstituenten, das heißt Substituenten,
welche Nicht-Kohlenwasserstoffreste
enthalten, welche im Kontext der Beschreibung hier nicht den überwiegenden
Kohlenwasserstoffsubstituenten verändern (z. B. Halogen (insbesondere
Chlor und Fluor), Hydroxy, Alkoxy, Mercapto, Alkylmercapto, Nitro,
Nitroso und Sulfoxy);
- (3) Heterosubstituenten, das heißt Substituenten, welche, während sie
einen überwiegenden
Kohlenwasserstoffcharakter aufweisen, im Kontext dieser Beschreibung
andere als Kohlenstoff in einem Ring oder einer Kette, welche ansonsten
aus Kohlenstoffatomen zusammengesetzt sind, enthalten. Heteroatome schließen Schwefel,
Sauerstoff, Stickstoff ein und es werden Substituenten wie Pyridyl,
Furyl, Thienyl und Imidazolyl umfasst. Im Allgemeinen werden nicht
mehr als zwei oder als ein weiteres Beispiel nicht mehr als ein
Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituent pro jeweils zehn Kohlenstoffatomen
in dem Hydrocarbylrest vorhanden sein; wobei in einigen Ausführungsformen
kein Nicht-Kohlenwasserstoffsubstituent
in dem Hydrocarbylrest vorhanden sein wird.
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Die
Hydrocarbyl-substituierte Triazolverbindung kann in den Schmiermittelzusammensetzungen
in jedweder wirksamen Menge, welche durch den Fachmann einfach bestimmt
werden kann, vorhanden sein. In einer Ausführungsform können die
Schmiermittelzusammensetzungen der vorliegenden Anmeldung etwa 0,005
Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-% oder mehr, und zum Beispiel etwa 0,01
Gew.-% bis etwa 0,1 Gew.-% der Triazolverbindung, relativ zum Gesamtgewicht
der Schmiermittelzusammensetzung, umfassen. In einer anderen Ausführungsform
kann die Schmiermittelzusammensetzung der vorliegenden Offenbarung
etwa 0,02 Gew.-% bis etwa 0,05 Gew.-% der Triazolverbindung, relativ
zum Gesamtgewicht der Schmiermittelzusammensetzung, umfassen.
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Die
hier offenbarten Schmiermittelzusammensetzungen, einschließlich der
Additivzusammensetzungen, welche nachstehend detaillierter erörtert werden,
können
gegebenenfalls Additive, wie Dispersantmittel, aschehaltige Detergenzien,
aschearme Detergenzien, Fließpunkterniedrigungsmittel,
Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindexes, Reibungsmodifizierungsmittel,
Mittel für
extreme Drucke, Rostinhibitoren, ergänzende Antioxidationsmittel,
ergänzende
Korrosionsinhibitoren, Antischaummittel und Kombinationen davon,
enthalten.
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In
einigen Ausführungsformen,
wie im Falle, in welchem die Schmiermittelzusammensetzungen keine ZDDP-Antiverschleißmittel
enthalten, können
die optionalen Additive ergänzende
Korrosionsinhibitoren einschließen.
Nicht-einschränkende
Beispiele von solchen Korrosionsinhibitoren schließen Silberschutzmittel
ein, wie die Aminoguanidinmonooleamidverbindungen, welche zum Beispiel
im
U.S. Patent Nr. 4,948,523 ,
dessen Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen
wird, gelehrt werden. Ein anderes Beispiel von ergänzenden
Korrosionsinhibitoren/Dispersantmitteln, welche in die Zusammensetzungen
der vorliegenden Anmeldung aufgenommen werden können, kann eine zweite Triazolverbindung,
welche von den Triazolverbindungen der vorliegenden Anmeldung unterschiedlich
ist, einschließen.
Ein Beispiel einer geeigneten zweiten Triazolverbindung sind die
Bis-3-amino-1,2,4-triazolverbindungen,
welche zum Beispiel in den
U.S.
Patenten Nr. 5,174,915 und 4,871,465, deren beider Offenbarungen
hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen werden,
gelehrt werden. Andere Beispiele von möglichen zusätzlichen Triazolen schließen die
Oleyl-1,2,4-triazol-3-amine, welche in
U.S. Patent Nr. 4,948,523 , dessen
Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird, erörtert werden,
wie vorstehend beschrieben, ein. Noch andere Beispiele von geeigneten
Triazolen schließen
jene ein, welche in den auch anhängigen
Anmeldungen [Aktenzeichen des Anwalts: 0013.0111, 0013.0084 und
0013.0090], deren Offenbarungen hiermit durch Bezugnahme in ihrer
Gesamtheit aufgenommen werden, offenbart werden. Solche ergänzenden
Korrosionsinhibitoren können
zum Beispiel in Maschinen, welche Silberteile enthalten, und in
Dieselmotoren mit mittleren Geschwindigkeiten (ob sie Silberteile
enthalten oder nicht) nützlich
sein.
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In
einer Ausführungsform
können
die Schmiermittelzusammensetzungen der vorliegenden Anmeldung im
Wesentlichen frei von, wie ohne, Verbindungen, welche freien aktiven
Schwefel enthalten, sein. Wie hier verwendet, ist die Umschreibung „aktiver
Schwefel" als Schwefel-enthaltende
Verbindungen definiert, welche sich im Wesentlichen mit Maschinenteilen
umsetzen würden,
wobei Metallsulfide gebildet werden, bei normalen Motorlauftemperaturen
im Bereich von etwa 100°C
bis unter etwa 400°C.
Aktiver Schwefel wird von nicht-aktivem Schwefel unterschieden,
welcher sich im Wesentlichen nicht bei Temperaturen unter 400°C umsetzt,
welcher sich aber in ausreichendem Maße umsetzen kann, wobei Metallsulfide
gebildet werden, bei Temperaturen über 400°C, um so Motorteile unter Bedingungen
von extremen Drucken oder wo Grenzbedingungen vorliegen zu schützen. Der
Fachmann wird leicht verstehen, dass Temperaturen, welche im Wesentlichen über 400° liegen,
aufgrund dieser Grenzregionen und Regionen von extremen Drucken
an verschiedenen Positionen in Motoren vorkommen können, welche
typischerweise bei niedrigeren Temperaturen, wie unter 400°C, arbeiten.
Solche Grenzregionen und Regionen von extremen Drucken können zum
Beispiel auftreten, wenn ein besonderes Motorteil, wie ein Lager,
unter Last gestellt wird. Nicht-aktive Schwefelverbindungen können verwendet
werden, welche sich umsetzen, um Motorteile bei diesen höheren Temperaturen
zu schützen,
während
sie sich im Wesentlichen nicht bei den im Allgemeinen niedrigeren
Motorarbeitstemperaturen umsetzen. Demgemäß versteht ein Fachmann, dass
Verbindungen, welche aktiven Schwefel enthalten, wie Zinkdialkyldithiophosphat
(ZDDP), eine messbare schädliche
Wirkung bei einigen Maschinen, wie Dieselmotoren mit mittleren Geschwindigkeiten
oder Maschinen, welche Silberteile enthalten, ausüben können, während nicht-aktive
Schwefelverbindungen indessen verwendet werden können, um Motorteile in diesen
Maschinen zu schützen.
Zumindest aus diesem Grund kann es wünschenswert sein, aktive Schwefelverbindungen aus
den Formulierungen, welche zur Verwendung in solchen Maschinen beabsichtigt
sind, wegzulassen. Der Fachmann wird wissen, wie die Wirkung der
Schwefel-enthaltenden Verbindungen auf Maschinenteile bestimmt wird,
wie zum Beispiel durch Messen der Menge an gelöstem Silber in dem Schmiermittel
und/oder der Menge der Ablagerungen auf den Silberteilen. Der Ausdruck „im Wesentlichen
frei" ist für die Zwecke
dieser Anmeldung als Konzentrationen mit im Wesentlichen ohne messbare
schädliche
Wirkung definiert.
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In
einigen Ausführungsformen
sind die Schmiermittelzusammensetzungen der vorliegenden Anmeldung
im Wesentlichen frei von, wie ohne, Verbindungen, welche Phosphor
enthalten. In anderen Ausführungsformen
können
die Zusammensetzungen der vorliegenden Anmeldung im Wesentlichen
frei von Verbindungen, welche Bor enthalten, sein. Es kann wünschenswert
sein, Phosphor- und/oder Bor-enthaltende Verbindungen von den Formulierungen
der vorliegenden Anmeldung wegzulassen, so dass diese Elemente als
Marker zum Anzeigen von Schmiermittelverunreinigung verwendet werden
können.
Zum Beispiel werden Eisenbahnmotoröle im Allgemeinen derart formuliert,
dass sie frei von Phosphor und Bor sind. Während der Verwendung werden
die Öle
periodisch auf Phosphor und/oder Bor untersucht, deren Gegenwart
anzeigen kann, dass das Öl
mit z. B. ZDDP oder im Fall von Bor mit Bor-enthaltenden Kühlmitteln
während
des Motorbetriebs verunreinigt wurde. In dieser Weise wirken der
Phosphor und/oder das Bor als Marker, um eine Verunreinigung des
Schmiermittels anzuzeigen. Die Umschreibung im Wesentlichen frei
bedeutet, dass die Zusammensetzung nur Spurenmengen von Phosphor
und/oder Bor umfasst, so dass die Konzentrationen dieser Elemente im
Wesentlichen keine Wirkung auf das Vermögen von Phosphor und Bor, als
Marker verwendet zu werden, haben.
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Ölgrundlagen,
welche zur Verwendung bei der Formulierung der offenbarten Zusammensetzungen geeignet
sind, können
aus jedweden der synthetischen oder Mineralöle oder Gemischen davon ausgewählt sein.
Mineralöle
schließen
Tieröle
und Pflanzenöle
(z. B. Castoröl,
Lardöl)
sowie andere Mineralschmieröle
wie Leichtöle
auf Erdölbasis
und Lösungsmittel-behandelte
oder Säure-behandelte
Mineralschmieröle
der Paraffin-, Naphthen- oder
Paraffin-Naphthen-Gemisch-Typen ein. Von Kohle oder Schiefer abgeleitete Öle sind auch
geeignet. Ferner sind auch Öle,
welche von einem Gas-Flüssigkeit-Verfahren
abgeleitet sind, geeignet.
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Die Ölgrundlage
kann in einer Hauptmenge vorhanden sein, wobei „Hauptmenge" höher als
oder gleich 50%, zum Beispiel etwa 80 bis etwa 98 Gewichtsprozent
der Schmiermittelzusammensetzung, bedeuten soll.
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Die Ölgrundlage
kann jedwede gewünschte
Viskosität,
welche für
den beabsichtigten Zweck geeignet ist, aufweisen. Beispiele von
geeigneten kinematischen Motorölviskositäten können im
Bereich von etwa 2 bis etwa 150 cSt und als ein weiteres Beispiel
etwa 5 bis etwa 15 cSt bei 100°C
liegen. Folglich können
zum Beispiel Ölgrundlagen
in Viskositätsbereiche
von etwa SAE 15 bis etwa SAE 250 und als ein weiteres Beispiel von
etwa SAE 20W bis etwa SAE 50 eingestuft werden. Geeignete Kraftfahrzeugöle schließen auch Öle mit Mehrfachqualitäten wie
15W-40, 20W-50, 75W-140, 80W-90, 85W-140, 85W-90 und dergleichen
ein.
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Nicht-einschränkende Beispiele
von synthetischen Ölen
schließen
Kohlenwasserstofföle
wie polymerisierte und interpolymerisierte Olefine (z. B. Polybutylene,
Polypropylene, Propylen-Isobutylen-Copolymere, usw.); Poly-alpha-olefine
wie Poly(1-hexene),
Po1y(1-octene), Poly(1-decene), usw. und Gemische davon; Alkylbenzene
(z. B. Dodecylbenzene, Tetradecylbenzene, Dinonylbenzene, Di(2-ethylhexyl)benzene,
usw.); Polyphenyle (z. B. Biphenyle, Terphenyl, alkylierte Polyphenyle,
usw.); alkylierte Diphenylether und alkylierte Diphenylsulfide und
die Derivate, Analoga und Homologen davon und dergleichen ein.
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Alkylenoxidpolymere
und -interpolymere und Derivate davon, wobei die terminalen Hydroxyleinheiten durch
Veresterung, Veretherung, usw. modifiziert wurden, stellen eine
andere Klasse von bekannten synthetischen Ölen, welche verwendet werden
können,
dar. Solche Öle
werden durch die Öle,
welche durch Polymerisation von Ethylenoxid oder Propylenoxid hergestellt
werden, die Alkyl- und Arylether dieser Polyoxyalkylenpolymere (z.
B. Methylpolyisopropylenglykolether mit einem mittleren Molekulargewicht
von etwa 1000, Diphenylether von Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht
von etwa 500 bis 1000, Diethylether von Polypropylenglykol mit einem
Molekulargewicht von etwa 1000 bis 1500, usw.) oder Mono- und Polycarboxylester
davon, zum Beispiel die Essigsäureester,
gemischten C3-8-Fettsäureester oder der C13-Oxosäurediester
von Tetraethylenglykol, beispielhaft dargestellt.
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Eine
andere Klasse von synthetischen Ölen,
welche verwendet werden können,
schließt
die Ester von Dicarbonsäuren
(z. B. Phthalsäure,
Bernsteinsäure,
Alkylbernsteinsäuren,
Alkenylbernsteinsäuren,
Maleinsäure,
Azelainsäure,
Korksäure,
Sebacinsäure,
Fumarsäure,
Adipinsäure,
Linolsäuredimer,
Malonsäure,
Alkylmalonsäuren,
Alkenylmalonsäuren,
usw.) mit einer Vielzahl von Alkoholen (z. B. Butylalkohol, Hexylalkohol, Dodecylalkohol,
2-Ethylhexylalkohol, Ethylenglykol, Diethylenglykolmonoether, Propylenglykol,
usw.) ein. Spezielle Beispiele dieser Ester schließen Dibutyladipat,
Di(2-ethylhexyl)sebacat, Di-n-hexylfumarat, Dioctylsebacat, Diisooctylazelat,
Diisodecylazelat, Dioctylphthalat, Didecylphthalat, Dieicosylsebacat,
den 2-Ethylhexyldiester des Linolsäuredimers, den Komplexester,
der durch Umsetzen von einem Mol Sebacinsäure mit zwei Mol Tetraethylenglykol
und zwei Mol 2-Ethylhexansäure
gebildet wird, und dergleichen ein.
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Ester,
welche als synthetische Öle
nützlich
sind, schließen
auch jene ein, welche aus C5-12-Monocarbonsäuren und
Polyolen und Polyolethern wie Neopentylglykol, Trimethylolpropan,
Pentaerythritol, Dipentaerythritol, Tripentaerythritol, usw. hergestellt
werden.
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Folglich
kann die verwendete Ölgrundlage,
welche zur Herstellung der Zusammensetzungen wie hier beschrieben
verwendet werden kann, aus jedweder der Ölgrundlagen in den Gruppen
I bis V, wie in den American Petroleum Institute (API) Base Oil
Interchangeability Guidelines spezifiziert, ausgewählt sein.
Solche Ölgrundlagengruppen
sind wie folgt:
Gruppe I enthält weniger als 90% gesättigte Stoffe
und/oder mehr als 0,03% Schwefel und weist einen Viskositätsindex
von höher
als oder gleich 80 und niedriger als 120 auf; Gruppe II enthält mehr
als oder gleich 90% gesättigte
Stoffe und weniger als oder gleich 0,03% Schwefel und weist einen
Viskositätsindex
von höher
als oder gleich 80 und niedriger als 120 auf; Gruppe III enthält mehr
als oder gleich 90% gesättigte
Stoffe und weniger als oder gleich 0,03% Schwefel und weist einen
Viskositätsindex
von höher
als oder gleich 120 auf; Gruppe IV sind Poly-alpha-olefine (PAO);
und Gruppe V schließt
alle anderen Grundlagen, welche nicht in Gruppe I, II, III oder
IV eingeschlossen sind, ein.
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Die
Testverfahren, welche bei der Definierung der vorstehenden Gruppen
verwendet werden, sind ASTM D2007 für gesättigte Stoffe; ASTM D2270 für den Viskositätsindex;
und eines von ASTM D2622, 4294, 4927 und 3120 für Schwefel.
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Gruppe
IV-Grundlagen, d. h. Poly-alpha-olefine (PAO), schließen hydrierte
Oligomere eines alpha-Olefins ein, wobei die wichtigsten Oligomerisierungsverfahren
Radikalverfahren, Ziegler-Katalyse und kationische Friedel-Crafts-Katalyse
sind.
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Die
Poly-alpha-olefine weisen typischerweise Viskositäten im Bereich
von 2 bis 100 cSt bei 100°C, zum
Beispiel 4 bis 8 cSt bei 100°C,
auf. Sie können
zum Beispiel Oligomere von verzweigten oder geradkettigen alpha-Olefinen
mit etwa 2 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen sein, wobei nicht-einschränkende Beispiele
Polypropene, Polyisobutene, Poly-1-butene, Poly-1-hexene, Poly-1-octene
und Poly-1-decen einschließen.
Eingeschlossen sind Homopolymere, Interpolymere und Gemische.
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Hinsichtlich
des Rests der Grundlage, auf welche vorstehend Bezug genommen wurde,
schließt
eine „Gruppe
I-Grundlage" auch
eine Gruppe I-Grundlage ein, mit welcher eine Grundlage(n) von einer
oder mehr anderen Gruppen gemischt werden kann, mit der Maßgabe, dass
das resultierende Gemisch Charakteristika aufweist, welche in jene
fallen, die vorstehend für
Gruppe I-Grundlagen spezifiziert wurden.
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Beispielhafte
Grundlagen schließen
Gruppe I-Grundlagen und Gemische von Gruppe II-Grundlagen mit einer
Gruppe I-Grundlage ein.
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Grundlagen,
welche hier zur Verwendung geeignet sind, können unter Verwendung einer
Vielzahl von unterschiedlichen Verfahren, welche Destillation, Lösungsmittelraffination,
Wasserstoffverarbeitung, Oligomerisation, Veresterung und erneute
Raffination einschließen,
aber nicht darauf eingeschränkt
sind, hergestellt werden.
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Die Ölgrundlage
kann ein Öl
sein, welches von Fischer-Tropsch-synthetisierten Kohlenwasserstoffen abgeleitet
ist. Fischer-Tropsch-synthetisierte Kohlenwasserstoffe können aus
Synthesegas, welches H
2 und CO enthält, unter
Verwendung eines Fischer-Tropsch-Katalysators
hergestellt werden. Solche Kohlenwasserstoffe erfordern typischerweise
weiteres Verarbeiten, um als die Ölgrundlage nützlich zu
sein. Zum Beispiel können
die Kohlenwasserstoffe unter Verwendung von in
U.S. Pat. Nr. 6,103,099 oder
6,180,575 offenbarten Verfahren
hydroisomerisiert; unter Verwendung von in
U.S. Pat. Nr. 4,943,672 oder
6,096,940 offenbarten Verfahren
hydrogekrackt und hydroisomerisiert; unter Verwendung von in
U.S. Pat. Nr. 5,882,505 offenbarten
Verfahren entwachst; oder unter Verwendung von in
U.S. Pat. Nr. 6,013,171 ;
6,080,301 oder
6,165,949 offenbarten Verfahren hydroisomerisiert
und entwachst werden.
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Nicht
raffinierte, raffinierte und erneut raffinierte Öle, entweder vom Typ Mineral
oder synthetisiert (sowie Gemische von zwei oder mehr von jedweden
von diesen), wie hier vorstehend offenbart, können in den Ölgrundlagen
verwendet werden. Nicht raffinierte Öle sind jene, welche direkt
von einer Mineral- oder synthetischen Quelle ohne weitere Reinigungsbehandlung
erhalten werden. Zum Beispiel wären
ein Schieferöl,
welches direkt aus Retortenschwelvorgängen erhalten wird, ein Öl auf Erdölbasis,
welches direkt aus einer primären
Destillation erhalten wird, oder ein Esteröl, welches direkt aus einem
Veresterungsverfahren erhalten wird, und welche ohne weitere Behandlung
verwendet werden, ein nicht raffiniertes Öl. Raffinierte Öle sind ähnlich zu
den nicht raffinierten Ölen,
außer
dass sie weiter in einem oder mehr Reinigungsschritten behandelt
wurden, um eine oder mehr Eigenschaften zu verbessern. Viele solche
Reinigungstechniken sind dem Fachmann bekannt, wie Lösungsmittelextraktion,
sekundäre
Destillation, Säure-
oder Baseextraktion, Filtration, Perkolation, usw. Erneut raffinierte Öle werden
durch Verfahren erhalten, welche zu jenen ähnlich sind, die zum Erhalten
von raffinierten Ölen
verwendet werden, wobei die Verfahren bei raffinierten Ölen angewendet
werden, welche bereits im Betrieb verwendet wurden. Solche erneut
raffinierten Öle
sind auch als regenerierte oder wiederaufgearbeitete Öle bekannt
und werden oft zusätzlich
durch Techniken verarbeitet, welche auf die Entfernung von verbrauchten
Additiven, Verunreinigungen und Ölabbauprodukten
ausgerichtet sind.
-
In
einigen Ausführungsformen
können
die Verbindungen der vorliegenden Anmeldung zu einer Schmiermittelzusammensetzung
in der Form einer Schmiermitteladditivpackungszusammensetzung gegeben werden.
Dies sind Konzentrate, welche in einem Verdünnungsmittel, wie Mineralöl, synthetischen
Kohlenwasserstoffölen
und Gemischen davon, gelöst
werden. Wenn sie zur Ölgrundlage
gegeben werden, kann die Additivpackungszusammensetzung eine wirksame
Konzentration der Additive in der Ölgrundlage bereitstellen. Die
Menge der Hydrocarbyl-substituierten Triazolverbindungen der vorliegenden
Anmeldung in der Additivpackung kann von etwa 0,05 Gew.-% bis etwa
5 Gew.-% oder höher
der Additivpackung, wie etwa 0,1 Gew.-% bis etwa 0,5 Gew.-%, variieren.
-
Die
Additivzusammensetzungen können
derart formuliert werden, dass sie jedwedes der in der vorliegenden
Anmeldung erörterten
optionalen Additive enthalten. In Ausführungsformen, wobei die Additivzusammensetzung
für Dieselmotoren
mit mittleren Geschwindigkeiten formuliert wird, können auch
die hier für
Dieselmotoren mit mittleren Geschwindigkeiten erörterten optionalen Additive
verwendet werden.
-
Gemäß verschiedenen
Ausführungsformen
der vorliegenden Anmeldung gibt es ein Verfahren zur Verbesserung
des Bleikorrosionsschutzes in einer Schmiermittelzusammensetzung.
Wie hier verwendet, soll der Ausdruck „Verbesserung des Bleikorrosionsschutzes" das Steigern des
Bleikorrosionsschutzes, welchen eine Zusammensetzung in einer Maschine
im Vergleich zu der gleichen Zusammensetzung, welche die Triazolverbindung
der vorliegenden Anmeldung nicht enthält, wobei beide Zusammensetzungen
unter den gleichen Maschinenbetriebsbedingungen über den gleichen Zeitraum verwendet
werden, bereitstellen kann, bedeuten. Das Verfahren zur Verbesserung
des Bleikorrosionsschutzes kann das Bereitstellen einer Schmiermittelzusammensetzung,
welche eine Hauptmenge einer Ölgrundlage;
und eine Nebenbestandteilmenge einer Triazolverbindung der vorliegenden
Anmeldung umfasst, in einer Maschine umfassen. In einer Ausführungsform
ist die Maschine ein Dieselmotor, wie ein Dieselmotor mit mittleren
Geschwindigkeiten.
-
Gemäß verschiedenen
Ausführungsformen
wird auch ein Verfahren zum Schmieren von mindestens einem Bewegungsteil
einer Maschine offenbart, wobei das Verfahren das Inkontaktbringen
von mindestens einem Bewegungsteil mit einer Schmiermittelzusammensetzung,
welche eine Hauptmenge einer Ölgrundlage und
eine Nebenbestandteilmenge der offenbarten Triazolverbindung der
vorliegenden Anmeldung umfasst, umfasst.
-
In
anderen Ausführungsformen
wird auch ein Verfahren zum Betreiben einer Maschine offenbart,
welches das Zugeben einer Schmiermittelzusammensetzung, welche eine
Hauptmenge einer Ölgrundlage
und eine Nebenbestandteilmenge der offenbarten Triazolverbindung
der vorliegenden Anmeldung umfasst, umfasst.
-
Die
Maschine in den offenbarten Verfahren kann aus der Gruppe ausgewählt sein,
welche aus funkengezündeten
und kompressionsgezündeten
internen Verbrennungsmotoren, einschließlich Dieselmotoren, Schiffsmotoren,
Wankelmotoren, Turbinenmotoren, Lokomotivenmotoren, Antriebsmotoren,
Flugzeugkolbenmotoren, stationären
Motoren zur Energieerzeugung, kontinuierlichen Motoren zur Energieerzeugung,
Motoren, welche Silberteile umfassen, und Motoren, welche Bleiteile
umfassen, besteht. Darüber
hinaus kann der mindestens eine Bewegungsteil ein(e/n) Zahnrad,
Kolben, Lager, Stange, Feder, Nockenwelle, Kurbelwelle und dergleichen
umfassen.
-
Die
Schmiermittelzusammensetzung kann jedwede Zusammensetzung, welche
beim Schmieren einer Maschine wirksam ist, sein. In einer Ausführungsform
ist die Zusammensetzung aus der Gruppe ausgewählt, welche aus Ölen für Dieselmotoren
mit mittleren Geschwindigkeiten, Personenwagenmotorölen und
Hochleistungsdieselmotorölen
besteht. In einer Ausführungsform
ist die Zusammensetzung ein Öl
für Dieselmotoren mit
mittleren Geschwindigkeiten.
-
BEISPIELE
-
Die
folgenden Beispiele sind für
die Erfindung und ihre vorteilhaften Eigenschaften veranschaulichend. In
diesen Beispielen sowie anderswo in dieser Anmeldung sind alle Teile
und Prozentangaben auf das Gewicht bezogen, wenn nicht Anderweitiges
angegeben ist. Es ist beabsichtigt, dass diese Beispiele nur für den Zweck der
Veranschaulichung bereitgestellt werden und mit ihnen ist nicht
beabsichtigt, den Umfang der hier offenbarten Erfindung einzuschränken.
-
Schmiermittelzusammensetzungen,
welche im Wesentlichen frei von Phosphor und Bor sowie im Wesentlichen
frei von Zinkdialkyldithiophosphat (ZDDP) und anderen Verbindungen,
welche aktiven Schwefel enthalten, waren, wurden auf ihr Vermögen zum
Schutz gegen Blei- und Kupferaufnahme, Viskositätsanstieg und Oxidation getestet.
Alle nachstehenden Schmiermittelzusammensetzungsbeispiele enthielten
eine Ölgrundlage,
welche als eine „scharfe" Mineralölgrundlage
für Bleiaufnahme
identifiziert worden war.
-
BEISPIEL 1
-
Beispiel
1 enthielt 0,20 Gew.-% einer 1,2,4-Triazolverbindung (Irgamet® 30
von Ciba); eine kommerzielle ZDDP-freie Additivpackung 1, welche
ein Aminoguanidinmonooleamid (AGMO) mit einem ungesättigten Alkylrest
enthält;
und eine Ölgrundlage.
-
BEISPIEL 2
-
Beispiel
2 enthielt 0,20 Gew.-% der 1,2,4-Triazolverbindung von Beispiel
1; Additivpackung 1, welche eine AGMO-Verbindung ähnlich zu
der von Beispiel 1, außer
dass sie einen gesättigten
Alkylrest aufweist, enthält;
und eine Ölgrundlage.
-
BEISPIEL 3
-
Beispiel
1 enthielt 0,20 Gew.-% der 1,2,4-Triazolverbindung von Beispiel
I; Additivpackung 1 ohne eine AGMO-Verbindung; und eine Ölgrundlage.
-
VERGLEICHSBEISPIEL 1A
-
- Die Formulierung von Beispiel 1 ohne eine 1,2,4-Triazolverbindung.
-
VERGLEICHSBEISPIEL 2A
-
- Die Formulierung von Beispiel 2 ohne eine 1,2,4-Triazolverbindung.
-
VERGLEICHSBEISPIEL 3A
-
- Die Formulierung von Beispiel 3 ohne eine 1,2,4-Triazolverbindung.
-
VERGLEICHSBEISPIEL 4A
-
Vergleichsbeispiel
4 enthielt eine kommerziell erhältliche,
ZDDP-freie Additivpackung 2, welche von der Additivpackung 1 unterschiedlich
ist, und eine Ölgrundlage.
-
Die
sieben Schmiermittelzusammensetzungen wurden einem Ethyloxidationstest
unterworfen. Sauerstoff wurde durch ein Testrohr, welches Eisen-,
Kupfer- und Bleispäne
suspendiert in einer der Schmiermittelzusammensetzungen der Beispiele
1 bis 3 oder der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 enthielt, geleitet.
Eine Luftkondensiervorrichtung hielt den Großteil der flüchtigen
Stoffe zurück
und von der Schmiermittelzusammensetzung wurde alle 24 Stunden eine
Probe genommen und analysiert. Die Oxidationssteuerung der verwendeten Schmiermittelzusammensetzungen
wurde durch Verfahren bewertet, welche auf dem Fachgebiet zum Messen des
Anstiegs der kinematischen Viskosität; von Infrarot-Carbonylabsorptionen
der Öloxidationsprodukte;
des Ölbleigehalts;
und des Ölkupfergehalts
bekannt sind.
-
Bezüglich der
Daten des Viskositätsanstieges
gilt, je höher
der Anstieg bei der Viskosität,
desto weniger stabil ist eine besondere Schmiermittelzusammensetzung
gegenüber
Oxidation. Die Ergebnisse werden in den Tabellen 1 und 2 nachstehend
bereitgestellt. Bezüglich
der Daten der Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR)-Carbonylabsorption
gilt, je höher
die Carbonylabsorption, desto weniger Oxidationsschutz stellt die
besondere Schmiermittelzusammensetzung in der Maschine bereit. TABELLE 1 – Viskositätsanstieg
| | Prozentualer
Anstieg der kinematischen Viskosität bei 100°C |
| Beispiel
Nr. |
| Testzeit | 1 | 1A | 2 | 2A | 3 | 3A | 4A |
| 0
h | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 24
h | 2,76 | 2,79 | 2,83 | 3,56 | 1,73 | 4,41 | –1,24 |
| 48
h | 4,18 | 5,19 | 4,38 | 5,97 | 3,59 | 18,1 | 0,83 |
| 72
h | 6,74 | 6,99 | 6,27 | 8,59 | 6,18 | 48,45 | 3,09 |
| 80
h | 6,54 | 7,92 | 6,47 | 9,46 | 6,91 | 43,38 | 3,3 |
| 96
h | 7,35 | 9,45 | 7,75 | 11,48 | 8,98 | 63,33 | 5,85 |
| 120
h | 8,96 | 11,98 | 10,31 | 14,5 | 12,5 | 106,19 | 11,69 |
TABELLE 2 – Carbonylgehaltanstieg
| | FTIR-Carbonylabsorption
Abs/cm bei 1710 cm–1 |
| Beispiel
Nr. |
| Testzeit | 1 | 1A | 2 | 2A | 3 | 3A | 4A |
| 0
h | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 24
h | 6,99 | 9,93 | 6,90 | 11,23 | 7,93 | 21,42 | 5,72 |
| 48
h | 8,69 | 13,44 | 9,83 | 16,54 | 12,68 | 61,10 | 10,88 |
| 72
h | 10,84 | 17,34 | 12,56 | 22,05 | 18,08 | 118,04 | 17,11 |
| 80
h | 11,63 | 18,44 | 13,34 | 21,31 | 19,41 | 130,86 | 19,09 |
| 96
h | 13,11 | 21,25 | 15,78 | 26,57 | 24,45 | 164,27 | 25,66 |
| 120
h | 15,97 | 24,67 | 18,90 | 30,76 | 30,27 | 191,36 | 37,87 |
-
Wie
in Tabelle 1 gezeigt, zeigen die Beispielzusammensetzungen 1, 2
und 3 jeweils einen niedrigeren Viskositätsanstieg im Vergleich mit
den Vergleichsbeispielen 1A, 2A und 3A, was zeigt, dass die 1,2,4-Triazolverbindung
der Beispielzusammensetzungen die Oxidationsstabilität der Schmiermittelzusammensetzungen erhöhte. Zusätzlich wiesen
die Beispielzusammensetzungen 1 und 2 einen niedrigeren Viskositätsanstieg
auf und Beispiel 3 wies einen vergleichbaren Viskositätsanstieg
auf, als mit Vergleichsbeispiel 4 verglichen wurde, was auch eine
gute Oxidationsstabilitätsleistung
durch die 1,2,4-Triazolverbindungsformulierungen
zeigt.
-
Wie
in Tabelle 2 gezeigt, zeigten die Beispielzusammensetzungen 1, 2
und 3 jeweils eine niedrigere Carbonylabsorption im Vergleich mit
den Vergleichbeispielen 1A, 2A und 3A, was zeigt, dass die 1,2,4-Triazolverbindung
der Beispielzusammensetzungen den Oxidationsschutz der Schmiermittelzusammensetzungen erhöhte. Zusätzlich wiesen
die Beispielzusammensetzungen 1 und 2 eine niedrigere Carbonylabsorption
auf und Beispiel 3 wies eine vergleichbare Carbonylabsorption auf,
als mit Vergleichsbeispiel 4 verglichen wurde, was auch eine gute
Oxidationsschutzleistung durch die Triazolverbindungsformulierungen
zeigt.
-
Die
Tabellen 3 und 4 zeigen Testdaten für den Blei- und Kupfergehalt
der vorstehenden Beispielformulierungen. Wie in Tabelle 3 und 4
gezeigt, zeigten die Beispielzusammensetzungen 1, 2 und 3 jeweils
einen wesentlich niedrigeren Blei- und Kupfergehalt im Vergleich
mit den Vergleichsbeispielen 1A, 2A und 3A, was zeigt, dass die
1,2,4-Triazolverbindung der Beispielzusammensetzungen als ein wirksamer
Blei- und Kupferkorrosionsinhibitor in den Schmiermittelzusammensetzungen
wirkte. Zusätzlich
wiesen die Beispielzusammensetzungen 1 und 2 einen im Wesentlichen
niedrigeren Blei- und Kupfergehalt auf, als mit Vergleichsbeispiel
4A verglichen wurde, was auch einen guten Blei- und Kupferkorrosionsschutz durch die
1,2,4-Triazolverbindungsformulierungen der vorliegenden Anmeldung
zeigt. TABELLE 3 – Anstieg des Ölbleigehalts
| | Ölbleigehalt
(ppm) |
| Beispiel
Nr. |
| Testzeit | 1 | 1A | 2 | 2A | 3 | 3A | 4A |
| 0
h | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 24
h | 14 | 35 | 4 | 19 | 2 | 82 | 31 |
| 48
h | 19 | 79 | 13 | 110 | 27 | 1519 | 40 |
| 72
h | 37 | 288 | 46 | 534 | 262 | 3466 | 158 |
| 80
h | 51 | 435 | 71 | 783 | 454 | 4109 | 297 |
| 96
h | 115 | 878 | 194 | 1539 | 1155 | 5622 | 909 |
| 120
h | 332 | 1886 | 584 | 3111 | 2963 | 7749 | 2868 |
TABELLE 4 – Anstieg des Ölkupfergehalts
| | Ölkupfergehalt
(ppm) |
| Beispiel
Nr. |
| Testzeit | 1 | 1A | 2 | 2A | 3 | 3A | 4A |
| 0
h | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 24
h | 1 | 5 | 1 | 4 | 1 | 12 | 4 |
| 48
h | 1 | 6 | 1 | 6 | 1 | 33 | 5 |
| 72
h | 2 | 8 | 2 | 8 | 2 | 49 | 7 |
| 80
h | 2 | 8 | 2 | 9 | 3 | 61 | 8 |
| 96
h | 3 | 10 | 3 | 11 | 5 | 94 | 12 |
| 120
h | 4 | 14 | 4 | 17 | 12 | 161 | 21 |
-
Tabelle
5 zeigt den wirklichen Bleiverlust der metallischen Späne, welche
in dem vorstehenden Ethyloxidationstest verwendet wurden, nach 120
Stunden. Diese Daten zeigen, dass die Beispielzusammensetzungen,
welche die 1,2,4-Triazolverbindung enthielten, einen ausgezeichneten
Bleischutz im Vergleich zu den Vergleichszusammensetzungen bereitstellten. TABELLE 5 – Gewichtsverlust der Bleispäne
| | Gewichtsverlust
der Bleispäne
(% bei 120 Stunden) |
| Beispiel
Nr. |
| 1 | 1A | 2 | 2A | 3 | 3A | 4A |
| %
BLEIVERLUST | 0,90 | 5,12 | 1,58 | 8,39 | 7,95 | 22,63 | 7,69 |
-
BEISPIEL 5
-
Beispiel
5 enthielt 0,025 Gew.-% einer 1,2,4-Triazolverbindung (Irgamet® 30
von Ciba); eine kommerzielle ZDDP-freie Additivpackung 1, welche
ein Aminoguanidinmonooleamid (AGMO) mit einem ungesättigten Alkylrest
enthält;
und eine Ölgrundlage.
-
VERGLEICHSBEISPIEL 5A
-
- Die Formulierung von Beispiel 5 ohne eine 1,2,4-Triazolverbindung.
-
VERGLEICHSBEISPIEL 6A
-
Vergleichsbeispiel
4 enthielt eine kommerziell erhältliche
ZDDP-freie Additivpackung 2, welche unterschiedlich von Additivpackung
1 ist, und eine Ölgrundlage.
-
Die
Schmiermittelzusammensetzungen der Beispiele 5, 5A und 6A wurden
einem Ethyloxidationstest unterworfen. Sauerstoff wurde durch ein
Testrohr, welches eines von drei unterschiedlichen Probenteilen
eines Lagers eines GE-Dieselmotors für mittlere Geschwindigkeiten
enthielt, geleitet. Die GE-Lager wiesen einen Mehrschichtaufbau
auf mit der Deckschicht, welche eine sehr dünne Blei/Zinn-Legierung (90%
Blei, 10% Zinn) ist; einer zweiten Schicht, welche unter der Deckschicht
liegt und eine Kupfer/Zinn/Blei-Legierung
(2,5 Gew.-% Kupfer, 10 Gew.-% Zinn, 87,5 Gew.-% Blei) umfasst; und
einer dritten Schicht, welche unter der zweiten Schicht liegt, wobei
die dritte Schicht eine heterogene Zusammensetzung von 25 Gew.-%
Blei in einer Bronzelegierung (70 + Gew.-% Kupfer, 2 + Gew.-% Zinn)
aufweist.
-
Jede
der Lagerschichten wurde auf Korrosionsschutz mit und ohne dem Triazol
unter Verwendung der folgenden Lagerprobenteile getestet: (1) Lagerteil
1 (B1), welches nur die Blei/Zinn-Legierungsdeckschicht exponiert
aufwies; (2) Lagerteil 2 (B2), von welchem die Blei/Zinn-Legierungsdeckschicht
entfernt worden war, so dass nur die zweite Kupfer/Zinn/Blei-Legierungsschicht
exponiert war; und (3) Lagerteil 3 (B3), von welchem die Blei/Zinn-Legierungsdeckschicht
und die zweiten Kupfer/Zinn/Blei-Legierungsschichten entfernt worden waren,
so dass nur die dritte heterogene Schicht exponiert war.
-
Jeder
Lagerteiltyp B1, B2 und B3 wurde in allen drei Schmiermittelzusammensetzungen
der vorstehenden Beispiele 5, 5A und 6A durch Suspendieren eines
Lagerteils von jedem Typ in einem Testrohr, welches eine der Schmiermittelzusammensetzungen
der Beispiele 5, 5A und 6A enthielt, getestet. Ein Bleispan wurde auch
in der gleichen Zusammensetzung, welche zum Testen von jedem Lagerteil
verwendet wurde, getestet, wobei die Ergebnisse davon in Tabelle
6 als „Zugehörige Bleispäne für B1, B2,
B3" aufgeführt sind.
Eine Luftkondensiervorrichtung hielt den Großteil der flüchtigen
Stoffe zurück
und von der Schmiermittelzusammensetzung wurde alle 24 Stunden eine
Probe genommen und analysiert. Die Oxidationssteuerung der verwendeten Schmiermittelzusammensetzungen
wurde durch Verfahren bewertet, welche auf dem Fachgebiet zum Messen des
Anstiegs der kinematischen Viskosität; von Infrarot-Carbonylabsorptionen
der Öloxidationsprodukte;
des Ölbleigehalts;
und des Ölkupfergehalts
bekannt sind. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 6 bis 9 nachstehend gezeigt. TABELLE 6 – BLEIGEHALT DES VERWENDETEN ÖLS (PPM)
| | Bleigehalt
des verwendeten Öls für Beispiel
5 – Zusammensetzungen | Bleigehalt
des verwendeten Öls für Beispiel
5A – Zusammensetzungen | Bleigehalt
des verwendeten Öls für Beispiel
6A – Zusammensetzungen |
| Testzeit (h) | B1 | B2 | B3 | Zugehörige Bleispäne für B1, B2,
B3 | B1 | B2 | B3 | Zugehörige Bleispäne für B1, B2,
B3 | B1 | B2 | B3 | Zugehörige Bleispäne für B1, B2,
B3 |
| 24 | 1 | 1 | 1 | 7,
3, 19 | 1 | 1 | 1 | 18,
20, 26 | 1 | 0 | 3 | 23,
24, 28 |
| 48 | 2 | 0 | 0 | 21,
9, 18 | 0 | 4 | 0 | 54,
70, 64 | 0 | 1 | 2 | 32,
30, 34 |
| 72 | 2 | 1 | 1 | 79,
52, 41 | 6 | 8 | 11 | 285,
432, 267 | 3 | 6 | 12 | 226,
270, 92 |
| 80 | 2 | 1 | 3 | 125,
89, 57 | 8 | 11 | 23 | 430,
635, 396 | 6 | 9 | 24 | 455,
556, 179 |
| 96 | 5 | 4 | 11 | 288,
204, 116 | 12 | 14 | 64 | 813,
1261, 666 | 12 | 15 | 72 | 1278,
1593, 495 |
| 120 | 10 | 7 | 50 | 720,
602, 308 | 18 | 22 | 148 | 1633,
2463, 1450 | 25 | 24 | 207 | 4318,
6070, 176 |
-
Tabelle
6 zeigt Testdaten für
den Bleigehalt von verwendeten Ölen
der vorstehenden Beispielformulierungen 5, 5A und 6A. Wie in Tabelle
6 gezeigt, zeigte die Beispielzusammensetzung 5 einen im Wesentlichen niedrigeren
Bleigehalt im Vergleich mit den Vergleichsbeispielen 5A und 6A,
was zeigt, dass die 1,2,4-Triazolverbindung der Beispielzusammensetzungen
als ein wirksamer Bleikorrosionsinhibitor in den Schmiermittelzusammensetzungen
bei den verwendeten Konzentrationen von 0,025% wirkte.
-
Tabelle
7 nachstehend zeigt den wirklichen Bleiverlust der in dem vorstehenden
Ethyloxidationstest verwendeten metallischen Späne für die Beispiele 5, 5A und 6A
nach 120 Stunden in Milligramm. Diese Daten zeigen, dass die Beispielzusammensetzung
5, welche die 1,2,4-Triazolverbindung enthielt, einen ausgezeichneten
Bleischutz im Vergleich mit den Vergleichszusammensetzungen bereitstellte. TABELLE 7 – Bleigewichtsverlust von Lager
und Span
| | Beispiel
5 | Beispiel
5A | Beispiel
6A |
| B1 | B2 | B3 | Zugehörige Bleispäne für B1, B2, B3 | B1 | B2 | B3 | Zugehörige Blei späne für B1, B2, B3 | B1 | B2 | B3 | Zugehörige Bleispäne für B1, B2, B3 |
| Bleigewichts verlust
(mg bei 120 h) | 2,8 | 4,0 | 13,7 | 183,
369, 80 | 5,5 | 5,7 | 39,3 | 427,
647, 381 | 6,9 | 6,6 | 56,1 | 1121, 1575, 455 |
-
Wie
in Tabelle 8 gezeigt, zeigte die Beispielzusammensetzung 5 einen
niedrigeren Viskositätsanstieg im
Vergleich mit Vergleichsbeispiel 5A, was zeigt, dass die 1,2,4-Triazolverbindung
der Beispielzusammensetzungen die Oxidationsstabilität der Schmiermittelzusammensetzungen
verbesserte. Zusätzlich
wies Beispielzusammensetzung 5 einen niedrigeren Viskositätsanstieg
auf, als mit Vergleichsbeispiel 6A verglichen wurde, was auch eine
gute Oxidationsstabilitätsleistung
durch die Triazolverbindungsformulierungen zeigt. TABELLE 8 – Viskositätsanstieg
| | Beispiel
5 | Beispiel
5A | Beispiel
6A |
| B1 | B2 | B3 | Zugehörige Bleispäne für B1, B2, B3 | B1 | B2 | B3 | Zugehörige Bleispäne für B1, B2, B3 | B1 | B2 | B3 | Zugehörige Bleispäne für B1, B2, B3 |
| %
Viskositätsanstieg
bei 120 Stunden | 10,1 | 9,9 | 8,6 | 10,0,
9,9, 9,3 | 12,7 | 16,9 | 11,9 | 12,5,
4,7, 13,3 | 15,5 | 16,2 | 10,2 | 15,6, 20,5, 11,0 |
-
Wie
in Tabelle 9 gezeigt, zeigte die Beispielzusammensetzung 5 eine
niedrigere Carbonylabsorption im Vergleich mit Vergleichsbeispiel
5A, was zeigt, dass die 1,2,4-Triazolverbindung
der Beispielzusammensetzungen den Oxidationsschutz der Schmiermittelzusammensetzungen
verbesserte. Zusätzlich
wies Beispielzusammensetzung 5 eine niedrigere Carbonylabsorption
auf, als mit Vergleichsbeispiel 6A verglichen wurde, was auch einen
guten Oxidationssschutz zeigt. TABELLE 9 – Carbonylgehaltsanstieg (FTIR-Carbonylabsorption)
| | Beispiel
5 | Beispiel
5A | Beispiel
6A |
| B1 | B2 | B3 | Zugehörige Bleispäne für B1, B2, B3 | B1 | B2 | B3 | Zugehörige Bleispäne für B1, B2, B3 | B1 | B2 | B3 | Zugehörige Bleispäne für B1, B2, B3 |
| Carbonylabsorption Abs/cm
bei 1710 cm–1 bei 120
Stunden | 21 | 20 | 17 | 21,
19, 19 | 28 | 37 | 25 | 25,
27, 27 | 51 | 51 | 34 | 49,
58, 36 |
-
Es
wird angemerkt, dass die Einzahlformen „ein", „einer", „eines" und „der", „die", „das", wie in dieser Beschreibung
und den angefügten
Patentansprüchen
verwendet, Mehrzahlbezugnahmen einschließen, wenn nicht ausdrücklich und
eindeutig auf eine Bezugnahme eingeschränkt ist. So schließt zum Beispiel
eine Bezugnahme auf „ein
Antioxidationsmittel" zwei
oder mehr unterschiedliche Antioxidationsmittel ein. Wie hier verwendet,
ist mit dem Ausdruck „einschließen" und seinen grammatikalischen
Varianten beabsichtigt, nicht einschränkend zu sein, so dass das
Aufführen
von Punkten in einer Liste nicht für den Ausschluss von anderen ähnlichen
Punkten, welche bei den aufgelisteten Punkten substituiert oder
hinzugefügt
werden können,
steht.
-
Für die Zwecke
dieser Beschreibung und der angefügten Patentansprüche sollen
alle Zahlen, welche Mengen, Prozentangaben oder Anteile ausdrücken, und
anderen Zahlenwerte, welche in der Beschreibung und den Patentansprüchen verwendet
werden, als in allen Fällen
durch den Ausdruck „etwa" modifiziert angesehen
werden, wenn nicht Anderweitiges angegeben ist. Demgemäß sind die
numerischen Parameter, welche in der folgenden Beschreibung und
den angefügten
Patentansprüchen
dargelegt sind, Näherungen,
welche abhängig
von den gewünschten
Eigenschaften, welche versucht werden durch die vorliegende Offenbarung zu
erhalten, variieren können,
wenn nicht Gegenteiliges angegeben ist. Schließlich und nicht als ein Versuch, die
Anwendung des Äquivalentprinzips
auf den Umfang der Patentansprüche
einzuschränken,
sollte jeder numerische Parameter mindestens unter Berücksichtigung
der Anzahl der angegebenen signifikanten Stellen und durch Verwenden
von einfachen Rundungstechniken ausgelegt werden.
-
Obwohl
besondere Ausführungsformen
beschrieben wurden, können
Alternativen, Modifizierungen, Variationen, Verbesserungen und wesentliche Äquivalente,
welche momentan nicht gesehen werden oder gesehen werden können, für die Anmelder
oder andere, welche Fachmann sind, entstehen. Demgemäß ist beabsichtigt,
dass die angefügten
Patentansprüche,
wie sie eingereicht wurden und geändert werden können, alle
solche Alternativen, Modifizierungen, Variationen, Verbesserungen
und wesentlichen Äquivalente
umfassen.
