DE1135603B

DE1135603B - Schmier- und Hydraulikoele

Info

Publication number: DE1135603B
Application number: DER29370A
Authority: DE
Inventors: Alfred Neumann; Dr Theodor Voelker
Original assignee: Roehm and Haas GmbH
Current assignee: Roehm and Haas GmbH
Priority date: 1960-12-30
Filing date: 1960-12-30
Publication date: 1962-08-30

Description

Schmier- und Hydrauliköle Ester aliphatischer Di- und Tricarbonsäuren und primärer aliphatischer Alkohole mit verzweigter und/ oder gerader Kette können bekanntlich als Schmier-und Hydrauliköle verwendet werden. Für den gleichen Zweck werden auch Ester vorgeschlagen, die durch Anlagerung von ungesättigten Nitrilen bzw. deren Dimerisierungs- oder Oligomerisierungsprodukten an ein- oder mehrwertige Alkohole und anschließende Verseifung und Veresterung mit Mono- oder Polyalkoholen erhältlich sind. Allen genannten Estern ist gemeinsam, daß sie ohne Zusätze den an Schmier-und Hydrauliköle zu stellenden Ansprüchen nicht entsprechen. Es ist bekannt, daß man durch Zusätze von Antioxydationsmitteln, wie z. B. Phentiazin, die Oxydations- und Korrosionsbeständigkeit in einem ausreichenden Maße verbessern kann. Auch die Viskosität der verschiedenen Ester kann durch geeignete Zusätze, z. B. von Polymerisaten gemäß der amerikanischen Patentschrift 2 100 993 oder gemäß der deutschen Patentschrift 1003 896, im gewünschten Sinne angehoben werden. Zusätze, die die Thermostabilität im günstigen Sinne beeinflussen, sind bisher nicht bekannt. Unter thermostabilen Ölen wird gernäßt der schärfsten heute in USA gültigen Normvorschrift (Directorate of Engine Research and Development Material Specification No. D.Eng.R.D. 2487, Isusse No. 4, Dated 16. 5. 60) ein öl verstanden, das bei 280° C über einen Zeitraum von 24 Stunden in der Viskosität maximal uni. 10% ab- bzw. maximal um 20 % zunimmt.
Es wurde gefunden, daß Schmier- und Hydrauliköle auf der Basis von Esterölen, die aus zwei- oder mehrbasischen, gesättigten Carbonsäuren und höheren primären gerad- oder verzweigtkettigen Monoalkoholen aufgebaut sind, dann gegenüber diesen bekannten Esterölen eine verbesserte Thermostabilität aufweisen, wenn sie neutrale Halbester eines Diols mit den zwei- oder mehrbasischen Carbonsäuren in solchen Mengen enthalten, daß der Gehalt an freien Hydroxylgruppen 0,04 bis 0,2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtprodukt, enthält. Da diese erfindungsgemäß in den Schmier- und Hydraulikölen enthaltenen Ester der Diole zwar freie Hydroxylgruppen, jedoch keine freien Carboxylgruppen enthalten, d. h. keine freie Azidität aufweisen, werden sie als »neutrale Halbester« bezeichnet.
Es ist zwar bekannt, daß man durch Veresterung von Dicarbonsäuren mit Diolen zu in ihrer Viskositätslage erhöhten sogenannten Komplexestern gelangen kann, jedoch war bisher nicht bekannt, daß durch Einbau von mehrbasischen Alkoholen in der Weise, daß freie OH-Gruppen in äußerst geringen Mengen übrigbleiben, im Sine der genannten Normvorschrift besonders therrnostabile, in ihrer Viskositätslage kaum erhöhte. Esteröle erhalten werden können.
Die erfindungsgemäßen Schmieröle können auf Estern von zwei- und mehrwertigen Carbonsäuren, vorzugsweise aus Adipinsäure, Sebacinsäure, Glutarsäure und deren Substitutionsprodukten, sowie aus mehrbasischen Carbonsäuren als Grundbestandteil aufgebaut sein. Mit besonderem Vorteil kann man so vorgehen, daß man Acryl- oder Methacrylester oder die entsprechenden Nitrile in an sich bekannter Weise (deutsche Patentschriften 855 554 und 903 932) oligomerisiert und in die gewünschten Ester überführt. - Die einwertigen primären höheren Alkohole können sowohl geradkettige als auch verzweigte sein. Bevorzugt geeignet sind Alkohole, die in ß-Stellung kein Wasserstoffatom enthalten. Beispiele geeigneter Alkohole sind n-Decanol, 2-Äthyl-hexanol und Benzylalkohol. - Als Diole kommen zahlreiche verzweigte und unverzweigte gegebenenfalls substituierte Dialkohole in Frage. Beispielsweise seien genannt: Äthylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Hexandiol, Pentandiol, Decandiol, Triäthylenglykol, Tioäthylenglykol.

Die im folgenden beispielsweise aufgeführten erfindungsgemäßen Esteröle werden durch Umesterung der entsprechenden Carbonsäuremethylester mit einer überschüssigen Menge höherer Monoalkohole unter Zusatz geringer Mengen verschiedener Diole hergestellt. Es werden sowohl alkalische (Li O H) als auch saure (p-Toluolsulfosäure) Umesterungskatalysatoren verwandt. Der Ablauf der Umesterung wird durch Kontrolle der in Freiheit gesetzten und über Kopf abgezogenen Methanolmenge verfolgt. Der für die angestrebte Teilveresterung erforderliche molare Anteil an Diol läßt sich reaktionskinetisch errechnen; er wird in der folgenden Tabelle jeweils in Gewichtsprozent angegeben. Nach Abzug des überschüssigen Alkohols wird, je nach Bedarf, der im Rückstand verbliebene Rohester entweder durch Zutropfdestillation gereinigt oder aber als Rohester verwendet. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt. Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Ester ist an sich bekannt; die Art ihrer Herstellung wird im Rahmen vorliegender Erfindung nicht unter Schutz gestellt.

Viskositätsänderung

freies Viskositäten beim Thermostabilitätstest

Ester in Gewichtsprozent Zusatz C H in cSt. bei nach D. Eng. R. D, 2487 in °/o nach

6 Stunden 12 Stunden 18 Stunden 24 Stunden

0/0 37,80 C I 98,8° C °/o I °/o °/o °/o

I

a,a =Dimethyl-a-methoxy- I I

methylglutarsäure-

didecylester ......... - - 17,71 3,68 -2,7 -5,3 i -9,2 -13,l

desgleichen Äthylenglykol 0,15 18,01 3,81 -I-1,4 -0,9 ! -2,6 - 3,7

3 I

desgleichen Triäthylenglykol 0,17 16,90 3,68 -I-1,1 -I-3,33 j -f-3,9 -I- 3,1

3

desgleichen Hexandiol-1,6 0,09 17,68 3,77 -2 -3,7 -3,1 - 3;3

3

Sebacinsäure-di-2-äthyl-

hexylester ............ - - 12,61 3,33 -2,1 -3,9 -5,1 - 7,2

desgleichen Äthylenglykol 0,06 13,92 3,56 -f-0,6 -I-1,3 -h1,8 -1- 3,6

3

5-Methyl-2,5,8-nonan-

tricarbonsäure-

tri-n-octylester ........ - - 24,12 4,83 -3,7 -6,4 -9,8 -12

desgleichen Diäthylenglykol 0,057 26,58 5,1.8 -2,5 -h0,08 -I-2,6 -i- 1,4

1

desgleichen Äthylenglykol 0,15 27,42 5,25 -I-1,3 -I-5,4 -I-5,1 -f- 3,8

1,5

Wie 'aus den Angaben der in der Tabelle aufgeführten Beispiele hervorgeht, wird die Viskositätslage der erfindungsgemäßen, thermostabilen Esteröle durch den Einbau von freien Hydroxylgruppen durch partielle Veresterung von Diolen nur unwesentlich angehoben. Das erfindungsgemäße Vorgehen unterscheidet sich also grundsätzlich von der bekannten Mitverwendung höherer Komplexester zum Zwecke der Verdickung und Verbesserung der Viskositätslage und des Viskositätsindexes.

Claims

PATENTANSPRUCH: Schmier- und Hydrauliköle auf der Basis von Estarölen, die aus zwei- oder mehrbasischen ge@ sättigten Carbonsäuren und höheren primären, gerad- oder verzweigtkettigen Monoalkoholen aufgebaut sind, gekennzeichnet durch einen Gehalt an neutralen Halbestern, eines Diols mit den zwei- und mehrbasischen Carbonsäuren in solchen Mengen, daß der Gehalt an freien Hydroxylgruppen 0,04 bis 0,2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtprodukt, beträgt. In Betracht gezogene Druckschriften: USA. -Patentschriften Nr. 2 757 187, 2 757 188, 2 814 596; französische Patentschrift Nr. 1102 073.