DE1234350B

DE1234350B - Schmieroel

Info

Publication number: DE1234350B
Application number: DEE22134A
Authority: DE
Inventors: Alfred H Matuszak; Stephen J Metro
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1961-01-03
Filing date: 1961-12-15
Publication date: 1967-02-16
Also published as: GB977476A; US3126344A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

ClOm

C 1OM t63/00 B20

Deutsche Kl.: 23 c -1/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1 234 350
E22134IVc/23c

15. Dezember 1961

16. Februar 1967

Schmieröl

Die Verwendung von Diestern, Triestern und Esterngemischen als Schmieröle für Flugzeugmotoren, wie Turbodüsenmotoren, Turbopropellermotoren, reine Düsenmotoren und Turbogebläsemotoren, ist bekannt. Diese einzelnen Esteröle haben jedoch den Nachteil, daß ihr Druckaufnahmevermögen und ihre Viskositäten den Anforderungen bei höheren Temperaturen nicht genügen. Es wurde nun gefunden, daß ein Gemisch aus bereits bekannten Esterölen, bestehend aus 40 bis 70 Volumprozent eines Triesters der Formel

CH₂-OOCR'

R-C-CH₂OOCR'

CH₂OOCR'

in der R eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 C-Atomen, R' eine Alkylgruppe mit 3 bis 11 C-Atomen ist und 60 bis 30 Volumprozent eines Estergemisches aus einem Ester der Formel

R₁—00CR₂COO — (R₃ — 00CR₄COO)_n—R₅,

in der R₁ und R₅ Alkyl reste eines Neoalkohols mit 6 bis 13 C-Atomen, R₂ und R₁ Kohlenwasserstoffreste mit 4 bis 10 C-Atomen sind und R₈ ein Kohlenwasserstoffrest eines keine jö-ständigen Wasserstoffatome aufweisenden 1,3-Glykols ist und einem geringeren Anteil eines Diesters der Formel

R₁-OOCR₂COO-R₅,

diese Nachteile nicht besitzt und eine erhöhte Oxydationsbeständigkeit aufweist, die auf Grund der Eigenschaften der Komponenten nicht zu erwarten war. Als Triester werden Verbindungen der Formel CH₂OOCR'

R-C-CH₂OOCR' I
CH₂OOCR'

benutzt, in der R eine gerad- oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit 1 bis 8 C-Atomen und die Reste R' gleiche oder verschiedene verzweigtkettige oder geradkettige Alkylgruppen mit 3 bis 11 C-Atomen bedeuten. Derartige Ester lassen sich durch Anwendung der üblichen Veresterungsverfahren auf Trimethylolalkane und gerad- oder verzweigtkettige Monocarbonsäuren mit 4 bis 12 C-Atomen im Molekül herstellen. Beispiele für in diesem Sinne verwendbare Trimethylolalkane sind Trimethyloläthan, Trimethylolpropan, Trimethylolheptan, Trimethylolisooctan, Trimethylol-Anmelder:

Esso Research and Engineering Company,

Elizabeth, N. J. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. K. Th. Hegel, Patentanwalt,

Hamburg 36, Esplanade 36 a

Als Erfinder benannt:

Alfred H. Matuszak, Westfield, N. J.;

Stephen J. Metro, Scotch Plains, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 3. Januar 1961 (80 008)

decan. Beispiele für zur Herstellung der Triester verwendbare Monocarbonsäuren sind n-Buttersäure, Capronsäure, Önanthsäure, Caprylsäure, 2-Äthylcapronsäure, Pelargonsäure, Laurinsäure.

Die Estergemische werden durch Umsetzung einer Dicarbonsäure mit einem Neoglykol und einem Neoalkohol, d. h. einem Glykol und einem Alkohol hergestellt, die keine /S-ständigen Wasserstoffatome aufweisen. Diese Estergemische haben die Formel

R₁ — 0OCR₂COO — (R₃ — 0OCR₄COO)_n — R₅

in der R₁ und R₅ Alkylreste von einwertigen Alkoholen ohne ß-ständige Wasserstoffatome, R₂ und R₄ Kohlenwasserstoffreste von Dicarbonsäuren bedeuten und R₃ den zweiwertigen Kohlenwasserstoff- oder Kohlenwasserstoffoxyrest eines Glykols oder PoIyglykols bezeichnet, welches keine /5-ständigen Wasser-Stoffatome enthält. Der Wert von η in dem Komplexester liegt je nach der gewünschten Viskosität des Produktes, die durch das relative Molverhältnis von Glykol oder Polyglykol zu Dicarbonsäure gesteuert wird, gewöhnlich im Bereich von 1 bis 6. Bei der Herstellung des Komplexesters bildet sich als Nebenprodukt auch etwas einfacher Ester (d. h. η — O).

Als Ausgangsstoffe zur Herstellung dieser Estergemische werden z. B. verwendet; Neoalkohole mit 6 bis 13 C-Atomen, wie 2,2,4-Trimethylpentanol-l, 2,2-Dimethylhexanol-1, 2,2-Dimethylpentanol-l, l-Methylcyclohexylmethanol, 2,2-Dimethylbutanol-l, 2,2-Dimethyldecanol-l; C₆- bis C₁₂-Dicarbonsäuren,

709 509/405

wie Sebacinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure und Dodecandicarbonsäure; Neoglykole. wie 2,2-Diinethylpropandiol-1,3, 2-Äthyl-2-butylpropandiol-l,3, 2,2-Diäthylpropandiol-l,3, 2,2-Dimethylbutandiol-l,3. Im allgemeinen enthalten die Komplexester 20 bis 80, vorzugsweise 40 bis 65 C-Atome im Molekül. Die Herstellung der Estergemische ist bekannt und in der deutschen Patentschrift 887 986 beschrieben.

Sie werden durch Umsetzung von 1 Mol Glykol, 2 Mol Dicarbonsäure und 2 Mol des einwertigen Alkohols hergestellt. Dabei entsteht ein Gemisch, welches zu etwa 35 Gewichtsprozent aus dem Diester der Dicarbonsäure mit dem einwertigen Alkohol und zu etwa 65 Gewichtsprozent aus obigem Estergemisch besteht. Durch Abänderung der Menge der Reaktionsteilnehmer werden Gemische mit verschiedenen Mengenverhältnissen von Diester zu Estergemisch erhalten.

Zu den erfindungsgemäßen Schmierölen können auch andere übliche Zusätze, wie Rostverhinderungsmittel, Viskositätsindexverbesserer, Oxydati onsverzögerer, Korrosionsinhibitoren, Hochdruckmittel, Stockpunkterniedriger, Farbstoffe, Schmierfettverdicker, in Mengen von etwa 0,00] bis 10,0 Gewichtsprozent zugesetzt werden.

Zum Nachweis einer überraschenden synergistischen Wirkung des beanspruchten Gemisches aus Triester und Estergemisch gegenüber dem Stand der Technik wurden folgende Versuche durchgeführt:

Als Triester wurde der Triester von Trimethylolpropan mit Pelargonsäure verwendet. Das Estergemisch war ein solches vom Typ

einwertiger Alkohol — Dicarbonsäure — Glykol — Dicarbonsäure — einwertiger AJkohol,

hergestellt aus 2,2-Dimethylpropandiol-l,3, Sebacinsäure und 2,2,4-Trimethylpentanol-l.

Diese Ester wurden in gleichen Volumenanteilen miteinander gemischt und zusätzlich mit

3 °/₀ Phenyl-A-naphthylamin,
2 °/o ρ,ρ'-Dioctyl-diphenylamin,
1 % Mischpolymerisat aus einem Acrylsäureester und 2-N-Vinylpyrrolidon

versetzt.

Die beiden einzelnen Ester (nach Zusatz der gleichen Schmierölzusätze) und das Gemisch wurden einem Hochtemperaturoxydationstest bei 218°C unter Hindurchleiten von 501 Luft je Stunde unterworfen. Dabei wurde die Zeit bis zum Ansteigen der ursprünglichen Viskosität auf den doppelten Wert gemessen.

Ergebnisse

Probe	Triester	Estergemisch	Gemisch 50:50
Stunden bis zum Anstieg der Visko sität um 100 °/₀	75	76	110

Die gleichen Versuche wurden mit dem Diester Sebacinsäure-di - (2,2,4 - trimethylpentyl) - ester, dem oben geschriebenen Estergemisch und einem Gemisch aus beiden Estern im Volumenverhältnis 50: 50 durchgeführt.

Ergebnisse

Probe	Diester*)	Estergemisch	Gemisch 50:50
IO Stunden bis zum Anstieg der Visko sität um 100%	> 100	76	etwa 80

*) Der Diester war in diesem Falle ein Gemisch aus 85°/₀Di- »5 ester und ]5°/_n Estergemisch.

Die obigen Werte zeigen, daß der Ersatz des Diesters in dem Estergemisch durch den Triester zu einer überraschenden synergistischen Wirkung führt. Wäh-

ao rend bei dem Gemisch aus gleichen Raumteilen Diester und Estergemisch die Zeit bis zur Verdoppelung der Viskosität zwischen den Werten für die beiden Einzelkomponenten liegt, ergibt sich für das Gemisch aus Triester und Estergemisch eine überraschende Erhöhung der Oxydationsbeständigkeit, die auch auf Grund der bereits bekannten Eigenschaften der beiden Einzelkomponenten nicht vorauszusehen war.

Claims

Patentanspruch:

Schmierölgemisch, bestehend aus 40 bis 70 Volumprozent eines Triesters der Formel

CH₂OOCR'

R-C-CH₂OOCR'

CH₂OOCR'

in der R eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 C-Atomen und R' eine Alkylgruppe mit 3 bis 11 C-Atomen ist, und 60 bis 30 Volumprozent eines Estergemisches mit einem überwiegenden Anteil aus einem Ester der allgemeinen Formel

R₁ — 0OCR₂COO — (R₃ — OOCR₄COO)„ — R₅

in der Rj und R₅ Alkylreste eines Neoalkohols mit 6 bis 13 C-Atomen, R₂ und R₄ Kohlenwasserstoffreste mit 4 bis 10 C-Atomen sind und R₃ ein Kohlenwasserstoffrest eines keine /J-ständigen Wasserstoffatome aufweisenden 1,3-Glykols und κ 1 bis 6 ist, und einem geringeren Anteil eines Diesters der Formel

R₁ — 0OCR₂COO — R₅

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 887 986, 958 146;
Industriel and Engineering Chemistry (1953), S. 1772

709 509/405 2.67 © Bundesdruclcerei Berlin