DE1262485B

DE1262485B - Synthetische Schmiermittel auf Basis von Polyalkylenglykoldiorthokieselsaeure-(polyoxyalkylenglykolaether)-estern

Info

Publication number: DE1262485B
Application number: DER38337A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Feichtinger; Dr Herbert Goethel; Dr Heinz Noeske
Original assignee: Ruhrchemie AG
Current assignee: Ruhrchemie AG
Priority date: 1964-07-10
Filing date: 1964-07-10
Publication date: 1968-03-07
Also published as: US3336227A; NL132926C; GB1062375A; NL6508747A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

ClOm

Deutsche KL: 23 c-1/01

Nummer: 1262 485

Aktenzeichen: R 38337IV c/23 c

Anmeldetag: 10. Juli 1964

Auslegetag: 7. März 1968

In der USA.-Patentschrift 2 776 307 wurden PoIyoxyalkylen-glykol-diorthokieselsäure-hexa-alkyl-ester beschrieben. Es wurde festgestellt, daß die Viskositätsindizes derartiger Ester mit Alkylgruppen oberhalb von 8 Kohlenstoffatomen abfallen, so daß sie als Turbinentriebwerksöle nicht befriedigen können.

Es war daher wünschenswert, Kieselsäureester mit hoher Siedelage, geringer Verdampfbarkeit, hohen Viskositätsindizes und niedriger Kälteviskosität sowie guter Tragfähigkeit des Schmierfilms zu entwickeln, die diesen Nachteil nicht zeigen.

Es wurde gefunden, daß dieses Ziel erreicht wird, wenn man Diorthokieselsäureester der allgemeinen Formel

A(OSi)₂(ORVn(QRO* ,

worin A Polyoxyalkylenreste mit 1 bis 6, insbesondere 2 bis 4 Äthersauerstoffatomen, R Polyoxyalkylenglykolätherreste mit 2 bis 8 Äthersauerstoffatomen und R' Alkylreste mit 9 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, η 0 bis 4 ist, wobei R bzw. R' untereinander gleich oder verschieden sein können, allein oder im Gemisch mit bis zu 50°/₀ anderen an sich bekannten Schmierstoffen und Zusatzstoffen als Schmiermittel verwendet.

Besonders geeignet sind Diorthokieselsäureester der allgemeinen Formel

Synthetische Schmiermittel auf Basis

vonPoIyalkylenglykoldiorthokieselsäure-

(polyoxyalkylenglykoläther)-estern

Anmelder:

Ruhrchemie Aktiengesellschaft,

4200 Oberhausen-Holten

Als Erfinder benannt:

Dr. Herbert Göthel, 4200 Oberhausen-Sterkrade; Dr. Hans Feichtinger, 4220 Dinslaken;

Dr. Heinz Noeske,

4200 Oberhausen-Sterkrade-Nord

(I, III) sowie Trioxyalkylenglykol-diorthokieselsäurehexa-iso-tridecyl-ester (VIII)» die einer Formel

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und A(OSi)₂(OR)₃(OROa

worin A, R und R' die oben angegebene Bedeutung haben.

Diorthokieselsäureester nach der Erfindung wurden bisher noch nicht beschrieben. Sie können nach be>liebigen üblichen Verfahren in analoger Weise wie die bisher bekannten Diorthokieselsäureester hergestellt werden. Der nachgesuchte Patentschutz erstreckt sich nicht auf ihre Herstellung.

Um die Vorteile der als Schmiermittel dienenden Diorthokieselsäureester zu zeigen, wurden ihre Eigenschaften mit denen bekannter Kieselsäureester entsprechender Molgröße verglichen. Die hierbei ermittelten Werte finden sich in der Tabelle.

Verglichen wurden die bekannten Di- und Tri-oxyalkylenglykoldiorthokieselsäure-hexa-isodecyl-ester A(OSi)₂(ORO₆

entsprechen, mit folgenden erfindungsgemäßen Diorthokieselsäureestern:

II Diäthylenglykol - diorthokieselsäure - hexa - (diäthylenglykol-n-butyl-äther)-ester,

VI Diäthylenglykol-diorthokieselsäure-tri-(diäthylenglykoläthyl - äther) - tri - (diäthylenglykol - η - butyläther)-ester,

IV TriäthylengTykol - diorthokieselsäure - hexa - (diäthylenglykol-n-butyl-äther)-ester,

V Triäthylenglykol-diorthokieselsäure-tri-(diäthylenglykoläthyl - äther) - tri - (diäthylenglykol - η - butyläther)-ester_f

VII Triäthylenglykol-diorthokieselsäure-tri-(diäthylenglykol-n-butyl-äther)-tri-(iso-decyl)-ester,

IX Triäthylenglykol-diorthokieselsäure-tri-(diäthylen~ glykol-n-butyl-äther)-tri-(iso-tridecyl)-ester.

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OxO-C₁₀H₂I bzw. OxO-C₁₃H₂₇ bezeichnet Reste von Alkoholen, die durch Hydroformylierung (Oxosynthese) und anschließende Hydrierung von Trimerpropylen bzw. Tetramerpropylen erhalten wurden.
Die Tragfähigkeit des Schmierfilms bzw. das Druckaufnahmevermögen der verschiedenen Ester wurde im Vierkugelapparat nach Boerlage gemessen (Lexikon der Schmiertechnik, G. Voegtle, Franckh'sche Verlagshandlung, Stuttgart, 1964). Hierbei bedeutet die

ίο erste Zahl die höchstmögliche Belastung in Kilogramm, die der geprüfte Ölfilm 1 Minute lang ohne Veränderung aushält, während die zweite diejenige Belastung bezeichnet, bei der das Verschweißen der Kugeln erfolgt. Wie aus der Tabelle hervorgeht, ist das Viskositätsverhalten der Kieselsäureesterpaare mit annähernd gleichen Molgewichten I und II, III und IV, I und V, I und VI, III und VII, VIII und IX sehr unterschiedlich.
Die Viskositätsindizes der erfindungsgemäßen Ester II und VI liegen über 200, also beachtlich höher als

■ der Hexa-isodecyl-ester I. Die Viskositätsindizes der Triäthylenglykol-diorthokieselsäureester IV und V weisen gegenüber den nach Molgröße vergleichbaren Estern I und III eine beträchtliche Differenz von

as 17 oder 18 Einheiten auf.

Während der Viskositätsindex der Hexa-alkylester mit wachsender Kohlenstoffkette der R-Reste abfällt (III, VIII), bleiben bei den erfindungsgemäßen Kieselsäureestern die hohen Viskositätsindizes über 180 erhalten. Werden von den sechs Alkylgruppen im Kieselsäureestermolekül drei durch Diäthylenglykol-n-butyläther-reste ersetzt (VII, IX), verbessert sich der Viskositätsindex beträchtlich.
Das günstige Viskositäts-Temperatur-Verhalten der erfindungsgemäßen Kieselsäureester wird insbesondere durch die Höhe der Kälteviskositäten bei —40 und bei —54°C deutlich. Hierdurch eignen sich diese Ester insbesondere als Schmierstoffe oder Schmierstoffzusätze, die bei sehr tiefen Temperaturen eingesetzt werden.

Obwohl die Ester IV und V, die Oxyalkylenglykolätherreste enthalten, bei 37,8 und 98,9° C beträchtlich viskoser als der bekannte ■ Hexa-iso-decylester I sind, sind sie in der Kälte dünnflüssiger als handelsübliche Fluggasturbinenschmieröle anderer Stoff klassen. Beispielsweise weist der bekannte Bis-(2-äthylhexyl)-sebazinsäureester, der bei 37,8° C mit dem Ester II gleich viskos ist, eine Kälteviskosität von 1015OcSt auf.

Der Ester VII hat trotz erhöhter Zähflüssigkeit bei 37,8 und 98,9°C eine etwa gleiche Viskosität bei den Kältetemperaturen wie Ester I. Die erfindungsgemäßen Diorthokieselsäureester, die Oxyalkylenglykolätherreste im Molekül besitzen, zeigen also im Vergleich zu bekannten Diorthokieselsäureestern eine unerwartete Verbesserung des Viskositäts-Temperatur-Verhaltens, des Kälteverhaltens sowie ein erhöhtes Druckaufnahmevermögen des Schmierfilms.
Durch die hohe Tragfähigkeit des Schmierfilms bewähren sich die erfindungsgemäßen Ester auch unter den hohen Belastungen etwa auftretender Mischreibung.

Die Ester nach der Erfindung können zusammen mit anderen, als Schmierstoffe bekannten Stoffen eingesetzt werden, wie z. B. Mineralschmierölen, Dicarbonsäureestern, Phosphorsäureestern, Organosiliciumverbindungen anderer Struktur sowie mit üblichen Oxydationsinhibitoren und Wirkstoffzusätzen.

Claims

5 6

Patentanspruch: alkylenglykolätherreste mit 2 bis 8Äthersauer-Verwendung von Diorthokieselsäureestern der Stoffatomen und R' Alkylreste mit 9 bis 20 Kohlenallgemeinen Formel Stoffatomen sind, η 0 bis 4 ist, wobei R bzw. R' δrn<z\\ rnv\ <ήρ'"» untereinander gleich oder verschieden sein können, A(OSi)₂(OR)_e-_n(OR)„ _{5 a}i_{lein oder im} Gemisch mit bis zu 50% anderen

worin A Polyoxyalkylenreste mit 1 bis 6, insbe- bekannten Schmierstoffen und Zusatzstoffen als

sondere 2 bis 4 Äthersauerstoffatomen, R Polyoxy- Schmiermittel.

809 517/640 2.68 © Bundesdruckerei Berlin