DE1281422B - Verfahren zur Herstellung von als Hochleistungsschmiermittel dienenden Veresterungsprodukten des Pentaerythrits mit Gemischen gesaettigter Fettsaeuren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von als Hochleistungsschmiermittel dienenden Veresterungsprodukten des Pentaerythrits mit Gemischen gesaettigter FettsaeurenInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Int. CL:
C 07 c
Deutsche Kl.: | ClOm | |
DEUTSCHES ^PATENTAMT | ||
Nummer: | 12 ο -11 | |
Aktenzeichen: | 23 c-1/01 | |
AUSLEGESCHRIFT | Anmeldetag: | 1281422 |
Auslegetag: | P 12 81 422.1-42 (D 44682) | |
1281422 | 12. Juni 1964 | |
31. Oktober 1968 | ||
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pentaerythritfettsäuremischestern, die sich als
Hochleistungsschmiermittel, insbesondere für Turbopropeller- und Turbowellen-Flugzeugmotoren, eignen.
Der Bedarf an höhertourigen und höher komprimierten Flugzeug-Düsenmotoren führte aus Gründen
der Flugsicherheit und Verhinderung unzulässigen Motorenverschleißes zu strengen Anfofderungen hinsichtlich
der Motorschmierung. Moderne Schmiermittel müssen stundenlang ohne chemische Veränderung
Temperaturen aushalten können, die weit über der Grenztemperatur von. 15O0C bei Turbomotoren
älteren Typs liegen. Darüber hinaus müssen sie bei etwa 1000C und einer kinematischen Viskosität
von vorzugsweise etwa 4,9 bis 5,5 cSt ihre Schmierf ähigkeit behalten und trotzdem bei einer kinematischen
Anfangsviskosität von höchstens 13 000 und vorzugsweise
unter lOOOOcSt bis zu —400C herab flüssig
bleiben.
Pentaerythritester stellen zwar bekannterweise wegen ao
ihrer hohen thermischen Stabilität im allgemeinen brauchbare Schmiermittel dar, erfüllen jedoch nicht
in allen Fällen die von Düsenmotoren gestellten Viskositätsanforderungen im Temperaturbereich zwischen
—40 und 100°C. So verlieren manche Ester bei hoher Temperatur ihr Kohäsionsvermögen, zeigen also eine
außerordentlich niedrige kinematische Viskosität und neigen zum »Dünnwerden«, was einen Verlust an
Schmierfähigkeit bedeutet. Andererseits neigen manche Ester bei niederer Temperatur zu Kristallisationen,
also Feststoffabscheidung, oder sie sind zu viskos, um glatt fließen zu können. Derartige Ester können die
Leistung des Flugzeugmotors ernstlich beeinträchtigen und sogar die beweglichen Motorteile beschädigen.
Es ist bereits ein für die Hochtemperaturschmierung, insbesondere für Gasturbinen-Flugzeugmotoren, geeignetes
Schmiermittel bekannt, das im wesentlichen einerseits aus einem Pentaerythrittetraester eines Gemisches
aus Fettsäuren mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen und andererseits einem Gemisch aus Fettsäuren
mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen in einem Mischungsverhältnis entsprechend einer mittleren
Kettenlänge von 5 bis 10 und insbesondere etwa 6 Kohlenstoffatomen und einem kleineren, nämlich
1 bis 15% betragenden Mischungsanteil eines Diesters des 5,5-Dimethyloldioxans-l,3 mit mindestens
einer Fettsäure mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen besteht. Dieses bekannte Schmiermittel verbessert jedoch
nicht die obenerwähnte unzulängliche Schmierfähigkeit bei tiefen Temperaturen.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung von Pentaerythritfettsäuremischestern mit
Verfahren zur Herstellung von als
Hochleistungsschmiermittel dienenden
Veresterungsprodukten des
Pentaerythrits mit Gemischen gesättigter
Fettsäuren
Hochleistungsschmiermittel dienenden
Veresterungsprodukten des
Pentaerythrits mit Gemischen gesättigter
Fettsäuren
Anmelder:
Drew Chemical Corporation, New York, N. Y. >
(V. St. A.)
Vertreter:
Dr. phil. G. Henkel
und Dr. rer. nat. W. D. Henkel, Patentanwälte,
8000 München 90, Eduard-Schmid-Str. 2
Als Erfinder benannt:
Murray Warman, East Brunswick, N. J. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 12. Juni 1963 (287 219), vom 22. Mai 1964 (369 600) - -
befriedigender kinematischer Viskosität im Temperaturbereich zwischen etwa —40 und 1000C und vorzugsweise
solchen, deren Tieftemperaturviskosität bei -r-40°C weniger als lOOOOcSt beträgt und die den
Schmiermittelanforderungen für Düsenmotoren genügen.
Demgemäß ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von als Hochleistungsschmiermittel
dienenden Veresterungsprodukten des Pentaerythrits mit Gemischen gesättigter Fettsäuren, dadurch gekennzeichnet,
daß man 1 Mol Pentaerythrit mit mindestens 4 Mol eines Fettsäuregemisches, das aus zwei bis
sechs Fettsäuren mit 5 bis 9 Kohlenstoffatomen mit einer mittleren Kohlenstoffzahl zwischen 6,0 und 7,25,
zu maximal 60% aus geradkettigen Fettsäuren mit 8 und 9 Kohlenstoffatomen und zu maximal 45 % aus
verzweigtkettigen Fettsäuren besteht, in üblicher Weise verestert.
Im Veresterungsprodukt beträgt die Kohlenstoffzahl, die maximal von geradkettigen C8- und C9-Säuren
herstammt, etwa 4,25 und jene, welche maximal von den verzweigtkettigen Säuren herstammt, etwa 3,25.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß man die Veresterung unter Rückfluß
809 629/1459
3 -
_- 4
in Gegenwart eines Schleppmittels für Wasser, vor- leichter entfernen ,zu können, führt "man: die Utttzugsweise
Benzol oder Toluol,, durchführt.. -...._■ Setzung, wie bereits erwähnt, zweckmäßig in Gegen-
Ferner führt man die Veresterung vorzugsweise mit wart eines Schleppmittels für Wasser, wie Toluol,
einem 5- bis 10%igen Überschuß an Fettsäure über Benzol, oder eines anderen geeigneten, den Reaktionsden
Alkohol durch. 5 partnern gegenüber neutralen Stoffs aus.
Die erfindungsgemäß hergestellten Pentaerythrit- Zu den erfindungsgemäß Verwendbaren Q- bis
fettsäuremischester besitzen eine kinematische ^An- C9-Fettsäuren gehören die zur Zeit im Handel erhältfangsviskösität
von befriedigender Höhe bei 100° C liehen Säuren einschließlich der η-Säuren, wie Valerian-,
und von weniger als 13 00OcSt bei—40° C. ■ Capron-, Capryl· und Pelargonsäure, und der ver-
Um die bevorzugte Tieftemperaturviskosität bei io zweigtkettigen Säuren, wie Isopentan- und 2-Methyl-—400C
von weniger afs lOOOOcSt zu erzielen, ver- pentansäure. Die Ester lassen sich entweder nur aus
wendet man vorzugsweise ein Fettsäuregemisch, das geradkettigen Säuren oder aus gemischt gerad- und
eine mittlere Kohlenstoffzahl zwischen 6,2 und 6,7 verzweigtkettigen Säuren herstellen. Man verwendet
besitzt und zu weniger als 52% aus geradkettigen vorzugsweise die geradkettige jCapryl- und Pelargon-C8-
und C9-Säuren und zu weniger als 40% aus ver- 15 säure, kann jedoch auch mit nur gerad- oder nur verzweigtkettigen
Säuren besteht. Schmiermittel dieser zweigtkettigen oder mit einem Gemisch aus Säuren
bevorzugten Zusammensetzung besitzen eine so nied- mit niedrigerer Kohlenstoffzahl arbeiten. Beispielsrige
Tieftemperaturviskosität, daß sie selbst bei weise ist die erfindungsgemäß verwendete Isopentan-Temperaturen
unter —40° C verwendbar sind. säure eine Handelsmischung aus 60 bis 65 Gewichts·'
Im folgenden soll an Hand eines Beispiels gezeigt 20 prozent η-Valerian- und 40 bis 35 Gewichtsprozent
werden, wie man die mittlere Kohlenstoffzahl und 2-Methyl- und 3-Methylbuttersäure. Im Rahmen der
ihre prozentuale Verteilung berechnet. Erfindung werden die Methylbuttersäureisomeren
Ein mit Pentaerythrit umzusetzendes Säuregemisch bei der Berechnung des prozentualen Kohlenstoffenthält
25 Molprozent Caprylsäure (C8), 15 Mol- anteils der verzweigtkettigen Säuren als gleiche Säuren
prozent Pelargonsäure (C9), 45 Molprozent handeis- 25 behandelt, wobei die Gesamtmischung einschließlich
übliche. Isopentansäure (C5) mit 29,25 Molprozent der n-Valeriansäure die gleiche Anzahl Kohlenstoffn-Valerian-(C5)
und 15,57 Molprozent 2-Methyl- und atome hinsichtlich der Berechnung der mittleren
3-Methylbuttersäure (C5) sowie 15 Molprozent 2-Me- Kohlenstoffzahl aufweist.
thylpentansäure (C6). Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schmier*
PanreUänm R η ^ — ο nnnn $0 mittel verwendet man zwei bis sechs verschiedene
Pelargonsäure 9-015 =13500 Sauren, und daher kann das Reaktionsprodukt ent-Valeriansäure
'!'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 5- 0^2925 == 1-4625 ™de* aus einem Mischester oder aus einer Ester-Methylbuttersäure
5 .0,1575 = 0,7875 mischung bestehen Der Einfachheit halber wird im
2-Methylpentansäure 6 · 0,15 = 0,9000 vorliegenden Fall das Reaküonsprodukt einfach als
Durchschnittliche Anzahl 35 Mischester oder Veresterungsprodukt bezeichnet.
■: Kohlenstoffatome 6,5000 . . ?er erfindungsgemäß verwendete Pentaerythrit besteht
aus dem technischen oder handelsüblichen Pro-Die Summe der von der Methylbutter- und den dukt, z.B. dem unter der Handelsbezeichnung
2-Methylpentansäuren stammenden Kohlenstoffatome »Pentek« vertriebenen Erzeugnis aus normalerweise
(0,7875 + 0,9000 = 1,6875) und die Summe der von 40 etwa 80 bis 90% Monopentaerythrit, 10 bis 12% Dider
Capryl- und der Pelargonsäure (2,00 +1,35 = 3,35) pentaerythrit und weniger als 0,5 % Tripentaerythrit.
stammenden Kohlenstoffatome werden jeweils durch Man verwendete aber auch ein noch reineres Pentadie
mittlere Kohlenstoffzahl, nämlich 6,50, geteilt und erythrit, z.B. das unter der Bezeichnung» Monopentek«
mit 100 multipliziert. im Handel befindliche Produkt, das zu etwa 98,5 %
. 45 aus Monopentaerythrit und zu 1,5% aus Dipenta-
Prozentuale Kohlenstoffverteilung: erythrit besteht. Bei ihm kann man wegen des geringen"
Verzweigtkettige Anteils an Polypentaerythrit eine höhere mittlere
Säuren (1,6875/6,50) · 100 = 25,93 % Kohlenstoffzahl und einen höheren, nämlich bis zu
C8- und C8-Säuren ... (3,35/6,50) · 100 - 51,5 % 59 % reichenden prozentualen Anteil der geradkettigen
50 Cg-undCg-Säuren zulassen, ohne daß die Tieftempe-
Die kinematische Anfangsviskosität eines Esters raturviskosität bei —40° C über 10 000 CSt anwächst,
aus technischem Pentaerythrit und diesem Säure- Überschreitet man jedoch die 60 %-Grenze für diese
gemisch beträgt bei —400C 8425 cSt und bei 1000C Säuren, so neigen die Ester unabhängig vom ver-5,10
cSt. wendeten Pentaerythrit zur Kristallisation. Es stellte
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Ester 55 sich heraus, daß eine derartige Grenze bei jeder Art
mischt man zunächst 1 Mol Pentaerythrit mit min- Pentaerythrit einen besonders kritischen Faktor hindestens
4 Mol eines Gemisches der gewünschten. sichtlich der Fließeigenscbaften der Pentaerythritmolaren
Zusammensetzung aus zwei bis sechs Fett- mischester darstellt.
säuren mit 5 bis 9 Kohlenstoffatomen, wobei man das Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der
Säuregemisch, wie bereits erwähnt, vorzugsweise in 60 Erfindung; in ihnen beziehen sich, soweit nicht anderes
5- bis 10%igem stöchiometrischem Überschuß an- angegeben, alle Teile- und Prozentangaben auf das
wendet. Die Veresterung geschieht durch 6- bis Gewicht.
lOstündiges Erhitzen des flüssigen Gemisches unter .
lOstündiges Erhitzen des flüssigen Gemisches unter .
Rückfluß auf etwa 135 bis 232° C. Dabei werden die B e 1 s ρ ί e 1 1
Methylolgruppen des Pentaerythrits durch die Säuren 65 In ein mit Thermometer, Rührer und Kühler ausunter
Freiwerden von 4 Mol Wasser je Mol Penta- gestattetes Reaktionsgefäß wurden 272,3 Teile (2,0 Mol)
erythrit. verestert, nach dessen Abspaltung die Ver- Pentaerythrit und ein Gemisch aus 629,1 Teilen (6,16
estemng beendet ist. Um dieses Reaktionswasser, Mol) handelsüblicher. Isopentansäure (mit einem.
§ 6
Gehalt an 65 Gewichtsprozent n-Valeriansäure und sauber und frei von Korrosion, Abnutzung oder
35 Gewichtsprozent 2-Methyl- und 3-Methylbutter- Sprüngen waren.
säure) und 417,7 Teilen (2,64 Mol) Pelargonsäure ein- .
gebracht. Das Säuregemisoh enthielt dabei 24,5 Mol- Beispiel 2 ■
prozent 2-Methyl- und 3-Methylbuttersäure, 45,5 Mol- 5 In gleicher Art und mit gleicher Apparatur wie im
prozent n-Valeriansäure und 30 Molprozent Pelargon- Beispiel 1 wurden 272,3 Teile (2 Mol) technisches
säure. Die mittlere Kohleristoffzahl betrug 6,2, der Pentaerythrit mit einem Gemisch aus 584*2 Teilen
Anteil an C9-Säuren 43,5 % und an verzweigtkettigen (5,72 Mol) handelsüblicher Isopentansäure (mit einem
Säuren 19,8%. Gehalt an 65% n-Valeriansäure und 35 Gewichts-
Das Reaktionsgefäß wurde nach dem Verschließen io prozent 2-Methyl- und 3-Methylbuttersäure) und
bei Normaldruck mit Stickstoff durchgespült und 487,4 Teilen (3,08 Mol) Pelargonsäure gemischt. Diese
dann 7 bis 9 Stunden unter Rühren auf etwa 150 bis Mischung enthielt somit 22,75 Molprozent 2-Methyl-
2320C erhitzt, bis etwa 144 Teile Wasser abdestilliert und 3-Methylbuttersäure, 42,25 Molprozent n-Va-
waren und somit praktisch vollständige Veresterung lerian- und 35 Molprozent Pelargonsäure, wobei die
stattgefunden hatte. 15 mittlere Koblenstoffzahl 6,4, der Anteil an C9-Säuren
Danach wurde die überschüssige Säure in Stickstoff- 49,3 % und an verzweigtkettigen Säuren 17,8 % betrug,
atmosphäre im Vakuum bei etwa 3 mm und 20O0C Das Reaktionsgemisch wurde so lange erhitzt, bis
abdestilliert. Das zurückbleibende flüssige Reaktions- insgesamt 144 Teile Wasser abdestilliert waren,
gemisch wurde auf 7O0C abgekühlt, mit verdünnter Das klare Reaktionsprodukt wurde in oben be*
Alkalilauge behandelt, mit Wasser gewaschen, mit »o schriebener Weise gereinigt. Seine Viskosität wurde
1 Gewichtsprozent Aktivkohle verrührt, bei 110° C/ bei den angegebenen Temperaturen mit folgenden
3mm etwa 1 Stunde getrocknet und schließlich Ergebnissengemessen:
filtriert, wobei eine klare, strohfarbene Flüssigkeit u · IQO0C 523cSt
erhalten wurde. bei _40oC [['////_][]]][[]] 842s'cSt
Die Analyse des Produktes ergab die folgenden
Eigenschaften: B e i s ρ i e 1 3
Spezifische Dichte (ASTM D-1298) In gleicher Weise und mit gleicher Apparatur wie
bei 20/200C 0,995 bis 1,000 im Beispiel 1 würde technisches Pentaerythrit mit
Farbe (ASTM 1500) 1,0 30 einem 10%igen stöchiometrischen Überschuß eines
Neutralisationszahl (ASTM D-664) 0,15 maximal Gemisches aus 20 Molprozent Isopentansäure, ent-
Hydroxylzahl 10,0 maximal sprechend ungefähr 13 Molprozent n-Valeriansäure
Verseif ungszahl 410 ± 10 und 7 Mölprozent Methylbuttersäure, und 80 Mol-Wassergehalt
in % prozent eines Gemisches etwa folgender Zusammen-
(mit Karl-Fischer-Reagens) 0,05 35 setzung umgesetzt:
Molprozent
Proben des Produkts wurden hinsichtlich spezieller n-Valeriansäure 3,0 bis 5,0 :
Eigenschaften mit folgenden Ergebnissen untersucht: Capronsäure 21,9 bis 24,7
Heptansäure 30,9 bis 32,2
Kinematische Viskosität in cSt 40 Caprylsäure 5,6 bis 8,1
(ASTM D-445) Pelargonsäure 12,5 bis 16,0
bei 1000C 5,0 bis 5,2 ^, ^ ... „ , . . , _, ,,
bei _4o°c 8200 Dieses Gemisch besaß also eine mittlere Kohlen-Flammpunkt
(ASTM D-92)"'.'.'.'.'.'.'.'. 249° C 5ΐ0ΰζ~ψοΙΤ 6'5f dnen AnteU ^ °-8' ™ί .C""Säuren
Brennpunkt (ASTM D-92) 280°C 45 ^f01 24JL8 V *""* f Je™f igtkettigen Sauren von
Stockpunkt (ASTM D-97) unter -54°C 5'3 /* ,Dle ^nematische Anfangsviskositat des Misch-
^ v esters betrug nach seiner Reinigung
SOD-Bleikorrosionstest, mg/cm2 ,. n r «m^t
Gewichtsverlust (mit 0,5 % Pheno- ?ei 1JJj0J; 709« ς
thiazin nach einer Stunde bei 168 ° C) 0,16 maximal 50 *~
Diese Zahlen zeigen, daß dieser Ester den der- Beispiel 4
zeitigen Anforderungen für Düsentriebwerke genügt. In gleicher Weise und mit gleicher Apparatur wie
Ein Schmiermittelansatz hauptsächlich aus dem im Beispiel 1 wurden andere Esteransätze aus Penta-Ester
gemäß Beispiel 1 wurde in einem Pratt-Whitney- 55 erythrit und Säuren wechselnden molaren Mischungs-JT-3
D-Versuchsmotor einem 150-Stunden-Test ge- Verhältnissen hergestellt. In der Tabelle I sind Ester
maß der Norm »Pratt-Whitney Type II Lubricating aus einer Pentaerythritsorte mit einem Gehalt an
Oil Specification for Aircraft Turbine Engines« unter- 98,5 % Monopentaerythrit und 1,5 % Dipentaerythrit
worfen. Nach dieser Norm gibt man die Schmiermittel- und in Tabelle II solche aus technischem Pentaerythrit
probe in den Motor und läßt ihn 5 bis 10 Stunden 60 aufgeführt. Die Tabellen enthalten die Säureanteile in
lang oberhalb 3160C bei einem Schub von 9070 kg Molprozent und die ihnen entsprechenden anteiligen
laufen und untersucht das Schmiermittel periodisch Kohlenstoffzahlen (»C-Anteil«), die mittlere Kohlenauf
thermische und oxydative Stabilität. stoffzahl des Säuregemisches als Summe der anteili-
Nach Testbeendigung ergab sich, daß das Schmier- gen Kohlenstoffzahlen und ihre prozentuale Vertei-
mittel annehmbare Standardwerte zeigte, also be- 65 lung auf einerseits die C8- und C9-Carbonsäuren
friedigende thermische und oxydative Stabilität auf- und andererseits die verzweigtkettigen Säuren sowie
wies, und daß die Lager und andere mit dem Schmier- die kinematischen Anfangsviskositäten der Ester bei
mittel in Berührung befindliche metallische Teile 100° C und-4O0C.
Beispiel
Caprylsäure(C8)
Molprozent
Molprozent
C-Anteü
Pelargonsäure (C9)
Molprozent
C-Anteil
n-Valeriansäure (C6)
Molprozent
C-Anteil 2-Methylpentansäure
(C6)
Molprozent C-Anteil
Mittlere
C-ZaM
C-ZaM
Anteil an
C8+C,
C8+C,
Anteil an verzweigtkettigen Säuren
Viskosität
bei 1000C
bzw. -400C"
(cSt)
25
25
25
25
25
25
25
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
15
25
20
25
25
20
25
1,35 2,25 1,80 2,25
45
40 5
2,25
2,0 0,25
15 50
15 45 0,90
3,0
0,9
2,7
3,0
0,9
2,7
6,5
7,25
6,7
7,2
7,25
6,7
7,2
51,5
58,6
56,7
59,0
58,6
56,7
59,0
13,85 41,4 13,4 37,5
4,58/6180 4,96/9940 4,76/6800 5,00/9375
8 | Capryl- | C-Anteil | Pelargon- | C-Anteil | n-Valerian- | C-Anteü | Methylbutter. | C-Anteil | 2-Methylpen- | C-Anteil | Mittlere | Anfall | Anteil | V ΙοηΛ/MlaL beil00°C |
|
Bei | 9 | säure (C8) | säure(C8) . | säure(C5) | säure (C5) | tansäure (C6) | C-Zahl | an | an ver zweigt" |
bzw. -4O0C | |||||
spiel | 10 | Mol | 2,0 | Mol | 1,35 | Mol | 2,25 | Mol | _ | Mol | 0,9 | C8H-C9 | kettigen | , (cSt) . | |
11 | pro | 1,6 | pro | 1,8 | pro | 1,5 | pro | — | pro | 1,8 | Säuren | ||||
* | 12 | zent | 3,2· | zent | — | zent | 0,9 | zent | 0,525 | zent | 1,8 | 6,5 | (%) | (%) | .5,04/8190 ' |
13 | 25 | 1,6 | 15 | 1,8 | 45 | 0,9 | ·_ | 0,525 | 15 | 1,8 | 6,7 | 51,5 | 13,85 | 5,12/8890- | |
Ί4 | 20 | — | 20 | -3,15 | 30 | 2,236 | " — | 1,014 | 30 | — | 6,5 | 50,8 | 26,9 | 4,98/9120 | |
40: | 2,4 | — | 1,8 | 19,5 | — | 10,5 | — | 30 | 3,0 | 6,7 | 49,3 | 35,8 | 5,13/9130 | ||
20 | 20 | 2,7 | 19,5 | 3,5 | 10,5 | — | 30 | — | 6,4 | 50,3 | 34,8 - | 5,08/7735 ' | |||
— | 35 | 44,72 | 20,28 | — | 7,2 | 49,3 | 15,8^ | 5,32/11400 | |||||||
30 | 20 | — | — | 50 | 6,2~ | 58,3 | 41,7, | 4,87/6350 | |||||||
30 | 70 | — | 43,5 | 0 | |||||||||||
Wie sich aus den Tabellen ergibt, läßt sich aus der
mittleren Kohlenstoffzahl des bei der Veresterung verwendeten Säuregemisches als solcher nicht auf die
Viskosität bei hoher oder niedriger Temperatur schließen. So liegt beispielsweise die mittlere Kohlenstoffzahl
im Beispiel 9 bei 6,7 und im Beispiel 10 bei 6,5, während der Wert für die Tieftemperaturviskosität
jedoch überraschenderweise beim Beispiel 10 höher als beim Beispiel 9 liegt.
Es wurde gefunden, daß die Reaktionsbedingungen mit der Art der verwendeten Fettsäuren in Übereinstimmung
gebracht werden müssen, da sonst die Ester eine kinematische Anfangsviskosität bei -4O0C von
über 13 000 cSt erhalten und womöglich sogar zu kristallisieren beginnen. Selbst wenn die Ester nicht
ihre gesamte Schmierfähigkeit bei mäßig niedriger Temperatur verlieren, sind sie doch im Bereich von
—400C und darunter unbrauchbar. Beispielsweise
wurde ein Ester aus Pentaerythrit und einem Gemisch aus 35 Molprozent Caprylsäure, 15 Molprozent Pelargonsäure
und 50 Molprozent n-Valeriansäure hergestellt, dessen mittlere Kohlenstoffzahl 6,65 betrug, der
Anteil an C8+C9-Säuren jedoch 62,4 % ausmachte.
Dieser Ester kristallisierte bei —40° C. Ein weiterer Pentaerythritester, der aus einem Gemisch aus 3Ö Molprozent
Pelargon- und 70 Molprozent 2-Methylpentansäure hergestellt wurde, besaß eine mittlere
Kohlenstoffzahl von 6,9 mit einem Anteil an verzweigtkettiger Säure von 56,5%· Seine kinematische Anfangsviskosität
bei —400C betrug 14 52OcSt. Man
kann aber viele solche Ester, die als solche wegen zu hoher Viskosität oder wegen Feststoffbildung bei
—400C ungeeignet sind, mit den erfindungsgemäß
hergestellten Estern verschneiden und erhält dann als Schmiermittel für Flugzeugmotoren brauchbare
Produkte, sofern sich die Säureanteile innerhalb der erfindungsgemäßen Grenzen hält.
Die erfindungsgemäßen Ester vertragen sich mit den üblichen Schmiermittelzusätzen, die man ihnen
je nach Art der gewünschten Zusatzeigenschaft in geringen Mengen als Alterungsschutzmittel, Stabilisatoren,
Korrosionshemmstoffe, Detergentien od. dgl. zusetzen kann. Durch diese Zusätze erhöht sich, im
allgemeinen die kinematische Viskosität der. Ester, was man bei der Auswahl der Ester berücksichtigen
muß. Die erfindungsgemäßen Ester besitzen sowohl eine ausgezeichnete Lagerfähigkeit als auch chemische
Stabilität im Betrieb.
Claims (3)
1. .Verfahren zur Herstellung von als Hocbleistungsschmiermittel
dienenden Veresterungsprodukten des Pentaerythrits mit Gemischen gesättigter
Fettsäuren, dadurch gekennzeichnet,
daß man 1 Mol Pentaerythrit mit mindestens 4 Mol eines Fettsäuregemisches, das aus zwei bis sechs
Fettsäuren mit 5 bis 9 Kohlenstoffatomen mit einer mittleren Kohlenstoffzahl zwischen 6,0 und 7,25,
zu maximal 60°/0 aus geradkettigen Fettsäuren mit 8 und 9 Kohlenstoffatomen und zu maximal
45% aus verzweigtkettigen Fettsäuren besteht, in üblicher Weise verestert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Veresterung unter Rückfluß
in Gegenwart eines Schleppmittels für Wasser, vorzugsweise Benzol oder Toluol, durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Veresterung mit
einem 5 bis 10%igen Überschuß an Fettsäure über den Alkohol durchführt.
In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 961406.
«09 629/1459 10.68 © Bundesdruckerei Berlin
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