DE1443812C - Process for the manufacture of lubricating oil additives - Google Patents
Process for the manufacture of lubricating oil additivesInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Zusatzstoffen für Schmieröle, welche als Dispergiermittel, Inhibitoren und Antioxydantien wirken und einen hohen Alkalitätsgrad aufweisen. Diese Zusatzstoffe verleihen den Schmierölen einige sehr vorteilhafte Eigenschaften, indem sie insbesondere bei hohen Temperaturen die Lackbildung und bei niedrigen Temperaturen die Bildung von Schlammniederschlägen verhindern.The present invention relates to the production of additives for lubricating oils, which are used as dispersants, Inhibitors and antioxidants work and have a high degree of alkalinity. These additives give the lubricating oils some very beneficial properties, especially at high Temperatures lead to the formation of varnish and, at low temperatures, the formation of sludge deposits impede.
Es ist bekannt, Schmierölzusätze mit hohem Alkalitätsgrad dadurch herzustellen, daß man eine basische Alkali- oder Erdalkaliverbindung in einer Lösung eines Alkali- oder Erdalkalisulfonats in einem öl als Verdünnungsmittel dispergiert und bei erhöhter Temperatur in Gegenwart eines Beschleunigers Kohlendioxyd durch die Lösung leitet, wodurch die von der Lösung aufgenommene Menge an Alkali oder Erdalkali gesteigert und dadurch die Alkalität des Zusatzstoffes erhöht wird. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der französischen Patentschrift 1267 818 beschrieben.It is known to produce lubricating oil additives with a high degree of alkalinity by having a basic alkali or alkaline earth compound in a solution of an alkali or alkaline earth metal sulfonate in one oil dispersed as a diluent and carbon dioxide at an elevated temperature in the presence of an accelerator passes through the solution, thereby reducing the amount of alkali or alkaline earth metal absorbed by the solution and thereby the alkalinity of the additive is increased. One such method is, for example described in French patent specification 1267 818.
Die vorgenannten Ergebnisse können nun durch das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich verbessert werden.The aforementioned results can now be significantly improved by the method according to the invention will.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Schmierölzusätzen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine öllösung eines Erdölalkali- oder -erdalkalimetallsulfonats mit einem Molekulargewicht von 450 bis 500 oder eines Alkylarylalkali- oder -erdalkalimetallsulfonats mit einem Molekulargewicht von 400 bis 500 (jeweils als Natriumsulfonat ausgedrückt) und eines Aminoalkylphenole (5 bis 85 Gewichtsprozent bezogen auf Metallsulfonat) der allgemeinen FormelThe invention relates to a process for the production of lubricating oil additives, which is characterized is that an oil solution of an alkaline or alkaline earth metal sulfonate with a molecular weight from 450 to 500 or an alkylaryl alkali or alkaline earth metal sulfonate of molecular weight from 400 to 500 (each expressed as sodium sulfonate) and an aminoalkylphenols (5 to 85 percent by weight based on metal sulfonate) of the general formula
R — Ar(OH) — CH(R1) — NH — R2 R - Ar (OH) - CH (R 1 ) - NH - R 2
in der R ein Alkylrest mit 2 bis 24 Kohlenstoffatomen, ίο Ar ein aromatischer Rest, R1 ein Wasserstoffatom oder ein Alkylrest und R2 ein Alkylrest ist, oder eines Aminoalkylphenole der gleichen Formel, in der jedoch R2 ein Rest der Formelin which R is an alkyl radical with 2 to 24 carbon atoms, ίο Ar an aromatic radical, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl radical and R 2 is an alkyl radical, or an aminoalkylphenol of the same formula, but in which R 2 is a radical of the formula
_ (R3 _ NH)71CH(R1) — Ar — (OH) — R_ (R3_NH) 71 CH (R 1 ) - Ar - (OH) - R
ist, in der R3 ein Alkylenrest und η eine Zahl von mindestens 1 ist, unter Durchleiten von Kohlendioxyd mit einem Oxyd, Hydroxyd oder hydratisiertem Hydro-is, in which R 3 is an alkylene radical and η is a number of at least 1, while passing through carbon dioxide with an oxide, hydroxide or hydrated hydro-
ao xyd eines Alkali- oder Erdalkalimetalls unter lebhaftem Rühren versetzt, wobei man eine Temperatur
oberhalb von 100° C einhält, und anschließend die Umsetzungsmischung filtriert.
Die bevorzugten Aminoalkylphenole werden durchao xyd of an alkali or alkaline earth metal is added with vigorous stirring, a temperature above 100 ° C. being maintained, and the reaction mixture is then filtered.
The preferred aminoalkylphenols are by
as Kondensation eines Alkylphenols mit Formaldehyd und einem Di- oder Polyamin im Verhältnis von 2 Mol Alkylphenol zu 2 Mol Formaldehyd und 1 Mol Amin hergestellt, wobei ein Aminoalkylphenol der Formelas condensation of an alkylphenol with formaldehyde and a di- or polyamine in the ratio of 2 moles of alkylphenol to 2 moles of formaldehyde and 1 mole of amine prepared, wherein an aminoalkylphenol of the formula
R — Ar(OH) — CH2 — NH — (R3 — NH)n — CH2 — Ar(OH) — RR - Ar (OH) - CH 2 - NH - (R 3 - NH) n - CH 2 - Ar (OH) - R
erhalten wird. Die Kondensationsreaktion, welche in Gegenwart oder Abwesenheit eines organischen Lösungsmittels durchgeführt werden kann, erfolgt lediglich dadurch, daß man die Reaktionsteilnehmer einige Stunden unter Rühren erhitzt.is obtained. The condensation reaction which occurs in the presence or absence of an organic solvent can be carried out, is done only by having some of the reactants Heated for hours with stirring.
Das Metall des Metallsulfonats kann das gleiche oder ein anderes als das der basischen Metallverbindung sein.The metal of the metal sulfonate may be the same or different from that of the basic metal compound.
Die verwendete Menge Aminoalkylphenol kann vorzugsweise 10 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das Metallsulfonat in der Ausgangslösung, betragen.The amount of aminoalkylphenol used can preferably be 10 to 40 percent by weight based on the metal sulfonate in the starting solution.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Lösung des Metallsulfonats (neutral oder leicht basisch) und des Aminoalkylphenole in öl unter Durchleiten von Kohlendioxyd mit der basischen Metallverbindung kontinuierlich versetzt, wobei in der Lösung eine Temperatur von über 100° C und vorzugsweise zwischen 110 und 140° C eingehalten wird. Durch das eingeleitete Kohlendioxyd wird in situ ein kolloidales Carbonat gebildet, welches einen Komplex mit dem Sulfonat bildet. Der Zusatz erfolgt unter lebhaftem Rühren der. Lösung, was beispielsweise mittels eines Turborührers geschehen kann. Das Reaktionsprodukt wird dann über ein Filtrierhilfsmittel filtriert.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, a solution of the Metal sulfonate (neutral or slightly basic) and the aminoalkylphenols in oil while passing through Carbon dioxide mixed with the basic metal compound continuously, with one in the solution Temperature of over 100 ° C and preferably between 110 and 140 ° C is maintained. By the Introduced carbon dioxide is formed in situ a colloidal carbonate, which a complex with the Forms sulfonate. The addition takes place with vigorous stirring of the. Solution, for example by means of a Turbo stirrer can happen. The reaction product is then filtered through a filter aid.
Auf diese Weise werden Zusatzstoffe erhalten, deren Alkalität über 200 und deren Molverhältnis zwischen Metall und Sulfonat im Bereich von 2 bis 15 liegen kann.In this way, additives are obtained whose alkalinity is above 200 and whose molar ratio is between Metal and sulfonate can range from 2-15.
Das erfindungsgemäße Produkt wird in Schmiermitteln, vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 30 Gewichtsprozent und insbesondere von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Schmiermittel, verwendet.The product according to the invention is used in lubricants, preferably in amounts from 0.001 to 30 percent by weight and in particular from 0.5 to 10 percent by weight, based on the lubricant, used.
Ein erfindungsgemäßer Schmieröl-Zusatzstoff B
wurde folgendermaßen hergestellt:A lubricating oil additive B according to the invention
was made as follows:
a) Herstellung des Aminoalkylphenolea) Production of the aminoalkylphenols
In ein Reaktionsgefäß wurden 2 Mol Nonylphenol (440 g), 2 Mol Formaldehyd, 30%iges Formaldehydlösung, (200 g) und 1 Mol Äthylendiamin mit einem Reinheitsgrad von 69,5 °/0 (87 g) gegeben. Diese Mischung wurde mit 20 Gewichtsprozent Isopropylalkohol, bezogen auf die Gesamtmenge der drei obengenannten Bestandteile, versetzt. Die Reaktionsmischung wurde erstunden unter Rühren zum Alkoholrückfluß (83 bis 840C) erhitzt. Dann wurde das Produkt in heißem Zustand zweimal mit 100 g Wasser in einem Dekantierkolben gewaschen und anschließend zur Entfernung der letzten Alkohol- und Wasserspuren in einem Stickstoffstrom auf 1100C erhitzt. Hierbei wurde eine Ausbeute von 95 °/0 als Aminonpnylphenol mit der Formel2 mol of nonylphenol (440 g), 2 mol of formaldehyde, 30% formaldehyde solution (200 g) and 1 mol of ethylenediamine with a purity of 69.5 ° / 0 (87 g) were placed in a reaction vessel. This mixture was mixed with 20 percent by weight isopropyl alcohol, based on the total amount of the three above-mentioned ingredients. The reaction mixture was heated signings (83-84 0 C) with stirring for Alkoholrückfluß. The hot product was then washed twice with 100 g of water in a decanting flask and then heated to 110 ° C. in a stream of nitrogen to remove the last traces of alcohol and water. In this case, a yield of 95 ° / 0 Aminonpnylphenol as having the formula
C9H19 — C6H3(OH) — CH2 — NH(CHj)8NH — CH2 — C6H3(OH) — C9H19 C 9 H 19 - C 6 H 3 (OH) - CH 2 - NH (CHj) 8 NH - CH 2 - C 6 H 3 (OH) - C 9 H 19
erhalten.receive.
b) Herstellung des erfindungsgemäßen Schmierölzusatzes b) Production of the lubricating oil additive according to the invention
1 kg einer 26°/oigen Lösung eines synthetischen Calciumalkylarylsulfonats (mit einem Verhältnis Ca zu Sulfonat von 1,4, einer Alkalität von 11 und einem Molekulargewicht von 890, entsprechend 448, bezogen auf Natriumsulfonat) in einem Mineralöl (Viskositätsindex 103, Viskosität 21,1 cSt bei 500C) wurde mit 100 g Aminononylphenol (für Zusatzstoff B) bzw. 100 g Nonylphenol (Zusatzstoff Bl gemäß Stand1 kg of a 26% solution of a synthetic calcium alkylarylsulfonate (with a Ca to sulfonate ratio of 1.4, an alkalinity of 11 and a molecular weight of 890, corresponding to 448, based on sodium sulfonate) in a mineral oil (viscosity index 103, viscosity 21, 1 cSt at 50 0 C) was charged with 100 g Aminononylphenol (for additive B) and 100 g of nonylphenol (Bl additive according to the prior
der Technik zum Vergleich) versetzt und dann unter Einhaltung einer Temperatur von 125° C nach und nach 550 g Bariumoxyd-octahydrat zugesetzt, wobei gleichzeitig Vj2 Stunden lang Kohlendioxyd mit einer Geschwindigkeit von 221I2 Stunden eingeleitet wurde. Die Reaktionsmischung wurde in heißem Zustand und unter Vakuum über einem Filtrierhilfsmittel filtriert wobei Produkte mit den folgenden Eigenschaften erhalten wurden: technology for comparison) and then, while maintaining a temperature of 125 ° C., 550 g of barium oxide octahydrate were gradually added, with carbon dioxide being introduced at the same time for 2 hours at a rate of 22 1 I 2 hours. The reaction mixture was filtered while hot and under vacuum through a filter aid to give products with the following properties:
B bzw. BlB or Bl
Ba 14,2 GewichtsprozentBa 14.2 percent by weight
Ca 1,1 GewichtsprozentApprox. 1.1 percent by weight
CO2 4,62 Gewichtsprozent »5CO 2 4.62 percent by weight »5
Niederschlag SpurenPrecipitation traces
Alkalität 150 .Alkalinity 150.
10 Mittlerer spezifischer Verbrauch ... 200 g/PS/Std. 10 Average specific consumption ... 200 g / PS / hour.
Leistung 4,87PS Power 4.87PS
Testdauer 120 Stunden Test duration 120 hours
Verwendeter Brennstoff GasölThe fuel used is gas oil
mit einemwith a
SchwefelgehaltSulfur content
vonl·/.froml · /.
Kühlmittel Paraffin Paraffin coolant
Temperatur des Kühlmittels:
Einlaß Coolant temperature:
Inlet
Auslaß Outlet
öltemperatur in der ölwanne oil temperature in the oil pan
783C
85°C
55°C78 3 C
85 ° C
55 ° C
Nach jedem Test wurde der Motor auseinandergenommen und der Grad der Verschmutzung nach der ; ao neuen »AnglamoU-Methode nach der folgenden Be-After each test, the engine was disassembled and the degree of contamination after ; ao new »AnglamoU method according to the following
Die Produkte B und Bl wurden auf diese Weise in wertungsskala beurteilt:
Form von Lösungen in öl mit einem Gehalt von
40 Gewichtsprozent aktivem Produkt erhalten.The products B and Bl were assessed in this way on the rating scale:
Form of solutions in oil containing
40 weight percent active product obtained.
c) Herstellung der aschfreien Dispergiermittel A 1 und A 3c) Production of the ashless dispersants A 1 and A 3
Zur Herstellung einer Verbindung A1 wurden 100 Teile eines Polybutene mit einem Molekulargewicht von 1200 8 Stunden lang bei 22O0C mit 15 Teilen P2S5 behandelt. Das erhaltene Produkt wurde in 100 Teilen öl gelöst.For preparing a compound A1 100 parts of a polybutene having a molecular weight of 1200 for 8 hours were treated 2 S 5 at 22O 0 C with 15 parts of P. The product obtained was dissolved in 100 parts of oil.
Nach einer Dampfbehandlung bei 160° C wurden bei 16O0C irn^ Verlauf von 5 Stunden in Gegenwart von 1 °/o BF3-Äther-Komplex 5 Mol Äthylenoxyd pro Mol phosphorsulfuriertem Kohlenwasserstoff zugegeben.Following a steam treatment at 160 ° C were irn C ^ course of 5 hours in the presence of 1 ° / o BF 3 -ether complex 5 moles of ethylene oxide added per mole phosphorsulfuriertem hydrocarbon at 16O 0th
Zur Herstellung einer Verbindung A 3 wurde 1 Mol eines Polybutens mit einem Molekulargewicht von 900 mit etwa 1 Mol Maleinsäureanhydrid zur Reaktion gebracht. Das entstandene Produkt wurde in einer Lösung von 50°/0 Xylol gelöst und dann unter Einhalten einer Temperatur von 1500C nach und nach 1 Mol Tetraäthylenpentamin zugesetzt. Das Reaktionswasser wurde durch Abziehen des Xylollösungsmittels azeotrop entfernt. .To prepare a compound A3, 1 mole of a polybutene having a molecular weight of 900 was reacted with about 1 mole of maleic anhydride. The resulting product was dissolved in a solution of 50 ° / 0 xylene and then added with maintaining a temperature of 150 0 C gradually 1 mole of tetraethylene pentamine. The water of reaction was removed azeotropically by stripping off the xylene solvent. .
d) Anwendungstechnischer Fortschritt der erfindungsgemäßen Schmierölzusätze .d) Application progress of the invention Lubricating oil additives.
Die besonders interessanten Eigenschaften von Schmiermitteln mit den erfindungsgemäßen Zusätzen
zum Schmieren von Dieselmotoren gehen aus den in »Petter Anglamol AV-I«-Motortesten erhaltenen Ergebnissen
hervor. Diese Teste wurden nach einem im »Journal of the Institute of Petroleum«, September 1953,
beschriebenen Verfahren wie folgt durchgeführt:
Gesamtbeurteilung mit positiver Bewertung von
0 bis 100, bestehend aus den folgenden Einzelbewertungen: The particularly interesting properties of lubricants with the additives according to the invention for lubricating diesel engines emerge from the results obtained in "Petter Anglamol AV-I" engine tests. These tests were carried out according to a procedure described in the Journal of the Institute of Petroleum, September 1953, as follows: Overall assessment with a positive rating of
0 to 100, consisting of the following individual ratings:
Reinheitsgrad der Kolbenringe 0 bis 35Purity level of the piston rings 0 to 35
Zustand der Kolbenmäntel nach demCondition of the piston skirts after
Waschen 0 bis 30Wash 0 to 30
Ablagerungen auf den Gesamtteilen .'... 0 bis 10Deposits on the entire parts .'... 0 to 10
Schlammablagerungen auf den
Abstreifringen 0 bis 10Sludge deposits on the
Wiper rings 0 to 10
Verkratzungen der Kolbenkronenfläche 0 bis 5Scratches on the piston crown surface 0 to 5
Durchschnittlicher Zustand der Kolbenringflächen 0 bis 10 Average condition of the piston ring surfaces 0 to 10
0 bis 1000 to 100
Beurteilung der Ablagerungen mit positiverAssessment of the deposits with positive
Bewertung von 0 bis 60, bestehend aus denRating from 0 to 60, consisting of the
folgenden Einzelbewertungen:the following individual ratings:
Zustand des Kolbenmantels nach dem
Waschen .. 0 bis 30Condition of the piston skirt after
Washing .. 0 to 30
Ablagerungen auf den Gesamtteilen ..... 0 bis 10 Ablagerungen auf den Abstreifringen 0 bis 10Deposits on the entire parts ..... 0 to 10 deposits on the scraper rings 0 to 10
Durchschnittlicher Zustand der Kolbenringflächen 0 bis 10 Average condition of the piston ring surfaces 0 to 10
0 bis 600 to 60
Kennzahlen des MotorsEngine key figures
Bohrung. 80 mmDrilling. 80 mm
Hub HO mmStroke HO mm
Hubraum 550 cm3 Displacement 550 cm 3
Nenndrehzahl 1500 U/minNominal speed 1500 rpm
Eine Bewertung von 0 bedeutet hierbei den Höchstgrad an Verschmutzung, der an dem zu beurteilenden Punkt eintreten kann, und die Höchstbewertung besagt, daß eine Oberfläche frei von allen Ablagerungen und Verschmutzungen ist. Bei diesen Testen wurden für die jeweilig verwendeten Schmiermittel die in der folgenden Tabelle wiedergegebenen Werte erhalten. A rating of 0 means the highest degree of pollution that is to be assessed This point can occur, and the maximum rating means that a surface is free of all deposits and pollution is. In these tests, the lubricants in values given in the following table were obtained.
Aus diesen Ergebnissen geht die Bedeutung der Schmiermittel mit Zusatz des erfindungsgemäßen Produkts, insbesondere in Mischung mit Verbindungen der Typen A 1 und A 3, hervor.The importance of the lubricants with the addition of the lubricant according to the invention emerges from these results Product, especially when mixed with compounds of types A 1 and A 3.
indexindex
Eigen»Own »
Viskositätviscosity
incStincSt
bei 98,8° Cat 98.8 ° C
:haften:be liable
Viskositätviscosity
incStincSt
bei 37,8° Gat 37.8 ° G
bei 15°C density
at 15 ° C
Ablagerungen
(Höchstwert 60)Assessment of the
Deposits
(Maximum value 60)
72
72
71
74
74
74
7371
72
72
71
74
74
74
73
11,2
11,2
11
11,6
10,3
10,3
11,411.1
11.2
11.2
11
11.6
10.3
10.3
11.4
131,5
131,5
128,6
137
113,6
113,6
133,3130.5
131.5
131.5
128.6
137
113.6
113.6
133.3
0,92
0,92
0,89
0,92
0,91
0,91
0,940.87
0.92
0.92
0.89
0.92
0.91
0.91
0.94
beurteilung
(Höchstwert 100)total
evaluation
(Maximum value 100)
45
47,7
42
51
52
55
5140
45
47.7
42
51
52
55
51
ölbase+ 3% Bl
ölbase+ 3% B
ölbase+ 3% Al...
Ölbase + 3·/, A 3
ölbase + 1,8 % BI und 1,2%
Al oil base (= mineral oil) alone ..
oil base + 3% Bl
oil base + 3% B
oil base + 3% Al ...
Oil base + 3 · /, A 3
oil base + 1.8% BI and 1.2%
Al
85
87
70
87
90
93,4
9160 -
85
87
70
87
90
93.4
91
Al Al
Claims (2)
Family
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