DE1594355A1 - Mit Wasser waschbares alkalisches Schmiermittel - Google Patents

Mit Wasser waschbares alkalisches Schmiermittel

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DE1594355A1 DE1966B0087601 DEB0087601A DE1594355A1 DE 1594355 A1 DE1594355 A1 DE 1594355A1 DE 1966B0087601 DE1966B0087601 DE 1966B0087601 DE B0087601 A DEB0087601 A DE B0087601A DE 1594355 A1 DE1594355 A1 DE 1594355A1
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Description

PATENTANWÄLTE
DR.-ING.VON KREiSLER DR.-ING. SCHÖNWALD
DR.-ING, TH. MEYER DR. FUES imi&6Gm&
- ■■ ■
KÖLN 1, DEICHMANNHAUS
Köln, den 5.6.1966 Fu/Ax
The British Petroleum Company Limited, Britannic House, Finsbury Circus, London/ E.C.2 (England).
Wasser waschbares alkalisches Schmiermittel
BIe Erfindung bezieht sich auf ein alkalisches Schmieröl, das ohne wesentlichen Verlust der Alkalität mit Wasser gewaschen werden kann, und die Herstellung von Zusatzstoffen fÜT'diese öle. .
In den letzten Jahren hat der Verbrauch von Ruckstandskraftstoffen für den Betrieb gewisser Verbrennungsmotoren, insbesondere von langsam laufenden Dieselmotoren, wie sie gewöhnlich für den Schiffsantrieb verwendet werden, stark zugenommen. Bie Verwendung dieser Kraftstoffe ist interessant wegen ihrer Kosten, die im Vergleich zu den Kosten von Destillattreibstoffen niedrig sind, Jedoch hat sich gezeigt, daß ihre Verwendung mit gewissen Problemen verbunden ist, zu denen u.a. ein Anstieg der Aeidität des Öls im Kurbelgehäuse gehört, wodurch die Korrosion der Kurbelwelle begünstigt wird. Es wird angenommen, daß dieser Nachteil darauf zurückzuführen ist, daß in den Rückstandstreibstoffen gewisse Materialien, insbesondere schwefelhaltige Materialien vorhanden sind, die bei der Verbrennung säure Produkte bilden, von denen einige ihren Weg in das Kurbelgehäuseöl finden.
09834/117 3
Während des Betriebs von langsam laufenden Schiffsdieselmotoren ist es üblich, das gebrauchte Kurbelgehäuseöl von der Pumpe durch ein Filter und einen Kühler zu führen und einen Teil des umlaufenden Öls einer Reinigung zu unterziehen. Die Reinigung besteht aus einer Waaserwäsche, die eine Koagulierung von unlöslichen Stoffen (z.B. Kohlenstoff) bewirkt,-die sich durch anschließendes Zentrifugieren leichter entfernen lassen. Es ist übliehr sich dieser Wäsche zur Verringerung der durch Mineralsäuren bedingten Acidität des Öls zu bedienen, aber diese Methode ist nicht immer sehr zufriedenstellend.
Eine weitere Methode zur lösung des Problems der Acidität des Öls ist die Zugabe von alkalisch reagierenden Zusätzen zum Öl, aber im allgemeinen haben die Zusätze, mit denen zufriedenstellende Neutralisation der aus dem Zylinder in das Öl gelangenden Materialien erzielt wird, den Nachteil, daß sie durch die vorstehend genannte Wasserwäsche zu leicht aus dem Öl extrahiert werden. Beispiele solcher Zusatzstoffe sind gewisse Amine und gewisse überbasisohe Calciumphenolate und -sulfonate.
Bei. den meisten großen Schiffsdieselmotoren dient das Kurbelgehäuseöl gleichzeitig zur Kolbenkühlung, wobei es Kolbentemperaturen im Bereich von 180 bis 200° G ausgesetzt sein kann. Bei vielen Schiffen dient das gleiche Öl außerdem zur Gesamtschmierung von Hilfsdieselmotoren mit Hohlkolben und mittlerer Drehzahl. Für diese beiden Anwendungen ware eine Verbesserung der Oxydationsbeständigkeit vorteilhaft.
Es wurde nun gefunden, daß eine bestimmte Verbindung das Problem der Acidität des Schmieröls, in langsam laufenden Motoren löst und sich durch Waschen mit Wasser nicht leicht · aus dem Öl entfernen läßt. Außerdem verleihen die Zusatzstoffe 'den Schmieröl-Grundölen höhere Oxydationsbeständigkeit, so daß sie sich besser für beide Typen von Dieselmotoren eignen.
909834/1173
Gegenstand der Erfindung ist ein Schmiermittel, das ein Schmieröi-Grundöl enthält, das mineralisch oder synthetisch sein kann lind dadurch gekennzeichnet ist, daß es in Mischung 0,01 bis 20 Gew«-^, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-#, bezogen auf das Gesamtschmiermittel, einer Verbindung der Bruttoformel (ECGO)6Zn,0 enthält, die als Best E einen Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Alkarylrest.mit bis zu 24 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise einen AlkyIrest mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen enthält und tetraedrisehe Struktur aufweist, bei der die vier Zinkatome an den Ecken, das Sauerstoff atom in der Mitte und die sechs Carboxylatgruppen · längs der Seiten angeordnet sind·.
Verbindungen dieses Typs können na oh einem weit ereil Aspekt der Erfindung durch Umsetzung- einee molaren Anteils Zinkoxyd mit 1,5 molaren Anteilen einer Säure der Formel EOOOH, worin E die genannte Bedeutung hat, und ftitfernuftg des gesamten, während der Eeaktion gebildeten Wassers hergestellt werden. Die Reaktion fdrd vorzugsweise durch Erhitzen mit einem azeotropen Mittel, ^fie Benzol oder ioluol, am Süekfluß durchgeführt. Überschüssiges Zinkoxyd kann bei der Reaktion verwendet werdÄn, wenn jedoch dae gebildete Wmeser entfernt wird* reagiert dieser Überschuß nicht und muß vom Produkt abfiltriert werden.
Die Reaktion kann wie folgt dargestellt werdent 6EC0BH + 4ZnO = (EGOO)6Zn4O + 5HgO
Es wird gedoch angenomm«a, daß die Reaktion in ßwei Stuf en: wie folgt verläuft« V
6RG00H + 4ZnO->3(ECOO)2Zn + ZnO + 3H2O 3(EGOO)2Zn +ZnO—-^(EGOO)6Zn4O
Als G-rundöl wird für' die erfin&ungsgemäßen Schmieröle gewöhnlich ein aus Erdöl erhaltenes raffiniertes Schmieröl verwendet, das beispielsweise eine Viskosität im Bereich von 3 bis 50 cS bei 99° G und einen Viskositätsindex im Bereich von 50 bis 110 hat.
909834/1173
Die Menge des Zusatzstoffs wird vorzugsweise so gewählt, daß das Schmiermittel eine Gesamtbasenzahl von 0,05 bis 100„ vorsisgsweiöe von 0,5 bis 100 mg KQH/g hat·
Das Schmiermittel kann mehrere Zinkverbindungen der genannten Art enthalten. Ebenso können mehrere Carbonsäuren für die Herstellung der" Verbindungen verwendet werden, so daß ein gegebenes Molekül des Produkts mehrere Typen von Öarlboxylatgruppen enthalten kann·
Ma Herstellung der Zinkverbindungen wird in den folgenden Beispielen beschrieben· In allen Fällen erfolgte di* Herstellung durch Erhitzen eines Gemisches von 4 Hol Zinkoxyd mit 6 Mol Carbonsäure in Toluol, Entfernung des während der Reaktion gebildeten Wassers und Filtration düs Reaktionsprodukte. Die bei der Herstellung der Verbindungen verwendeten Säuren sind in Tabelle 1 zusammen mit gewissen Kennzahlen der Produkte angegeben· Die Kennzahlen stimmten in allen Fällen mit den erwarteten Eigenschaften der Verbindungen überein*
Tabelle 1 uesamt~
basen- (
zahl		 Zn η 25 D
Verbin
dung .		 Verwendete Säure 383,1 22,8 1, 4577
A 2-Ithylhexansäure 325 19,1 1, 4629
B «Veraatio 9,11" + 363 21,4 1-f 4637
Q ' 3,5,5-Trimethylhexansäure 203 11,8 -
D Oleinsäure 432 23,9
B Öyalaheacylcarbonsäure 378 22,5 —
n-Qstan©äure
2-Jithylhexansäure - 50?ί . . molar 463
Orotonsäure - 50# molar
2-lthylhexansäure - 50?ί
molar 435
Pivalinsäure - 50?έ molar
+ Handelsübliche verzweigte tertiäre
27,2 1,4826 25,9 1,4555
-Carbonsäure·
Bei einem weiteren "Versuch, wurden 6 Mol der verzweigten tertiären CQ-O^-Carbonsäure "Versatic 9911" mit 8 Mol Zinkoxyd (d.h. mit einem molaren Überschuß von 100 $) umgesetzt. Die Reaktionateilnehmer wurden in Toluol am Rückfluß erhitzt, wobei das gebildete Wasser gleichzeitig entfernt wurde. Die der Säuremenge entsprechende theoretische Wässermenge wurde erhalten. Durch Filtration des Reaktionsproduktes wurde Ungefähr die Hälfte des ursprünglich verwendeten Zinkoxyds von einer Toluollösung von basischem "Zinkversatat-9,11" abgetrennt. Das Toluol wurde vom basischen Zinksalz abgedampft, dessen Gesamtbasenzahl 322,5 betrüge
Die Gesamtbasenzahl aller gemäß der Erfindung hergestellten Verbindungen lag dicht beim theoretischen Wert;, der aus der oben angegebenen Bruttoformel berechnet wurde»
Eine Anzahl von Schmiermitteln wurde gemäß der Erfindung unter Verwendung der Verbindungen A und B in raffinierten Grundölen aus Erdöl hergestellt. Die Schmiermittel sind in Tabelle 2 genannt, in der die Gewichtsanteile der Bestandteile sowie die Viskosität bei 99° G angegeben sind·
Tabelle 2
Schmiermittel P Q R S
öl SAE 30 (ti,-6.OS, Viskosität sfindex 79) ;. 99,5 99,65
Öl SAE 90 (i8,2öS,Viskositäts-
ihdex 90) 97,8
Flüssiges Paraffin (4cS, Viskosität sindex 110) . 98
Verbindung A 0,5 2,2 '
Verbindung B 0,35 2
Das Schmiermittel P hatte eine Gesamtbasenzahl von 2,0 mg EOH/g. Es bildet© keine stabilen Emulsionen mit Wasser und hatte nach zwei Wäschen mit 20 # destilliertem Wasser bei 60° 0 eine Gesamtbasenzahl von 1,7 mg KOH/g, .die als sehr gut angesehen wird.
.90.9*34/117.3.
- 6 - ■ ■ ■ ■ ·
Bas Schmiermittel 1 hatte eine Gesamtbasenzahl von1,38. Is wurde viel stärker mit Wasser gewaschen, nämlich mit dem 1Ofachen Volumen an destilliertem Wasser bei 70° CV Naöh einer Wässhe betrug die Gesamtbasenzahl 1,14 und nach zwei Wäschen Ο?9β5 d.h. 83 $ bzw, 70 $> des ursprünglichen Wertes. Bei einem handelsüblichen, mit Wasser waschbaren öl für Schiffsmotor en wurden beim gleichen üPest Werte von 44 % und 13 fo erhaltene
!in Terschleißyerhütiingstest wurde mit den Schmiermitteln Q und S mit dem Vierkugelgerät bei einer Belastung von 15 kg durchgeführt. Die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, daß die Siiikverb indungen die rerschleißmindernden Eigenschaften des femidöla verbessern^ " - -
Tabelle 3
Durchmesserverringerung nach 30 Min. 45 Min. 60 Min.
0,70 0,70 0,80
0,46 0,52 0,52
0,59 0,72 0,81
0,34 0,46 0,56
Srundöl SAE 90 Schmiermi11el Q
Flüssiges Paraffin Schmiermittel S
Die Oxydationsbeständigkeit des Schmiermittels P wurde nach einem Petter W1-Oxydationstest ermittelt (Standardmethode ITr. 175/64 des British Institute of Petroleum). Das Ergebnis war sehr gut, da der Lagerverlust insgesamt nur 5,9 mg betrug. Dies stellte eine erhebliche Verbesserung gegenüber den Y/erten"von 100 bis 500 mg für die Schmierölörundöle dar.
909834/1173.

Claims (1)

1894355
Fat entansprü c h e . .
Mit Wasser waschbares, ein Schmieröl-Grundöl enthaltendes alkalisches ucliniermittel, dadurch gekennzeichnet,dass es o,ol bis 2o Gew..-$, vorzugsweise o,l Ms 5GeW,*^, Bezogen auf dar> Gesarntschmiermittel, mindestens einer Verbindung der allr;ei.K:inen Formel (RCOO)gZn^0 enthält, in der R ein Alkyl»* Cyclofilkyl-, Aryl-, "Aralkyl- oder Alkarylrestmit bis zu 2'i Kohlenstoffatomen, vorzugsweise ein Älkylrest mit bis zu 13 Kohlenstoffatomen bedeutet.
Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Zinkverbindung enthält, die durch Umsetzung eines molaren Anteils Zinkoxyd mit 1,5 molaren Anteilen einer Säure der -Formel RCOOH, in der R die im Anspruch l· angegebene Be« deutung hat, vorzugsweise durch Erhitzen am Rückfluss, und Entfernung des bei der Reaktion gebildeten Wassers stellt worden ist. * '
■* $. Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch geköKnzeiataiefe, dass es als Grundöl ein aus Erdöl erhaltenes;rnCYinidrtefi Schmieröl mit einer Viskosität im Bereich von > fels ^o oß bei ° •und einem Viskositätsindex im Bereioh von 5o bis Ho
4. Schmiermittel naoh Anspruoh 1 bis 3, dadurch geketmzeiehnet, das3es eine Gesamtbasenzahl von o,o5 bis loo, vorÄtigswelse von o,5 bis loo mg KOK^g,aufweist.
sota34/it tu
BAD
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