DE1594357A1 - lubricant - Google Patents
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Description
DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUESDR.-ING. BY KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES
KÖLN 1, DEICHMANNHAUS 1594357COLOGNE 1, DEICHMANNHAUS 1594357
Köln, den 18.7.1966 fu/Ax/stCologne, July 18, 1966 fu / Ax / st
Britannic House, Finsbury Circus, London, E-,C.2 (England) Britannic House, Finsbury Circus, London, E-, C.2 (England)
Schmiermittellubricant
Die Erfindung bezieht sich auf Schmieröle, die Zusatzstoffe zur Verbesserung der verschleißmindernden Eigenschaften der öle enthalten.The invention relates to lubricating oils containing additives to improve wear-reducing properties the oils contain.
Es ist bekannt, Disulfide, z.B. Di-n-butyldisulfid, zur Verbesserung der Belastbarkeit von Sehmieröl-Grundölen zu verwenden. Mhere Angaben hierüber finden sich in einer Arbeit1in Journal of the Institute of Petroleum, Band 51» Nr. 497, Seite 145 - 161, Mai 1965.It is known that disulfides, for example di-n-butyl disulfide, can be used to improve the load-bearing capacity of sehmier oil base oils. More information on this can be found in a paper 1 in Journal of the Institute of Petroleum, Volume 51 »No. 497, Pages 145-161, May 1965.
Die Verwendung gewisser Esterdisulfide wurde ebenfalls in gewissen britischen Patentschriften, z.B. Hr. 714 497 und 748 404> beschrieben.The use of certain ester disulfides was also discussed in certain British patents, e.g. Mr. 714 497 and 748 404> described.
Es wurde nun gefunden, daß gewisse Esterdisulfide bei Verwendung in besonders niedrigen Konzentrationen in Gfrundölen eine überraschend starke Erhöhung, der Belastbarkeit von Schmierölen bewirken, und daß diese Erhöhung bei bestimmten Konzentrationen der Esterdisulfide besonders groß ist.It has now been found that certain ester disulfides when used in particularly low concentrations in base oils a surprisingly large increase in the resilience of The effect of lubricating oils is that this increase is particularly great at certain concentrations of the ester disulfides.
Gegenstand der Erfindung sind Schmiermittel ,auf Basis eines Schmieröls, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie inThe invention relates to lubricants based on a Lubricating oil, which are characterized in that they are in
909835/1230909835/1230
Lösung 0,1 - 10 mMol, vorzugsweise 0,5 - 5 mMol eines oder mehrerer Diesterdisulfide der allgemeinen FormelSolution 0.1-10 mmol, preferably 0.5-5 mmol of one or more diester disulfides of the general formula
worin die Reste R gesättigte Alkylreste mit 1-3 C-Atomen und die Reste R1 gesättigte Polymethylenreste mit 2 oder 3 C-Atomen sind, pro 100 g Grundöl enthalten.wherein the radicals R are saturated alkyl radicals having 1-3 C atoms and the radicals R1 are saturated polymethylene radicals with 2 or 3 carbon atoms, contain per 100 g of base oil.
Natürlich müssen weder die beiden Reste H noch die beiden Reste R1 in jedem Molekül gleich sein. Ferner können die Schmiermittel ein Gemisch verschiedener Mesterdisulfide der oben genannten Formel enthalten.Of course, neither the two residues H nor the two R1 residues must be the same in each molecule. Furthermore, the lubricants can be a mixture of different ester disulfides the formula above.
Als Grundöle können Mineralöle oder Syntheseöle oder deren Gemische verwendet werden« Als Mineralöle eignen sich raffinierte Öle aus Erdöl, z.B. solche mit einer Viskosität imMineral oils or synthetic oils or their can be used as base oils Mixtures are used «Refined mineral oils are suitable Oils from petroleum, e.g. those with a viscosity in
Bereich von 3 - 50 cS bei 99° C und einem Viskositätsindex im Bereich von 50 -. 1<$0. Als Syntheseöle eignen sich organische Ester, Polyglykoläther, Polyphenyläther, Silicatester und Siliconöle.Range of 3 - 50 cS at 99 ° C and a viscosity index in the range of 50 -. 1 <$ 0. Organic oils are suitable as synthetic oils Esters, polyglycol ethers, polyphenyl ethers, silicate esters and silicone oils.
Der Zusatzstoff der angegebenen Formel beträgt vorzugsweise 0,5-5 mMol pro 100 g Grundöl. Diese Zusatzstoffe eignen sich besonders zur Verwendung in Schmiermittel, die für die Schmierung von stark belasteten aufeinanderlaufenden Flächen, z.B. bei gewissen Zahnrädern, vorgesehen sind. Zwar haben diese Zusatzstoffe gewisse Hochstdruckeigenschaften, nämlich unter Grenzschmierungsbedingungen, jedoch sind sie in erster linie zur Verwendung als verschleißmindernde Zusätze, d.h. unter hydrodynamischen Schmierbedingungen, vorgesehen. Diese Zusatzstoffe sind ferner nicht korrosiv, besonders bei niedrigen Konzentrationen.The additive of the formula given is preferably 0.5-5 mmol per 100 g of base oil. These additives are suitable particularly suitable for use in lubricants intended for the Lubrication of heavily loaded surfaces that run on top of each other, e.g. for certain gears. These additives have certain high pressure properties, namely under boundary lubrication conditions, but they are primarily for use as wear-reducing additives, i.e. under hydrodynamic lubrication conditions. These additives are also non-corrosive, especially at low concentrations.
Die Zusatzstoffe der genannten Formel können in Verbindung mit anderen üblichen Schmierölzusätzen, z.B. solchen, die in Getriebeölen verwendet werden, beispielsweise mit Antioxidantien und Viskositätsindexverbesserern, verwendet werden.The additives of the formula mentioned can be used in conjunction with other common lubricating oil additives, e.g. those used in gear oils, e.g. with antioxidants and viscosity index improvers can be used.
Die Schmierölzusätze der genannten Formel können nach ver-909835/12 30 The lubricating oil additives of the formula mentioned can be 909835/12 30
schiedenen Methoden hergestellt werden. Hiervon werden nachstehend zwei Methoden beschrieben.different methods can be produced. Of this two methods are described below.
Methode 1Method 1
Ein Alkylester einer halqgenierten Alkaneartonsäure wird mit Thioharnstoff zu einem Thiuroniumsalz umgesetzt, das dann zu einem Mercaptoester hydrolysiert wird. Der kercapto ester wird dann zum Diesterdisulfid der angegebenen Formel oxydiert.An alkyl ester of a halogenated alkaneartonic acid is reacted with thiourea to a thiuronium salt, which then hydrolyzed to a mercaptoester. The kercapto The ester then becomes the diester disulfide of the formula given oxidized.
Geeignet zur Herstellung ist das folgende Verfahren: Man setzt 1 Hol eines Alkylesters einer halogenierten Alkan carbonsäure mit 1 Mol Thioharnstoff 24 Stunden in Äthanol um, das unter Rückfluß gehalten wird. Das Äthanol wird dann unter vermindertem Druck entfernt und das erhaltene Thiuroniumsalz mit kaltem Äthylacetat gewaschen. Das Thiuroniumsalz (1 Hol) wird dann in Wasser gelöst und mit 1 Hol einer 30$dgen wässrigen Hatriumhydroxydlösung bei 30° C hydrolysiert. Die ileaktionstemperatur wird 3 Stunden auf 85° -C-erhöht und der Tiere apt ο ester abgetrennt und durch Destillation gereinigt. Der Llereaptoester wird dann nach dem Verfahren oxydiert, das in Journal of the American Chemical Society (1951) 73,, 3627, beschrieben ist. Dieses Verfahren kann wie folgt dargestellt werden:The following process is suitable for production: 1 hol of an alkyl ester of a halogenated alkane is used carboxylic acid with 1 mole of thiourea in ethanol for 24 hours um, which is refluxed. The ethanol is then removed under reduced pressure and the resulting thiuronium salt washed with cold ethyl acetate. The thiuronium salt (1 hol) is then dissolved in water and with 1 hol one 30% aqueous sodium hydroxide solution hydrolyzed at 30 ° C. The reaction temperature is increased to 85 ° C. for 3 hours and the animals apt ο ester separated and distilled cleaned. The llereaptoester is then used according to the procedure oxidized, which is described in Journal of the American Chemical Society (1951) 73,3627. This method can be represented as follows:
BriHCÖOH HS1UGG0R 2. HaOHBriHCÖOH HS1UGG 0R 2. HaOH
HSR1C00H —^> Formel IHSR1C00H - ^> Formula I.
. 2. I. 2. I.
Ilethoüe 2Ilethoüe 2
Eine Lercaptoalkanearbonsäure wird zuerst verestert und der erhaltene Ester oxydiert, wobei ein Diesterdisulfid der Formel I erhalten wird. Ein geeignetes Veresterungsver-fahren ist in Journal of t^.e American Chemical Society (1948), 70, 1069, beschrieben. Die Oxydationsstufe ist in JAGS (1951), 73, 3627, beschrieben. Dieses Verfahren kann wie- folgt dar-A lercaptoalkanecarboxylic acid is first esterified and the ester obtained oxidizes, with a diester disulfide of formula I is obtained. A suitable esterification process is in Journal of t ^ .e American Chemical Society (1948), 70, 1069. The oxidation level is in JAGS (1951), 73, 3627. This procedure can be as-
909835/1230909835/1230
gestellt Werdens
HSR1C00Hbeing asked
HSR1C00H
p.GH5C6H4SO5Hp.GH 5 C 6 H 4 SO 5 H
HSR1C00R > Formel IHSR1C00R> Formula I.
2. I2/KI2. I 2 / KI
Als Beispiel wurden die versclileißmindernden Eigenschaften der beiden Diesterdisulfide nach einer modifizierten Form des Testes mit dem Vierkugel-Prüfgerät, das zur Bestimmung der Belastbarkeit von Schmierölen dient, ermittelt. Dieser Test würde bei 50° C unter einer Belastung von 15 kg durchgeführt. Die Ausschleifungen auf den Kugeln wurden nach 30, 45 und 60 Minuten gemessen. Als Grundöl diente flüssiges Paraffin (für medizinische Zwecke) mit einer Viskosität von 3,38 cS bei 99° C und einem Viskositätsindex von 83. Die folgenden Zusatzstoffe wurden geprüft:The anti-fouling properties were used as an example of the two diester disulfides according to a modified form of the test with the four-ball tester, which is used to determine the resilience of lubricating oils is determined. This Test was carried out at 50 ° C under a load of 15 kg. The grindings on the balls were measured after 30, 45 and 60 minutes. Liquid was used as the base oil Paraffin (for medical purposes) with a viscosity of 3.38 cS at 99 ° C and a viscosity index of 83. The following additives were tested:
Zusatzstoff A: 2,2'-Dicarboäthoxydiäthyldisulfid, hergestelltAdditive A: 2,2'-dicarboethoxydiethyl disulfide, produced
nach der vorstehend beschriebenen Methode 2 , (R = C2H5-, R1 = -(CHg)2-).according to method 2 described above, (R = C 2 H 5 -, R1 = - (CHg) 2 -).
Zusatzstoff' B: 3,3 '-Dicarboäthoxy-dir-n-propyldisulfid,Additive 'B: 3,3' -dicarboethoxy-dir-n-propyl disulfide,
hergestellt nach der Methode 1 (R = C2H5-, R1 = -(OHg)3-).produced according to method 1 (R = C 2 H 5 -, R1 = - (OHg) 3 -).
Um eine Vergleichsmöglichkeit zu schaffen, wurden auch Versuche mit Schmiermitteln durchgeführt; die Diäthyldisulfid (Zusatz P) und Di-n-propyldisulfid (Zusatz Q) enthielten, die beide bekannte Schmierölzusätze zur Erhöhung der Belastbarkeit sind, und die als die Ausgangsdisulfide der Diesterdisulfide A und B angesehen werden können. Prüfungen wurden ferner mit Di-n-butyldisulfid (Zusatz ϊ), einem weiteren bekannten Zusatz zur Erhöhung der Belastbarkeit, vorgenommen. Die Ergebnisse diener Prüfungen sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. 'In order to create a possibility of comparison, tests with lubricants were also carried out; the diethyl disulfide (Additive P) and di-n-propyl disulfide (additive Q), the two well-known lubricating oil additives to increase the load capacity and which can be regarded as the starting disulfides of the diester disulfides A and B. Exams were also with di-n-butyl disulfide (additive ϊ), another known addition to increase the load capacity made. The results of these tests are as follows Table compiled. '
9 0 9 8 3 5/12309 0 9 8 3 5/1230
g G-rund-Per
g G-round-
Min.45
Min.
Min.60
Min.
schleifungen (in
mm) nachDiameter of the out
loops (in
mm) after
Zusatzesconcentration
Addition
Min.30th
Min.
100
ölmmol
100
oil
12
1
00
0
sebacatoctyl
sebacat
,63, 26
, 63
0,3590.402
0.359
0,3680.426
0.368
,231, 463
, 231
,339, 385
, 339
'octyl-
sebacatDi-iso-
'octyl-
sebacat
9 0 9 8 3 5/12309 0 9 8 3 5/1230
Die vorstehenden Ergebnisse lassen eine !leihe interessanter Merkmale erkennen. Erstens zeigt der Zusatz A eine gewisse Überlegenheit in den verschleJOtoindernden Eigenschaften über das Ausgangsdisulfid, den Zusatz P, wenn diese Verbindungen bei Verwendung gleicher Konzentrationen im gleichen. Grundöl verglichen werden.The above results make a loan more interesting Recognize features. First, the addition A shows a certain Superiority in wear-reducing properties over the starting disulfide, the addition P, if these compounds when using the same concentrations in the same. Base oil be compared.
Zweitens und überraschend sind die Zusatzstoffe A und B sowohl in einem raffinierten Mineralöl oder in einem 01 auf Esterbasis bei gewissen niedrigen Konzentrationen besonders wirksam. Eine grafische Darstellung des Durchmessers der AusSchleifungen in mm in Abhängigkeit von der Konzentration zeigt eine ausgesprochene "Delle" (Vertiefung) bei diesen Konzentrationen.Second and surprising are additives A and B both in a refined mineral oil or in an 01 ester-based particularly effective at certain low concentrations. A graphical representation of the diameter of the grinding in mm depending on the concentration shows a pronounced "dent" (depression) at these concentrations.
Drittens und überraschend ist die, V/irksamkeit dieser Zusatzstoffe im Vergleich zu bekannten Zusatzstoffen bei niedrigen Konzentrationen, nämlich 0,1 - 10 mMol/i00 g Gfrundöl am höchsten.Third and surprising is the effectiveness of these additives compared to known additives at low Concentrations, namely 0.1-10 mmol / 100 g base oil am highest.
Aus den Ergebnissen für den Zusatzstoff I1 ist ersichtlich, daß der "Delleneffekt" bei .Alkyldisulfiden nicht auftritt.From the results for the additive I 1 it can be seen that the "dent effect" does not occur with .Alkyldisulfiden.
Bei Verwendung von Di-isooctylsebacat anstelle von Paraffin wird zwar die optimale Wirksamkeit hinsichtlich der Verschleif3minderung bei diesen Zusatzstoffen zu etwas höheren Konzentrationen hin verschoben, jedoch ergibt sich eine verbesserte Leistung des Zusatzstoffs.When using di-isooctyl sebacate instead of paraffin The optimal effectiveness with regard to reducing wear and tear is indeed somewhat higher with these additives Concentrations shifted, but there is an improved one Performance of the additive.
Eine Verbindung, wie 2,2'-Diearbodecoxydiäthyldisulfid, liegt zwar außerhalb des .Rahmens der Erfindung, zeigt jedoch ebenfalls diese "Delle" in der genannten Kruve in. gewissem Umfange. Diese Vertiefung trat bei einer Konzentration von 4,40 mMol dieser Verbindung pro 100 g Paraffin (2,200 Gew.c/o) auf. Die Durchmesser der AusSchleifungen waren folgende(in mm)A compound such as 2,2'-diearbodecoxydiethyl disulfide is outside the scope of the invention, but also shows this "dent" to a certain extent in the above-mentioned kruve. This depression occurred at a concentration of 4.40 mmol of this compound per 100 g of paraffin (2,200 wt. C / o). The diameters of the grindings were as follows (in mm)
9098 35/12309098 35/1230
Dieses Ergebnis zeigt, daß "bei einer Verlängerung der Kette des Esteralkylrestes noch eine maximale Verschleißminderung bei einer bestimmten Konzentration des Zusatzstoffs stattfindet, daß Jedoch diese Konzentration etwas höher ist als bei den gemäß der Erfindung verwendeten Verbindungen. This result shows that "when the Chain of the ester alkyl radical still a maximum reduction in wear At a certain concentration of the additive that takes place, however, this concentration somewhat is higher than the compounds used according to the invention.
909835/1230909835/1230
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