DE1644950B - Acid protective lubricating oil for marine engines - Google Patents
Acid protective lubricating oil for marine enginesInfo
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Description
Es ist bekannt, daß für die Schmierung im offenen Verfahren bekannt, bei denen den ölen basische CaI-Kreislauf
von Zylindern langsam laufender 2 T-(Zwei- ciumsulfonate natürlichen oder synthetischen Urtakt)-Schiffsmotoren
seit ungefähr 10 Jahren »Anti- Sprungs (Alkarylsulfonate) zugesetzt werden, welche
acid-öled (Säureschutzöle) verwendet werden. Diese Calcium als feine Dispersion aus Calciumcarbonat entöle
enthalten eine sehr große Menge an Additiven, 5 halten,
welche oft mehr als 25 Gewichtsprozent beträgt. Die erhaltene Dispersion ist derart beschaffen, daßIt is known that for the lubrication in the open process, in which the oil basic CaI cycle of cylinders of slow-running 2 T (dicium sulfonate natural or synthetic original) ship engines for about 10 years »anti-jump (alkaryl sulfonate) which acid-oled (acid protection oils) are used. This calcium as a fine dispersion of calcium carbonate ent oils contain a very large amount of additives, 5 hold,
which is often more than 25 percent by weight. The dispersion obtained is such that
Die Verwendung der öle hängt von der Art des zu- das Produkt vollständig in dem öl aufgelöst zu seinThe use of the oils depends on the type of to- the product to be completely dissolved in the oil
geführten Treibstofföles ab. Um die Betriebskosten die- scheint und offensichtlich in den meisten I kanntenled fuel oil. About the operating costs it seems and obviously in most of the I knew
ser Motoren herabzusetzen, wird ihnen ein schwerer organischen Lösungsmitteln, mit Ausnahme vondegrading these engines will make them a heavier organic solvent, with the exception of
Treibstoff zugeführt, der einen hohen Schwefelgshalt io Aceton, löslich ist. Die Verfahren zur Herstellung dieserFuel supplied, which has a high sulfur content in acetone, is soluble. The process of making this
von bis zu 4 Gewichtsprozent oder darüber aufweist. Dispersionen sind bekannt. Es werden entweder SuI-of up to 4 percent by weight or more. Dispersions are known. Either SuI-
Die unter diesen Bedingungen entstehenden sauren fonate mit einem definierten Molekulargewicht oderThe acidic fonates formed under these conditions with a defined molecular weight or
Verbrennungsprodukte, hauptsächlich Schwefelsäure, Calciumderivate von Phenolen und Sulfophenolkom-Combustion products, mainly sulfuric acid, calcium derivatives of phenols and sulfophenol compounds
müssen neutralisiert werden, so daß ihnen keine Zeit plexen verwendet, die selbst Antikorrosionsmittel dar-must be neutralized so that they do not waste time, which are anti-corrosion agents themselves.
zur Verfügung steht, das Metall des Zylindergehäuses, 15 stellen. Werden diese Verbindungen in geeigneter Weiseis available, the metal of the cylinder housing, 15 provide. Make these connections in an appropriate manner
mit welchem sie in Kontakt kommen, zu korrodieren. in Salze überführt, dann stellen sie ebenfalls Deter-with which they come in contact to corrode. converted into salts, then they also make detergent
Wenn auch die Neutralisationsfunktion offensicht- gentien und Dispergierungsmittel dar.
lieh die Hauptfunktion dieser öle ist, so müssen diese Es ist bekannt, daß einige Hersteller dieser Additive
Öle zusätzlich zu dieser Funktion natürlich auch gleich- daran interessiert sind, sie derart zu behandeln, daß
zeitig als Schmiermittel und als Detergens fungieren, da ao ihre Rückstände, die bei der thermischen Zersetzung
sich der in den Motoren ansammelnde Schlamm und anfallen, bröckelig sind. Sie können dann in einfacher
die Produkte der thermischen Zersetzung des Treib- Weise mit Hilfe der Luftströme, welche für die Aufstoffs
sowie des Schmiermittels selbst nicht an Stellen ladung bzw. für das Arbeiten mit Luftüberschuß und
ansammeln und verfestigen dürfen, an welchen eine für das Spülen großer Schiffsmotoren verwendet werfreie
Bewegung von mechanischen Teilen unbedingt 25 den, entfernt werden,
aufrechterhalten werden muß. Eine der üblichsten Methoden, die auf dem Schmier-Even if the neutralization function is obvious and represents a dispersing agent.
If the main function of these oils is, it is known that some manufacturers of these additives oils, in addition to this function, are of course equally interested in treating them in such a way that they act as lubricants and detergents at the same time, since their residues are also present The sludge that accumulates in the engines during thermal decomposition is crumbly. You can then easily collect and solidify the products of the thermal decomposition of the propellant with the help of the air currents, which are not charged for the Aufstoffs and the lubricant itself in places or for working with excess air and are allowed to accumulate and solidify in which one is used for rinsing large marine engines used the movement of mechanical parts must be removed 25 den,
must be maintained. One of the most common methods used on the lubrication
Unter diesem Gesichtspunkt betrachtet sind die mittelgebiet für diesen Zweck angewendet wird, be-Kolbenringnuten besonders kritische Stellen. An diesen steht darin, Additive mit zwei verschiedenen Grund-Stellen ist es möglich, daß bei Vorliegen der bei der Zer- lagen zu vermischen. Üblicherweise ist Magnesium das setzung anfallenden Rückstände und Teerprodukte der 30 Element, dessen organische in Öl lösliche Derivate (im Kolbenring vollständig oder teilweise festklemmt, so allgemeinen des metallorganischen Typus), zu den daß er seiner Abdichtungsfunktion verlustig geht, was Calciumderivaten zugegeben werden, und zwar in einer zur Folge hat, daß er durch mechanische Beanspru- Weise, daß die harten Rückstände, weiche in üblicher chungen stärker belastet wird. Es ist bekannt, daß vie- Weise bei dem thermischen Abbau der Calciumsalze len Säureschutzölen als Folge des erforderlichen hohen 35 anfallen, bröckliger werden und weniger durch die Additivgehaltes gewöhnlich der Nachteil anhaftet, daß gleichzeitige Bildung von Rückständen, die von masie die Bildung großer Mengen an Rückständen, die gnesiumorganischen Verbindungen anfallen, agglovon den Additiven selbst stammen, zur Folge haben. meriert werden.Viewed from this point of view, the central area used for this purpose are be-piston ring grooves particularly critical points. It says additives with two different basic positions it is possible that if the are present during the cutting process, they can be mixed. Usually magnesium is Settlement of residues and tar products of the 30 element, its organic derivatives soluble in oil (im Piston ring fully or partially clamped, so generally of the organometallic type), to the that it loses its sealing function, which calcium derivatives are added, and in one The consequence of this is that, through mechanical stress, the hard residues become soft in the usual way is more heavily burdened. It is known that in many ways in the thermal degradation of calcium salts len acid protection oils occur as a result of the required high 35, become more friable and less due to the Additive content usually has the disadvantage that the simultaneous formation of residues, which of masie the formation of large amounts of residues, the organic magnesium compounds, agglovons originate from the additives themselves. be merged.
Die Menge und der physikalische Zustand dieser Rück- Allerdings wird aus wirtschaftlichen Gründen dieHowever, for economic reasons, the amount and physical state of this return will be the
stände kann das reibungslose Funktionieren der Moto- 40 Verwendung von magnesiumorganischen DerivatenThe proper functioning of the engine can be ensured by the use of organomagnesium derivatives
ren beeinflussen, da die Öffnungen sowie Spül- und normalerweise auf ein Minimum reduziert.ren affect, as the openings as well as flushing and normally reduced to a minimum.
Auslaßventile nach Möglichkeit nicht mit einem harten Erfindungsgemäß wird eine Säureschutzschmier-Exhaust valves, if possible, not with a hard one.
Material verstopft werden sollten, welches schwierig mittel-Zusammensetzungfürdie Schmierung in offenemMaterial should be clogged, which is difficult medium-composition for lubrication in open
zu entfernen ist. Kreislauf der Zylinder von langsam laufenden 2 T-to be removed. Circuit of the cylinders of slow running 2 T
Die Härte und die Neigung /u einer Agglomeration 45 Schiffsmotoren zur Verfügung gestellt, bei welcher die der Ölrückstände können zusammen mit den physika- Schmier-, Neutralisierungs- und Detergenseigenschaflischcn Eigenschaften von Treibstoffen Abriebserschei- ten derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Rücknungen und die Ausbildung von Riefen andern Kolben- stände der Agglomerate in ausreichendem Maße entmantel, an dem Kolbenring sowie an dem Zylinder- fernbar und bröckelig sind. Das vorstehend erwähnte gehäuse zur Folge haben. 5° Ziel soll erreicht werden, ohne daß dabei magnesium-The hardness and the inclination / u of an agglomeration 45 marine engines provided, in which the the oil residues can be combined with the physical, lubricating, neutralizing and detergent properties Properties of fuels Abrasion discs are coordinated in such a way that the backs and the formation of grooves on the other piston positions of the agglomerates is sufficiently stripped, on the piston ring as well as on the cylinder are removable and crumbly. The aforementioned result in housing. 5 ° goal should be achieved without magnesium
Aus den vorstehenden Ausführungen wird ersieht- organische Derivate verwendet werden,
lieh, daß ein Säureschutzöl das Ergebnis einer get-ig- Das vorstehend genannte Ziel wird durch die erfinneten
Kombination einer bestimmten Anzahl von dungsgemäßen Zusammensetzungen erreicht. Diese beKomponenten
sein sollte. Jede dieser Komponenten stehen ausFrom the above it will be seen - organic derivatives are used,
lent that an acid protection oil is the result of a get-ig- The above object is achieved by the invented combination of a certain number of compositions according to the invention. These components should be. Each of these components are outstanding
muß eine bestimmte Funktion erfüllen, die nicht durch ss L Mineralöi ufld in djeSem homogenisiert und dUmust fulfill a certain function which is not homogenized by ss L mineral oil i afld in d j eS em and dU
die Funktionen der anderen Additive beeinträchtigt spereiertthe functions of the other additives are impaired
werden darf, sondern die vielmehr durch diese eine „.«',. , . . « <» „ .may be, but rather through this one "." ",. ,. . « <»“.
Steigerung ihrer Wirkung erfahren sollte. 2- ·'"** Calciumderivat einer Sulfonsäurc oder ausShould experience increase in their effect. 2 - · '"** Calcium derivative of a sulfonic acid or from
Hinsichtlich der Detirgensfunktion sind die Addi- AlkytarylcalciumsuIFonaten,With regard to the detainee function, the addi-alkytaryl calcium sulfonates,
tive von Säureschutzölen für Schiffsmotoren den Addi- 60 3. aus einer organischen Säure, die gegebenenfallstive of acid protection oils for marine engines the addi- 60 3. from an organic acid, which if necessary
tiven sehr ähnlich, welche in Ölen für Motoren mit mit einem Erdalkalimetall in ein Salz überführttive, which is converted into a salt in oils for engines with an alkaline earth metal
kleinerem Zylinderraum verwendet werden. Es besteht worden ist, wobei die organische Säure eine ge-smaller cylinder space can be used. It has been made, the organic acid being a
aber ein Unterschied in der Neutralisationsfunktion. sättigte oder ungesättigte Kohlenstoffkette mit 10but a difference in the neutralization function. saturated or unsaturated carbon chain with 10
nischer Söuren oder schwacher anorganischer Säuren 63 Calciumderivat einer solchen organischen SäureChemical acids or weak inorganic acids 63 Calcium derivative of such an organic acid
zurückzuführen, oder ausdue to, or from
tfcstimrtiter Additive für Säurcschutzöle sind bisher auch in der Salzform vorliegen kennen, und dieIn the past, additives for acid protection oils have also been known to exist in the salt form
OH OHOH OH
neben der Antikorrosionswirkung auch noch eine netere Molekulargewicht der Alkylarylsuifonate, die inin addition to the anti-corrosion effect also a lower molecular weight of the alkylarylsulfonates, which in
Neutralisationsfunktion je nach den auftretenden wirksamer Weise eine sehr hohe Überbasizität zu sta-Neutralization function depending on the occurring effective way to sta-
Fällen ausüben können, aus bilisieren vermögen, ungefähr 500 beträgt. Zur Her-Cases can exercise, from bilize fortune, is approximately 500. To the her-
5. einem Kupplungs-Dispergierungsmittel, das sich stellung dieser Alkylarylsulfonsäuren werden übliche aus den Kondensationsprodukten aus Äthylen- 5 Sulfonierungsmethoden angewendet.5. a coupling dispersant, the position of these alkylarylsulfonic acids are customary used from the condensation products of ethylene 5 sulfonation methods.
oxyd und Nonylphenol zusammensetzt, wobei das Es ist möglich, neben den überbasischen Sulfonaten
Verhältnis der beiden zu kondensierenden Ver- dem öl Phenole oder Sulfophenole zuzusetzen, die in
bindungen zwischen 4:1 und 12:1 schwankt. Die freier Form oder in Form von Calciumderivaten vorgenannten
Bestandteile sind in Mineralöl homo- liegen,
genisiert und dispergiert, aus 10 Sind die Phenole oder Sulfophenole frei, dann be-It is possible, in addition to the overbased sulfonates, to add phenols or sulfophenols to the oil to be condensed, the ratio of which fluctuates between 4: 1 and 12: 1 in bonds. The free form or in the form of calcium derivatives the aforementioned components are homo- lie in mineral oil,
genized and dispersed, from 10 If the phenols or sulfophenols are free, then
6. Glycerin sowie aus sitzen sie nur eine Antioxydations- und Antikorro-7 Lanolin sionsfunktion, wohingegen ihnen eine Neutralisationsfunktion zukommt, wenn sie mit einem Erdalkali-6. Glycerin as well as from sitting they only have an antioxidant and anti-corro-7 Lanolin sion function, whereas they have a neutralization function if they are with an alkaline earth
Die Komponenten des erfindungsgemäßen Säure- metall in ein Salz überführt worden sind. Die am häu-The components of the acid metal according to the invention have been converted into a salt. The most common
schutzöls können in diesem in der nachstehend ge- 15 figsten verwendeten und wirksamsten Sulfophenoleprotective oil can be used in the most effective sulfophenols shown below
nannten prozentualen Menge enthalten sein. Die werden durch die nachstehenden Formeln beschrieben.specified percentage amount must be included. These are described by the formulas below.
Mengenbereiche ihrer Komponenten besitzen aus- Sie zeichnen sich dadurch aus, daß sie in dem MolekülTheir components are characterized by the fact that they are in the molecule
reichend weite Grenzen, um entsprechend dem Bedarf zwei aromatische Kerrie aufweisen, die mit einem odersufficiently wide to have two aromatic kerrie, according to requirements, with one or
an Produkten mit einer Gesamtbasizitätszahl, welche 2 Schwefelatomen miteinander verbunden sind:
von dem Anwendungsgebiet abhängt, auf dem die 20
Schmiermittel eingesetzt werden, variieren zu können.of products with a total basic number, which 2 sulfur atoms are connected to each other:
depends on the area of application in which the 20th
Lubricants can be used to vary.
CaO 0,7 bis 2 Gewichtsprozent χ CaO 0.7 to 2 percent by weight χ
Ölsäure 2 bis 15 Gewichtsprozent R—( \ ( j—R'Oleic acid 2 to 15 percent by weight R - (\ ( j— R '
neutrale oder überbasi- ! ! g ! !neutral or overbased! ! g! !
sehe Calciumsulfate . 5 bis 13 Gewichtsprozent a5 \/ \/ see calcium sulfates. 5 to 13 weight percent a5 \ / \ /
Äthylenoxyd 1 bis 5 Gewichtsprozent OH OHEthylene oxide 1 to 5 percent by weight OH OH
Glycerin 0,1 bis* Gewichtsprozent j |Glycerine 0.1 to * percent by weight j |
Lanolin 0.1 bis 3 Gewichtsprozent R _/ \ S /\_R-Lanolin 0.1 to 3 percent by weight R _ / \ S / \ _ R -
Sulfophenolate und korn- I ] i| I jSulphophenolates and grain I] i | I j
plexe Phenolate oder 3° [^ J s I Jplexe phenolates or 3 ° [^ J s IJ
ihre Calciumderivate .. 0,05 bis 25 Gewichtsprozent "-/ ^'their calcium derivatives .. 0.05 to 25 percent by weight "- / ^ '
Während der Schwefel die Antikorrosionseigenschaf-While sulfur has anti-corrosion properties
Die Anwesenheit der angegebenen Menge an Öl- ten dieser Produkte erhöht, beehitiußt die Länge derThe presence of the specified amount of oils in these products increases the length of the
»äure rechtfertigt sich durch die durch ihre Calcium- 35 Seitenketten die Löslichkeit des Produktes selbst,»Acid justifies the solubility of the product itself through its calcium side chains,
derivate erzielbaren Verbesserungen im Hinblick auf Erfindungsgemäß kommen entweder die einfachstenDerivatives achievable improvements in terms of the invention come either the simplest
die Schmiereigenschaften des Öls. Phenole der allgemeinen Formelthe lubricating properties of the oil. Phenols of the general formula
Der hohe Gehalt an Sulfophenolen und komplexenThe high content of sulfophenols and complexes
Phenolen, die frei oder in Form von ihren Alkalisalzen 9^
vorliegen, beruht auf der Tatsache, daß einige dieser 40 !
Produkte in Form von Erdalkalisalzen die Wirkung R — C0H4
von Neutraltsierungsmitteln gleichzeitig zu der Wirkung eines Antioxydationsmittels und Antikorrosions- oder diejenigen Phenole in Frage, die an dem Kern
mittels besitzen, wie aus einer Testreihe hervorgeht, verschiedene Substituenten tragen. Ferner können solweiche
mit einer Apparatur des McKee-Typus durch- 45 ehe Phenole verwendet werden, die zwei oder mehr
geführt wird. Die Apparatur besteht im wesentlichen Kerne besitzen, wobei die Substituentenketten außer
aus einer beheizten Metallplatte, auf welche das Öl bis über Schwefel auch über Brücken aus Ammonium-,
turn Auftreten einer Veränderung durch Oxydation Phosphor- und Chlorderivaten verbunden sei» können,
tecyclisiert wird, so daß es möglich ist, aus dem Öl- Die neben den Verbindungen der vorstehend angegexustand
nach dem Test sowie aus der Menge und der 50 benen allgemeinen Formel verwendeten Sulfophenob
Art der Rückstände, die sich auf der Platte selbst ab- sind solche Verbindungen, bei denen die Struktur und
Icheiden, sowie aus Beobachtungen, die an Schiffs- die Art der Brückenbildung, (Brücke, welche die beifnotoren
unter normalen Betriebsbedingungen ange- den Ringe verbindet), variiert. Hierbei werden neue
»teilt wurden, ein gutes Verhalten der erfindungs- Elemente oder Gruppen von Elementen eingeführt,
gemäßen Zusammensetzungen festzustellen. Insbeson- 35 Ferner besteht die Möglichkeit, daß die Bindung zwi*
dcre wurde als Ergebnis des McKee-Tests ermittelt, sehen den beiden Kernen verstärkt wird, wie dies bei
daß das zur Herstellung von Calciumderivaten geeig- folgenden Verbindungen der Fall ist: Phenols, free or in the form of their alkali salts 9 ^
is based on the fact that some of these 40!
Products in the form of alkaline earth salts have the effect of R - C 0 H 4
of neutralizing agents at the same time to the effect of an antioxidant and anti-corrosion or those phenols in question which have different substituents on the core, as can be seen from a series of tests. Furthermore, such can be used with a McKee-type apparatus before phenols which are carried out two or more. The apparatus consists essentially of cores, the substituent chains being cyclized not only from a heated metal plate to which the oil can be connected to above sulfur, but also via bridges made of ammonium, or if a change occurs through oxidation, phosphorus and chlorine derivatives, see above that it is possible, from the oil- The sulfophenob type of residues used in addition to the compounds specified above after the test as well as from the amount and the general formula, which are on the plate itself, are those compounds in which the Structure and Icheiden, as well as from observations made on ship- the type of bridge formation, (bridge which connects the beifnotoren to the rings under normal operating conditions), varies. Here new parts are introduced, a good behavior of the inventive elements or groups of elements to determine the appropriate compositions. In particular, there is also the possibility that the bond between the two nuclei was determined as a result of the McKee test, see the two nuclei is strengthened, as is the case with the following compounds suitable for the production of calcium derivatives:
stituenten entweder in dem Kern, in den Seitenketten 65 säure werden mit einem Mineralöl (im wesentlichensubstituents either in the core or in the side chains are acidic with a mineral oil (essentially
oder in den Brücken. auf Naphlhenbasis) mit einem durchschnittlichen Vis-or in the bridges. on a naphlene basis) with an average visual
^achstehend wird die Herstellung des erfindungs- kositätsindex und einer Engler-Viskosität bei 500C von^ next is the production of the invention viscosity index and an Engler viscosity at 50 0 C of
gerniißen Säureschutzschfflieröls beschrieben: 7 bis 8 vermischt, worauf zur Erzielung einer homo*like acid protection biscuit oil described: 7 to 8 mixed, whereupon to achieve a homo *
genen Mischung 0,7 bis 2 Gewichtsteile CaO, 0,1 bis 2 Gewichtsteile Glycerin, 0,1 bis 3 Gewichtsteile Lanolin und überschüssiges Wasser unter Rühren zugesetzt werden.Genen mixture 0.7 to 2 parts by weight of CaO, 0.1 to 2 parts by weight of glycerin, 0.1 to 3 parts by weight of lanolin and add excess water with stirring.
Die Mischung erwärmt sich in dem Augenblick in S spontaner Weise, wenn die Umsetzung zwischen dem Calciumoxyd und dem Olein beginnt.The mixture heats up spontaneously at the moment when the reaction between the Calcium oxide and olein begins.
Nach dem Anfallen einer harten und viskosen Masse werden 0,05 bis 25 Teile eines Sulfophenolates oder komplexen Phenolates unter langsamem Erhitzen zur Entfernung von Wasser und zur Beendigung der Verseifungsreaktion zugesetzt.After the occurrence of a hard and viscous mass, 0.05 to 25 parts of a sulfophenolate or complex phenolates with slow heating to remove water and terminate the saponification reaction added.
Nach dem Verdampfen der Hauptmenge des Wassers, wobei die Masse durchsichtig zu werden beginnt, werden 5 bis 13 Teile Calciumsulfonat und 1 bis 5 Teile Nonylphenol und Äthylenoxyd-Kondensationsprodukte zugesetzt.After the bulk of the water has evaporated, whereby the mass begins to become transparent, 5 to 13 parts of calcium sulfonate and 1 to 5 parts of nonylphenol and ethylene oxide condensation products added.
Auf diese Weise wird eine bräunliche viskose Masse erhalten. Beim Erhitzen fällt eine viskose Flüssigkeit an. Das Erhitzen wird fongeführt, wobei die Temperatur langsam bis auf 130° C erhöht wird. Nachdem das Wasser vollständig verdampft ist, wird der Rest des Mineralöls zugesetzt, um die erforderliche BaSizitätszahl einzustellen.In this way it becomes a brownish viscous mass receive. A viscous liquid is produced when heated. The heating is carried out with the temperature is slowly increased up to 130 ° C. After the water has completely evaporated, the rest of the Mineral oil added to achieve the required basicity index to adjust.
Das nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erhaltene öl ist nach dem Abkühlen auf die Zimmertemperatur, wie sie in den Ländern mit einem kalten oder gemäßigten Klima angenommen wird, oder auf eine Temperatur von wenigstens 20 bis 25 0C in den Ländern mit einem warmen Klima gebrauchsfertig.The oil obtained by the method described above is ready for use after cooling to the room temperature, as it is assumed in the countries with a cold or temperate climate, or to a temperature of at least 20 to 25 ° C. in the countries with a warm climate.
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