DE1644968A1 - Ester lubricants - Google Patents
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Description
EsterschmiermittelEster lubricants
Es ist bekannt, aliphatische Diester von Dicarbonsäuren als leistungsfähige Schmiermittel, Hydrauliköle, Metallbearbeitungsöle usw. zu verwenden. Dabei kann nach den vorliegenden theoretischen Kenntnissen und praktischen Erfahrungen durch eine gezielte Auswahl der Esterkomponenten die Herstellung von Produkten mit sehr spezifischen Eigenschaften erreicht werden. Trotz ausgewiesener Leistungsfähigkeit sind derart nach Maß hergestellte Einzelester jedoch nur für spezielle Bereiche und selten universell anwendbar, weshalb es im allgemeinen erforderlich ist, für jeden Anwendungsbereich ein besonderes Esteröl herzustellen. So ist z.B. seinen physikalischen und chemischen Eigenschaften nach das monomere Esteröl, das in Tabelle 1, Spalte 1, näher beschrieben ist, zur Schmierung von Triebwer- % ken und Kältemaschinen unmittelbar sowie in Abmischung mit Mireralölen als Mehrbereichsmotorenöl verwendbar.It is known to use aliphatic diesters of dicarboxylic acids as a powerful lubricants, hydraulic oils, metal working oils, etc.. Based on the theoretical knowledge and practical experience available, a targeted selection of the ester components can produce products with very specific properties. Despite their proven performance, individual esters made to measure in this way can only be used for special areas and rarely universally, which is why it is generally necessary to produce a special ester oil for each area of application. Thus, for example its physical and chemical properties to the monomeric Esteröl described in Table 1, column 1, in more detail, for the lubrication of jet engines% and refrigerating machine ken directly and used in admixture with Mireralölen as a multigrade engine oil.
Die Problem- und Aufgabenstellung vorliegender Erfindung bestand nun darin, ein vorgegebenes monomeres Esteröl von zwar guten Eigenschaften, aber begrenztem Anwendungsgebiet lediglich durch Beimischen jeweils einer bestimmten Menge ein und desselben Produktes so zu verändern, daß die daraus resultierenden Formulate für die wichtigsten Anwendungsgebiete und die bedeutendsten Spezifikationen der Schmiertechnik in hohem Maße geeignet sind.The problem and task of the present invention was now to provide a given monomeric ester oil with good properties, but limited application area only by adding a certain amount of one and the same product to change so that the resulting formulations for the most important areas of application and the most important specifications the lubrication technology are highly suitable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einem mo- g nomeren Ester einer verzweigten Dicarbonsäure ein Komplexester der Basis verzweigter Dicarbonsäure-Hexandiol oder verzweigte Dicarbonsäure-Trirnethylhexandiol in einer jeweils bestimmten Menge zu^emischt wird.This object is inventively achieved in that a Komplexester A branched dicarboxylic acid-hexanediol or branched dicarboxylic acid Trirnethylhexandiol is emischt each in a defined amount to a mo- ^ g nomeren esters of a branched dicarboxylic acid.
Γη den Tabellen 1-8 sind die Eigenschaften der erfindungsgemäßen nohmiermittel in Abhängigkeit von ihren prozentualen Anteilen an Kornploxofiter dargestellt. Durch Zusatz von l-lo % eines definier-Tables 1-8 show the properties of the additives according to the invention as a function of their percentages of grain ploxofiter. By adding l-lo % of a defining
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ten Komplexesters zu dem erwähnten monomeren Esteröl werden beispielsweise Schmiermittel erhalten, die besonders vorteilhaft zur Schmierung von Triebwerken verwendet werden können, weiterhin zur Herstellung von Mehrbereichsmotorenölen der SAE.Klassen 5 W/2o, 5 W/^o oder Io W/4o geeignet sind, die sich scdann als Treibmittel für Hochvakuumpumpen anbieten, ferner als Industrieöle und schließlich für den ATP-Bereich verwendet werden können. Höhere Zusätze an Komplexestern führen zu Schmierstoffen, wie sie bei hochbelasteten Getriebe und Hydraulikprozessen gefordert werden.th complex ester to the aforementioned monomeric ester oil are obtained, for example, lubricants which are particularly advantageous can be used for the lubrication of engines, furthermore for the production of multigrade engine oils SAE. Classes 5 W / 2o, 5 W / ^ o or Io W / 4o which are suitable sc can then be offered as a propellant for high vacuum pumps, as well as industrial oils and finally for the ATP sector can. Higher additions of complex esters lead to lubricants such as those used in highly stressed gearboxes and hydraulic processes are required.
Der Aufbau der Komplexester geht derart vor, daß eine monofunk- _tionelle Komponente, z.B. ein Alkohol oder eine Monocarbonsäure mit Dicarbonsäuren und Diolen bestimmter Kettenlänge und Struktur kondensiert wird. Komplexester aus verzweigten in Kombination mit linearen oder wiederum verzweigten Esterkomponenten bestimmter Kettenlänge verbessern durchweg monomere Ester. Alle von dieser Kombination abweichende Systeme wie z.B. völlig lineare Komplexester fallen in Ihrer Leistungsfähigkeit gegenüber den vorgangs genannten deutlich ab und sind oftmals monomeresterunverträglich. The structure of the complex ester proceeds in such a way that a monofunctional _tional component, e.g. an alcohol or a monocarboxylic acid is condensed with dicarboxylic acids and diols of a certain chain length and structure. Complex esters of branched in combination with linear or branched ester components of a certain chain length consistently improve monomeric esters. All of this Combination deviating systems such as completely linear complex esters fall in their performance compared to the process mentioned clearly and are often incompatible with monomer esters.
In einem systematischen Studium des Verhaltens zahlreicher Komplexester gegenüber einer Vielzahl monomerer Ester zeigte sich, daß Komplexester der Basis Trimethyladipinsäure-Hexandiol oder Trimethyladipinsäure-Trimethylhexandiol in der Wirkung wie auch in der Anwendungsbreite in besonderem Maße hervorstechen.In a systematic study of the behavior of numerous complexes compared to a large number of monomeric esters, it was found that complex esters based on trimethyladipic acid-hexanediol or Trimethyladipic acid trimethylhexanediol stand out in the effect as well as in the range of applications to a particular degree.
Es ist in der Praxis von Bedeutung, daß vorgegebene Esteröle nur mit solchen Komplexestern versetzt werden, die eine gegenseitige Verträglichkeit gewährleisten. Eine durch reine Misehungsvorgänge ermittelte Verträglichkeit reicht für eine solche Beurteilung nicht aus. Bei thermischer Beanspruchung des Systems kommt es mitunter zu Umesterungsvorgängen, die gegebenenfalls Unverträglichkeiten hervorrufen. Zur Herstellung der monomeren Dicarbonsäureester und der Komplexester, die zusammen den erfindungsgemäßen Schmierstoff ergeben, sollte daher vorteilhafterweise nur die gleiche oder eine strukturell sehr verwandte D!carbonsäure verwendet werden.In practice it is important that given ester oils are only mixed with those complex esters which are mutually exclusive Ensure compatibility. One through mismanagement the determined compatibility is not sufficient for such an assessment. It sometimes happens when the system is exposed to thermal stress to transesterification processes, which may be incompatibilities cause. For the production of the monomeric dicarboxylic acid esters and the complex esters, which together form the lubricant according to the invention should therefore advantageously only be the same or one structurally very related d! carboxylic acid can be used.
109817/1 581109817/1 581
Bei Abstimmung des Komplexesters auf das monomere Esteröl in Bezug auf die stoffliche Zusammensetzung wird weiterhin in vorteilhafter V/eise bewirkt, daß bei oxydativen, thermischen oder hydrolytischen Abbauprozessen, die sieh letztlich bei hoher Beanspruchung vollziehen, die meisten hierbei resultierenden Spaltprodukte abgefangen werden und in einer Weise reagieren, daß die Zusammensetzung des Endproduktes davon im Idealfall gar nicht oder nur unwesentlich betroffen wird.If the complex ester is matched to the monomeric ester oil in With regard to the material composition, it is also advantageously effected that in the case of oxidative, thermal or hydrolytic degradation processes, which ultimately look at high stress take place, most of the resulting fission products are intercepted and react in such a way that the Ideally, the composition of the end product is not affected at all or only marginally affected.
In den einzelnen Spalten der Tabelle 1 sind die Verwendungsmöglichkeiten der einzelnen Mischungen angegeben. Der große mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht darin, daß lediglich durch Zusatz jeweils unterschiedlicher Mengen eines einzigen Komplex- A esters zn ein und demselben monomeren Esteröl hochleistungsfähige Schmiermittel für praktisch alle wichtigen Anwendungsgebiete erhalten werden.The possible uses of the individual mixtures are indicated in the individual columns of Table 1. The great advantage obtainable with the invention is that only by adding respective different amounts of a single complexing A ester zn one and the same monomeric Esteröl high performance lubricant for virtually all important areas of application are obtained.
Wenn auch in den Tabellen als monomerer Ester jeweils der Trimethyladipinsäure-Octyldecylester angeführt ist, so tritt der beschriebene Effekt doch auch bei Verwendung eines Monomeresters der Basis verzweigte Glutarsäure oder verzweigte Bernsteinsäure, bei spielsweise Monomethylglutarsäure, Dimethylglutarsäure, Monome thy!bernsteinsäure, Dirnethylbernsteinsäure, Monomethylmalonsäure, Dimethylmalonsäure, usw., auf.Even if the monomeric ester in the tables is in each case the trimethyladipic acid octyldecyl ester is given, the effect described also occurs when a monomer ester is used the base branched glutaric acid or branched succinic acid, for example monomethylglutaric acid, dimethylglutaric acid, monomes thy! succinic acid, dirnethylsuccinic acid, monomethylmalonic acid, Dimethylmalonic acid, etc.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Komplexester werden folgen- " dermaßer hergestellt:The complex esters to be used according to the invention are made from:
Die im einzelnen dargelegten Mengen eines Dicarbonsäureesters, eines Diols und 0,05 bis o,l % bezogen auf die Gesamtmenge Tetraalkyltitanat(im allgemeinen Tetraisopropyltitanat) werden bei Temperaturen von 15o bis 2500 unter Stickstoffschutz und Abspaltung einer der angewandten Diolmenge äquivalenten Menge an Monoalkohol kondensiert. Die Entfernung der letzten flüchtigen Anteile erfolgt im Vakuum.The amounts set forth in detail a dicarboxylic acid ester, a diol and 0.05 to o, l%, based on the total amount of tetraalkyl titanate (generally tetraisopropyl titanate) can be fused to mono-alcohol at temperatures of 15 ° to 250 0 under nitrogen protection and removal of one of the amount of diol equivalent amount applied . The last volatile components are removed in vacuo.
- 4 10 9 8 17/1581 - 4 10 9 8 17/1581
Die in den Tabellen 1-8 erwähnten Komplexester besitzen die folgenden Kenndaten:The complex esters mentioned in Tables 1-8 have the following characteristics:
Hergestellt durch Umsetzung von I,o2 Mol Trimethyladipinsäuredimethylester und l,o Mol Hexandiol-1,6 gemäß der allgemeinen Vorschrift Daten des Komplexesters:Prepared by reacting 1, o2 mol of trimethyladipate and dimethyl ester l, o mole of 1,6-hexanediol according to the general specification data of the complex ester:
Sto'ckpunkt 0C = +6 Flammpunkt 0C = 3o4 Mol.-Gewicht = 33ooSto'ckpunkt 0 C = +6 flashpoint 0 C = 3o4 Mol weight = 33oo
Komplexester IIComplex ester II
Hergestellt durch Umsetzung von 1,5 Mol Trimethyladipinsäuredimethylester und l,o Mol Hexandiol-1,6 gemäß der allgemeinen Vorschrift Daten des Komplexesters:Prepared by reacting 1.5 moles of dimethyl trimethyladipate and l, o mole of 1,6-hexanediol according to the general specification data of the complex ester:
Viskosität bei loo 0P in cSt = Viskosität bei 21o 0F in cSt = 35,75Viscosity at loo 0 P in cSt = viscosity at 21o 0 F in cSt = 35.75
Stookpunkt 0C = -IoStook point 0 C = -Io
Flammpunkt 0C =Flash point 0 C =
Mol.-Gewicht ' = I030Molar Weight '= 1030
Hergestellt durch Umsetzung von I,o2 Mol Trimethyladipinsäuredimethylester undPrepared by reacting 1, o2 mol of trimethyladipate and dimethyl ester
l,o Mol Trimethylhexandiol-1,6 gemäß der allgemeinen Vorschrift,l, o mole of trimethylhexanediol-1,6 according to the general procedure,
Daten des Komplexesters:Complex ester data:
Viskosität bei 21o 0F in cSt =Viscosity at 21o 0 F in cSt =
Stockpunkt 0C = +Pour point 0 C = +
Flammpunkt 0C =316Flash point 0 C = 316
Mol.-Gewicht - 2815Molar Weight - 2815
10 9 8 f 771S10 9 8 f 771S
Komplexester IVComplex IV
Hergestellt durch Umsetzung von" 1,5 Mol Trimethyladipinsäuredimethylester undPrepared by reacting 1.5 moles of dimethyl trimethyladipate and
l,o Mol Trimethylhexandiol-1,6 gemäß der allgemeinen Vorschrift1.0 mole of 1,6-trimethylhexanediol according to the general procedure
Daten des Komplexesters:Complex ester data:
Viskosität bei loo 0P in cSt = "5415 Viskosität bei 21o °P in cSt = 137,1Viscosity at loo 0 P in cSt = "5415 Viscosity at 21o ° P in cSt = 137.1
Stockpunkt 0C =0Pour point 0 C = 0
Flammpunkt 0C = 3o5Flash point 0 C = 3o5
Mol.-Gewicht = l64oMolar Weight = 164o
Hergestellt durch Umsetzung von I,o2 Mol Trimethyladipinsäure-octyl-decylester und l,o Mol Hexandiol-1,6 gemäß der allgemeinen Vorschrift Daten des Komplexesters:Prepared by reacting 1.02 moles of trimethyladipic acid octyl decyl ester and 1.0 mole of 1,6-hexanediol according to the general procedure Complex ester data:
Viskosität bei loo °P in'cSt = 1859 Viskosität bei 21o °P in cSt = 134Viscosity at loo ° P in'cSt = 1859 Viscosity at 21o ° P in cSt = 134
Stockpunkt °C = -IoPour point ° C = -Io
Flammpunkt °C = 286Flash point ° C = 286
Mol.-Gewicht = I6ooMolar Weight = 160
Komplexester VIComplex ester VI
Hergestellt durch Umsetzung von 1,5 Mol Trimethyladipinsäure-octyl-decyl-ester und l,o Mol Hexandiol-1,6 gemäß der allgemeinen Vorschrift Daten des Komplexesters:Prepared by reacting 1.5 mol of trimethyladipic acid octyl decyl ester and l, o mole of 1,6-hexanediol according to the general specification data of the complex ester:
Viskosität bei loo 0P in oSt - 117,7 Viskosität bei 2Io 0P in cSt = 15,85Viscosity at loo 0 P in oSt - 117.7 Viscosity at 2Io 0 P in cSt = 15.85
Stockpunkt = -38Pour point = -38
Flammpunkt - 261Flash point - 261
Mol.-Gewicht - 850Molar Weight - 850
- 6 10 9 8 17/1581 - 6 10 9 8 17/1581
Komplexester VIIComplex ester VII
Hergestellt durch Umsetzung von I,o2 Mol Trimethyladipinsäure-octyl-decyl-ester undPrepared by reacting 1.02 moles of trimethyladipic acid octyl decyl ester and
l,o Mol Trimethylhexandiol-1,6 gemäß der allgemeinen Vorschrift.1.0 mole of 1,6-trimethylhexanediol according to the general procedure.
Daten des Komplexesters:Complex ester data:
Viskosität bei 21o °F in cSt = 650Viscosity at 21o ° F in cSt = 650
Stockpunkt 0C = +IoPour point 0 C = + Io
Flammpunkt = 265Flash point = 265
Mol.-Gewicht = I77oMolar Weight = 1770
Komplexester_VIIIComplexester_VIII
Hergestellt durch Umsetzung von 1,5 Mol Trimethyladipinsäure-octyl-decyl-ester undPrepared by reacting 1.5 mol of trimethyladipic acid octyl decyl ester and
l,o Mol Trimethylhexandiol-1,6 gemäß der allgemeinen Vorschrift.1.0 mole of 1,6-trimethylhexanediol according to the general procedure.
Daten des Komplexesters:Complex ester data:
Viskosität bei 21o °F in cSt =97,3Viscosity at 210 ° F in cSt = 97.3
Stockpunkt 0C = -IoPour point 0 C = -Io
Flammpunkt 0C = 273Flash point 0 C = 273
Molgewicht = I290Molecular weight = I290
1098-U/-15811098-U / -1581
Eigenschaften von Esterölformulaten in Abhängigkeit von dem prozentualen Anteil an KomplexesternProperties of ester oil formulations depending on the percentage of complex esters
16U96816U968
imlexestsr IIimlexestsr II
si,5si, 5
Trimethyladipinsäure _■· decylesrsr fc Trimethyladipic acid _ ■ · decylesrsr fc
77,77
Is,5Is, 5
Viskosität bei loo'F in cat Viskosität bei 21ow? in eor,
Viskositätsindex
Stockpunkt 0CViscosity at loo'F in cat viscosity at 21o w ? in eor, viscosity index
Pour point 0 C
155155
-53-53
139,9 21,33 125
-17
248139.9 21.33 125
-17
248
Flammpunkt CFlash point C
Verwendungsmöglichkeiten gemäß Tabelle 1, jedoch mitverän-Possible uses according to Table 1, however,
ten Spezifikationen.th specifications.
Eigenschaften von- Esterc'lfcrreulater. Ir. Abhä::.ri-;keit vor- dem prozentualen Anteil an Komplexestern Properties of ester oil crulater. Ir. Dependency on the percentage of complex esters
decylester % Trimethyladipic acid octyl
decyl ester %
ten SpezifikationenUses
th specifications
10981 7/158110981 7/1581
deoylester % Trimethyladipic acid octyl
deoyl ester %
ten SpezifikationenUses according to
th specifications
Eigenschaften von Esterölformulaten in Abhängigkeit von dem prozentualen Anteil an KomplexesternProperties of ester oil formulations as a function of the percentage of complex esters
deoylester % Trimethyladipic acid octyl
deoyl ester %
änderten SpezifikationenUses according to
changed specifications
decylester % Trimethyladipic acid octyl
decyl ester %
Viskosität bei 21o°F in cSt
Viskositätsindex
Stockpunkt 0C
Flammpunkt 0C
Verwendungsmöglichkeiten gemäß
ten SpezifikationenViscosity at 100 ° F in cSt
Viscosity at 21o ° F in cSt
Viscosity index
Pour point 0 C
Flash point 0 C
Uses according to
th specifications
Eigenschaften von Esterölfortnulaten in Abhängigkeit von dem prozentualen Anteil an KomplexesternProperties of ester oil fortnulates as a function of the percentage of complex esters
Te.be He 7Te.be He 7
decylester % Trimethyladipic acid octyl
decyl ester %
decylester % Trimethyladipic acid octyl
decyl ester %
SpezifikationenPossible uses according to Table 1
Specifications
109817/1581109817/1581
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