DE2004047A1 - Trithiopyrophosphoric acid compounds, process for their production and use in lubricants - Google Patents
Trithiopyrophosphoric acid compounds, process for their production and use in lubricantsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Trithiopyrophosphorsäureverbindungen, welche sich insbesondere als Zusatzstoffe für Schmierstoffe eignen. Vor allem Alkyl-, Aryl- und Alkaryltrithiopyrophosphorsäureverbindungen gemäß der Erfindung weisen ausgezeichnete Eigenschaften als Antioxydationsmittel, als Antikorrosionsmittel und als Antirostmittel auf. Außerdem verbessern sie die Belastbarkeit von Schmierstoffen, wie von Hydraulikflüssigkeiten.The present invention relates to new trithiopyrophosphoric acid compounds which are particularly suitable as additives for lubricants. In particular, alkyl, aryl and alkaryltrithiopyrophosphoric acid compounds according to the invention have excellent properties as antioxidants, as anticorrosive agents and as antirust agents. They also improve the resilience of lubricants such as hydraulic fluids.
Es sind eine Reihe von mehrfunktionellen Zusatzstoffen bekannt, welche die Einsatzfähigkeit von Schmierölen in mindestens zweifacher Hinsicht verbessern, beispielsweise bezüglich der Oxydationsbeständigkeit, dem Auftreten von Metallkorrosion, der Dispergierwirkung, der Rostschutzwirkung oder der Belastbarkeit. Derartige Zusatzstoffe fallen im allgemeinen in zwei verschiedene Klassen, nämlich in die Klasse der aschebildenden oder in die Klasse der nicht-aschebildenden Zusatzstoffe. Die nichtaschebildendenA number of multifunctional additives are known which improve the usability of lubricating oils in at least two respects, for example with regard to resistance to oxidation, the occurrence of metal corrosion, the dispersing effect, the rust protection effect or the load-bearing capacity. Such additives generally fall into two different classes, namely the class of the ash-forming or the class of the non-ash-forming additives. The non-ash-forming
Zusatzstoffe haben eine breitere Anwendungsmöglichkeit, da sie sowohl in aschefreien Schmierölen als auch in den meisten anderen Schmierstoffen eingesetzt werden können.Additives have a wider range of uses because they can be used in ashless lubricating oils as well as most other lubricants.
Sehr geeignete, bekannte Vielzweckzusatzstoffe sind Metalldithiophosphate, beispielsweise Zinkdialkyldithiophosphate. Diese Salze können jedoch nicht als mehrfunktionelle Zusatzstoffe in aschefreien Schmierstoffen verwendet werden, da sie selbst nicht aschefrei sind. Die erfindungsgemäßen neuen Trithiopyrophosphorsäureverbindungen ermöglichen es nun, dieses technische Problem zu lösen, da sie in einer Vielzahl von Schmierstoffen und insbesondere von Hydraulikflüssigkeiten als mehrfunktionelle Zusatzstoffe eingesetzt werden können.Very suitable, well-known, multi-purpose additives are metal dithiophosphates, for example zinc dialkyl dithiophosphates. However, these salts cannot be used as multifunctional additives in ashless lubricants because they are not ashless themselves. The new trithiopyrophosphoric acid compounds according to the invention now make it possible to solve this technical problem, since they can be used as multifunctional additives in a large number of lubricants and in particular hydraulic fluids.
Die erfindungsgemäßen Trithiopyrophosphorsäureverbindungen weisen die nachstehende allgemeine Formel auf
Bei den erfindungsgemäßen Trithiopyrophosphorsäureverbindungen der vorstehenden allgemeinen Formel I können alle Reste X dieIn the trithiopyrophosphoric acid compounds of the above general formula I according to the invention, all radicals X can be
Gruppe =NH und/oder Schwefel sein. Die Reste X können dabei identisch sein oder sich voneinander unterscheiden.Group = NH and / or sulfur. The radicals X can be identical or differ from one another.
Besonders bevorzugt sind im Rahmen der Erfindung Trithiopyrophosphorsäureverbindungen der allgemeinen Formel I, bei denen R[tief]1 und R[tief]2 jeweils eine C[tief]4-9 -Alkylgruppe, eine Phenylgruppe oder eine durch einen Alkylrest mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen substituierte Phenylgruppe bedeuten. Andere sehr geeignete Vertreter der neuen Phosphorsäureverbindungen sind solche der allgemeinen Formel I, bei denen X Sauerstoff bedeutet, R[tief]1 identisch mit R[tief]2 ist und jeweils die Butyl-, Phenyl-, Octylphenyl- oder Nonylphenylgruppe ist. Weitere bevorzugte Vertreter dieser Verbindungsklasse sind solche, bei denen X die Gruppe =NH bedeutet, während R[tief]1 und R[tief]2 identisch sind und die Oleyl-, Stearyl- oder Dodecylphenylgruppe bedeuten. Noch eine weitere Gruppe bevorzugter Verbindungen ist dadurch gekennzeichnet, dass X Schwefel ist, während R[tief]1 und R[tief] 2 identisch sind und jeweils die Butyl-, Stearyl-, Phenyl- oder Tridecylphenylgruppe bedeuten.Particularly preferred within the scope of the invention are trithiopyrophosphoric acid compounds of the general formula I in which R [deep] 1 and R [deep] 2 are each a C [deep] 4-9 alkyl group, a phenyl group or an alkyl radical having 4 to 18 carbon atoms substituted phenyl group. Other very suitable representatives of the new phosphoric acid compounds are those of the general formula I in which X is oxygen, R [deep] 1 is identical to R [deep] 2 and is in each case the butyl, phenyl, octylphenyl or nonylphenyl group. Further preferred representatives of this class of compounds are those in which X denotes the group = NH, while R [deep] 1 and R [deep] 2 are identical and denote the oleyl, stearyl or dodecylphenyl group. Yet another group of preferred compounds is characterized in that X is sulfur, while R [deep] 1 and R [deep] 2 are identical and each mean the butyl, stearyl, phenyl or tridecylphenyl group.
Die erfindungsgemäßen Trithiopyrophosphorsäureverbindungen können nach zwei verschiedenen Arbeitsweisen hergestellt werden, je nachdem, ob aliphatische oder aromatische Verbindungen erhalten werden sollen. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Trithiopyrophosphorsäureverbindungen der allgemeinen Formel I ist dadurch gekennzeichnet, dass man entweder eine aliphatische Thionothiophosphorsäure der Formel (RX)[tief]2PS[tief]2H in welcher X die vorstehend angegebene Bedeutung hat und R den für R[tief]1 und R[tief]2 angegebenen Bedeutungen entspricht, mitThe trithiopyrophosphoric acid compounds according to the invention can be prepared in two different ways, depending on whether aliphatic or aromatic compounds are to be obtained. The process according to the invention for the preparation of trithiopyrophosphoric acid compounds of the general formula I is characterized in that either an aliphatic thionothiophosphoric acid of the formula (RX) [deep] 2PS [deep] 2H in which X has the meaning given above and R denotes for R [deep] 1 and R [deep] 2 corresponds to the meanings given, with
N,N' -Dicyclohexylcarbodiimid umsetzt oder dass man eine aromatische Thionothiophosphorsäure der vorstehenden Formel pyrolisiert.N, N'-dicyclohexylcarbodiimide or that an aromatic thionothiophosphoric acid of the above formula is pyrolyzed.
Die Umsetzung einer aliphatischen Thionothiophosphorsäure mit N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid kann durch die nachstehende Reaktionsgleichung wiedergegeben werden:The reaction of an aliphatic thionothiophosphoric acid with N, N'-dicyclohexylcarbodiimide can be represented by the following reaction equation:
2(RX)[tief]2 PS[tief]2 H+(C[tief]6 H[tief]11 N=)[tief]2C-->[(RX)[tief]2 P(S)][tief]2 S+(C[tief]6 H[tief]11 NH)[tief]2 C=S (II)2 (RX) [deep] 2 PS [deep] 2 H + (C [deep] 6 H [deep] 11 N =) [deep] 2C -> [(RX) [deep] 2 P (S)] [deep ] 2 S + (C [deep] 6 H [deep] 11 NH) [deep] 2 C = S (II)
Die als Ausgangsmaterial eingesetzte Säure lässt sich herstellen, indem man 4 Mol eines aliphatischen Alkohols, eines aliphatischen Amins oder eines aliphatischen Mercaptans mit einem Mol Phosphorpentasulfid umsetzt, wobei dann 2 Mol der gewünschten Thionothiophosphorsäure entstehen. Anstelle der einzelnen Alkohole, Amine oder Mercaptane können aber selbstverständlich auch Mischungen aus Alkoholen, Aminen oder Mercaptanen mit Phosphorpentasulfid umgesetzt werden, wodurch dann Thionothiophosphorsäuren erhalten werden, bei denen sich die Gruppen R voneinander unterscheiden.The acid used as the starting material can be prepared by reacting 4 moles of an aliphatic alcohol, an aliphatic amine or an aliphatic mercaptan with one mole of phosphorus pentasulfide, 2 moles of the desired thionothiophosphoric acid then being formed. Instead of the individual alcohols, amines or mercaptans, however, mixtures of alcohols, amines or mercaptans can of course also be reacted with phosphorus pentasulphide, which then gives thionothiophosphoric acids in which the groups R differ from one another.
Die aromatischen Trithiopyrophosphorsäureverbindungen werden erhalten, indem man einen aromatischen Alkohol, ein aromatisches Amin oder ein aromatisches Mercaptan mit Phosphorpentasulfid umsetzt und die entstehenden Thionothiophosphorsäuren anschließend gemäß der nachstehenden Reaktionsgleichung pyrolisiert:The aromatic trithiopyrophosphoric acid compounds are obtained by reacting an aromatic alcohol, an aromatic amine or an aromatic mercaptan with phosphorus pentasulfide and then pyrolyzing the thionothiophosphoric acids according to the following reaction equation:
2(RX)[tief]2 PS[tief]2 H-->[(RX)[tief]2 P(S)][tief]2 S+H[tief]2 S (III)2 (RX) [deep] 2 PS [deep] 2 H -> [(RX) [deep] 2 P (S)] [deep] 2 S + H [deep] 2 S (III)
Auch in diesem Fall lässt sich eine Vielzahl aromatischer Alkohole, Amine und Mercaptane oder Mischungen dieser Verbindungen zur Herstellung der Thionothiophosphorsäuren einsetzen. Beispielsweise können hierfür substituierte und unsubstituierte Phenole, Aminobenzole, Thiophenole, Naphthole, Naphthylamine oder Thionaphthole verwendet werden. Arylalkohole, Alkarylalkohole, Amine oder Mercaptane mit einem einzigen aromatischen Kern werden dabei besonders bevorzugt. Insbesondere eignen sich im Rahmen der Erfindung Alkarylverbindungen, bei denen nur eine einzige Alkylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 4 bis 18 Kohlenstoffatomen direkt an den aromatischen Kern gebunden ist.In this case too, a large number of aromatic alcohols, amines and mercaptans or mixtures of these compounds can be used for the preparation of the thionothiophosphoric acids. For example Substituted and unsubstituted phenols, aminobenzenes, thiophenols, naphthols, naphthylamines or thionaphthols can be used for this purpose. Aryl alcohols, alkaryl alcohols, amines or mercaptans with a single aromatic nucleus are particularly preferred. In the context of the invention, alkaryl compounds are particularly suitable in which only a single alkyl group having 1 to 24 carbon atoms and preferably 4 to 18 carbon atoms is bonded directly to the aromatic nucleus.
Die erfindungsgemäßen neuen Trithiopyrophosphorsäureverbindungen können den verschiedensten Schmierstoffen einverleibt werden, beispielsweise synthetischen Ölen und insbesondere Mineralschmierölen. Für diesen Zweck geeignete Mineralschmieröle können sich von paraffinbasischen, naphthenbasischen oder gemischtbasischen Rohölen und/oder Mischungen solcher Rohöle ableiten. Sehr geeignet sind beispielsweise Neutralöle mit Viskositäten im Bereich von 100 bis 6500 SSU bei 37,8°C. Die erfindungsgemäßen Alkyl-, Aryl- und/oder Alkaryltrithiopyrophosphorsäureverbindungen können den Schmierölen entweder einzeln oder in Kombination zugesetzt werden, und zwar zweckmäßig in Mengen von etwa 0,01 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 0,05 bis etwa 5 Gew-%.The new trithiopyrophosphoric acid compounds according to the invention can be incorporated into a wide variety of lubricants, for example synthetic oils and, in particular, mineral lubricating oils. Mineral lubricating oils suitable for this purpose can be derived from paraffin-based, naphthenic-based or mixed-basic crude oils and / or mixtures of such crude oils. For example, neutral oils with viscosities in the range from 100 to 6500 SSU at 37.8 ° C. are very suitable. The alkyl, aryl and / or alkaryltrithiopyrophosphoric acid compounds according to the invention can be added to the lubricating oils either individually or in combination, expediently in amounts of about 0.01 to 10% by weight, preferably in amounts of 0.05 to about 5% by weight -%.
Außer den erfindungsgemäßen Trithiopyrophosphorsäureverbindungen können derartige Schmierstoffe auch noch andere Zusätze enthalten, wie sie üblicherweise in der Technik angewendet werden, um in den Schmierstoffen spezielle Funktion zu erfüllen, beispielsweise Viskositätsindexverbesserer, wie Methacrylatpolymerisate, Antioxydationsmittel, wie Amine oder phenolische Verbindungen, insbesondere Phenyl-kleines Alpha-naphthylamin, Dioctyldiphenylamin und 4,4'-Methylen-bis-(2,6-di-t-butylphenol). Die Schmierstoffe können auch Antischaummittel, Korrosionsinhibitoren, Antirostmittel und ähnliche Zusatzstoffe enthalten.In addition to the trithiopyrophosphoric acid compounds according to the invention, such lubricants can also contain other additives such as are usually used in technology to fulfill special functions in the lubricants, for example viscosity index improvers such as methacrylate polymers, antioxidants such as amines or phenolic compounds, especially phenyl-small alpha -naphthylamine, dioctyldiphenylamine and 4,4'-methylene-bis- (2,6-di-t-butylphenol). The lubricants can also contain anti-foam agents, corrosion inhibitors, anti-rust agents and similar additives.
Beispiel 1 Die in der nachstehenden Tabelle I aufgeführten Verbindungen Nr. 1 bis 13 wurden gemäß einer der nachstehend beschriebenen Arbeitsweisen synthetisiert. Die Arbeitsweise Nr. 1 wurde zur Herstellung von Trithiopyrophosphorsäureverbindungen mit Alkylgruppen verwendet, die Arbeitsweise 2 dagegen zur Herstellung von Trithiopyrophosphorsäureverbindungen, welche Aryl- oder Alkarylgruppen enthalten.Example 1 Compound Nos. 1 to 13 listed in Table I below were synthesized according to one of the procedures described below. Procedure No. 1 was used to prepare trithiopyrophosphoric acid compounds with alkyl groups, whereas procedure 2 was used to prepare trithiopyrophosphoric acid compounds which contain aryl or alkaryl groups.
Arbeitsweise 1 Synthese von Alkyltrithiopyrophosphorsäureverbindungen 0,1 Mol einer Alkylthionothiophosphorsäure werden in wasserfreiem Diäthyläther aufgelöst. Außerdem stellt man eine Lösung von 0,05 Mol N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid in wasserfreiem Diäthyläther her und setzt diese Lösung im Verlauf von 4 Stunden tropfenweise zu der Säurelösung hinzu, wobei das Reaktionsgemisch auf Zimmertemperatur gehalten wird. Schon nach kurzer Zeit fällt ein weißer Niederschlag aus. Nach beendetem Zusatz wird die Reaktionsmischung eine Stunde lang bei Zimmertemperatur gerührt und anschließend unter ständigem Rühren 2 Stunden lang unter Rückfluss erhitzt.Procedure 1 Synthesis of alkyltrithiopyrophosphoric acid compounds 0.1 mol of an alkylthionothiophosphoric acid are dissolved in anhydrous diethyl ether. In addition, a solution of 0.05 mol of N, N'-dicyclohexylcarbodiimide in anhydrous diethyl ether is prepared and this solution is added dropwise to the acid solution over a period of 4 hours, the reaction mixture being kept at room temperature. A white precipitate separates out after a short time. When the addition is complete, the reaction mixture is stirred for one hour at room temperature and then refluxed for 2 hours with constant stirring.
Der als Nebenprodukt gebildete N,N'-Dicyclohexylthioharnstoff mit einem Schmelzpunkt von 180 bis 181°C wird abfiltriert. Dieses Nebenprodukt wird in einer Ausbeute von 95 - 100% der Theorie, bezogen auf die eingesetzte Säure gewonnen. Anschliessend entfernt man das Lösungsmittel durch Abdestillieren im Vakuum von dem Filtrat. Je nach der chemischen Struktur der eingesetzten Thionothiosäure erhält man als Endprodukt eine gelbgefärbte Flüssigkeit bis zu einem weißen Festkörper. Die Ausbeute beträgt im Durchschnitt etwa 90%, bezogen auf die eingesetzte Säure.The N, N'-dicyclohexylthiourea formed as a by-product and having a melting point of 180 to 181 ° C. is filtered off. This by-product is obtained in a yield of 95-100% of theory, based on the acid used. Afterward the solvent is removed from the filtrate by vacuum distillation. Depending on the chemical structure of the thionothioic acid used, the end product obtained is a yellow-colored liquid to a white solid. The average yield is about 90%, based on the acid used.
Arbeitsweise 2 Synthese von aromatischen Trithiopyrophosphorsäureverbindungen 0,4 Mol eines Aryl- oder Alkarylalkohols, eines Amins oder Mercaptans werden in Tetralin aufgelöst und unter Stickstoff auf 130°C erhitzt. Dann werden im Verlauf von 3 Stunden 0,1 Mol Phosphorpentasulfid zugesetzt. Nach beendeter Zugabe wird die Mischung auf der Reaktionstemperatur gehalten, bis sich alles P[tief]2 S[tief]5 umgesetzt hat und die Entwicklung von Schwefelwasserstoff aufhört. Anschließend wird die Temperatur auf 165°C erhöht. Diese Temperatur wird wiederum aufrecht erhalten, bis kein Schwefelwasserstoff mehr freigesetzt wird. Die Reaktionsmischung wird dann filtriert und das Lösungsmittel im Vakuum abdestilliert. Die Ausbeuten an den Endprodukten liegen im Bereich von 80 bis 90% der Theorie, bezogen auf eingesetztes P[tief]2S[tief]5.Procedure 2 Synthesis of aromatic trithiopyrophosphoric acid compounds 0.4 mol of an aryl or alkaryl alcohol, an amine or mercaptan are dissolved in tetralin and heated to 130 ° C. under nitrogen. Then 0.1 mol of phosphorus pentasulfide is added over a period of 3 hours. When the addition is complete, the mixture is kept at the reaction temperature until everything P [deep] 2 S [deep] 5 has reacted and the evolution of hydrogen sulfide ceases. The temperature is then increased to 165 ° C. This temperature is again maintained until no more hydrogen sulfide is released. The reaction mixture is then filtered and the solvent is distilled off in vacuo. The yields of the end products are in the range from 80 to 90% of theory, based on the P [low] 2S [low] 5 used.
Tabelle ITable I.
Beispiel 2 Um die ausgezeichneten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verbindungen als Antioxydationsmittel unter Beweis zu stellen, werden 11 verschiedene Mischungen mit Verbindungen gemäß dem Beispiel 1 hergestellt und dann dem Luftoxydationstest (AOT) unterworfen, wobei als Vergleich zwei weitere Mischungen dienen, welche im Handel erhältliche Zinkdithiphosphate enthalten. Die bei diesem Test erzielten Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle II zusammengefasst:Example 2 In order to demonstrate the excellent properties of the compounds according to the invention as antioxidants, 11 different mixtures are prepared with compounds according to Example 1 and then subjected to the air oxidation test (AOT), with two further mixtures which contain commercially available zinc dithiphosphates being used as a comparison . the Results obtained in this test are summarized in Table II below:
Tabelle II Luft-Oxydations-Test (AOT)[hoch]bTable II Air Oxidation Test (AOT) [high] b
a) Die Konzentration der Zusatzstoffe in einem Basisöl mit hohem Viskositätsindex vom Typ 250N (Neutral), welches 0,5 Gew.-% 4,4'-Methylen-bis(2,6-di-t-butylphenol) enthielt, betrug jeweils 3.10[hoch]-4 Mol.a) The concentration of the additives in a base oil with a high viscosity index of the 250N (neutral) type, which contained 0.5% by weight of 4,4'-methylenebis (2,6-di-t-butylphenol), was in each case 3.10 [high] -4 moles.
b) Luft-Oxydationstest: Bei diesem Test wird Luft durch Proben hindurchgeleitet, welche jeweils 20 ppm löslichen Eisenkatalysator und löslichen Kupferkatalysator enthalten. Die Oxydationsbeständigkeit entspricht der Zeitspanne, gemessen in Stunden, welche erforderlich ist, um 1 mMol Sauerstoff je Gramm des Öls zu absorbieren.b) Air Oxidation Test: In this test, air is passed through samples which each contain 20 ppm of soluble iron catalyst and soluble copper catalyst. The resistance to oxidation corresponds to the length of time, measured in hours, which is required to absorb 1 mmol of oxygen per gram of the oil.
c) Löschpapiertest: Mittels dieses Testes werden die Dispergiereigenschaften der Schmierstoffe geprüft. In Zeitabständen werden Öltropfen auf ein Blatt Löschpapier gegeben und diec) Blotting paper test: This test is used to check the dispersing properties of the lubricants. At intervals, drops of oil are placed on a sheet of blotting paper and the
Zeit, welche verstreicht, bevor unlösliche Teilchen erscheinen, dient als Maß für die Dispergierfähigkeit des betreffenden Schmierstoffes.The time that elapses before insoluble particles appear serves as a measure of the dispersibility of the lubricant in question.
Die vorstehenden Versuchsergebnisse bestätigen, dass die erfindungsgemäßen Trithiopyrophosphorsäureverbindungen die Oxydationsbeständigkeit des Basisschmieröles ganz wesentlich erhöhen und dass viele der untersuchten Zusatzstoffe außerdem im Vergleich zu den Metalldithiophosphaten eine überlegene Wirkung zeigen. Die Ergebnisse des Löschpapiertestes bestätigen weiterhin, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen vielfach bezüglich der Dispergierfähigkeit den Dithiophosphorsäuresalzen überlegen sind.The above test results confirm that the trithiopyrophosphoric acid compounds according to the invention increase the oxidation resistance of the base lubricating oil quite significantly and that many of the additives examined also show a superior effect compared to the metal dithiophosphates. The results of the blotting paper test further confirm that the compounds according to the invention are in many cases superior to the dithiophosphoric acid salts with regard to the dispersibility.
Beispiel 3 Um die Antikorrosionseigenschaften der erfindungsgemäßen Trithiopyrophosphorsäureverbindungen unter Beweis zu stellen, werden Kupfer/Blei-Korrosionsteste bei einer Anzahl von Mischungen durchgeführt, welche Verbindungen gemäß Beispiel 1 enthalten. Zum Vergleich dienen wiederum Mischungen mit einem Gehalt an Zinkdithiophosphorsäuresalzen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle III zusammengefasst.Example 3 In order to demonstrate the anti-corrosion properties of the trithiopyrophosphoric acid compounds according to the invention, copper / lead corrosion tests are carried out on a number of mixtures which contain compounds according to Example 1. Mixtures containing zinc dithiophosphoric acid salts are again used for comparison. The results obtained are summarized in Table III below.
Tabelle III Kupfer/Blei-Korrosions-Test[hoch]b)Table III Copper / lead corrosion test [high] b)
a) Die Konzentrationen der Zusatzstoffe in dem Basisöl mit hohem Viskositätsindex vom Typ 250N, welches 0,5 Gew.-% 4,4'-Methylen-bis(2,6-di-t-butylphenol) enthält, betragen jeweils 0,2 Gew.-%.a) The concentrations of the additives in the base oil with a high viscosity index of the 250N type, which contains 0.5% by weight of 4,4'-methylenebis (2,6-di-t-butylphenol), are each 0.2 Wt%.
b) Kupfer/Blei-Korrosionstest: Vorher ausgewogene Spiralen aus Kupfer und Blei werden in einer Ölprobe auf 162,8°C erhitzt, wobei Luft mit einer Geschwindigkeit von 30 ml/min durch das gläserne Versuchsrohr geleitet wird. Nach 5 Stunden werden die Spiralen entfernt, gewaschen und wiederum gewogen. Der durch die Korrosion verursachte Verlust an Kupfer oder Blei ist in mg angegeben.b) Copper / lead corrosion test: previously balanced spirals made of copper and lead are heated to 162.8 ° C. in an oil sample, with air being passed through the glass test tube at a rate of 30 ml / min. After 5 hours the coils are removed, washed and weighed again. The loss of copper or lead caused by corrosion is given in mg.
Die Versuchsdaten von Tabelle III bestätigen, dass alle Verbindungen gemäß der Erfindung gegenüber Kupfer praktisch nicht koordierend wirken und die Bleikorrision von 17,1 mg auf etwa 2 bis 9 mg herabsetzen. Der Zinkdithiophosphatzusatzstoff verminderte dagegen die Bleikorrosion nur um 12 mg bzw. in einem anderen Fall um 6 mg.The test data from Table III confirm that all the compounds according to the invention have a practically non-coordinating effect on copper and reduce the lead corrosion from 17.1 mg to about 2 to 9 mg. The zinc dithiophosphate additive decreased on the other hand, lead corrosion by only 12 mg or, in another case, by 6 mg.
Beispiel 4 Um die günstigen Eigenschaften der erfindungsgemäßen neuen Verbindungen als Antirostmittel zu zeigen, wurden eine Anzahl von Mischungen, welche entsprechende Trithiopyrophosphorsäureverbindungen enthielten, der Meerwasser-Tauchprüfung bei Dampfturbinenöl gemäß der Vorschrift ASTM D 665 unterworfen. Zum Vergleich dienten wiederum Proben, welche Zinkdithiophosphate enthielten. Die Ergebnisse dieses Versuchs sind nachstehend in Tabelle IV zusammengefasst.EXAMPLE 4 In order to show the favorable properties of the novel compounds according to the invention as anti-rust agents, a number of mixtures containing corresponding trithiopyrophosphoric acid compounds were subjected to the seawater immersion test on steam turbine oil in accordance with ASTM D 665. Samples which contained zinc dithiophosphates were again used for comparison. The results of this experiment are summarized in Table IV below.
Tabelle IV Dampfturbinenöl-Meerwasser-Tauchprüfung gemäß ASTM D 665Table IV Steam turbine oil seawater immersion test according to ASTM D 665
a) Die Konzentrationen der Zusatzstoffe in einem Basisöl mit hohem Biskositätsindex vom Typ 250 N, welches 0,5 Gew.-% 4,4'-Methylen-bis(2,6-di-t-butylphenol) enthielt, betrug jeweils 0,2 Gew.-%.a) The concentration of the additives in a base oil with a high viscosity index of the 250 N type, which contained 0.5% by weight of 4,4'-methylenebis (2,6-di-t-butylphenol), was in each case 0, 2% by weight.
b) Bei den angegebenen
<NichtLesbar>
für den Rostbefall handelt es sich um Mittelwerte aus jeweils 2 gleichlaufenden Versuchen.b) At the specified
<nonreadable>
for the rust attack, the mean values are from 2 parallel experiments.
Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, dass zwar die Wirkung der einzelnen Trithiopyrophosphorsäureverbindungen als Antirostmittel nicht immer gleich ist, dass sie aber doch alle den Rostbefall, bezogen auf das Basisöl ohne Zusatzstoff, in bemerkenswerter Weise herabsetzen.The above results show that although the effect of the individual trithiopyrophosphoric acid compounds as anti-rust agents is not always the same, they all remarkably reduce the amount of rust, based on the base oil without additives.
Beispiel 5 Außerdem wurden eine Reihe von Versuchen durchgeführt, um das Druckaufnahmevermögen von Schmierstoffen zu bestimmen, welche eine Trithiopyrophosphorsäureverbindung gemäß der Erfindung enthielten. Es wurden daher Proben entsprechend den Beispielen 3 und 4 hergestellt und im Vierkugel-Apparat geprüft. Die dabei erhaltenen Versuchsergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle V zusammengefasst.Example 5 A series of tests were also carried out to determine the pressure absorption capacity of lubricants which contained a trithiopyrophosphoric acid compound according to the invention. Samples were therefore produced according to Examples 3 and 4 and tested in a four-ball apparatus. The test results obtained are summarized in Table V below.
Tabelle V Vierkugel-Apparat-Test [hoch]a)Table V Four-ball apparatus test [high] a)
a) Vierkugel-Apparat-Test: Dieser Test ist in der Zeitschrift "Engineer" Band 136 vom 13. Juli 1933 näher beschrieben. Die mittlere Hertzsche Pressung wird bestimmt, indem man eine Anzahl Versuchsläufe von jeweils 10 Sekunden bei vorher ausgewählten Belastungen durchführt. Die Last wird solange erhöht, bis ein Verschweißen der vier Kugeln eintritt.a) Four-ball apparatus test: This test is described in more detail in the journal "Engineer" Volume 136 of July 13, 1933. The mean Hertzian pressure is determined by performing a number of test runs of 10 seconds each at previously selected loads. The load is increased until the four balls weld together.
Die Ergebnisse der Beispiele 2 bis 5 zeigen eindeutig, dass die erfindungsgemäßen Trithiopyrophosphorsäureverbindungen sehr wirksame Antioxydationsmittel darstellen, gegenüber Kupfer nicht koordierend wirken, die Bleikorrosion verhindern, den Rostbefall herabsetzen und einem Schmierstoff eine gute Hochdruckbelastbarkeit verleihen. Diese keine Asche bildenden neuen Verbindungen sind daher sehr günstige mehrfunktionelle Schmierstoffzusatzstoffe. Außerdem können sie auch in Hydraulikflüssigkeiten eingesetzt werden, insbesondere, wenn es sich um Hydraulikflüssigkeiten auf Mineralölbasis handelt.The results of Examples 2 to 5 clearly show that the trithiopyrophosphoric acid compounds according to the invention are very effective antioxidants, do not have a coordinating effect on copper, prevent lead corrosion, reduce rust attack and give a lubricant good high pressure resistance. These new compounds, which do not form ash, are therefore very inexpensive multifunctional lubricant additives. In addition, they can also be used in hydraulic fluids, especially if hydraulic fluids based on mineral oil are involved.
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