DE2047015A1

DE2047015A1 -

Info

Publication number: DE2047015A1
Application number: DE19702047015
Authority: DE
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1969-09-26
Filing date: 1970-09-24
Publication date: 1971-04-08
Also published as: FR2062671A5; JPS5017953B1; GB1332473A

Description

Öllösliches Dispergiermittel

•Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der japanischen Anmeldung vom 26. September 1969, Nr. 76757/69 beansprucht.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue Dispergiermittel, die zur Dispergierung feiner Pigment- und/oder Farbstoffteilchen in nichtwäßrigen Medien geeignet sind sowie zum Dispergieren von Schlammen in natürlichen oder synthetischen Schmierölen und Brennölen.

Als öllösliche Dispergierungsmittel sind verschiedene oberflächenaktive Stoffe wie Lezithin, Metallsalze von Fettsäuren, aliphatisch^ Amine, Dialkylsulfosukzinate, Sorbitanfettsäureester und PoIyglykolester verwendet worden. Zur Dispergierung von Schlammen in Schmier- und Brennölen sind in weitem Umfang Erdalkalisalze von Alkylbenzolsulfonaten und Alkylphenolsulfiden verwendet worden. Diese Verbindungen sind jedoch mitunter bei Gegenwart anderer Stoffe nicht wirksam genug, oder sie bewirken eine Dispergierung gewisser unlöslicher Stoffe.

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Der Zweck des Zusatzes von Dispergierungsmitteln zu Maschinenölen besteht darin, die Maschine durch Dispergieren fester Teilchen und flüssiger Tröpfchen, die durch Oxydation und Polymerisation von Brenn- und Schmierölen gebildet sind, reinzuhalten und zu verhindern, daß diese Stoffe sich auf Maschinenteilen niederschlagen. Durch Verwendung«wirksamer Dispergierungsmittel ist es möglich, die Ursachen der Verstopfung von Ölleitungssystemen auszuschalten.

Besonders bei Dieselmaschinen bildet der im Brennstoff vorhant dene Schwefel starke Säuren, die das öl oxydieren und die Maschine korrodieren. Die Zusatzmittel, welche diese Übelstände durch Neutralisierung der Säuren verhindern können, enthalten gewöhnlich stöchiometrisch erhebliche Überschüsse an Erdalkalien gegenüber den sauren Gruppen der Zusatzmittel und werden gewöhnlich als überbasische Zusatzmittel bezeichnet. Es wird angenommen, daß der alkalische Teil der Salze zur Neutralisierung der sauren, im Öl gebildeten Stoffe nützlich ist, während der Neutral· salzanteil eine Dispergierung der festen Teilchen und der flüssigen Tröpfchen bewirkt.

Überbasische Sulfonate, wie sie üblicherweise benutzt werden, haben im allgemeinen eine ziemlich hohe Gesamtbasenzahl, nämlieh 250 bis 320, gemessen nach ASTM-Verfahren D 664. Infolgedessen wirken sie hinsichtlich ihres Neutralisationsvermögens befriedigend, aber sie sind in manchen Fällen hinsichtlich ihrer Dispersität und ihrer Löslichkeit ungenügend.

Es wurde nun gefunden, daß Alkylphenolsulfonate, die sowohl SuI-fonsäuregruppen als auch, saure phenolische Gruppen in einem Molekül enthalten, als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Salzen mit hoher Basizität dienen können. Diese Salze besitzen ©ine hohe Dispersionskraft nicht nur gegenüber dem in Schmier- oder Brennölen gebildeten Schlamm sondern auch gegenüber feinen Farbteilchen wie Pigmenten und Farbstoffen. In der Beschreibung werden die neuen Dispergiermittel mitunter einfach als Alkyl-

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phenosulfonate bezeichnet. Der Ausdruck "3asi2ität" in der Beschreibung bedeutet den Ileutralisationswert, d.h. die Gesantbaseiisahl (abgekürzt: I¹JBIi)₅ geraessen nach dem Verfahren der AS ¹I¹I-I-Vorschrift U 664 oder einer anderen entsprechenden Hethode.

Die gemäß vorliegender Erfindung ^u verwendenden Alleylpneno- · sulfonate sind Erdalkalisalze der Sulfonierungsprodukte von Alkylphenolen, wie sie oben definiert sind.

AlkylDhenole, die sur Herstellung von Alkylphenosulfonaten gemäß vorliegendei* .irfiiidung anzuwenden sind, sollen hohe Molekulargewichte besitzen, die ausreichen, um die erforderliche üllöslichkeit der Sulfonate sicherzustellen. Als Alkylphenole können iiono alkylphenole, Dialkylphenole und Mischungen derselben verwendet werden, wobei die Alkylseitenkette gerade oder verswei^t sein kann. Die durchsclinittlichen Molekulargewichte der Alkylphenole liegen zwischen 200 und SOO, vorzugsweise zwischen 260 und ^20, und die Kettenlänge der Alky!gruppen beträgt ö bis $0 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 12 bis 50 Kohlenstoffabome, um die oben angegebenen Molekulargewichtsbedingungen zu erfüllen. Im Handel erhältliche Alkylphenole enthalten Paraalkylphenole als Hauptbestandteil. Sie können auch weniger als Λ0-/Ό Ortho alkylphenole und weniger als Λ0% Orthoparadialkylphenole enthalten.

Diese Sulfonierung der langkettigen Alkylphenole kann mit irgendeinem üblichen Sulfonierungsmittel durchgeführt werden, z.B. mit Schwefelsäure, rauchender Schwefelsäure und Schwefeltrioxyd.

Schwefelsäure wird gewöhnlich in Mengen von 1 bis 10 Molen, vorzugsweise 2 bis 5 Molen, auf ein Mol Alkylplienol angewendet. Dabei wird eine 2J%ige rauchende Schwefelsäure für gewöhnlich in einer Menge von 1 bis 10 Molen, vorzugsweise 2 bis 3 Molen, auf 1 Mol Alkylphenol benutzt. Sulfotrioxyd wird in Mengen von 0,5 bis 2 Molen, vorzugsweise 1 bis 1,5 Molen auf ein Mol Alkylphenol angewendet. Was die Reaktionsbedingungen anlangt, cc kön-

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BAD ORIGINAL

-Zf-

nen die üblichen Sulfonierungstemperaturen und -zeiten eingestellt werden.

Die so erhaltenen Suli'onierungsprodukte enthalten Alley !phenolsulfonsäuren als Hauptbestandteile und können geringe Mengen von daneben entstandenen Schwefelsäureestern enthalten. Die Menge der letzteren beträgt unter üblichen Bedingungen weniger als Λϋ%. Die Sull'onsäuregruppen stehen in den Verbindungen in der Hauptsache in der Ortho- und der Metastellung zur Hydroxylgruppe.

Die langkettigen Alky!phenolsulfonsäuren werden mit Hilfe von basischen Erdalkalien neutralisiert und in überbasische Verbindungen umgewandelt. Dabei entstehen Verbindungen, welche Magnesium, Kalzium oder Barium enthalten und öllösliche Dispergierungsmittel gemäß vorliegender Erfindung darstellen.

Das Verfahren zur Herstellung von öllöslichen Dispergierungsmitteln gemäß vorliegender Erfindung und die Dinpergierungseigenschaiten derselben sollen durch die folgenden Beispiele näher erläutert werden.

Die Beispiele 1 bis 3 zeigen Verfahren zur Herstellung verschiedener Dispergierungsmittel gemäß vorliegender Erfindung, während das Vergleichsbeispiel ein Verfahren zur Herstellung eines üblichen Dispergierungsmittels darstellt. Aus diesen Beispielen und dem Vergleichsbeispiel ist ersichtlich, daß die Alkylphenosulfonate gemäß vorliegender Erfindung zur Bildung überbasischer Salze imstande sind, die einen sehr hohen TBN-Wert aufweisen. Es sei Jedoch darauf hingewiesen, daß die Öllöslichen Dispergierungsmittel gemäß vorliegender Erfindung nicht auf die Gegenstände der folgenden Beispiele beschränkt sind. In den folgenden Beispielen sind alle angegebenen Teile Gewichtsteile.

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_ 5 —

Beispiel 1

(a) Zu 298 Teilen Alkylphenol mit einem Hydroxylwert von 131 »8 werden tropfenweise bei einer Temperatur von 28 bis 45 195 Teile einer 23%igen rauchenden Schwefelsäure zugesetzt. Nc eh. beendetem Zusatz wird die Temperatur auf 45 bis 50° gesteigert und das Rühren 40 Minuten lang fortgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt beträgt das Molverhältnis von Sulfonsäure zum Schwefelsäureester 92 : 8. Nun werden 300 Teile Schmieröl zugesetzt, und die Mischung wird gerührt. Nachdem die verbrauchte Säure entfernt ist,, werden 50,2 Teile Wasser und 56»Ö Teile Kalziumhydroxyd zu 627 Teilen der in der oben beschriebenen Weise erhaltenen sulfonierten Alkylpheno!mischung zugesetzt. Nach zweistündigem Rühren bei 90° wird die Mischung getrocknet und filtriert, wobei man eine klare rötlichbraune Flüssigkeit erhält. Der Kalziumgehalt des Neutralsalzes beträgt 1,73%·

(b) Zu 135*4 Teilen des Neutralsalzes werden 46 Teile Xylol, 40 Teile Kalziumoxyd und 320 Teile Methanol zugesetzt, und nach dem Rühren werden 63 Teile Kohlendioxydgas eingeleitet. Das Methanol wird durch Destillation entfernt. Dann werden 15»4 Teile Wasser zugesetzt, und die Lösung wird erhitzt, um das Wasser und das Xylol durch Destillation zu entfernen. Dann wird das Ganze filtriert, wobei man eine durchsichtige flüssigkeit erhält. Diese Flüssigkeit hat einen Gesamtkalziumgehalt von 15»9% und einen TBN-Wert von 411.

Die Flüssigkeit wird mit einem Schmieröl gemischt, das einen Viskositätsindex von 97 und eine Viskosität von 500 SSU bei 37»8° besitzt. Dabei erhält man eine vollständig klare Lösung, die 25 Gewichtsteile der erwähnten Flüssigkeit enthält. Innerhalb einer Zeitdauer von 2 Monaten nach der Herstellung war kein Trübewerden zu bemerken.

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Beispiel 2

(a) Zu 302 Teilen eines Propylenpolymeren (dein Destillationsrückstand eines Propylentetrameren), das eine durchschnittli- . ehe Kohlenstoffzahl von 21,5 und ein durchschnittliches Molekulargewicht von 302 aufwies, wurden 188 Teile Phenol und 10 Teile aktiven Tons zugesetzt. Dann wurde die Mischung zur Bildung eines Alkylphenols erhitzt. Nach beendeter Reaktion wurde die Mischung filtriert, um den aktiven Ton zu entfernen. Daraufhin wurde das freie Phenol unter vermindertem Druck abdestil3.iert. Man erhielt 395 Teile Alkyljhenol. Der Hydroxylwert beträgt 135,0. Das Produkt cnfoält 89,0% Monoalkylphenole und 11,0% Dialkylphenole, wobei die Hauptbestandteile aus Paraalkylphenoleri bestehen.

Zu 290 Teilen des so erhaltenen Alkylphenols werden 195 Teile einer 23%igen rauchenden Schwefelsäure tropfenweise bei Temperaturen von 28 bis 45° zugesetzt. Wach beendeter Reaktion wird die Temperatur auf 4-5 bis 50 gesteigert. Das Rühren, wird eine Stunde lang fortgesetzt. Zu diesem Zeitpunkt beträgt das Molverhältnis der Sulfonsäure zum Schwefelsäureester 90 : 10. Die Reaktionsmischung wird mit 330 Teilen Schmieröl verrührt. Nach der Abtrennung der überschüssigen rauchenden Schwefelsäure werden zu 630 Teilen der Mischung 50 Teile Wasser und 56,0 Teile Kalziumhydroxyd zugesetzt. Die Masse wird bei 90 bis 95° 2 Stunden lang gerührt, um die Neutralisation zu vervollständigen. Dann wird sie getrocknet und filtriert, wobei man eine rötlichbraune klare Flüssigkeit erhält. Die Flüssigkeit enthält 1,67% Kalzium.

(b) Zu 140 Teilen des Neutralsalzes werden 80 Teile Xylol,

45 Teile Kalziumoxyd und 320 Teile Methanol zugesetzt, und nach dem Altern werden 55 Teile Kohlendioxydgas eingeleitet. Das Methanol wird durch Destillation entfernt, und die Mischung wird durch Zusatz von 15,4 Teilen Wasser hydratisiert. Das Wasser und das 3QyIoI werden durch Destillation entfernt. Dann wird die Mi

schung filtriert, wobei eine klare zähe Flüssigkeit erhält.

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Das Erzeugnis weist einen Gesamtkalziumgehalt von 15j^% und einen fBJI-W rt von 400 auf. Die Löslichkeit des Erzeugnisses in .Jciimieröl ist befriedigend, und das Produkt blieb unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 klar.

Beispiel '-}

/jU 296 feilen des gleichen Alkylpnenols wie in Beispiel 1 werden 59 feile Jchwefeltrioxydgas, das mit trockener Luft auf eine Konzentration von 5 Vol.-> verdünnt war, bei eirr-r Temperatur von ',Ό bis 75° eingeleitet. Das Holverhältiiis von Sulfo/isäure zum Schwefelsäureester in dem erzeugten Produkt betrug 94 : 6. Das Reaktionsprodukt; wurde mit 452 feilen Schmieröl und dann mit 42 'feilen Wasser und 57-2 feilen Kalziurr.hydroxyd vermischt. Die lüGchung wurde bei 90 bis 95 2 Stunden lang zur Vervollständigung der Neutralisation gerührt, dann getrocknet und filtriert, wobei man ein Neutralsalz erhielt. Der Kalziumgehalt betrug 1,67;''ö.

(b) Zu 155»4 feilen des Iieutralsalzes wurden 100 feile Xylol, 40 feile Kalziumoxyd und 320 feile !!ethanol zugesetzt und nach dem Altern 60 feile Kohleiidioxydgas eingeleitet. Das Kethanoi wurde durch Destillation entfernt. Die Kisellung wurde zusammen mit 15>4 feilen Wasser gerührt, und daraufhin wurden das Xylol und das Wasser durch Destillation entfernt, iiach der .Filtration erhielt man eine durchsichtige .Flüssigkeit. Das Produkt besaß einen Gesamtkalzi\imgehalt von 15 > 9^ und eine Gesamtb as enz aiii von 410. Die Löslichkeit in Schmieröl, die Durchsichtigkeit und die Beständigkeit des Erzeugnisses waren im wesentlichen die gleichen wie die im Beispiel 1.

Vergleichsbeispiel

(a) Zu 415,5 Teilen Mono alley Ib enz öl mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 566 wurden 520 feile einer 2J%igen rauchenden Schwefelsäure zugesetzt; die Sulfonierung geschah in der üblichen Weise oei 50 bis 55° und einem Druck von 90 mm. Bann -.mr-

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bad original

den 53 Teile Verdünnungswasser zugesetzt, und die verbrauchte Schwefelsäure wurde abgetrennt, wobei man 5^5 Teile einer SuIionsäureschient erhielt. Die Sulfonsäureschicht besaß eine Säurezahl von 152,7, einen Gehalt an freier Schwefelsäure von 3,2% und einen Sulfonsauregehalt von 92,5%. Zu /(.92 Teilen der SuI-.'onsäureschicht wurden 592 Teile Wassern.52,0 Teile Kalziumhydroxyd zugesetzt. Nachdem die Mischung anderthalb Stunden lang bei 90 bis 95° zur Vervollständigung der Neutralisation gerührt war, wurden ^L)t0 Teile Schmieröl zugesetzt; die Mischung wurde dehydratisiert und filtriert, wobei man ein Neutralsalz erhielt. ™ Der Kalziumgehalt betrug 1,75%·

(b) Zu 81 Teilen des Heutralsalzes wurden 81 Teile Xylol, 14-7 Teile Methanol und 17,5 Teile lialziumoxyd zugesetzt. Nach dem Verrühren wurden 14·,7 Teile Kohxendioxydgas eingeleitet. Dan nethanol wurde durch Destillation entfernt. Dann wurden 6 Teile V/asser der Mischung langsam zugesetzt, um eine Hydratisierung zu bewirken. Das V/asser und das Xylol wurden anschließend durch Destillation entfernt. Nach der Filtration wurde ein klares flüssiges Erzeugnis erhalten.

Das Erzeugnis hatte einen Gesamtkalziumgehalt von 10,8% und eine Gesamtbasenzahl (TBN) von 264-. Eine 25gew.-%ige Lösung in einem " Schmieröl mit einem Viskositätsindex von 97 und einer Viskosität von 5OO SSU bei 38 war völlig klar, und innerhalb einer Zeitdauer von 2 Monaten nach der Herstellung wurde keine Trübung beobachtet.

(c) Zu 81 Teilen des wie oben unter (a) erhaltenen Neutralsalzes wurden S1 Teile Xylol, 147 Teile Methanol und 35 Teile Kalziumoxyd zugesetzt und nach dem Verrühren wurden 29,4- Teile Kohlendioxydgas eingeleitet. Das Methanol wurde durch Destillation entfernt, und die Mischung wurde zusammen mit 10 Teilen Wasser unter Rückfluß gerührt. Dann wurdendas Wasser und das Xylol durch Destillation entfernt und die Mischung der Filtration unterworfen. Bei der Filtration wurde eine erhebliche Menge

1 0 9 8 1 5 / 2 2 U

BAD ORiGfNAU

unlöslichen Niederschlages abgetrennt. Das entstehende klare IPiltrat besaß einen Gesamtkalziumgehalt von 12,3% und eine Gesamtbasenzahl von

"Wenn das Erzeugnis in einem Schmieröl aufgelöst wurde, ergab sich eine leichte Trübung. Wenn die Lösung bei Zimmertemperatur aufbewahrt wurde, zeigte sich eine allmähliche Bildung eines unlöslichen Niederschlages.

In den folgenden Beispielen werden die Dispergiereigenschaften der öllöslichen Dispergierungsmittel gemäß vorliegender Erfindung gezeigt.

Beispiel 4

In graduierten Versuchsröhrchen von 30 cnr Fassungsvermögen wurde eine Dispersion mit einer Pigmentkonzentration von 1% und einer Konzentration an Dispergierungsmittel von O,O2/ö hergestellt unter Verwendung von Kalziumalkylphenosulfonaten, die aus Alkylphenolen mit durchschnittlichen Molekulargewichten von 180, 220, 240, 395, 426 und 514 hergestellt xtfaren. An diesen Proben wurde die Pällungsgeschwindigkeit jeder Dispersion bei 25 gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 dargestellt. In den Tabellen entsprechen die Zahlenwerte der Höhe der trüben Dispersionsschicht. Je höher der Wert ist, umso besser ist das Dispersionsvermögen.

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Tabelle 1 Dispersion von Aiß in Toluol

Dispersions-
mittel

mit

Kalzium alkylpheno sulfat
einem Molekulargewicht von

mit

Il Il Il Il

514

Kalzium-
alkylbenzol-

Dialkyl-
sulfo-

Kein Dis
persions

Il

I

Kein Dis
persions

Stunden

Ί80

220 240 395 426

180

Il Il It tt

30,0

sulfonat

sukzinat

mittel

It

_Λ
O
I

mittel

5

unlöslich 30,0 30,0 30,0 30,0

tt

vollständi
ge Fällung

vollständi- vollständige
ge Fällung Fällung

10

Il

Tabelle 2 Dispersion

Il

1091

20

tt

Il

UU
cn

Kalziumalkylpheno sulfat
einem Molekulargewicht von

ro
ro
-P-

220 240 395 4-26

von Ruß in Xylol

45»

Dispersions-
• mittel

Dialkyl-
suli'o-

Stunden

sukzinat

514

unlöslich 30,0 30,0 30,0 30,0 30,0 vollständige Fällung

20,5

15,0 10,5

vollständige Fällung

.Beispiel 5

Die JJispe.rpienmf: des .Rußes wurde unter Verwendung verschiedener Kaiziumalkylpheiiosulfonate gemessen, die aus verschiedenen Alkylphetiolen mit einem durchsclrnittliclien Ho lekul ar gewicht; von 220, 240,395 und 426 :jewonneii waren, sowie von halziumalkylbenzolsulfonaton, die aus Alley lbeiizolen vom durchschnittlichen ilo lekul argewicht von 350 und 44-0 hergestellt waren.

5 G-ew.-^ό jedes Disperrierungsmittels wurden in einem sog. lOOer-Neutralo'l gelöst. Unter sorgfältigem Rühren wurde eine Dispersion aus 0,1 cn^ des Disper-?ierungsmittels und 0,05 S in 29,9 CiU^ I^ormalheptan hergestellt. Diese Dispersion wurde eine otunde lanr: bei 35° stehen gelassen. Die Ergebnisse sind aus Tabelle 5 ersichtlich.

Tabelle

Dispersionsmittel

Kai ziuin alley lpheno sulfonat mit einem Holekulargewicht von

10 240 395 426

ICalsiumalkylbenzolsulfonat mit einem Holekulargewient von

55O 440

Dispersität*

III

II

*Dispersität I: keine Fällung (zufriedenstelÜHrl)

II: geringe Fällung (an der Grenze)

III: vollständige Fällung (unbrauchbar)

Beispiel 6

Es wurden Versuche mit den in Beispiel 5 erwähnten Stoffen durchgeführt, um ihre Dispersionskraft als Zusatzmittel zu Brennölen zu testen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellte

10 9 8 i 5 / :. 2 4 4

BAD ORIGINAL

- 12 Tabelle 4

Dispersionsmittel Kalziumalkylpheno-

sulfonat

Kalziumalkylbenzolsulfonat

Durchschnittlich.es riolekul arge wicht

ohne .Rücksicht auf das vorhandene SO-, u.doKalzium

220 395 426

350

440

Dispersitätskraft für schweres Brennö'l ''

Brenndüsenzustand 2)

Filter-Verstopfung

II

8,5

,4- 9,0

8,2 4,3 5,4

III

2,5

75,6

III

3,7

64,1

1) 0,1 CLr eines Schweröls vom Bunker C-Typ und 0,1 cm eines 5OOer-Neutralöls, in dem 4 Gew.-% des Dispersionsmittels gelöst waren, wurden mit 29,8 cmr Normalheptan unter heftigem Hühren vermischt; die Mischung wurde eine Stunde lang bei 35° stehen gelassen. Der Beurteilungsmaßstab wax¹ der gleiche wie in der Ifußnote zu Tabelle er X^ ahnt.

2) Der Brenndüsenzustand wurde geprüft, nachdem 110 kg Brennöl G verbrannt waren. Der Wert 10 bedeutet: sauber, und der Wert 0 bedeutet: vollständige Verschmutzung, d.h. ein Niederschlag von mehr als 5 nun Kohlenstoff. Das öl enthielt 0,05 Gew.-% des Dispersionsmittels ο

3) Es wird der Prozentsatz der mit Schlamm bedeckten, verstopften fläche gemessen. Bei Jedem Versuch wurden 110 kg Bremiöl verwendet. Das 01 enthielt 0,05 Gew.-% des Dispersionsmittels .

Beispiel 7

Weitere Versuche wurden durchgeführt, um die Dispersionskraft der Verbindungen beim Zusatz zu Maschinenöl zu prüfen. Wie aus

10 9 8 . ο / ;! 2 4 4

BAD ORiGiNAL

Beispiel 6 ex*sichtlich, enthält ein schweres Brennöl einen Schlamm von sehr komplizierter Zusammensetzung, der in Normalheptan unlöslich ist,

Weiterhin enthält ein Maschinenöl Schwefelsäure, die bei der Verbrennung von Schwefel im Öl gebildet ist. Dies verursacht eine Verschlechterung des Schmieröls und die Bildung eines unlöslichen Schlamms.

Unter Berücksichtigung der obigen !Tatsachen ist es möglich, einen Schlamm herzustellen, der weitgehend ähnliche Eigenschaften aufweist wie die unlöslichen Bestandteile, die gewöhnlich bei Verbrennungskraftmaschinen auftreten, indem man dem schweren Brennöl eine bestimmte Menge eines alten sauren Schlamms einverleibt, der bei der Herstellung von Alkylbenzolsulfonsäure als Nebenprodukt entstanden ist.

Bei diesem Beispiel wird die Dispersionskraft unter Verwendung eines schweren Brennöls gemessen, das einen alten Säureschlamm mit einer Gesamtsäurezahl von etwa 400 in einer Konzentration aufweist, daß die Säurezahl des Brennöls auf 0,2 gebracht wird. Dieser Wert ist nahezu der gleiche wie der eines Brennöls im tatsächlichen Maschinenbetrieb. Die Ergebnisse sind in Tabelle zusammengestellt.

Der Dispersionstest wurde in gleicher Weise wie nach Beispiel 5 durchgeführt.

Tabelle 5

Dispersionsmittel Kalziumalkylpheno- Handelsübliches

sulfonat Kalziumalkylbenzol-

sulfonat

Durchschnittl. ^ _24Q _qc. ₄₂₆ Molekulargewicht ^υ ^^υ ^? ^^b

Gesamtbasenzahl 400 411 262 31J

Dispersionsvermö-

gen bei einem _ _ _ _TTT

Schlamm mit der ± J. J. J-J-J.

G-θ β amt s äur e ζ ahl
0,2 2)

1 098 Ί 5/22Α4

1) Das durchschnittliche Molekulargewicht des Kohlenwasserstoffs oder des Alkylphenols,

2) das Dispersionsvermögen ist in der gleichen V/eise gemessen wie in der Fußnote zu Tabelle 3 angegeben.

Beispiel 6

Es wurden Radiaufversuche mit Mietautos durchgeführt unter Verwendung eines handelsüblichen Maschinenöls (MS-Qualität) als
Ausgangsöl, welchem verschiedene Zusätze gemäß der vorliegenden Erfindung einverleibt wurden. Die gesamte durchlaufene Weglange betrug 30 000 km» Nach je 5 000 km wurden Proben des Maschinenöle entnommen und durch die gleiche Menge J?rischöl ersetzt.
Die Reinheit der Maschinenteile wurde, nach de:. Tabelle des
Manual of Coordinating Research Council ermittelt, wobei der
Wert 10 den besten Zustand und der Wert 0 den schlechtesten
Zustand darstellt.

Tabelle 6 Durchschnittl. Werte

für für
Schlamm Harzbildung

(a) Handelsübliches Maschinenöl (Mo-Qualität)

(b) Maschinenöl (a) mit 1 Gew.-% Kaiziumalkylpheno sulfonat (durchschnittl.Molekulargewicht des als Ausgangsmaterial verwendeten Alkylphenols 395» Gesamtbasenzahl 410)

(c) Maschinenöl (a) mit 1 Gew.-% Bariumalkylpheno sulfonat (durchschnittl.Molekulargewicht des als Ausgangsmaterial verwendeten Alkylphenols 395, Gesamtbas enzahl 140)

6,5

8,3

4,2 7,3

8,0

7,4

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BAD ORlGfNAL

2 O Λ 7 01 5

JiOrt set suns Tabelle 6 Durchschnitt!. Werte

für für öchlaam Harzbildung

(d) Maschinenöl (a) mit 1 Gew.-% kalr.iiunalkylphenosulfonau

( dur ch s chiii 111. Ho 1 ekul ar r ewi cht des als Ausgangsmaterial verwendeten Alkylphenols 426, Neutralsalz)

(e) Maschinenöle a) mit 1 Gew.-% handelsüblichem Kalziumalkylbenzolsulfonat (Neiitralsalz)

8,1

7,1

7,8

3,ε

Beispiel 9

Die Dispergiereigenscliaiteii von Holybdändisiilfid, einen Hochdruckschmiermittel zusatz, vrarden geprüft. Jedes Dispergiermittel wurde in sog. 100er-lJeutralöl gelöst, um die rewünschte Konzentration zu erzielen. 0,1 cnr der Lösung wurden mit 29,9cm •Toluol gemischt. Die Mischung \·ηιτάβ dann mit 0,1 g liolybdändisulfidpulver versetzt. Das Ganze wurde sorgfältig vermischt und bei Zimmertemperatur stehen gelassen. Die otundenzaiil, die zum vollständigen Absetzen benötigt wurde, wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in 'Tabelle 7 zusammengestellt.

Tabelle 7 Kalziumalk^l-■pheno sulf onat

Durchschnittl.Molekulargewicht des als Ausgangsmaterial verwendeten Alkylphenols

392

Kein Dispersions mittel

Ge s amtb as enz ahl
Konzentration in Gew.-%

Zahl d.Stunden,die zum voIL-ständg.Absetzen benötigt wurden

400 5,0 1,0

78

neutral 446 0,5 5,0 10,0

65

0,06

1098 , 5/22U

BAD ORIGINAL

Es ist anzunehmen, daß die neutralen Erdalkalisalze von Alkylpheriosulfonsäuren die folgende formelmäßige Zusammensetzung aufweisen:

U); [^ . I 11

El

in

Hierein bedeutet ii ein Alkylradikal mit 8 bis 50 Kohlenstoffatomen, das unmittelbar am Benzolring sitzt, η ist 1 oder 2, m ist ebenfalls 1 oder 2 und ii ist ein Erdalkalimetall wie Magnesium, Kalzium, Strontium und Barium·

Bei der Herstellung der obigen Alkylphenosulfonate wird das Schmieröl der Beaktionsmischung vor der Neutralisierung zugesetzt, um die Neutralisierungsreaktion der Sulfonsäure zu erleichtern. Die Menge des zu diesem Zweck zugesetzten Schmieröls ist nicht kritisch, aber unter Berücksichtigung der Konzentration des Alkylphenosulfonats, wie es beim Zusatz zu Schmierölen angewendet wird, ist es im allgemeinen zweckmäßig, 100 bis 150 Gewichtsteile des Schmieröls, berechnet auf 100 Gewichtsteile des Alkylphenols anzuwenden. Im übrigen kann das Schmieröl für diesen Zweck durch andere Öllösungsmittel wie Benzol, Xylol oder dergl. ersetzt werden.

Wie oben erwähnt, werden die öllöslichen Dispergiermittel gemäß der Erfindung vorzugsweise zum Dispergieren von Schlamm verwendet, der in natürlichen oder synthetischen Schmier- und Brennölen gebildet wird, sowie zum Dispergieren von feinen Pig ment- und Farbstoffteilchen in nichtwäßrigen Medien. Bei der Anwendung zu diesen Zwecken liegen die bevorzugten Mengen der Salze, die bei den entsprechenden Ausgangsstoffen anzuwenden sind, in folgenden Größenordnungen:

Für Benzinmotorenöle bei 0,2 bis 2,0 Gew.-% Für DieselMaschinenöle bei Leichtöl: 0,2 bis 5,0

Schweröli beispielsweise

10 9 8 ι 3/22 4 4

BAD ORIGINAL

- T7 ·~

Schiff sdie s elmaschinenol

2 bis 4-0 Gew.-^

Pigmente oder .Farbstoffe " bei OjO5 bis 2,0 Gew.-^f,£.

Im allgemeinen hängt die Kinimalkonsentration der Salze von ihrer Dispergie'rungskraft ab, während die obere Grenze auf wirtschaftlichen Überlegungen beruht«

Beispiele zusätzlicher Pigmente, die gerne ins an nit dein öalz verwendet werden können, sind Ruß, rotes i3iseno3£yd, Zinkweiß, Titanv/eißj Phtalozyaniiiblau, Hansagelb. und dergleichen.

1 Ü I 8 i 5 / ;: J ■', 4 BAD ORIGJNAL

Claims

Patentansprüche

1« Öllösliches Dispergiermittel, bestehend aus xirdalkalisalzen von Alkylphenosulfonsiiure,

2« Öllösliches Dispergiermittel nach Anspruch 1, dadurch ge-

kennzeichnet, daß das durchschnittliche Molekulargewicht || des Alkylphenols in der Alkylphenosulfonsäure 200 bis 800 und die Kettenlänge des Alkylradikals des Alkylphenols 3 bis 50 Kohlenstoffatome beträgt,

3· Ollösliohes- Dispergiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennz-eichiset, daß· daö durchschnittliche Molekulargewicht des Alkylphenols in der Alkylphenosuliansäure 260 bis 520 und die Kesttenlange des Alkylradikals des Alkylphenols 12 bis 30 Kohlenstoffatome beträgt,

4. Öllösliciies Dispergiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet* daß als Erdalkaliiaetall i^viagnesiura_t Kalzium und Barium verwendet wird,

3« üllösliches Dispergiermittel nach Anspruch 1, dadurch ge-» kennzeichnet, daß das ErdalkalIsalζ ein Heuträlsalz oder ein überbasisches Salz darstellt,

Schmier- oder Brennöl, dadurch gekennzeichnet, daß es ein öllüsliches Dispergiermittel nach Anspruch 1 enthält,

7. Dispersion von Teilchen in einem nichtwäßrigen Medium, welches ein öllösliches Dianergiermittel nach Anspruch 1 enthält,

3. Verfahren zum Dispergieren von Teilchen in einem nichtwäßrigen Medium, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Medium ein öllösliches Dispergiermittel nach Anspruch 1 einverleibt*

1098 i 5/11 ^;>4