DE2060914A1 - Mineralschmieroel mit verbessertem Viskositaetsindex - Google Patents

Mineralschmieroel mit verbessertem Viskositaetsindex

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DE2060914A1 DE19702060914 DE2060914A DE2060914A1 DE 2060914 A1 DE2060914 A1 DE 2060914A1 DE 19702060914 DE19702060914 DE 19702060914 DE 2060914 A DE2060914 A DE 2060914A DE 2060914 A1 DE2060914 A1 DE 2060914A1
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Description

P 3616 (J/Pi/Sz) ·'-·■■..
SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ N.V. Den Haag, Niederlande
"Mineralschmieröl mit verbessertem Viskositatsindex" Priorität; 12. Dezember 1969, V.ßt.A., Nr. 884 721
Die Erfindung betrifft ein Mineralschmieröl mit verbessertem Viskositätsindex.
Der Viskositätsindex (VI) von Schmierstoffen auf Mineralölbasis wird herkömmlich durch Einverleibung hochmolekularer, polymerer Zusatzstoffe, wie Polymethacrylsäureester, eingestellt. Anscheinend wegen ihres hohen Molekulargewichts sind solche Zusatzstoffe jedoch empfindlich gegenüber thermischem oder oxidativem Abbau, insbesondere unter dem Einfluß der bei der Verwendung erfolgenden Scherwirkung.
Aufgabe der Erfindung war es, neue Mineralschmieröle zur Ver-
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fügung zu stellen, welche VI-Yerbesserer enthalten, die eine hervorragende Beständigkeit gegenüber der Scherwirkung, Oxidation und thermischen Beanspruchung aufweisen und mit dein Basisöl gut verträglich sind. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein MineralSchmieröl, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es als Viskositätsindexverbesserer ein Blockcopolymeres der allgemeinen Formel
A-B
enthält, in der A einen Block aus Polystyrol, zumindest teilweise hydriertem Polystyrol oder Polyvinylcyclohexan darstellt, welcher Block ein Durchschnittsmolekulargewicht von 5000 bis 50 000, vorzugsweise 9000 bis 35 000, aufweist, und B einen Block aus einem oc-Monoolefinpolymer, einem Polymer eines konjugierten Diens oder einem Hydrierungsprodukt eines solchen Polymers darstellt, in welchem zumindest 50 % der ursprünglich vorhandenen Doppelbindungen hydriert wurden, welcher Block ein Durchschnittsmolekulargewicht von 10 000 bis 1 000 000, vorzugsweise 15 000 bis 200 000, aufweist.
Die erfindungsgemäßen Schmieröle gewährleisten eine verbesserte Schmierung von Metalloberflächen, welche sich relativ zueinander bewegen.
Die Mineralschmieröle der Erfindung eignen sich insbesondere für Motoren. Sie weisen im allgemeinen Viskositäten (37,80C) von etwa I50 bis 250 SUS (Saybolt-Universal-Sekunden) auf und
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■"W ■" ■■■■'""" f-r"<aff«i\'y'v '»if"!'! ρ "'f. ι1 ',Ι1:
werden im allgemeinen den SAE-Typen 5 bis 50 zugeordnet. Als Basisöle dienen in der Regel Destillate, die erfindungsgemäßen ,Mineralschmieröle können jedoch auch Rückstände enthalten, sofern die Schmierwirkung erhalten bleibt. Obwohl Basisöle mit niedrigem VI eingesetzt werden können, ist es wesentlich zweckmäßiger, solche Öle mit VI von etwa 120 bis etwa 200 zu verwenden. Es werden umso bessere Schmieröle erhalten, je höher der VI des Basisöls ist, insbesondere, wenn Mehrbereichsschmieröle, wie Schmieröle vom SAE-Typ 1O/3O oder 20/40, hergestellt werden sollen. Auch als Basisöle für z. B. Schmierfette, Hydrauliköle oder Schmierstoffe für offene Getriebe geeignete öle können für den vorgenannten Zweck verwendet werden. Die Mineral-Basisöle können mit synthetischen Schmierölen, wie Diesterölen, vermischt werden.
Spezielle Beispiele für bevorzugte Diene sind Butadien und/oder Isopren. Venn die Copolymere oC-Monoolefin-Polymerblöcke als. Block B enthalten, werden als Monoolefine Äthylen und/oder Propylen und/oder Buten bevorzugt.
Die Polymerblöcke A bzw. B können Homopolymer- oder Copolymer- < blöcke. sein. Bei Copolymerblöcken sollen die für den Aufbau der Polymerblöcke A und B angegebenen-Monomeren überwiegen. Ein typisches Polymeres dieses Typs weist vor der Hydrierung die Struktur Poryst^rrol/Randomf-Styrol-Butadien-Kautschuk auf. '
Die Blockcopolymere werden zur Erniedrigung ihrer olefinischen
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20609U
Ungesättigtheit vorzugsweise hydriert. Die olefinische Ungesättigtheit wird dabei insbesondere um mindestens 50 %, speziell um mindestens 80 % der ursprünglich vorhandenen olefinisch ungesättigten Bindungen, erniedrigt. Die aromatischen Doppelbindungen werden vorzugsweise zu mindestens 50 %5 insbesondere zu mindestens 80 %, hydriert. Die Hydrierung wird vorzugsweise in Lösung durchgeführt, wobei entweder homogene oder heterogene Katalysatoren eingesetzt werden. Wenn sowohl der Anteil der aromatischen als auch der olefinisch ungesättigten Bindungen erniedrigt werden soil, können relativ scharfe Hydrierungsbedingungen angewendet werden. Vorzugsweise werden jedoch die leichter reduzierbaren olefinisch ungesättigten Bindungen zuerst bei relativ milden Hydrierungsbedingungen reduziert, wonach man Temperatur und Druck erhöhen kann, um gegebenenfalls die aromatischen Doppelbindungen wirkungsvoll zu reduzieren. Als Katalysatoren werden vorzugsweise z. B. Kobalt- oder Nickel-Salze oder -alkoxide eingesetzt, welche mit Aluminiumalkylverbindungen reduziert wurden. Spezielle Beispiele für erfindungsgemäß geeignete Katalysatoren sind Nickelacetat, Nickeioctoat oder mit Aluminiumalkyl verbindungen, wie Aluminium triäthyl oder Aluminiumtriisobutyl, reduziertes liickelacetylacetonat.
Die Blockcopolymere können in den erfindungsgemäßen Mineralschmierölen in Anteilen von 0,75 his 10 Gewichtsprozent eingesetzt werden. Die bevorzugten Anteile betragen 1 bis 4,5 Gewichtsprozent. Die Mineralschmieröle der Erfindung können wei- ■ tere Zusatzstoffe enthalten, wie Detergentien.
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Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1 , Es wird ein Basisöl nachstehender Zusammensetzung hergestellt:
Komponenten
Schmieröl
mit Kohlendioxid behandelte CaMumsulfonate
Polybutenylbernsteinsäureimid von Polyäthylenamin
Zinkdialkyldithiophosphate Isooctylphenoxytetraäthoxyäthanol Silikonöl
Anteile,
Gewichtsteile
,2
100 ,0
1 ,12 ■'
,1
0 ,001
O
0
Zu Vergleichszwecken wird nun eine Lösung von 2,1 Gewichtsprozent eines herkömmlichen VI-Verbesserers in einer Teilmenge
des Basisols der obigen Zusammensetzung hergestellt. Dieser bekannte Vl-Verbesserer ist ein Bandom-Terpolymeres mit einem Molekulargewicht von etwa 800 000, welches zu 60 Gewichtsprozent aus Laurylmethacrylat-Einheiten, zu 55 Gewichtsprozent aus Stearylmethacrylat-Einheiten und zu 5 Gewichtsprozent aus 2-Methyl-5-vinylpyridin-Einheiten aufgebaut ist. Ein Blockcopolymeres mit einer Struktur Polystyrol/hydriertes Polyisopren wird dann in einer weiteren Teilmenge des Basisöls der vorgenannten Zusammensetzung gelöst und zum Vergleich mit dem Basisöl und dem das Polymethaci^ylat enthaltenden öl geprüft. Jeder Block des Copolymeren weist ein Durchschnitts- '
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molekulargewicht von 21 000 auf.
Die Scherbeständigkeiten der in Lösung befindlichen Polymere werden anhand der Einbuße der kinematischen Viskosität der Lösung (98,90G) bestimmt. Die Viskositätseinbuße wird dabei durch einen Abbau des Polymeren in einer mit Schalleinwirkung arbeitenden Schervorrichtung bewirkt. Zur Durchführung dieses Versuches werden 30 ml-Proben während 30 Minuten bei 37»80C und einer Frequenz von 9 170 Hz behandelt, und die kinemati-
# rechen Viskositäten der Lösungen werden vor und nach der Scherwirkung bestimmt. Die auf den Polymerabbau zurückzuführende Viskositätseinbuße bei 98,90G wird durch nachstehende Gleichung
wiedergegeben:
V-V Viskositätseinbuße, I P __ ΛηίΛ
* VI VB
In der obigen Gleichung bedeuten Vj bzw. Vp bzw. Vfi die Viskositäten der ursprünglichen Lösung vor der Scherwirkung bzw. der Lösung nach der Scherwirkung bzw. des keinen VI-Verbesser er enthaltenden Basisöls . Die Ergebnisse sind aus Tabelle I IP ersichtlich.
!Tabelle I
Probe Poly- Viskosität vor der Viskosität nach Visko-
meres, Scherwirkung der Scherwirkung sitäts-
Gew.-% O0G 37,800 98,90G O0C 37,8°c 98,90G ein-
(cP) (SUS) (SUS) (cP) (SUS) (SUS) büße, %
Basisöl
allein ~ 1800 187 48i0 1820 186 47,6
mit Poly- 2,1 2100 377 75,3 2050 2?1 59,1 59 methacrylat
"olyraeSem" 2'5 255° 365 66'7 260°
Bei ähnlichen Versuchen wird ein hydrierter Bandom-Styrol-Butadien-KautschÄk auf den Grad des Abbaus durch Scherwirkung geprüft. Es wird festgestellt, daß dieser Kautschuk etwa zwei .Drittel seiner Verdickungsfähigkeit verliert.
Beispiel 2
Ein Blockeopolymeres mit der Struktur Polystyrol/hydriertes
Polybutadien (Molekulargewichte der Blöcke « 17 000 bis ^O 000) wird in einem Anteil von 2 Gewichtsprozent in einem Schmieröl gelost. Aus Tabelle II sind die Zusammensetzungen und Viskositätseigeascb-äf ten des, zusatzstoff haltigen bzw. zusatzstoff freien Öls ersichtlich.
tabelle II
Viskosität, cS Temperatur, 0C .mit Polymere». °pP;ß Polymeres
37.8 "51,6 21,7
98.9 9,05 4*1 1*8,9 3,75 1,93
; - Batentansprüche: "
- ' 109826/1149

Claims (5)

20609H Pa t entansp rüche
1. Mineral Schmieröl, d'a durch ge kennzeich net, daß es als Viskositätsindex-Verbesserer ein Blockcopolymeres der allgemeinen Formel
A-B
enthält, in der A einen Block aus Polystyrol, zumindest teilweise hydriertem Polystyrol oder Polyvinylcyclohexan darstellt, welcher Block ein Durchschnittsmolekulargewicht von 5000 bis 50 000, vorzugsweise 9000 bis 35 000, aufweist, und B einen Block aus einem ot-Monoolefinpolymer, einem Polymer eines konjugierten Diens oder einem Hydrierungsprodukt eines solchen Polymers darstellt, in welchem zumindest 50 % der ursprünglich vorhandenen Doppelbindungen hydriert wurden, welcher Block ein Durchschnittsmolekulargewicht von 10 000 bis 1 000 000, vorzugsweise 15 000 bis 200 000, aufweist.
2. Mineral Schmieröl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymere im Block B als Dien Isopren oder Butadien enthält.
3. Mineralschmieröl nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Copolymeres enthält, in welchem mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 80 %, der ursprünglich vorhandenen olefinisch ungesättigten Bindungen hydriert wurden.
4. Mineralschmieröl nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Copolymeres enthält, in welchem mindestens
109826/15 49
COPY
_ <f\ 20609H
50 %, vorzugsweise mindestens 80 %, der ursprünglich vorhandenen aromatischen Doppelbindungen hydriert wurden.
5. MineralSchmieröl nach Anspruch 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Copolymeranteil von 0,75 "bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 bis 4,5 Gewichtsprozent, aufweist.
10982B/ 1 549
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