DE2223328C3

DE2223328C3 - Process for the preparation of a stable colloidal dispersion of a basic magnesium salt in a lubricating oil

Info

Publication number: DE2223328C3
Application number: DE2223328A
Authority: DE
Inventors: Charles L. Gretna Pitzer; Robert New Orleans Simonoff
Original assignee: Witco Chemical Corp
Current assignee: Witco Corp
Priority date: 1971-06-04
Filing date: 1972-05-12
Publication date: 1979-07-05
Also published as: BE784199A; GB1343245A; DE2223328A1; FR2140159B1; FR2140159A1; NL7207348A; DE2223328B2

Description

erhöhten Temperaturen abgestrippt werden, und e) nach der Durchführung der Stufen c) und/oderelevated temperatures are stripped off, and e) after carrying out stages c) and / or

d) eineyours

Filtration durchgeführt wird, um Teilchen zu entfernen, die außerhalb des Kolloidbereiches liegen, wobei ein Konzentrat aus einer kolloidalen Dispersion eines basischen Magnesiumsalzes in einem Schmieröl mit einer Basenzahl von wenigstens 250 erzeugt wird.Filtration is performed to remove particulates which are outside the colloid area, a concentrate of a colloidal dispersion of a basic magnesium salt in a lubricating oil having a base number of at least 250.

Gegenüber dem aus der DE-AS 1271873 bekannten Verfahren hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß keine sichtbare Bildung eines unlöslichen Magnesiumalkoholats erfolgt und daher eine zeitraubende Filtrationsstufe entfällt. Gemäß dieser DE-AS wird Magnesium mit einem Glykolmonoäther umgesetzt, worauf anschließend CO₂ eingeführt wird. Demgegenüber wird das erfindungsgemäße Verfahren in der Weise durchgeführt, daß gleichzeitig CO₂ und Magnesium in das Reaktionsmedium eingeführt werden, so daß CO₂ gleichzeitig mit dem Magnesium reagiert. Außerdem wird erfindungsgemäß ein einwertiger Alkohol mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen verwendet. Compared to the process known from DE-AS 1271873, the process according to the invention has the advantage that there is no visible formation of an insoluble magnesium alcoholate and therefore a time-consuming filtration stage is omitted. According to this DE-AS, magnesium is reacted with a glycol monoether, whereupon CO ₂ is then introduced. In contrast, the process according to the invention is carried out in such a way that CO ₂ and magnesium are simultaneously introduced into the reaction medium, so that CO ₂ reacts simultaneously with the magnesium. In addition, according to the invention, a monohydric alcohol having 1 to 3 carbon atoms is used.

Im einzelnen werden zur Durchführung der Erfindung Magnesium, ein C₁- bis C,-Alkylalkohol, d. h. Methanol, Propanol oder Äthanol oder Isopropanol, vorzugsweise Methanol, und ein Überschuß an Kohlendioxyd unter im wesentlichen wasserfreien Bedingungen mit beispielsweise einem Überschuß an Methanol zur Umsetzung gebracht, wobei die Reaktionsmischung weniger als 0,2% Wasser enthält. Das Vorliegen von Wasser in dem System hat die Bildung von unerwünschtem Magnesiumhydroxyd zur Folge. Methanol wird vorgezogen, da es sich sehr leicht dehydratisieren läßt, billig isr und a JJerdem die Reaktion zwischen Magnesium, A'kohol und Kohlendioxyd in zunehmendem Maße langsamer ·; ;rd, wenn die höheren Alkohole verwendet werden. Auf diese Weise wird eine Lösung des Magnesiumalkylat/Carbonat-Komplexes gebildet, ohne daß dabei als Zwischenprodukt ein Alkylat ausfällt.To carry out the invention, magnesium, a C ₁ - to C, -alkyl alcohol, ie methanol, propanol or ethanol or isopropanol, preferably methanol, and an excess of carbon dioxide are reacted under essentially anhydrous conditions with, for example, an excess of methanol wherein the reaction mixture contains less than 0.2% water. The presence of water in the system results in the formation of undesirable magnesium hydroxide. Methanol is preferred because it can be dehydrated very easily, is cheap and, in addition, the reaction between magnesium, alcohol and carbon dioxide is increasingly slower; ; rd if the higher alcohols are used. In this way, a solution of the magnesium alkoxide / carbonate complex is formed without an alkylate precipitating as an intermediate product.

Die Alkohollösung des Komplexes wird dann einer heißen gerührten Einphasenmischung aus einem Schmieröl, einem öllöslichen Dispergierungsmiitel, einem Naphtha und einer solchen Menge Wasser, die oberhalb der stöchiometrischen Menge liegt, zugesetzt. Beim Stehenlassen trennen sich zwei Phasen. Werden stark basische Magnesiumsulfate mit Basenzahlen von ητ-hr als ungefähr 350 gebildet, wobei in diesem Falle die Mischung sehr viskos wird, dann wird schnell eine weitere Menge an Alkohol, d. h. ungefähr 10-20 Gew.-%, der Mischung zugesetzt, um die Phasentrennung zu beschleunigen. Man kann eine größere oder kleinere Alkoholmenge zusetzen, um eine mehr oder weniger schnelle Trennung der zwei Phasen zu bewirken. Die untere Phase, weiche basische Magnesiumverbindungen, Naphtha, Magnesiumsulfonat, Schmieröl, etwas Alkohol und etwas Wasser enthält, wird nach der Abtrennung von der darüberstehenden wäßrigen Phase auf ungefähr 149" C erhitzt, um flüchtige Bestandteile zu entfernen und eine vollständige Hydrolyse des Magnesiumalkylat/Carbonat-Komplexes zu bewirken, worauf sie zur Entfernung Von Metallteilchen filtriert wird, die größer sind als kolloidale Teilchen. Auf diese Weise wird ein klares Filtrat einer stabilen kolloidalen Dispersion von Magnesiumcarbonat in Magnesiumsulfonat erhalten. Wahlweise kann die Filtration der unteren Phase durchgeführt werden, bevor die flüchtigen Bestandteile abgestrippt werden. Eine Filtration zu diesem Zeitpuntk wird bevorzugt, da die Filtrationsgeschwindigkeit größer ist. Die angesprochene Kolloidgröße bezieht sich auf Teilchen mit weniger als ungefähr 2 μ. Die Filtration erfolgt durch ein geeignetes Medium, um die größeren Teilchen zu entfernen. Geeigneta Filtermaterialien sind Filterhilfsmittel auf der Basis von Kieselerde, wie beispielsweise Diatomeenerde. The alcohol solution of the complex is then added to a hot, stirred, single phase mixture of a lubricating oil, an oil-soluble dispersing agent, a naphtha and an amount of water above the stoichiometric amount. When left to stand, two phases separate. If strongly basic magnesium sulfates with base numbers of ητ-hr than about 350 are formed, in which case the mixture becomes very viscous, then a further amount of alcohol, ie about 10-20% by weight, is quickly added to the mixture to reduce the viscosity Accelerate phase separation. A larger or smaller amount of alcohol can be added in order to bring about a more or less rapid separation of the two phases. The lower phase, which contains basic magnesium compounds, naphtha, magnesium sulfonate, lubricating oil, some alcohol and some water, after separation from the aqueous phase above, is heated to approximately 149 "C in order to remove volatiles and to completely hydrolyze the magnesium alkoxide / carbonate -Complex, after which it is filtered to remove metal particles larger than colloidal particles. In this way a clear filtrate of a stable colloidal dispersion of magnesium carbonate in magnesium sulfonate is obtained. Alternatively, the filtration of the lower phase can be carried out before the Filtration at this time is preferred because the rate of filtration is greater. The mentioned colloid size refers to particles less than about 2μ. Filtration occurs through a suitable medium to remove the larger particles. Suitable filter he materials are filter aids based on silica, such as diatomaceous earth.

Ein neues Merkmal des erfindungsgemäße·.' Verfahres ist in der Bildung eines Magnesiumalkylat/Carbonat-Komplexes mittels eines Einstufenverfahrens zu sehen, wobei über die Reaktion hinweg eine sichtbar klare Lösung aufrechterhalten bleibt. Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich deutlich von dem in der US-PS 2895913 beschriebenen Verfahren, das ein Zweistufenverfahren ist, bei dessen Durchführung zuerst ein unlösliches Magnesiumalkylat hergestellt wird, worauf das erhaltene ausgefällte Magnesium alkylat mit Kohlendioxyd zur Umsetzung gebracht wird. Diese letztere Maßnahme erfordert nicht nur eine Extrastufe, sondern macht auch das mühsame Vermischen des ausgefällten massigen Magnesiumalkylats erforderlich, um eine Reaktion mitA new feature of the '.' According to the invention The process involves the formation of a magnesium alkoxide / carbonate complex seen using a one-step process with one visible across the reaction clear solution is maintained. The inventive The process differs significantly from the process described in US Pat. No. 2,895,913, which is a two step process in which an insoluble magnesium alkoxide is first carried out is prepared, whereupon the resulting precipitated magnesium alkylate with carbon dioxide for reaction is brought. This latter measure not only requires an extra step, it does that too laborious mixing of the precipitated massive magnesium alkoxide required to react with

2ί dem Kohlendioxyd zu ermöglichen. Erfindungsgemäß ist kein Niederschlag zu verarbeiten. Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß bei der Durchführung der Erfindung nach der Durchführung der Methode zur Erzielungeiner hohen Alkalinität ölunlösliche Magnesium-2ί to enable the carbon dioxide. According to the invention there is no precipitation to process. It should also be noted that when practicing the invention after performing the method to achieve one high alkalinity, oil-insoluble magnesium

JO verbindungen in kleinen Mengen, gewöhnlich in Mengen von ungefähr 5% oder darunter, gebildet werden, die Teilcht-ngrößen von über 2 manchmal von bis zu 45 μ besitzen. Diese Teilchen müssen entfernt werden, was gewöhnlich durch Filtration geschieht.JO compounds are formed in small amounts, usually in amounts of about 5% or less that have particle sizes of over 2, sometimes of up to 45 μ. These particles need to be removed which is usually done by filtration.

J) Der erfindungsgemäß hergestellte und verwendete Magnesium komplex scheint die Filtration des Produktes zu begünstigen.J) The one produced and used in accordance with the invention Magnesium complex seems to favor the filtration of the product.

Der Mangesium/Carbonat-Komplex in der Alkohollösung wird einer heißen gerührten Einphasenmischung aus einem Schmieröl, einem Naphtha, Wasser und einem aus einer Sulfonsäure bestehenden Dispergierungsmktel zugesetzt, und zwar in einer solchen Menge, daß ein wenigstens 50%iger Überschuß beispielsweise des anorganischen basischen Magnesium-The magnesium / carbonate complex in the alcohol solution becomes a hot, stirred, single phase mixture of a lubricating oil, a naphtha, water and a dispersing agent consisting of a sulfonic acid added, in such an amount that an at least 50% excess, for example of the inorganic basic magnesium

•Ti carbonats über der Menge vorliegt, die Sulfonsäure in das Magnesiumsulfat umwandelt, um zu gewährleisten, daß eine ausreichende Menge an anorganischem dispergiertem Material in dem Produkt vorliegt. Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes• Ti carbonate is present above the amount that sulfonic acid converts to the magnesium sulfate to ensure that there is a sufficient amount of inorganic dispersed material is present in the product. One produced by the method according to the invention

ίο Produkt besitzt eine Basenzahl von ungefähr 300 bis 325, wenn ein ungefähr 150%iger Überschuß an basischem Magnesiumcarbonat verwendet wird. Produkte mit höheren und niedrigeren Basizitäten können unter Verwendung einer größeren oder kleineren Menge ei-ίο Product has a base number of approximately 300 to 325 when about a 150% excess of basic Magnesium carbonate is used. Products with higher and lower basicities can be found under Use a larger or smaller amount of a

■55 ner Magnesiumverbindung hergestellt werden, beispielsweise Produkte mit Basenzahlen von bis zu 400 oder sogar darüber.■ 55 ner magnesium compound are produced, for example Products with base numbers up to 400 or even above.

Die Einphasenemulsion aus einem Schmieröl, Naphtha, einem Dispergierungsmittel und Wasser wird unter Verwendung von ungefähr 10--20 Gew.-%. bezogen auf das Gewicht der Mischung, eines öllöslichen Dispeirgierungsmittels, Naphtha und eines Überschusses art Wässef, der über der stöchiometrischen Wassermertige liegt, die zur Bewirkung einer Hy-The single phase emulsion of a lubricating oil, naphtha, a dispersant and water is made using approximately 10-20 wt%. based on the weight of the mixture, an oil soluble dispersant, naphtha and an excess kind of water, which is above the stoichiometric Watertight lies, which are used to bring about a hy-

b5 drolyse des Komplexes erförderlich ist, hergestellt.b5 drolysis of the complex is necessary.

Das Disftergierungsmittel ist vorzugsweise eine natürliche Erdöl-Sulfonsäure, eine sulfonierte Bodenfraktion, die bei der Erzeugung von DödecylbenzolThe dispersant is preferably a natural petroleum sulfonic acid, a sulfonated soil fraction, those involved in the production of dodecylbenzene

anfällt und aus Mischungen aas Mono- und Polyalkylenbenzolsulfonsäuren (Alkylbenzolen) besteht, oder eine Mischung aus Erdöl-Sulfonsäuren und Polyalkylbenzolsulfonsäuren sowie deren neutralen Magnesiumsalzen. Ferner können Alkylphenole (Phenate) und Magnesiumsalze von Phenaten verwendet werden, desgleichen Salze von anderen Erdalkalimetallen, wie beispielsweise Calcium.and from mixtures of mono- and polyalkylenebenzenesulfonic acids (Alkylbenzenes), or a mixture of petroleum sulfonic acids and polyalkylbenzenesulfonic acids as well as their neutral magnesium salts. Furthermore, alkylphenols (phenates) and magnesium salts of phenates can be used, likewise salts of other alkaline earth metals such as calcium.

Das erfahrungsgemäß eingesetzte Naphtha siedet vorzugsweise zwischen 88 und 104° C, Man kann fer- to ner andere Naphtha verwenden, die zwischen ungefähr 88 und 121° C sieden.Experience has shown that the naphtha used boils preferably between 88 and 104 ° C. Fer- to Use other naphtha that boil between approximately 88 and 121 ° C.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, wie vorstehend erwähnt wurde, wesentlich, die überbasische Mischung entweder vor oder '5 nach der Hydrolyse und dem Abstrippen der flüchtigen Bestandteile zu filtrieren, um Agglomerate und andere Teilchen zu entfernen, die größenmäßig außerhalb des Kolloidbereichs liegen und in unvermeidbarer Weise bei der Durchführung des erfindungsgernäßen Verfahrens anfallen. Teilchen mit einer Größe oberhalb des kolloidalen -Bereichs müssen entfernt werden, um eine im wesentlichen stabile Dispersion zu gewährleisten. Ferner sind die größeren Teilchen abrasiv, so daß ein Schmieröl, welches derartig große abrasive Teilchen enthält, seinen Zweck verfehlen würde.To carry out the method according to the invention, it is essential, as mentioned above, the overbased mixture either before or after hydrolysis and stripping of the volatiles Filter ingredients to remove agglomerates and other particles that are sized lie outside the colloid area and inevitable Way incurred in carrying out the process according to the invention. Particle with a Any size above the colloidal range must be removed in order to obtain a substantially stable dispersion to ensure. Furthermore, the larger particles are abrasive, so that a lubricating oil which such containing large abrasive particles would fail to serve its purpose.

Die folgenden Beispiele erläutern spezifische Ausführungsformen der Erfindung.The following examples illustrate specific embodiments of the invention.

io Beispiel 1 io example 1

Neutrales Magnesiumsulfonat wird durch doppelte Umsetzung von natürlichem Natriumerdölsulfonat mit Magnesiumchlorid-Hexahydrat in der folgenden Weise hergestellt: 87 kg eines zu 40 % aktiven natürlichen Natriumerdölsulfonats mit einem Äquivalentgewicht von ungefähr 500 v/erden in einem leichten Mineralöl auf ungefähr 93° C erhitzt. Dann werden 14,3 kg Magnesiumchlorid-Hexahydrat, gelöst in 30 1 heiP^m Wasser, zugesetzt. Die Mischung wird wäh- w rend einer Zeitspanne von 3V₂ Stunden bei einer Temperatur von 93 ° C gerührt, um das ganze Natriumsulfonat in Magnesiumsulfonat umzuwandeln. Dann werden 87 1 Waschwasser (das Volumen entspricht dem Volumen des Sulfonate) mit einer Temperar-ir von 93° C dem umge wandelten Material zugesetzt. Es wird während einer Zeitspanne von 5 Minuten gerührt, um zu emulgieren, worauf die Mischung bei 93° C während einer Zeitspanne von 20-30 Stunden stehengelassen wird. Die Sulfonatschicht scheidet sich von der wäßrigen (Sole) Schicht ab 11,5 1 der wäßrigen Schicht werden abgezogen und verworfen. Die Schicht, welche das neutrale Magnesiumerdölsulfonat enthält, wird durch Erhitzen auf eii:e Temperatur von 149° C dehydratisiert und anschließend filtriert, wobei 4% eines Filterhilfsmittels verwendet werden. Ingesamt 75,2 kg eines zu 40% neutralen Magnesiumsulfonatproduktes werden erhalten (Ausbeute = 83%, bezogen auf das Natriumsulfonat-Ausgangsmateriat). Neutral magnesium sulfonate is made by double reacting natural sodium petroleum sulfonate with magnesium chloride hexahydrate in the following manner: 87 kg of 40% active natural sodium petroleum sulfonate with an equivalent weight of approximately 500 volts / earths heated in a light mineral oil to approximately 93 ° C. Then 14.3 kg of magnesium chloride hexahydrate, dissolved in 30 l of hot water, are added. The mixture is currency w rend a period of 3V for ₂ hours at a temperature of 93 ° C stirred to all sodium sulphonate in magnesium convert. Then 87 l of washing water (the volume corresponds to the volume of the sulfonate) with a temperature of 93 ° C are added to the converted material. Stir for 5 minutes to emulsify and the mixture is allowed to stand at 93 ° C for 20-30 hours. The sulfonate layer separates from the aqueous (brine) layer. 11.5 l of the aqueous layer are peeled off and discarded. The layer which contains the neutral magnesium petroleum sulfonate is dehydrated by heating to a temperature of 149 ° C. and then filtered using 4% of a filter aid. A total of 75.2 kg of a 40% neutral magnesium sulfonate product are obtained (yield = 83%, based on the sodium sulfonate starting material).

Example2

Ein Magnesiummethylat/Carbonat-Komplex wird ohne sichtbare Ausfallung des als Zwischenprodukt auftretrenden Methylats in der folgenden Weise hergestellt: Ein 24-Hanr,gefäß wird mit einem Rührer, einem Thermometer, einem Kohlendioxydeinlaßrohr und einem Rückflußkühler versehen, wobei letzterer gegenüber der Atmosphäre durch Trocknungsrohre geschützt ist. Das Harzgefäß wird mit Kohiendioxyd gespült, worauf 50 g Magnesiumspäne zusammen mit 1 1 eines absoluten Methanols (weniger als 0,2% Feuchtigkeit) zugesetzt werden.A magnesium methylate / carbonate complex is made produced without visible precipitation of the intermediate methylate in the following way: A 24-hand vessel is fitted with a stirrer, a thermometer, a carbon dioxide inlet tube and a reflux condenser, the latter being exposed to the atmosphere through drying tubes is protected. The resin vessel is rinsed with carbon dioxide, whereupon 50 g of magnesium shavings together with 1 1 of an absolute methanol (less than 0.2% moisture) are added.

Kohlendioxyd wird durch die Reaktionsmischung geperlt. Das Gefäß wird auf eine Temperatur von 51-57° C während einer Zeitspanne von ungefähr 7 Stunden erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten. Die erhaltene klare und etwas gelbe Lösung enthält ungefähr 5 g Magnesium pro 100 ml der Lösung. Diese Lösung, die gegenüber einem a-Naphtholbenzein-Indikator sauer ist, kann in einem dicht verschlossenen Glas- oder Metallbehälter während einer Zeitspanne von einigen Monaten aufbewahrt werden, wobei keine wesentliche Änderung der Magnesiumkonzentration festzustellen ist.Carbon dioxide is bubbled through the reaction mixture. The vessel is brought to a temperature of Heated and maintained at 51-57 ° C for a period of approximately 7 hours. The resulting clear and somewhat yellow solution contains approximately 5 g of magnesium per 100 ml of the solution. This solution, the opposite of an a-naphthol benzein indicator acid, can be kept in a tightly sealed glass or metal container during a Can be kept for a period of several months, with no significant change in the magnesium concentration is to be determined.

Example 3

Ein 2-1-Harzgefäß wird ·· X einem Rührer, einem Thermometer, einem Troⁿitrtchter und einem Kühler versehen. Eine Mischung aus 126 g eines zu 40% neutralen Magnesiumerdölsulfonats, hergestellt gemäß Beispiel 1, und 22 ml einer Naphthalösung einer Polyalkylbenzolsulfonsäure, die 7,2 g Polyalkylbenzolsulfonsäure (sulfonierte Bodenfraktion mit durchschnittlich 20 Kohlenstoffatomen, die bei der Herstellung von Dodecylbenzol anfällt) enthält, 11,5 ml eines leichten Mineralöls und 225 ml eines Naphtha mit einem Siedepunkt von ungefähr 93° C werden unter Erhitzen auf eine Temperatur von 57 ° C gerührt. 100 ml Wasser werden zugesetzt, worauf sich die langsame Zugabe während einer Zeitspanne von ungefähr 20 Minuten von 265 ml eines Magnesium methylat/Carbonat-Komplexes (13,2 g Magnesium) hergestellt gemäß Beispiel 2, anschließt. Die Temperatur wird bei 57° C gehalten. Es wird nach beendeter Zugabe während einer Zeitspanne von ? oder 3 Minuten gerührt. Die emulgierte Mischung wird in einen 1 -1-Scheidetrichter überführt und sich in zwei Phasen bei Umgebungstemperatur trennen gelassen. Bis zur Beendigung der Phasentrennung sind 2-5 Stunden erforderlich. Die untere Phase (ungefähr 430 ml), welche das Produkt enthält, wird abgetrennt und auf 149° C erhitzt, um die Lösunßsmittel zu entfernen. Schließlich erfolgt ein Verblasen während einer Zeitspanne von 10-15 Minuten unter Verwendung eines Inertgases (Stickstoff), um die letzten Spuren an Lösungsmittel und Wasser auszutreiben Das Konzentrat wird nach der Entfernung des Lösungsmittels unter Verwendung von 4% eines Filterhilfsmittels auf der Basis von Kieselerde filtriert. Dabei erhält rr.an 160 g eines hellen und klären sowie stabilen überbasischen kolloidalen Produktes mit einer Gesamtbasenzahl von ungefähr 320.A 2-1 resin kettle is provided ·· X a stirrer, a thermometer, a Tro ⁿ itrtchter and a condenser. A mixture of 126 g of a 40% neutral magnesium petroleum sulfonate, prepared according to Example 1, and 22 ml of a naphthalene solution of a polyalkylbenzenesulfonic acid containing 7.2 g of polyalkylbenzenesulfonic acid (sulfonated bottom fraction with an average of 20 carbon atoms, which is obtained in the production of dodecylbenzene), 11 , 5 ml of a light mineral oil and 225 ml of a naphtha with a boiling point of about 93 ° C are stirred while heating to a temperature of 57 ° C. 100 ml of water are added, followed by the slow addition over a period of approximately 20 minutes of 265 ml of a magnesium methylate / carbonate complex (13.2 g of magnesium) prepared according to Example 2. The temperature is maintained at 57 ° C. After the addition is complete, it will be used for a period of? or stirred for 3 minutes. The emulsified mixture is transferred to a 1-1 separatory funnel and allowed to separate into two phases at ambient temperature. It takes 2-5 hours for the phase separation to complete. The lower phase (approximately 430 ml) containing the product is separated and heated to 149 ° C to remove the solvents. Finally, blowing is carried out for 10-15 minutes using an inert gas (nitrogen) to drive off the last traces of solvent and water. The concentrate is filtered after removal of the solvent using 4% silica-based filter aid . Here, rr.an receives 160 g of a light, clear and stable overbased colloidal product with a total base number of around 320.

Example 4

Es wird ähnlich wie in Beispiel 3 verfahren, mit der Ausnahm«", daß der Magnesiummeithylat/Carbonat-Komplex nach der bekannten Methode hergestellt wird, welche darin besteht, zuerst das unlösliche Magnesiumalkyiat (Methylat) zu bidden, und Kohlendioxyd durch die schnell gerührte Alkoholsuspension zuleiten. Diese wird der Ol/Wasser/Magnesiumsulfonat-'Mischui.g zugesetzt, worauf eine Verarbeitung gemäß Beispiel 3 durchgeführt wird.The procedure is similar to that in Example 3, with the exception that the magnesium methylate / carbonate complex is prepared by the known method, which consists in first the insoluble magnesium alkylate (Methylate) to bidden, and carbon dioxide through the rapidly stirred alcohol suspension forward. This is the oil / water / magnesium sulfonate-'Mischui.g added, after which processing according to Example 3 is carried out.

Nach der Entfernung des Lösungsmittels werden die Konzentrate eemäß BeisDiel 3 sowie semäß desAfter the solvent has been removed, the concentrates are mixed in accordance with BeisDiel 3 and

vorstehend geschilderten Versuchs filtriert, wobei ein Druck von 0,7 kg/cm² (10 psi) angewendet wird. Das Konzentrat von Beispiel 3 läßt sich mit einer Geschwindigkeit von 60 ml pro 10 Minuten filtrieren, während das Konzentrat von Beispiel 4 mit einer Geschwindigkeit von 2,7 ml/10 Minuten filtriert werden kann.The experiment described above is filtered using a pressure of 0.7 kg / cm ² (10 psi). The concentrate of Example 3 can be filtered at a rate of 60 ml per 10 minutes, while the concentrate of Example 4 can be filtered at a rate of 2.7 ml / 10 minutes.

Example 5

144 g eines zu 40% neutralen Magnesiumerdölsul· fonats, hergestellt gemäß Beispiel 1, 225 ml eines Naphtha (das bei ungefähr 93° C siedet) und 100 ml Wasser werden mit 265 ml eines Magnesiummethylat/Carbonat-Komplexes (gemäß Beispiel 2) behandelt und gemäß Beispiel 3 verarbeitet. Nach der Phasentrennung wird die untere Phase, die in einer Menge von ungefähr 430 ml erhalten worden ist, mit ungefähr 2 g eines Diatomeenerde-Filterhilfsmittels yiKJ ι KJKJ Γϊΐΐ uCr i-fGaün^ isCiiailuCic üFiu uüTCii CIHCΠ Buchner-Trichter filtriert, wobei ein Wasserstrahlpumpenvakuum verwendet wird. Das Filtrat wird anschließend durch Strippen wie in Beispiel 3 von dem Lösungsmittel befreit und mit einem Inertgas während einer Zeitspanne von 10 bis 15 Minuten verblasen. Dabei erhält man 180 g einer klären und hellen kolloidalen Suspension. Die Gesamtbasenzahl des Produktes beträgt ungefähr 340. Dieses Produkt besitzt einen Sedimentwert von 0,08 (ASTM D 2?7T) und eine Viskosität bei 99° C von 473 S.U.S.144 g of a 40% neutral magnesium petroleum sulfonate, prepared according to Example 1, 225 ml of a naphtha (which boils at about 93 ° C.) and 100 ml of water are treated with 265 ml of a magnesium methylate / carbonate complex (according to Example 2) and processed according to Example 3. After phase separation, the lower phase, which has been obtained in an amount of approximately 430 ml, is filtered with approximately 2 g of a diatomaceous earth filter aid yiKJ ι KJKJ Γϊΐΐ uCr i-fGaün ^ isCiiailuCic üFiu uüTCii CIHCΠ Buchner funnel, using a water jet pump vacuum will. The filtrate is then freed from the solvent by stripping as in Example 3 and blown with an inert gas for a period of 10 to 15 minutes. This gives 180 g of a clear and pale colloidal suspension. The total base number of the product is approximately 340. This product has a sediment value of 0.08 (ASTM D 2-7T) and a viscosity at 99 ° C of 473 SUS

Example 6

Es wird eine Reaktion wie in Beispiel 3 durchgeführt, wobei eine Mischung aus 144 g eines neutralen 40%igen Magnesiumerdölsulfonats (mit einem Molekulargewicht von ungefähr 980) in leichtem Mineralöl. 400 ml Naphtha und 130 ml Wasser verwendet wird Unter Rühren werden bei einer Temperatur von 57 C 368 ml eines 5%igen Magnesiummethylat/ Carbonat-Komplexes (18,4 g Magnesium), hergestellt gemäß Beispiel 2, langsam während einer Zeitspanne von 20 Minuten zugesetzt. Nachdem der ganze Komplex zugesetzt worden ist, werden schnell 100 ml Methanol zugesetzt, worauf während einer Zeitspanne von 30 oder 40 Sekunden gerührt wird. Die emulgierte Mischung wird in einen 1-1-Scheidetrichter überführt und sich in zwei Phasen bei Umgebungstemperatur trennen gelassen. Im allgemeinen sind 3 bis 5 Stunden erforderlich, bis die Phasentrennung beendet ist. Wird kein weiteres Methanol zugesetzt, dann ist die Trennung der Phasen sogar nach einem Stehenlassen übe- Nacht unvollständig. Das Produkt in dem Naphthalösungsmittel setzt sich am Boden ab und wird abgetrennt. Es werden 2 g eines Diatomeenerde-Filteihnfsrnittels pro 100 nil" der Lösung zugesetzt, worauf eine Filtration durch einen Büchner^ Trichter Unter Anwendung eines Wasserstrahlpumpenvakuums durchgeführt wird. Das Filtrat wird durch Erhitzen auf 177° C und Verblasen mit Stickstoff während einer Zeitspanne von 10-15 Minuten gestrippt. Man erhält ungefähr 190 g eines überbasischen stabilen kolloidalen Produktes, das klar und hell ist. Die Gesamtbasenzahl dieses Produktes beträgt ungefähr 440. Dieses Material besitzt einen Sedi-ο mentwert, von ungefähr 0,03 (ASTM D 2273) und eine Viskosität bei 99° C von 1300 S.U.SA reaction is carried out as in Example 3, a mixture of 144 g of a neutral 40% magnesium petroleum sulfonate (with a molecular weight of about 980) in light mineral oil. 400 ml of naphtha and 130 ml of water were used is with stirring at a temperature of 57 C 368 ml of a 5% magnesium methylate / Carbonate complex (18.4 g magnesium), prepared according to Example 2, slowly over a period of time added for 20 minutes. After all the complex has been added, 100 ml Methanol is added, followed by stirring for 30 or 40 seconds. the Emulsified mixture is poured into a 1-1 separatory funnel transferred and allowed to separate into two phases at ambient temperature. In general, 3 required up to 5 hours until the phase separation is complete. If no more methanol is added, then the separation of the phases is incomplete even after standing overnight. The product in the naphtha solvent settles to the bottom and is disconnected. There are 2 g of a diatomaceous earth filter medium added per 100 nil "of the solution, followed by filtration through a Buchner funnel using a water jet pump vacuum is carried out. The filtrate is made by heating to 177 ° C and blowing with nitrogen stripped for a period of 10-15 minutes. Approximately 190 g of an overbased is obtained stable colloidal product that is clear and bright. The total base number of this product is about 440. This material has a Sedimentation of about 0.03 (ASTM D 2273) and one Viscosity at 99 ° C of 1300 S.U.S

Die vorstehenden Beispiele zeigen die Herstellung eines überbasischen Magnesiumsulfonats in einem Schmieröl mit einer Gesamtbasenzahl zwischen ungefähr 300 und 460. Die überbasischen Magnesiumsulfonatkonzentrate sind leichter zur Entfernung von Teilchen, die außerhalb des kolloidalen Bereichs liegen, filtrierbar, wenn sie unter Verwendung eines MaThe above examples demonstrate the manufacture of an overbased magnesium sulfonate in one Lubricating oil with a total base number between approximately 300 and 460. The overbased magnesium sulfonate concentrates are easier to remove particles that are outside the colloidal range, filterable when using a Ma

gender Erfindung hergestellt werden.gender invention.

Werden überbasische Produkte mit höheren Alka-Iinitäten hergestellt, so wie dies in Beispiel 6 geschieht, dann erhöht die schnelle Zugabe von Methanol vorder Phasentrennung die Trennung der Phasen. Wird kein Methanol zugesetzt, dann erfolgt die Phasentrennung nur sehr langsam und ist auch nach einem Stehenlassen über Nacht noch nicht beendet.Become overbased products with higher alkalinity made as is done in Example 6 then increase the rapid addition of methanol before phase separation, the separation of the phases. If no methanol is added, the phases will separate only very slowly and does not stop even after being left to stand overnight.

Die ί >!gende Tabelle zeigt die durch Filtration entfernte Menge an Magnesiumcarbonat mit einer Teil-ίο chengröße, die über der kolloidalen Größe liegt, die in der fertigen koJloidalen Lösung vorliegen würde, falls das Magnesiumcarbonat mit einer derartigen Teilchengröße nicht entfernt werden würde.The table below shows the amount removed by filtration Amount of magnesium carbonate with a partial size larger than the colloidal size would be present in the finished coJloidal solution, if the magnesium carbonate with such a particle size would not be removed.

Tabel

Magnesium- Magnesiumcarbonat ·η carbonat in
dem niclitfiltriertcn Magnesium magnesium carbonate η carbonate in
the unfiltered

dem filtrier ten Produktthe filtered product

Produktproduct

Magnesiumcarbonat mit einer Teilchengröße, die
größer ist als die KolloidgrößeMagnesium carbonate with a particle size that
is larger than the colloid size

Versuch 1 46,1 g 43,7 g 5.4%Experiment 1 46.1 g 43.7 g 5.4%

Versuch 2 46,2 g 44,0 g 4.8%Experiment 2 46.2 g 44.0 g 4.8%

Die vorstehend beschriebene Filtration erfolgt unter Verwendung eines Diatomeenerde-Filterhilfsmittels zur Entfernung von Teilchen mit einer Teilchengröße von mehr als ungefähr 2 μ, die zur Bildung eines Sediments in dem Produkt beitragen. Die Entfernung dieser Teilchen hat ein stabiles kolloidales überbasisches Konzentrat zur Folge, das stark basisch bleibt. Der Prozentsatz an Teilchen, der durch Filtratic .i entfen-t wird, schwankt von Charge zu Charge sowie je nach dem eingesetzten Filterhilfsmittel das zur Filtration einer jeweiligen Charge-eingesetzt wird.The filtration described above is carried out using a diatomaceous earth filter aid to remove particles with a particle size greater than about 2 microns that form a Contribute to sediments in the product. The removal of these particles has a stable colloidal overbased The result is a concentrate that remains strongly basic. The percentage of particles removed by Filtratic .i varies from batch to batch and, depending on the filter aid used, that used for filtration a respective batch is used.

Claims

Patent claims:

1. Method of making a stable colloidal Dispersion of a basic magnesium salt in a liquid lubricating oil, characterized in that that

a) carbon dioxide is introduced into an excess of a hot, stirred C ₁ - to C ₃ -alkyl alcohol containing magnesium metal and is reacted with the magnesium metal without visible formation of an insoluble magnesium alkylate to obtain a solution of a magnesium alkoxide carbonate complex,

b) the solution according to a) with stirring a consisting essentially of one phase Mixture of a lubricating oil, naphtha, an oil-soluble dispersant and Water is added,

c) the mixture prepared according to b) is allowed to separate into two phases, and the lower phase is collected,

d) volatile constituents are stripped from the lower phase at elevated temperatures, and

e) after carrying out steps c) and / or d) a filtration is carried out in order to To remove particles that lie outside the colloid area, using a concentrate from a colloidal dispersion of a basic magnesium salt in a lubricating oil with a base number of at least 250 is generated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the alcohol used is methanol.

3. The method according to claim 1, characterized in that one is used as the dispersant uses a natural petroleum sulfonic acid.

4. The method according to claim 1, characterized in that there is a dispersant neutral magnesium salt of a natural petroleum sulfonic acid used.

5. The method according to claim I, characterized in that that the oil-soluble dispersant is a neutral magnesium salt of a polyalkylbenzenesulfonic acid used.

6. The method according to claim 1, characterized in that that the dispersant is a neutral magnesium salt of a mixture of natural Petroleum sulfonic acid and a polyalkylbenzenesulfonic acid are used.

7. The method according to claim 1, characterized in that the mixture 10 to 20 wt .-% Methanol can be added after step b) has been carried out.

8. The method according to claim 1, characterized in that that the lower phase according to stage c) is collected and filtered.

9. Stable colloidal dispersion of a basic magnesium salt in a liquid lubricating oil preparation, characterized in that it is produced according to the method of claims 2 to 8 has been,

Strongly basic lubricating oil concentrates are widely used due to their high alkaline reserve found as lubricating oil additives. These concentrates are capable of larger amounts of acidic combustion products to neutralize that accumulate in the lubricating oil of gasoline engines. They also have excellent Detergent properties which help to suppress sludge formation in HD oils make it suitable, especially in oils that are used in diesel engines.

A strongly basic lubricating oil concentrate is a preparation made from an oil concentrate to understand which is a magnesium salt of a dispersant, for example a sulfonate or phenate, and basic magnesium salts which are dispersed in the lubricating oil in colloid-like form in such amounts in excess of the amount required to form the neutral salt of the dispersant is, contains. This means that the jus dem neutral Sulphonate dispersing agent, if sulphonic acid is used, along with one Excess insoluble metal is present in the form of metal carbonates, these carbonates acting in such a way that that the excess of basic metal salts is in a dispersed colloidal state is maintained. The degree of alkalinity of these products is often indicated by the term "total base number" reproduced. It is the number of milligrams of potassium hydroxide, weljo before being equivalent to the amount of acid required to neutralize the alkaline components contained in 1 g of the sample.

There are already some methods of manufacture

began from strongly basic lubricating oil concentrates (cf. for example US-PS 2585520, 2623016, 2695910 and 2895913, GB-PS 664043 and the DE-AS 1271873).

When carrying out the known methods, for example that known from US Pat. No. 2,895,913 Process, insoluble magnesium alkoxides are formed. These magnesium alkoxides have to go through filtration separated off and brought to reaction with carbon dioxide in a separate reaction stage will. The invention has set itself the task. these complex and time-consuming measures eliminate and at the same time stable colloidal dispersions of a basic magnesium salt in one Produce lubricating oil that has high alkalinity with a total base number of at least 250, in particular ίο their 300 to 400 and above.

According to the invention, this object is achieved by that

a) carbon dioxide is introduced in an excess of a hot, stirred C ₁ - to C ^ alkyl alcohol containing magnesium metal and is reacted with the magnesium metal without visible formation of an insoluble magnesium alkoxide to obtain a solution of a magnesium alkoxide-carbonate complex,

b) the solution according to a) with a substantially a phase mixture of a lubricating oil, naphtha, an oil-soluble one Dispersing agent and water are added,

c) the mixture prepared according to b) is allowed to separate into two phases, and the lower phase is collected,
d) volatile components from the lower phase