DE2358764A1 - Mineralschmieroeladditive - Google Patents

Description

BASF Aktiengesellschaft;

Unser Zeichen·: O.Z. JO. 219 Dd/Wl 67OO Ludwigshafen, 23.11.1973

Mineralschmieröladditive

Die Erfindung betrifft die Verwendung von hydrierten Polydiolefinen als Additive für Mineralschmieröle.

Es ist bekannt, daß der Viskositätsihdex von Mineralschmierölen durch Zusatz von Ä'thylen/Buten~(l )-Copolymerisaten verbessert werden kann. Solche Polymerisate werden durch Copolymerisation »von Äthylen und Buten-(l) mit Ziegler-Katalysatoren hergestellt. Die Viskosität von derartig verbesserten Schmierölen nimmt jedoch unter dem Einfluß von Scherkräften relativ rasch ab.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Zusätze zu .Mineralschmierölen zu entwickeln, welche eine Verbesserung der Viskosität bewirken, die auch unter dem Einfluß von Scherkräften noch erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verwendung von 0,5 bis 6 Gewichtsprozent, bezogen auf die Mineralschmieröle, an hydrierten Polydiolefinen gelöst.

Solche Polydiolefine haben zwar bei vollständiger Hydrierung die gleiche Zusammensetzung wie Äthylen/Buten-(1)-Copolymere, sie bewirken jedoch eine wesentlich bessere Stabilität der Schmieröle gegen Scherkräfte=

Die Polymeren werden vorzugsweise hergestellt durch Polymerisation von Diolefinen in Gegenwart von metallorganischen Verbindungen als Initiatoren ο Sie werden dann" durch katalytische Behandlung mit Wasserstoff hydriert. Als Monomere werden Diolefine, wie Butadien, Isopren, Piperylen oder Dirnethylbutadien, eingesetzt« Als Initiatoren bei der Polymerisation werden alkalimetallorganische Verbindungen, wie z.B. Butyllithium, 1,6-Dilithiumhexan, oder Naphtalinnatrium verwendet. Die Polymerisationstemperaturen liegen im allgemeinen zwischen -20 und +120⁰C. 634/73 - 2 -

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Als Lösungsmittel können aliphatisch^ oder aromatische Kohlenwasserstoffe oder polare Flüssigkeiten, wie Tetrahydrofuran oder Diäthyläther, sowie deren Gemische verwendet werden.

Besonders bevorzugt ist Homopolybutadien, bei dem 25 - 95#j vorzugsweise 30 - 65$ der Doppelbindungen 1,2-Kon-figuration haben» Derartige Polymerisate zeigen eine besonders gute Löslichkeit in Mineralölen ο Solche 1,2-Polybutadiene werden hergestellt durch Polymerisation von Butadien in Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteln in Gegenwart geringer Mengen polarer Flüssigkeiten, wie z.B. 0,05 bis 15 Volumenprozent Tetrahydrofuran oder Trialkylaminen»

Neben Polybutadien können auch Polyisopren oder Copolymere von Butadien mit Isopren, Piperylen oder Dimethylbutadien verwendet werden. Die Molgewichte (Zahlenmittel, bestimmt durch Membranosometrie) der Polymeren liegen im allgemeinen zwischen 5000 und 200 000, vorzugsweise zwischen 15 000 und 80 00O₀

Anschließend an ihre Herstellung werden die Polydiolefine hydriert. Dies kann entweder in homogener Phase mit Katalysatoren auf Basis von Salzen des Cobalts, Nickels oder Eisens, die mit Metallalkylen reduziert sind, geschehen, wie es z.B. in der US-PS 3 113 986, der DT-AS 1 222 260 oder der DT-OS 2 013 263 beschrieben ist. Dabei werden unter milden Bedingungen bei Wasserstoff-Drücken zwischen 1 und 1OO bar und Temperaturen zwischen 25 und 150⁰C die olefinischen Doppelbindungen hydriert. Die Hydrierung kann auch in heterogener Phase mit Nickel- oder Platinmetallen als Katalysatoren bei Wasserstoff-Drücken von 20 - 300 bar und Temperaturen zwischen 4-0 und 30O⁰C durchgeführt werden (z.B. nach der DT-AS 1 106 961 oder der DT-OS 1 595 3^5)» Dabei soll die Hyrierung soweit getrieben werden, daß die Polymerisate höchstens noch drei, vorzugsweise weniger als 1% olefinische Doppelbindungen enthalten.

Die Polymeren werden aus der Lösung durch Ausfällen mit protonenaktiven Substanzen, wie Alkoholen oder durch Abdampfen des Lösungsmittels isoliert und in Mengen von 0,5 - 6, vorzugsweise von 1-5 Gewichtsprozent im Mineralöl bei 80 - 120⁰C gelöst.

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Mineralschmieröle sind Kohlenwasserstoffverbindungen, die aus natürlich vorkommenden, paraffinischem oder naphtenischem Erdöl durch Destillation und anschließende Raffination gewonnen werden« Sie werden durch die Viskosität in ⁰E bei 5O⁰C charakterisiert, die vorzugsweise zwischen 1 und 20 liegen soll«

Außer den erfindungsgemäßen Zusätzen können die Mineralschmierölzusammensetzungen noch andere bekannte Additive, wie z.B. Antioxidantien, Mittel zur Senkung des Stockpunktes, Farbstoffe, Detergenzien usw. enthalten. Beispiele für derartige Zusätze sind Metall-Petroleumsulfonate, Zinkdialkyldithiophosphate und Alkylsuccinimide.

Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel 1

In 2 600 ml Cyclohexan und 25 ml Tetrahydrofuran werden 550 g Butadien gelöst und mit 10 ml einer 15$igen Lösung von n-Butyllithium in Hexan bei 65⁰C drei Stunden lang polymerisiert. Das so erhaltene Polybutadien enthält - infrarotspektroskopisch bestimmt - etwa 50$ 1,2-Konfigurationsanteile. Das Molekulargewicht liegt bei etwa 35 000. Der Polymerlösung werden 15 ml einer homogenen Katalysatorlösung zugesetzt, die neben Toluol als Lösungsmittel 0,1g Nickel-II-acetylacetonat, 6 ml einer 20$igen Aluminiumtriisobutyllösung in Hexan und 0,2 ml Hexamethy!phosphorsäuretriamid enthält. Bei einem. Druck von 10 bar Wasserstoff wird 3 Stunden bei 75°C hydriert. Das Polymerisat wird durch Ausfällen in Methanol und anschließendes Trocknen im Vakuum aufgearbeitet. Das hydrierte Polybutadien enthält - infrarotspektroskopisch bestimmt - noch etwa 0,5$ olefinische Doppelbindungen.

20 g des Polymerisats werden in 480 g Mineralöl (Viskosität 2,5°E) bei 100⁰C gelöst. Die so erhaltene Lösung ergibt einen Viskositätsindex von 145,8 (gemessen nach DIN 51564). Im Schertest nach DIN 51382 ergibt sich ein Viskositätsabfall von 3,8$.

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Eine 4#ige Mineralöllösung eines Äthylen-Buten-(l)-Copolymeren mit etwa gleichem Molekulargewicht und gleicher Zusammensetzung, das im Molverhältnis 3:1 nach Ziegler copolymerisiert worden war, weist dagegen einen Scherabfall von 15 bis 18$ auf.

Beispiel 2

In 2 600 ml Cyclohexan werden 500 g Isopren gelöst und mit 18 ml einer 1 Obigen sec-Butyllithium-Lösung (in Pentan) bei 70⁰C 3 Stunden polimerisiert. Der Polymerlösung werden dann wie in Beispiel 1, 15 ml Hydrierkatalysator zugesetzt und bei 10 bar Wasserstoff bei 75°C 5 Stunden hydriert. Das isolierte Polymere enthält noch knapp 1% olefinische Doppelbindungen. Eine 4$ige Lösung in Mineralöl zeigt einen Viskositätsindex von 148,5 und einen Viskositätsabfall im Schertest von 4,5$»

Beispiel 3

In 2 700 ml Hexan werden 250 g Butadien und 250 g Isopren gelöst und mit 20 ml einer 15#igen n-Butyllithium-Hexanlösung bei 75°C 3 Stunden lang polymerisiert. Das Polymere zeigt im Infrarotspektrum eine weitgehend statistische Verteilung der Monomeren. Das Polymere wird wie in Beispiel 1 beschrieben, hydriert und isoliert,

Der Viskositätsindex einer 4$igen Lösung in Mineralschmieröl liegt bei 144,5· Die Schmieröllösung zeigt eine gute Scherbeständigkeit; der Scherabfall beträgt 4,2$.

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Claims (2)

- 5 - 0.Z.-30 219 · ■ Patentansprüche

1. Verwendung von hydrierten Polydiolefinen als Zusätze zu Mineral-Schmierölen in Mengen von 0,5 bis 6 Gew.-%.

2. Verwendung von hydrierten Polydiolefinen als Zusatz zu Mineralschmierölen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polybutadien eingesetzt wird, bei dem vor der Hydrierung j50 bis 95, vorzugsweise 40 bis 65$ der Doppelbindungen 1,2-Konfiguration hatten.

Verwendung von hydrierten Polydiolefinen als Zusätze zu Mineralschmierölen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrierten Polydiolefine höchstens noch ~5, vorzugsweise weniger als Yf₀ olefinischer Doppelbindungen enthalten.

BASF Aktiengesellschaft

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