DE2403896C3

DE2403896C3 - Schmiermittel und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2403896C3
Application number: DE2403896A
Authority: DE
Inventors: Hugh Ernest Ponca City Okla. Romine (V.St.A.)
Original assignee: Continental Oil Co
Current assignee: ConocoPhillips Co
Priority date: 1974-01-28
Filing date: 1974-01-28
Publication date: 1978-10-12
Also published as: DE2403896A1; DE2403896B2

Description

Die Erfindung betrifft neue Schmiermittel, die insbesondere als Tieftemperatur-Schmiermittel geeignet sind, sowie Verfahren zu ihrer Herstellung.

Es ist beispielsweise aus der US-PS 31 73 965 bekannt, daß gewisse Dialky!benzole, beispielsweise jene mit 10 bis 15 Kohlenstoffatomen in den Alkylgruppen, physikalische Eigenschaften besitzen, die sie als Tieftemperatur-Schmiermittel geeignet machen. Außerdem ist beispielsweise aus den US-PS 32 88 716, 35 88 739 und 36£2 012 bekannt, daß synthetische Kohlenwasserstoff-Schmiermittel, die größere Mengen an Di-n-alkylbenzolen oder langkettigen Di-n-alkarylen und eine geringere Menge an anderen Kohlenwasserstoffen, beispielsweise Diphenylalkanen oder trialkylsubstituierten Tetrahydronaphthalinen, enthalten. Eigenschaften aufweisen, die sie als Tieftemperatur-Schmiermittel geeignet sein lassen. Aikylaromatenhaltige Schmiermittelgemische werden weiterhin in den US-PS 36 61 780, 37 25 280, 37 66 285, 37 67 577 und 37 75 325 beschrieben. Jedoch enthält keines der genannten Schmiermittel lineare Monoolefinoligomere.

Die Verwendung linearer Monoolefinoligomeren als Schmiermittel wurde ebenfalls bereiis vorgeschlagen. Während diese Stoffe zwar hei"vorragende physikalische Eigenschaften aufweisen, beispielweise hinsichtlich des Viskositätsindex und des Gießpunktes, so sind sie auf der anderen Seite im allgemeinen unzureichend im Hinblick auf die Oxidationsstabilität und auf die Verträglichkeit mit verschiedenen konventionellen Schmieröladditiven. Diese Stoffe wurde bisher beispielsweise aus «-Olefinen unter Verwendung von Übergangsmetallen oder von Komplexen von Aluminiumalkylen und Übergangsmetallen als Katalysatoren hergestellt.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, Schmiermittelzusammensetzungen, insbesondere zur Verwendung bei tiefen Temperaturen, zu schaffen, die die physikalischen und chemischen Eigenschaften der bekannten Schmiermittel verbessern.

Gegenstand der Erfindung sind Schmiermittel, die aus (a) mindestens einem linearen Monoolefinoligomer, (b) einer oder mehreren langkettigen n-Alkarylverbindungen und gegebenenfalls (c) einem oder mehreren Dispersionsmitteln, Detergenzien, Oxidationsinhibitoten, Antirostmittel und/oder Schaumunterdrückungsmitteln bestehen.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung solcher Schmiermittel, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Gemisch aus mindestens einem linearen Monoolefin mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen und mindestens einer einkernigen aromatischen Verbindung in Gegenwart eines milden Friedel-Crafts-Katalysators zum Zwecke der Oligomerisierung des Monoolefins und der Alkylierung der aromatischen Verbindung so weit umsetzt, bis 15 bis 90% des Monoolefins zu Produkten mit höherem Molekulargewicht umgesetzt sind.

Die Erfindung basiert auf der Beobachtung, daß Gemische von langkettigen Mono- und bzw, oder Di-n-alkarylen (oder synthetischen Kohlenwasserstoffzusammensetzungen, enthaltend eine größere Menge von langkettigen Mono- und bzw, oder Di-n-alkarylen und lineare Monoolefinoligomere bestimmte unerwartet verbesserte Eigenschaften im Vergleich zur vorstehend beschriebenen Verwendung der Einzelkomponenten aufweisen.

ίο Die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung enthalten vorteilhafterweise 10 bis 90 Gew.-% der Komponente (a) und 90 bis 10 Gew.-% der Komponente (b), insbesondere in Fällen, in denen die zuletzt genannte Komponente zumindest eine langkettige Di-n-alkarylverbindung einschließt.

Aus Versuchen, die mit den zuvor beschriebenen Zusammensetzungen gemäß der Erfindung durchgeführt wurden, geht hervor, daß Gemische von Dialkarylen und linearen Monoolefinoligomeren folgende Verbesserungen aufweisen:

(a) Die Viskosität bei —40°C ist, verglichen mit der interpolierten Viskosität, niedriger als diejenige jedes Stoffes allein;

(b) das Gemisch ist in der Regel gegenüber Additivkombinationen verträglicher als die linearen Monoolefinoligomeren allein;

(c) Zusammensetzungen·, die das Gemisch und verschiedene Additivkombinationen enthalten, zeigen

jo verbesserte Viskositätsindizes im Vergleich sowohl zu den Dialkarylen als auch zu den linearen Monoolefinoligomeren, die ebenfalls die Additivkombinationen enthalten.

J5 Die Komponente (b) der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung kann beispielsweise aus langkettigen Di-n-alkarylen oder einer synthetischen Kohlenwasserstoffzusammensetzung bestehen, die einen größeren Anteil langkettiger Di-n-alkarylen enthält.

Langkettige Di-n-alkaryle, die vorteilhaft verwendet werden können, umfassen beispielsweise Verbindungen der allgemeinen Formel

A₁

in der R und Ri Alkylgruppen sind, die 6 bis 18 Kohlenstoffatome, vorteilhafterweise etwa 9 bis etwa 15 Kohlenstoffatome und vorzugsweise etwa 10 bis 14 Kohlenstoffatome enthalten, wobei der Gesamtkohlen· stoffpehalt der Reste R und Ri ca. 20 bis ca. 28 Kohlenstoffatome beträgt, und wobei A und Ai Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise jedoch Wasserstoff, sind.

Das bevorzugte langkettige Di-n-alkaryl ist also ein Di-n-Alkylbenzol, in dem die Alkylgruppen von ca. 10 bis ca. 14 Kohlenstoffatome enthalten.

Die Bezeichnung »langkettige n-Alkaryle« wird im Rahmen der Beschreibung zur Bezeichnung von Arylverbindungen verwendet, die mit im wesentlichen unverzweigten kettenförmigen Alkylgruppen substitute iert sind, wobei vorzugsweise mindestens 95% der Alkylsubstituenten durch ein sekundäres Kohlenstoffatom der jeweiligen Alkylgruppen an den Arylkern gebunden sind. Während die Bezeichnung »n-Alkaryle«

im wesentlichen verwendet wird, so können jedoch auch andere Bezeichnungen, wie beispielsweise lineare Alkaryle oder geradkettige Alkaryle oder Alkaryle mit unverzweigten Ketten verwendet werden.

Wie vorstehend bereits gesagt, kann die Komponente (b) der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung synthetische Kohlenwasserstoffzusammensetzungen umfassen, die eine größere Menge (beispielsweise 60-90 Gew.-%) der Din-Alkaryle und eine geringere Menge anderer Kohlenwasserstoffe enthalten, beispielsweise Diphenylalkane oder trialkylsubstituierte Tetrahydronaphthaline, die vorzugweise Molekulargewichte haben, die denjenigen der langkettigen Di-n-alkaryle entsprechen.

Ein besonders bevorzugtes Material für die Komponente (b) ist eine synthetische Kohlenwasserstoffzusammensetzung mit der folgenden Zusammensetzung:

Komponente Gew.-%

Langkettige Di-n-alkaryle 61 bis 92
Trialkyisubstituierte Tetrahydronaphthaline 5 bis 30
Gemischte Alkylaromaten, weniger als 15
vorzugsweise weniger als 10

Die Zusammensetzung ist weiterhin durch die folgenden Eigenschaften charakterisiert:

Viskositätsindex
Gießpunkt ("C)
Molekulargewichtsbereich
vorzugsweise

80 bis 116
-40 bis-62,2
350 bis 625
375 bis 480.

Die langkettigen DUn-alkaryle entsprechen der vorstehend wiedergegebenen Beschreibung.

Die trialkylsubstituierten Tetrahydronaphthaline sind vorzugsweise solche, die durch die allgemeine Formel

wiedergegeben werden, in der Ri und R2 je 1 bis ca. 13 Kohlenstoffatome enthalten, der gesamte Kohlenstoffgehalt von Ri und Rj von ca. 6 bis ca. 14 beträgt und R3 und R4 von 1 bis ca. 16 Kohlenstoffatomen enthalten, wobei der Gesamtkohlenstoffatomgehalt von R₃ und R₄ von ca. 9 bis ca. 17 beträgt. Die Alkylgruppen R_t, R2, Rj und R4 sind vorzugsweise gerade Ketten.

Die trialkylsubstituierten Tetrahydronaphthaline haben zweckmäßigerweise denselben Siedebereich wie die Di-n-alkylbenzole. Darüber hinaus haben sie vorteilhafterweise angenähert die gleichen Molekulargewichte. Diese spezielle Komponente (b) der synthetischen Kohlenwasserstoffalkarylschmiermittel der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung kann zweckmäßigerweise nach einem herkömmlichen Verfahren hergestellt werden. Sie kann beispielsweise durch Alkylieren von Benzol und Tetrahydronaphthalin und Mischen des erhaltenen Produkts hergestellt werden. Auch kann sie durch Alkylieren eines Gemisches von Mono-n-alkylbenz'j'en und dialkylsubstituierten Tetrahydronaphthalinen mit einem geeigneten Alkylierungsrnittel hergestellt werden. Eine besonders bevorzugte Methode zur Herstellung eines synthetischen Knhlenwasserstoffalkarylschmiermittels der Komponente (b) besteht darin, daß man mono-n-alkylbenzolreiche Schnitte unter Verwendung von HF-BFj, Aluminiumbromid oder Aluminiumchlorid als Katalysator disproportioniert. Bevorzugte Mono-n-alkylbenzole sind solche, die von etwa 6 bis etwa 18 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe enthalten. Vorzugsweise enthalten die Alkylgruppen der Mono-n-alkylbenzole von ca. 10 bis ca. 15 Kohlenstoffatome. Eine besonders bevorzugtes Verfahren zur Herstellung dieser zuletzt beschriebenen synthetischen Kohlenwasserstoffschmiermittelzusammensetzung ist in der US-PS 36 62 012 beschrieben.

Die Komponente (a) der Zusammensetzungen gemäß der Erfindung enthält lineare Monoolefinoligomere oder Gemische solcher Stoffe. Diese Stoffe können unter Verwendung eines geeigneten Katalysators aus A-Olefinen hergestellt werden und werden im allgemeinen als Λ-Olefinoligomere bezeichnet. Die «-Olefinoli gomeren werden vorzugsweise aus «-Olefinen hergestellt, die 6 bis 16 Kohlenstoffatome, vorteilhafterweise 8 bis 12 Kohlenstoffatome und insbesondere 10 Kohlenstoffatome, enthalten. Die linearen Monoolefinoligomeren enthalten vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, speziell mindestens 60 Gew.-%, Stoffe, die 24 bis 60 Kohlenstoffatome im Molekül enthalten. Wenn das lineare Monoolefinoligomer durch Oligomerisation jo von «-Olefinen mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen hergestellt wird, beträgt die maximale Menge an anwesendem Dimer vorzugsweise 10 Gew.-%. Die linearen Monoolefinoligomerisate können sehr kleine Mengen (üblicherweise weniger als 5 Gew.-°/o) verj5 zweigtkettiger Olefine oder Diolefine enthalten.

Gewünschtenfalls können die linearen Monoolefinoligomerisate zur Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit in an sich bekannter Weise behandelt werden, beispielsweise hydriert oder in der Wärme behandelt werden. Ob die linearen Monoolefinoligomerisate im Einzelfall zur Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit in der vorstehend beschriebenen Weise behandelt worden sind oder nicht, beeinflußt die Verbesserungen nicht, die durch die Gemische der linearen Monoolefinoligomerisate und Di-n-alkylbenzole, wie sie hier beschrieben sind, erhalten werden können.

Die Gemische, die die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung bilden, enthalten vorzugsweise von ca. 30 bis ca. 85 Gew.-% und vorzugsweise von ca. 50 bis ca. 80 so Gew.-% lineare Monoolefinoligomere.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen. Entsprechend diesem Verfahren wird das Gemisch eines linearen Monoolefins mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen und einer einkernigen aromatischen Verbindung mit einem milden Friedel-Crafts-Katalysator 3ur Alkylierung der aromatischen Verbindung umgesetzt und das genannte Monoolefin oligomerisiert.

Das vorstehend beschriebene Verfahren gemäß der Erfindung is» speziell für die Herstellung von Zusammensetzungen anwendbar, in denen die Komponente (b) eine langkettige, im wesentlichen lineare, alkylsubstituierte Arylverbindung enthält, die eine Alkylgruppe mit 12 bis 42 Kohlenstoffatomen enthält. Die Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erdindung, di: durch das vorstehend beschriebene Verfahren erhältlich sind, können durch die folgenden physikalischen Eigenschaften charakterisiert wenden:

Viskosität (cSt)

98.9° C

-40° C
Gießpunkt (T)

5,0 Minimum
8000 Maximum
mindestens -56,7.

im Verfahren gemäß der Erfindung hat die folgende Zusammensetzung:

_r Komponente

Gew.-%

Bevorzugte lineare Monoolefine zur Verwendung in dem oben beschriebenen Verfahren gemäß der Erfindung sind iX-Olefinc mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen, vorteilhafterweise von ca. 8 bis ca. 12 Kohlenstoffatomen und insbesondere ca. 10 Kohlenstoffatomen. Es können sowohl reine Stoffe nh auch Stoffgcmischc \erwendcl werden, die die vorgenannte Anzahl von Kohlenstoffatomen je Molekül enthalten. Bevorzugte Stoffe können ein Gemisch von \-Olefinen sein, die ca. H bis ca. 12 Kohlensioffatome enthalten, wobei die mittlere Anzahl der Kohlensioffatome etwa IO betragt.

Die einkernigen aromatischen Verbindungen cnthal ten \orzugsweise b bis 10 Kohlenstoffatome und können durch die allgemeine F oniiei

C-Cifc-Alkaryle 60-92 Alkylsubstituierte Tetrahydronaphthaline 5-30 Gemischte Alkylaromalen. weniger als 15

_|() vorzugsweise weniger als 10

Die Din-CV-C'ih-Alkaryle entsprechen der vorstehend wiedergegebenen Beschreibung.

Die vorsiehenden alkylsubstiliiierlen Telrahydro-" > naphthaline sind vorzugsweise solche der allgemeinen F^;ormel

Λ,

wiedergegeben werden, in der Λ und Λ· Wasserstoff oder Mk>!gruppen sind, die I bis 4 Kohlensloffatome enthalten wobei die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome um A und A nicht mehr ,ils 4 beträgt. Beispiele für bevorzugte einkernige aromatische Verbindungen schließen folgende Str.ffe ein: Benzol. Toluol. Xylol. •\thylbenzol. l'mpy !benzol. Butylben/ol. Meihylpropslhenzol und Diathylbenzo! Benzol wird als einkernige aromatische Verbindung besonders bevorzugt.

Die einkernige aromatische Verbindung ist vorzugsweise nicht alkyliert. Sie kann aber gewünschtenfalls in Verbindung mit einer kleineren Menge einer einkernigen aromatischen Verbindung angewendet werden, die eine geradkettige Alkylgruppe mit 6 bis 16 Kohlenstoff- ;i:'jTieri enthält, oder kann in Verbindung mit einer kleircen Menge einer synthetischen Kohlenwassers:off/i]Sdmmensetzung verwendet werden, die eine größere Menge C- - C-.-alkylierter einkerniger aromatischcr Verbindungen enthält. Solche einkernigen aromatischen Verbindungen enthalten eine geradkettige Mkvlgruppe mn 6 bis 16 Kohlenstoffatomen und können beispielsweise durch die allgemeine Formel

wiedergegeben werden, in der A und Ai die oben angegebene Bedeutung haben und R eine unverzweigte A!k>!gruppe mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen ist.

Weiterhin kann, wie vorstehend angedeutet, die anfängliche Zumischung gewünschtenfalls eine geringe Menge einer synthetischen Kohlenwasserstoffzusammensetzung enthalten, die eine größere Menge (d.h. 60-92 Gew.-0/Ό) der O-C-Alkaryle enthält. Diese synthetischen Kohlen wasserstoff zusammensetzungen können eine geringe Menge anderer Kohlenwasserstoffe enthalten, beispielsweise Diphenylalkane und alkylsubstituierte Tetrahydronaphthaline mit Molekulargewichten, die denjenigen der langkettigen n-Alkaryle entsprechen. Eine besonders bevorzugte synthetische Kohlenwasserstoffzusammensetzung zur Verwendung in der R und R: je I bis ca. 13 Kohlenstoffatome enthalten und der Gesamtkohlenstoffatomgehalt von Ri und R: ca. 2Li.> ca. 14 beträgt. Die Alkylgruppen Ri und Rj sind vorzugsweise geradkettig.

Die alkylsubstituierten Tetrahydronaphthaline haben geeigneterweise den gleichen Siede'üereich wie die n-Alkylbenzole. Außerdem haben sie vorteilhafterweise angenähert das gleiche Molekulargewicht.

Wenn man nur lineare Monoolefine und niehtalkyliertc einkernige aromatische Verbindungen im Verfahren gemäß der Erfindung verwendet, liegt das Verhältnis von t-Olefin zu aromatischer Verbindung vorzugsweise im Bereich von 0.1 : I bis 2 : 1. insbesondere im Bereich von 0.2 : I bis 0.5 : 1.

Wenn das Reaktionsgemisch zusätzlich zu den linearen Monoolefinen und einkernigen aromatischen Verbindungen einkernige aromatische Verbindungen mit einer geradkettigen Alkylgruppe mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen enthält, so können diese Stoffe beispielsweise bis zu 25 Mol-% der einkernigen aromatischen Verbindungen ersetzen. Vorzugsweise geht der Ersatz dieser Stoffe nicht über 10 Mol-% der einkernigen aromatischen Verbindungen hinaus. Die im Falle ihrer Verwendung einzusetzende Mindestmenge dieser Stoffe beträgt 1 Mol-%. bezogen auf die einkernigen aromatischen Verbindungen.

Die im Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Friedel-Crafts-Katalysatoren sind vorzugsweise mit Nitromethan modifiziertes Aluminiumchlorid und AIuminiumbromid, wobei insbesondere mit Nitromethan modifiziertes Aluminiumchlorid vorgezogen wird. Andere bevorzugte Katalysatoren umfassen schwache Friedel-Crafts-Katalysatoren, wie beispielsweise HF. BFj-Ätherate, ZnCh und FeCI3. Der nitromethanmodifizierte Aluminiumchlorid- oder Aluminiumbromidkatalysator enthält vorzugsweise etwa 1 bis etwa 25 mol. vorteilhafterweise ca. 2 bis ca. 15 mol. Nitromethan je Mol Aluminiumchlorid oder -bromid. Die Menge an Aluminiumchlorid oder Aluminiumbromid beträgt vorzugsweise ca. 0.1 bis ca. 10 Gew.-%, vorteilhafterweise ca. 1 bis ca. 5 Gew.-%. bezogen auf das Λ-Olefin.

Im allgemeinen ist die Verwendung einer wirksamen Menge eines Beschleunigers, wie beispielsweise Wasser.

HCI, HBr oder Alkylchlorid oder -bromid, in der Reaktion wünschenswert. Die Verwendung solcher Beschleuniger in Alkylierungsreaktionen ist an sich bekannt. Da die Verwendung dieser Stoffe bekannt ist, kann die optimale Menge einfach und ohne großen ί experimentellen Aufwand bestimmt werden.

Hinsichtlich der Verfahrensbedingungen sind vorstehend bereits die relativen Mengen der verschiedenen Stofe genannt worden.

Die Reaktion wird vorzugsweise bei einer Tempera- in tür im Bereich von ca. 30 bis ca. 80°C bei Atmosphärendruck durchgeführt. Insbesondere liegt die Reaktionstemperatur im Bereich von ca. 50 bis ca. 70¹C bei Atmosphärendruck, vor allem im Bereich von ca. 50 bis ca. 60⁰C bei Atmosphärendruck. r>

Die Reaktionsdauer hängt im allgemeinen von einer Anzahl von Faktoren ab, beispielsweise der Menge der Reaktionsteilnehmer, der Katalysatormenge, der Beschleunigermenge, der Temperatur und des gewünschicii Giaues der Oiefiiiuiiiseiiung (was weiiei linien i" näher beschrieben ist). In der Regel liegt die Reaktionsdauer im Bereich von ¹A bis 12 h. Unter Berücksichtigung aller vorstehend beschriebener Merkmale des Verfahrens kann die erforderliche Reaktionsdauer in an sich bekannter Weise einfach bestimmt _>·-> werden.

Zur Durchführung der Reaktion wird ein Gemisch aus den Ausgangsstoffen in einem geeigneten Reaktionsgefäß hergestellt. Die Reaktion wird dann so lange durchgeführt, bis der gewünschte Umsetzungsgrad des Olefins erreicht ist. Anschließend wird die Reaktion unterbrochen, und zwar üblicherweise durch den Einsatz von Eis, Wasser, kühlenden Temperaturen oder durch eine Kombination dieser Maßnahmen.

Das Reaktionsprodukt wird dann der Destillation si unterworfen. Über Kopf werden Wasser, nichtumgesetzte einkernige aromatische Verbindung, C6-Ci„-alkylsubstituierte einkernige aromatische Verbindung und Olefindimer abgezogen. Das gewünschte Produkt ist die Blasenfraktion. Der Schnittpunkt hängt von dem im »<> Einzelfall verwendeten linearen Monoolefin ab, da es wünschenswert ist, praktisch das gesamte Olefindimer über Kopf abzuziehen. In der Regel liegt der Schnittpunkt im Bereich von 371 bis 482°C, vorzugsweise im Bereich von 421 bis 46O⁰C. 4'.

Bei Kenntnis des verwendeten Olefins kann der Schnittpunkt in an sich bekannter Weise so gewählt werden, daß das Sumpfprodukt oder Blasenprodukt nicht mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 5 Gew.-%, Olefindimer enthält.

Wie bereits beschrieben, ist ein wichtiges Merkmal des Verfahrens gemäß der Erfindung der Grad der Olefinumsetzung zu Produkten mit höherem Molekulargewicht, beispielsweise zu Olefinoligomeren und langkettigen Alkarylen. Produkte, die optimale Mengen dieser Stoffe enthalten, besitzen auch überlegene physikalische Eigenschaften. Im Verfahren treten die folgenden Reaktionen ein: Umwandlung des Olefins in Oligomere und Alkylierung der Arylverbindung durch einen Teil der gebildeten Oligomeren. Zusätzlich kann bo auch eine Alkylierung der Arylverbindung durch einen Teil des ursprünglichen Olefins eintreten.

Eine Olefinumwandlung von weniger als 15% führt zu einer niedrigen Ausbeute schwerer Stoffe, die zu 90% oder darüber aus Oligomeren bestehen. Das Produkt ist relativ viskos und hat einen hohen Viskositätsindex und einen hohen Gießpunkt Olefinumsetzungen von über 90% führen zu einem Produkt, das insofern nicht geeignet ist, da es höhere Viskositäten und einen niedrigeren Viskositätsindex aufweist.

Eine Olefinumsetzung im Bereich von ca. 40 bis ca. 90% wird bevorzugt, da in diesem Bereich die besten Produkte erhalten werden. Die Olefinumsetzung in diesem Bereich führt zu einem Produkt, das 20-50 Gew.-% langkettige, im wesentlichen lineare, alkylsubstituierte Arylverbindungen enthält, wobei praktisch der gesamte Rest aus Olefinoligomeren besteht.

Bei Kenntnis dessen, daß ein bestimmter Grad der Olefinumselzung wünschenswert ist, können die erforderlichen Bedingungen (d.h. die Katalysatormenge, Beschlcunigermenge. die Temperatur und die Reaktionsdauer) in einfacher Weise bestimmt werden, um die jeweils gewünschte Olefinumsetzung zu erhalten. Alternativ dazu kann zum Erhalt des gewünschten Grades der Olefinumsetzung die Reaktion überwacht werden und kann der Grad der Umsetzung durch eine Korrelation zur Viskosität oder durch chromatographi-M."he rviiiiei bestimmt bzw. gemessen werden.

Die nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Schmiermittelzusammensetzungen haben vorzugsweise die folgenden Zusammensetzungen:

Gew.-%

Langkettige alkylsubstituierte Aromaten 20 — 50

so Olefinoligomere 50-80

Olefindimere (maximal) 10

Die langkettigen alkylsubstituierten Aromaten können durch die allgemeine Formel

Λ A₁

dargestellt werden, in der A und Ai Wasserstoff oder Alkylgruppen mit 1 —4 Kohlenstoffatomen sind, wobei die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome nicht über 4 liegt, in der R eihe langkettige Alkylgruppe mit 6-32 Kohlenstoffatomen und η eine ganze Zahl von 1 oder 2 ist, wobei die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome in der langkettigen Alkylgruppe oder in den langkettigen Alkylgruppen zwischen 12 und 42, vorzugsweise 16 und 36 einschließlich, liegt.

Die langkettigen Alkylgruppen sind im wesentlichen linear, da solche Alkylgruppen überwiegend vom Olefinmonomer oder niederen Olefinoligomeren abgeleitet werden.

Wenn ein Olefinmonomer die Quelle der Alkylierung ist, ist die Alkylgruppe im allgemeinen linear und über ein sekundäres Kohlenstoffatom der Alkylgruppe an den aromatischen Ring gebunden. Wenn niedere Olefinoligomere die Quelle der Alkylierung bilden, ist die Alkylgruppe in der Regel geringfügig verzweigt und über ein sekundäres oder ein tertiäres Alkylkohlenstoffatom an den Ring gebunden.

Die linearen Olefinoligomeren enthalten mindestens 50 Gew.-%, häufiger und üblicher mindestens 60 Gew.-%, Stoffe, die 24 bis 60 Kohlenstoffatome enthalten.

Die Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere jene, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren erhalten werden, haben wert-

volle physikalische Eigenschaften, beispielsweise die nachstehend gezeigten Gießpunkte, Viskositätseigenschaften und Viskositätsindizes.

Vorteilhaft Bevorzugt

Insbesondere «bevorzugt

Gießpunkt ("C), mindestens Viskositätsindex mindestens Viskosität (cSt)

-40"C max.

37,O"C

98,9"C min.

-56,7	-59,4
120	128
8000	7500
28,5-30,0	29-30
5.0	5,2

-61,1 130

7200

29,0-29,5

5.4

Es ist offensichtlich, daß die Schmiermittelzusammenseizungen gemäß der Erfindung für eine Reihe von Zwecken verwendet werden können, beispielsweise als Kurbelgehäuseschmiermittel, als Schmiermittel für Turbojetmotoren für Flugzeuge, Turbinenschmierinittel, hydraulische Flüssigkeiten. Transmissionsflüssigkeiten, als kombinierte Kurbelgehäuse- und Transmissionsflüssigkeiten, als Steuerflüssigkeiten oder als Instrumentenschmiermittel.

Die Schmiermittelzusammenset/ungen gemäß der Erfindung enthalten zusätzlich zu den Komponenten (a) und (b) verschiedene Additive. Beispiele für solche Additive, die verwendet werden können, schließen folgende Mittel ein: Dispergiermittel und Detergentien. Oxidationsinhibitoren, Korrosionsinhibitoren, Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex, Rostschutzmittel und Schaumunterdrücker.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der näheren Beschreibung der Erfindung.

Die im Rahmen der Beispiele durchgeführten Prüfverfahren entsprachen den Normverfahren nach ASTM oder anderen Standardverfahren. Der Viskositätsindex basiert auf Messungen der Viskositäten bei 37,78°C und 98,89⁰C. Die prozentuale Abweichung der interpolierten Viskosität bei -40°C kann folgendermaßen erklärt werden:

Es ist in der Erdölindustrie übliche Praxis, unter Verwendung des als »ASTM-Viskositätsmischpapier« verwendeten Papiers Mischviskositäten aus den Komponentenviskositäten zu interpolieren. Dabei wird im allgemeinen beobachtet, daß die Schmiermittelmischungen bei einer gegebenen Temperatur der folgenden Beziehung gehorchen,

(K_h + A) = X In In (K₁ + A) + (I - X) In In (K₂ + A\

in der Kt die kinematische Viskosität des Gemisches in cSt, K\ und K2 die Mischkomponenten der Viskositäten, A näherungsweise 0,6 und X der Gewichtsanteil der Komponente 1 in der Mischung bedeuten. Dieser Ausdruck ist von der Walther-Gleichung abgeleitet, die die Viskositäts-Tamperaturbeziehung von Schmiermittelmischungen beschreibt. Das zuvor erwähnte ASTM-Viskositätsmischungspapier setzt die Mischungszusammensetzung (X) in lineare Beziehung zu In In (Kb + A). Diese Beziehung wurde zur Ableitung einer interpolierten Mischviskosität unter Zugrundelegung des genannten Datenblattes verwendet. DieDifferenz zwischen der interpolierten und der gemessenen Mischviskosität dividiert durch den interpolierten Wert ist die im Rahmen dieser Beschreibung verwendete pro/entuaie Abweichung.

H e i s ρ i e I 1

Dieses Beispiel beschreibt die Verbesserung der Viskosität bei -40" C eines Gemisches linearer Monoolefinoligomerer und eines synthetischen Kohlenwasserstoffschmiermittels, das eine größere Menge von Di-n-alkylbenzolen enthält.

Das lineare Monoolefinoligomer war ein vOlcfinoligomerisat das aus Decen-I hergestellt war Lind folgende Zusammensetzung hatte:

i) Oligomer	Formeln	Angenäherl
		Gew."/o
Dimer	Cj₁₁H₄,	3,0
Trimer	C joHhj	42,3
40 Tetramer	C₄()H«2	23.3
Pentamer	CsoHtn;	12,05
Hexamer	ChI₁H \22	'..0

■r, Das synthetische Kohlenwasserstoffschmiermittel wurde durch Disproportionierung eines überwiegend Cu-Cij-Mono-n-alkylbenzols unter Verwendung von AlCIj als Katalysator hergestellt. Es hatte zufolge der massenspektrometrischen Analyse die folgende Zusam-

)0 mensetzung

Di-n-alkylbenzole(2)

TrialkylsubstituierteTetrahydronaphthaline(3)

68 22,5

60

(1) Praktisch gleich den Gew.-%.

(2) Überwiegend Cij-Cn-Alkylgruppen.

(3) Praktisch das gleiche Molekulargewicht wie die Di-n-alkylbenzole.

Die physikalischen Eigenschaften des Λ-Olefinoligomerisats (λ-Ο-Ο), des synthetischen Kohlenwasserstcffschmiermittels (S.H.L.) und verschiedener Gemische dieser beiden Stoffe sind in der Tabelle I dargestellt.

Zt

Tat/elle I

	Zusammensetzung	Nr.	B	C	D
	Λ	0	90	80
S. H. I. (Gew.-%)	Ίοο	100	10	20
ίτ-Ο-0 (Gew.-%)	0
Viskosität		6769	8823	8079
cSt bei -40 C	9587	31.95	28.97	28,45
cSt bei V. 8 C	29.77	5.84	5.09	5,12
cSt bei <>.V> C	5.07	-	-4.3	-9,0
Abweichung vom interpolierten Wert
der Viskosität bei -40 C (%)		140	116	UK
Viskositiitsindex	108	-59.4*)	-56.7	-51,1
Gießpunkt ( C")	-51.1

Unterhalb 5Λ.4.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wird die Verbesserung der Viskosität von Gemischen eines Di-Ci>-alkylbenzols und zwei aus Decen-1 hergestellten vOlefinoligomercn bei -40 C beschrieben.

Das (vOlefinoligomer Λ enthielt 98% Decen-1 -trimer und 2°/o Decen-l-tetramer.

Das Λ-Olefinoligomcr B enthielt 37.5% Decen-1-trinier und 62.5% Decen-1 -tetramer.

Die physikalischen Eigenschaften des Dialkylbcnzols (DAB-Ci₂). des \-Olefinoligomers A (nt-O-O-A) und des vOlefinoligomers B (λ-Ο-Ο-Β) und von Gemischen des Dialkylbenzols mit jedem der Oligomeren sind in der nachstehenden Tabelle Il zusammengestellt.

Tabelle H

	Λ	13	C	I)
DAB-C,: (Gew.-%)	100	0	70.2	70,2
fl-O-O-A (Gew.-%)	0	100	29.8	0
n^O-O-B (Gew.-%)	0	0	0	29,8
Viskositätsindex	105	123	113	111
Viskosität
cSt bei -40 C	4446	1611	2994	4994
cSt bei 37,8 C	20.65	14.57	18.39	23,26
cSt bei 98,9 C	4.06	3.43	3.86	4,44
Abweichung vom interpolierten Wert	-	-	-7.5	-5,0
der Viskosität bei -40 C (%)
Gießpunkt ( C)	-59.4	-59,4	-	-

Beispiel 3

Dieses Beispiel beschreibt die Verbesserung der Viskosität bei -40^cC eines Gemisches aus linearen Monoolefinoligomeren und einem synthetischen Kohlenwasserstoffschmiermittel. das eine größere Menge von Di-n-alkylbenzolen enthält.

Das lineare Monoolefinoligomerisat war ein vOlefinoligomerisat. das aus Decen-1 hergestellt to worden war und mindestens 50 Gew.-% Oligomere mit 24-60 Kohlenstoffatomen enthielt.

Das synthetische Kohlenwasserstoffschmiermittel wurde durch Disproportionierung eines überwiegend Ci2 — Cij-Mono-n-alkylbenzols unter Verwendung von AICIi als Katalysator hergestellt. Es hatte zufolge der massenspektrometrischen Analyse folgende Zusammensetzung:

Di-n-alkylbenzole(2)
TrialkylsubstituierteTetrahydronaphthaline(3)

69,3
22.3

(1) Im wesentlichen gleich den Gew.-%.

(2) ÜberwiegendCi2-Ci4-Alkylgruppen.

(3) Im wesentlichen das gleiche Molekulargewicht
wie die Di-n-alkylbenzole.

Die Viskositätseigenschaften des Λ-OIefinoligomerisats (λ-Ο-Ο). des synthetischen Kohlenwasserstoffschmiermittels (S.H.L.) und verschiedener Gemische dieser beiden Stoffe sind in der Tabelle III zusammengestellt.

	15	Viskositäten 98,9°C	im cSt 37,!	24	03	896	-4G°C	16	Prozentuale Abweichung vom interpolierten Viskositätswert bei -40°C	Visko sitäts- index
Tabelle III
Gew.-%		bei rc		-17,8C

β-0-Ο, 100% S. H. L., 100%

a-O-O, 25% S. H. L., 75% a-O-O, 50% S. H. L., 50% β-0-Ο. 75% S. H. L., 25% a-O-O, 80% S. H. L., 20% a-O-O, 85% S. H. L., 15% a-O-O, 90% S. H. L., 10% a-O-O, 95% S. H. L., 5%

5,92 5,89

4,97 4,98

5,15

5,39

5,63 5,65

5,67 5,74 5,82 5,89

35,90	882
35,06	884
29,03	866
28,60	858

29,04

856

30,40	853
31,81	886
31,48	854
31,92	856
32,44	861
32,54	872
33,11	868

8212 8365 8793 8941

8559

8301

82171 8254 J

8245 8254 8260 8322

-1,8

-3,3
-2,3

-1,8 -1,4

-1,1 0

Die folgenden Beispiele beschreiben die Vorteile bei schmiermittel als Basisöl in verschiedenen verbundenen der Anwendung von Gemischen von a-Olefinoligomeri- Schmiermitteln, säten und einem synthetischen Kohlenwasserstoff-Beispiel 4

Dieses Beispiel beschreibt den Vorteil der Verwen- Kohlenwasserstoffschmiermittel (S.H.L.) und das A-OIe-

dung von Gemischen als Basisöl in einem Hypoidgelrie- finoligomerisat (λ-Ο-Ο) waren die gleichen Stoffe, die

beöl. Das Getriebeöl enthielt 63% eines im Handel auch im Beispiel 3 verwendet wurden. Die Ergebnisse

erhältlichen für extreme Drücke verwendeten Additivs sind in der Tabelle IV gezeigt,

und 933 Gew.-% des Basisöls. Das synthetische 45

Tabelle IV Hypoidgetriebeöl

Verhältnis: % S. H. L.:<r-0-0 Kinematische Viskosität (cSt) bei 98,9^CC bei 37,8°C bei -17,8°C

bei -40,0°C Viskositätsindex Gießpunkt ( C) Lagerstabilität zwei Wochen bei 65,6"C

zwei Wochen bei -I7.8X

100:0

75:25

50:50

25:75

0 : 100

5,08	5,25	5,45	5,64	5,90
29,23	30,63	31,01	32,23	36,00
924	901	893	900	920
10328	9623	9331	9060	9809
111	113	123	126	118
-53,9	-53,9	-53,9	-56,7	-56,7
gut	gut	gut	gut	schlecht
				(Ausscheidg.)
gut	gut	gut	gut	schlecht
				(Trübg. Aus
				scheidung)
				809 641/306

Beispie! 5

Dieses Beispiel beschreibt die Vorteile der Verwendung von Gemischen als Basisöl in einem Gasturbinenöl. Das Turbinenöl enthielt 6,53 Gew,-% einer Additivkombination, die eine Reibungs- und Antiabnützungsverbindung, ein Antioxidationsmittel, ein Viskositätssteuerungspolymerisat und einen Korrosionsinhibi tor enthielt, und 93,48 Gew.-% des Basisöls, Das synthetische Kohlenwasserstoffschmiermittel (S.H.L] und das Ä-Olefinoligomerisat (α-0-Ο) waren die gleichen die auch in den Beispielen 3 und 4 benutzi wurden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle V zusammengestellt

Tabelle V Gasturbinenöl

100:0

Verhältnis: % S. H. L.: a-O-0 Kinematische Viskosität (cSt)

bei 98,9°C

bei 37,8°C

bei -17,8°C

bei -40,0⁰C Viskositätsindex Gießpunkt (⁰C) Lagerstabilität

zwei Wochen bei 65,6°C

zwei Wochen bei -17,8°C

*} Nicht durchgeführt, Probe zeigte Ausscheidung. **) Probe war bei Bestimmung des Wertes getrübt

75:25

50:50

25:75

0 : 100

5,33	5,50	5,68	*5,81)**	schlecht
30,34	30,69	31,16	31,97	(Ausscheidg.)
949	911	904)**	1,012)**	schlecht
10,452	9,718)**	9,439)**	11,027)**	(trüb,
120	129	136	*138)**	Ausscheidg.)
-53,9	-53,9	-56,7	*-56,7)**
gut	gut	gut	gut

gut	gut	schlecht	schlecht
		(trüb)	(trüb,
			Ausscheidg.)

Beispiel 6

Dieses Beispiel zeigt sowohl beschreibend als auch sionsmittel, ein überbasifiziertes Magnesiumsulfonat vergleichend die Wirkung der Verwendung des einen Zinkdithiophosphatinhibitor, ein überbasifiziertes Gemisches als Basisöl in einem SE-Maschinenöl. Die 4o Calciumphenat und einen aschenfreien Antioxidationsmittelbestandteil enthielt, und 92,05 Gew.-% Basisöl Das synthetische Kohlenwasserstoffschmiermittel

Verwendung des Gemisches führte zu einer Verbesserung des Viskositätsindex, lieferte jedoch keine Verbesserung der Kompatibilität gegenüber der Zusatzkombination. Das Maschinenöl enthielt 7,95 Gew.-9

(S.H.L) und das «-Otefinoligomerisat (α-0-Ο) waren die gleichen, wie in den Beispielen 3, 4 und 5 benutzt. Die

einer Additivkombination, die ein aschenfreies Disper- 45 Ergebnisse sind in der Tabelle VI zusammengestellt.

Tabelle VI SE-Maschinenöl

Verhältnis: % S. H. L.: e-O-O	100 :0	75 :25	50:50	25 :75	0: 100
Kinematische Viskosität (cSt)
bei nyc	6,02	6,25	6,46	6,72	7,07
bei 37,8⁰C	36,89	37,47	38,69	40,11	45,29
bei -17,8°C	12,09	1194	1191	1204	1229
bei -34,4°C	6719	6546	6405	6340	6447)**
Viskositätsindex	119	127	130	135	126
Gießpunkt ("C)	-65	-60	-65	-65	-65
Lagerstabilität
zwei Wochen bei 65,6°C	gut	gut	gut	gut	gut
zwei Wochen bei -17,8°C	gut	gut	gut	gut	gut

**) Die Probe war bei der Bestimmung des Wertes trüb.

Dieses Beispiel beschreibt die Verbesserung der Viskosität bei -40⁰C eines Gemisches linearer Monoolefinoligomerisate und eines Di-n-Qo-alkylbenzols.

Das lineare Monoolefinoligomerisat wurde aus Decen-1 hergestellt und enthielt mindestens 50 Gew.-% Oligomere, die 24—60 Kohlenstoffatome enthielten.

Das Di-n-Cio-alkylbenzol hatte die folgende, massenspektrometrisch bestimmte Zusammensetzung:

Beispiel 7

10

Didecylbenzole
Tridecylbenzole
Gemischte Alkylaromaten

96,4% 2,9% 0,6%.

Die Viskositätseigenschaften des a-OIefinoligomerisats (α-0-Ο) und des Di-n-C|₀-alkylbenzols (DAB-Ci₀) und verschiedener Gemische dieser beiden Stoffe ^rind in der Tabelle VII zusammengestellt.

Tabelle VII

Verhältnis (Gew.-%): % a^O-0 zu % DAB-C₁₀ 100 : 0

Kinematische Viskosität (gem.) cSt bei 98,9°C 5,90

cSt bei 37,8°C 33,25

cSt bei -40,0⁰C 7949

Kinematische Viskosität (Hn. Interpol.) cSt bei 98,9°C cSt bei 37,8°C cSt bei -40,0°C

% Abweichung v. d. Interpol. Viskosität cSt bei 98,9°C cSt bei 37,8°C cSt bei -40,0°C

Viskositätsindex 134

: 10 80 : 20 60 : 40 40 : 60 20 : 80 10 : 90 0 : 100

5,60	5,23	4,65	4,16
30,41	27,90	24,00	20,57
7269	6485	4997	4058
5,65	5,39	4,88	4,36
31,5	29,7	26,1	22,5
7450	6940	5910	4900
0,9	3,0	4,7	4,6
3,5	6,1	8,0	8,4
2,4	6,5	15,4	17,1
133	132	126	120

3,71

17,79

3345

3,85 19,0 3880

3,6 6,3 13,6

106

3,49

16,49

3049

3,59 17,3 3370

2,8 4,6 9,5

97

3,33

15,45

2867

92

Die Daten in der Tabelle VII zeigen, daß die bei —40⁰C gemessene Viskosität tiefer liegt (was einer Verbesserung entspricht) als die interpolierte Viskosität, und zwar für alle Gemische, und insbesondere für jene Mischungen besser ist, die 60, 40 und 20% der Oligomeren enthalten. So beträgt beispielsweise die bei —40⁰C gemessene Viskosität für die 40% Oligomere enthaltende Mischung 4058 cSt, während die interpolierte Viskosität 490OcSt beträgt Die gemessene Viskosität zeigte also eine Abweichung, d. h. eine Verbesserung, von 17,1% gegenüber der interpolierten Viskosität.

Während zuvor bereits definiert worden ist, was mit dem Ausdruck »interpolierte Viskosität« gemeint ist, wird hier die folgende Erweiterung der Definition gegeben. Aus der Tabelle Icann entnommen werden, daß die Viskositäten bei -40⁰C für die reinen Stoffe folgende Werte hatten: Olefinoligomerisat 7949 und Di-Cio-alkylbenzol 2867.

Die interpolierte Viskosität, bei -40⁰C wurde für verschiedene Gemische dieser beiden Stoffe durch Interpolation dieser Werte auf normalem Millimeterpapier durchgeführt, während logarithmisch geteiltes Papier für die anderen Beispiele verwendet wurde. Der Unterschied in der Art des verwendeten Zeichenpapiers führt zu keinem wesentlichen Unterschied in den wiedergegebenen Werten.

Beispiel 8

Dieses Beispiel beschreibt den Einfluß verschiedener Grade der Olefinumsetzung im Verfahren gemäß der Erfindung und beschreibt so die geeigneten und bevorzugten Bedingungen.

In einen 12-l-Kolben, der mit einem Rührer und einem Thermometer ausgerüstet war, wurden 5j28 g(67,8 mol) Benzol, 1932 g (13,8 mol) Decen-1 und 30,0 g (0,15 mol) Dodecylchlorid (Beschleuniger) gegeben. Der Kolben wurde in ein Wasserbad gesetzt und sein Inhalt auf 50⁰C erwärmt. Bei dieser Temperatur wurde dann eine Lösung aus 720 g (0,54 mol) Aluminiumchlorid in 360 g (5,9 mol) Nitromethan gegeben. Die Reaktion wurde bei 44 —53°C durchgeführt, und zwar bei einer mittleren Temperatur nahe 50°C über eine Dauer von 10 h.

so Proben für die chromaiographische Analyse (je 5 ml) wurden in regelmäßigen Abständen entnommen und mit Wasser abgeschreckt. Auch wurden während der Reaktion große Proben entnommen und ebenfalls mit Wasser abgeschreckt. Die Probenmengen und der

Zeitpunkt ihrer Entnahme sind im folgenden zusammengestellt:

60

65

Probe Nr.	Menge (g)	Reaktionsdauer (h)
A	1920	3,5
B	1920	5,0
C	1280	6,5
D	1280	8,5
E	Rest	10,0

Jede der Proben wurde mit Wasser, 5%iger Natriumcarbonatlösung und noch einmal mit Wasser

gewaschen und anschließend über Natriumsulfat getrocknet. Die Proben wurden zur Wiedergewinnung des

Decen-1, der Decylbenzole und zur Aufbereitung des gewünschten Blasenrückstandes destilliert, Die Ergebnisse sind nachstehend zusammengefaßt:

Probe	Decen	Decylbenzol	*Sumpf)**
	(B)	(S)	(g)
A	379,8	60,0	48,4
B	334,5	111,2	77,3
C	130,7	97,8	56,2
D	85,1	124,2	70,6
E	44,0	174,8	92,1

*) Unter Vorwendung eines Schnittpunktes von 428,33°C bei Atmosphärendruck.

Der Grad der Olefinumsetzung, das mittlere Molekulargewicht, die massenspektrometrische Analyse und die physikalischen Eigenschaften dieser Proben sind in der nachstehenden Tabelle VIII zusammengefaßt.

Tabelle VIII

	Probe Nr.	B	C	D	E
	A	30	47	67	83
Olefinumsetzung (%)	16	495	493	490	474
Massenspektrometeranalyse	505
mittl. Mol.-Gewicht		14	20	29	41
% Alkylbenzol	8	86	80	71	60
% Oligomer	92	0	0	3	2
% Dimer	3
Viskosität (cSt)		5,43	5,37	5,32	5,30
98,9°C	5,67	29,56	29,58	28,92	28,99
37,8⁰C	31,57	7176	6968	7164	7084
-40⁰C	8177	132	129	130	128
Viskositätsindex	132	-59.4	-62,2	-59,4	-59,4
Gießpunkt (°C)	-56,7

Den in der vorstehenden Tabelle VIII gezeigten zeigte, wobei die übrigen Proben in der Reihenfolge B, Daten kann entnommen werden, daß die Probe C mit D und E folgten, einem Olefinumsetzungsgrad von 47% die besten Daten 45

Beispiel

Unter Verwendung des praktisch gleichen Verfahrens wie es im Beispiel 8 beschrieben wurde, wurde eine Reihe von Versudnreaktionen durchgeführt. Die aromatische Verbindung war Benzol, während das «-Olefin Decen-1 oder Dodecen-I waren. In einigen Fällen wurde kein Beschleuniger verwendet. In den Fällen, in denen ein Beschleuniger verwendet wurde, wird er in der nachstehenden Zusammenfassung

angeführt. Der Schnitt zur Trennung des Sumpfes wurde bei 428,33"C im Falle des Decen-1 bzw. für Dodecen-I bei 452,22"C gelegt. Die Art der Stoffe und die Reaktionsbedingungen sind in der Tabelle IX zusammengefaßt Die prozentuale Olefinumsetzung, die Massenspektrometeranalyse und die physikalischen Eigenschaften für diese Ansätze sind in der Tabelle X zusammengefaßt.

Tabelle IX Reaktionsbedingungen	Beschleuniger	*TCC)*	Dauer (h)	Molverhältnis Olefin/ Bz(I)	AICI₃/ Olefin	AICI₃/ Nm (2)	OleHn- umset- ziing (%)	Sumpf (in % der Olefin- oeschik- kung)
Ansatz Olefin Nr.	!,1% RCI 10 Tropfen H₂O nach 4.7 h	60 50	1,8 6,0	0,20 0,20	0,039 0,078	0,090 0,090	57 91	22,4 38,1
G C_1n H Cm

r'orlsel/ung

•\nsat/ Olelln Ueschleuniger

M C

\ C

O C

ohne

1.1 R(I
1.1 RCI
2.? R(I
1.1 RCl
I.I R(I
ohne

/ ( C» Dauer Ih)

Molxcrhiiltnis

Olelln/ B/ (I)

50	5.0	0.20
60	l.o	1.15
6(1	l.S	0.20
60	1.7	0.20
6(1	1.2	0.20
>9	4.0	0.2(1
M)	4.5	0.20

	AICh/	C)IeHn-	Sumpf (in
MC I,/	Nm (2)	umsel-	% der
Olelln		/ung c»)	Olelln- heschik-
	0.180		kung)
0.039	0.090	47	23.8
0.0 .V)	O.(I')O	(.9	46.5
0.0 .V)	o.ow	71	28.0
0.(1.V)	0.04*	71	30.5
0.0 .V)	0.090	70	28.5
0.0 V)	(S 090	S 6	41.1
0.0 .V)	70	16.2

1 ι H/ Hen/i
\ Sm Siir,

Libelle X

Vis.it/ iii···-..-]. Mit;i

Sr .jrv-el- \\"'< -

Ί Π l! ' I ( I '."Λ K h I

K "1

I. "1

Mill "o

S Χ6

11 "ο

MkW-en/"!

HI,-

4 34	44
; ι ;
419	46
466	36
464	40
442	ν,
465	49
	60

56 Ή 54 64 6(1 67

Dimer

Il

10

ViskllSlt.il I₁	jSti	411.11 (	\ ISk -	CiieUpiim
IS.') (	ν.χ (	69X4	index	ι C)
5.4"	30.32	(656	130	62.22 +
4.43	22.53	91X9	HS	-59.44 +
>9-	33.SO	3401	134	59.44
4.05	19.91	(vs I 1	112	62.22 +
5.24	27.68	6236	134	-56.67
5.12	27.44	4330	12Χ	- 59.44
4.19	2ΐ >s	6750	96	-62.22 +
5.14	27.72	7949	127	56.67
^ς.42	29 64	131	-53.89

. ι Dicker -\ns.il/ /jig! len IinlluL! tier \ erncnduni.' -.'in·;- hnher

;^p:c! bcSLhrcibi die Λ π ..ies bei \ ·.::■■.', er ^c; ;0O" und djn:he^r hegenden Ol-jfinki·-- !¹CiCn Produktes. Die v'erlührenshed niiin- ^-xr.icri der im Beisniei H \eruende^-en r.'-A' ··:<< der Aiisn.ihn-e daß die Re.i-.üi.n -.·. .- :■.. c.i'i TjH eine ' ''ere CJIcfif-1;:ί^c* Die V'erfiihrensbed'-ifiiiiiiJen fur eine Reihe \< >t ■\"s,it/en sind In der T;thel!e Xl gc/eigl. wahrend du f isjenschiiften der so erh.illenen Produkte für diesi ■\:i^.it/e in derT.ibeMe XII L'e/ei^l sind

Tabelle	XI	Oie-;r	Besch	ieunizer	T	iJju-:-	Moh-h.ün	AlCl;/ Olefin	AiCi-,/ Nm	Olefin-	Sumpf (in
				ι < ι	(hl	Oletln/B/	0.078	0.180	konversion Γ'.-Ι	% Olefin- beschik- kung
	C	ohne		50	6.0	0.20	0.039	0.090	100+	48.8
Reaktion s bedingungen	C	1.Γ-.	RCl	63	4.0	0.20	0.039	0.090	(13I)(I)	50.0
\ ns.it/	C	LP-	RCl	60	- ς	0.20			(163) (1)	41,8
S-
P
υ
R

i ι hir.e Ok-lnkon'-ersion über K)Ci ist ein berechneter Wert, der auf eine Extrapolation der Geschwindigkeit der Olefin rrvinonerabnahme auf einem über 100 itien Oiefinmonomer.erbrauch basiert

Tabelle XII

Ansatz Olefin- MiIlI.

Nr. konver- MoI-

sion (%) Gew.

Miissensprektrometeriinalyse Viskosität (cSt)

"Ό Alkyl- % OM- 7. Dimer 98.9 C 37.8 (

benzol gonier

-40 C

Visk.-iiidcx

(JieU-I'unkt

'00+

(163)

531	98	2
505	100	0
519	100	0
He ι	spiel Il

Dieses Beispiel beschreibt den LmNuH einer langkelli gen Monoalkvjverbindung im Ausgangsgemisch.

Ls wurde folgendermaßen verlahren: In einen nut einem Rührer und einem Thermometer ausgerüsteten iihui-liniilitcn Kfilhi-n u/nrili.-n KXKu (^{1I! mi>l}) Κ".·"/"!.

322g (2.3 mol) Decen-I und " 184 g (0.77 mol) η Dodecylbenzol gegeben. Die Lösung wurde vor der Zugabe von 12.0 g (0.09 mol) Aluminiunichlorid gelöst in fiO.O g (1.0 mol) Nitromelhan auf 50 C erwärmt. Wasser (250 μΙ) wurde als Beschleuniger /u der gerührten, strohgelben Lösung gegeben Die Reaktion wurde bei 10 (8h lang durchgeführt und anschließend abgeschreckt. Das Produkt wurde mit Wasser (zweimal). V/nij-'er Natriuniciirhonailösung und wiederum mn Wasser (dreimal) gewaschen und anschließend über Natriumsulfat getrocknet. Die Destillation lieferte 30.2g zurückgewonnenes Decen. 244.0g Decyl- und Dodecylbenzol und 17 5.2g als Destillationsrückstand isoliertes Produkt. Das Produkt bestand /ti 54.6"/» aus Decenoligomerisat. 18.1"/» Didecylben/olen. 24.4'"» Decyldodecylben/olen. 1.4"/» Tridecylbenzolcn und 1.5"/» Didecyldodecvlbenzolcn.

Das Produkt halte die folgenden physikalischen Ligenschafien:

Viskosität (cSi)

37.8 C

98.9 C
-40 C

Viskositätsindex
CJieBpunkt ( C)

12.68
3.05
1493
108
■- 54.4

13 e ι s ρ i e I 12

Dieses Beispiel beschreibt die Anwesenheit einer geringeren Menge eines synthetischen Kohlenwasserstoffs, der eine gröllere Menge Monoalkarylc enthält, im Ausgangsgemisch. Der spe/iell verwendete synthetische Kohlenwasserstoff hatte die folgende Zusammensetzung:

7.79 6.9S

7.57

54.02 47.40 52,25

34764
27222
33965

120
114
119

-65
-65
-60

Vol.-''Λι')

69.3
22.3

N-Alk\ !benzol-)
ΛI ky !substituierte Tetrahulronaphlhaline')

/ I iilKÜMII ^'ll'HII Ul'll VH'M " "

) I !her»legend C'_· ( ι \lk\l^ni|)|H-n
) l'rakliM'h das glon ho MokkukiiL'cu ichl u ie die
n-Mkvlhen/nle.

Das Verfahren wurde folgendermaßen durchgeführt: In einen mit Thermometer und Rührer ausgerüsteten abgeknickten Kolben wurden 503 g(2.O5 mol) ties zuvor beschriebenen synthetischen Kohlenwasserstoffs. 647 g (3.8 mol) Dodecenl und lb.7 g (0.08 mol) Dodecylchlo ricl gegeben. Die Lösung wurde auf 70 C erwärmt und mit einer Lösung von 20.0g (0.15 mol) /Muminitimchlorid in 200g {i.i mol) Nitromelhan als Katalysator versetzt. Beim Kühren lief im Verlauf von i h eine milde exotherme Reaktion in dem gelben heterogenen Ciemisch ab Das Produkt wurde in einen Scheidelrichter gegeben, wo I I 1.7 g tier KaIaIysalorlösung abgetrennt wurden. Der verbleibende Rest wurde abgeschreckt, mit Wasser (zweimal), mit 5%iger Natriunicarbonatlösung und erneut mit Wasser (dreimal) gewä sehen und anschließend über Natriumsulfat getrocknet. Die Destillation lieferte 254.4g wiedergewonnene'. Dodeccn. 372.7 g wiedergewonnene Monoalkylaie. 168.4 g Dodecendimer und 283.4 g Blasenprodukt. Die Hauptbestandteile in diesem Produkt waren alkylsubstituierte Tetrahydronaphthaline (22.8%). Alkylbenzole (4b.8%) und Dodecenoligomerisate(19.0%).

Das Produkt hatte die folgenden physikalischen Higenschaflen:

Viskosität (cSl)

37.8 C

98.9 C -40 C

Viskositätsindex
Gießpunkt( C)

34,75
5.65
13 443 112
- 56,7.

Claims

Patentansprüche;

1. Schmiermittel, bestehend aus (a) mindestens einem linearen Monoolefinoligomer, (b) einer oder mehreren langkettigen n-AIkarylverbindungen und gegebenenfalls (c) einem oder mehreren Dispersionsmitteln, Detergentien, Oxidationsinhibitoren, Antirostmitteln und oder Schaumunterdrückungsmitteln.

2. Schmiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens 50 Gew.-% an linearem Monoolefinoligomer(en) mit 24 bis 60 Kohlenstoffatomen enthält, bezogen auf das Gewicht der Komponente (a).

3. Schmiermittel nach Anspruch 2, dadurch is gekennzeichnet, daß es mindestens 60 Gew.-% an linearem Monoolefinoligomer(en) mit 24 bis 60 Kohlenstoffatomen enthält, bezogen auf das Gewicht der Komponente (a).

4. Schmiermittel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Komponente (a) ein lineares Monoolefinoligomer enthält, das von Λ-Olefinen mit 6 bis 16, vorzugsweise 8 bis 12 Kohlenstoffatomen abgeleitet ist

5. Schmiermittel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es als Komponente (b) eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel

30

(D

enthält, worin R und Ri im wesentlichen geradkettige Alkylgruppen mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen sind, wobei der Gesamtkohlenstoffatomgehalt von R und Ri 20 bis 28 Kohlenstoffatome beträgt, und worin A und Ai Wasserstoff oder Ci- oder Cr Alkylgruppen sind.

6. Schmiermittel nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es als Komponente (b) eine synthetische Kohlenwasserstoffzusammensetzung enthält, die aus 61 bis 92 Gew.-% langkettigen Di-n-aikarylen, 5 bis 30 Gew.-% trialkylsubstituierten Tetrahydronaphthalinen und aus weniger als 15 Gew.-% anderen alkylaromatischen Verbindungen besteht.

7. Schmiermittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Komponente (b) eine synthetische Kohlenwasserstoffzusammensetzung mit einem Molekulargewicht im Bereich von 350 bis 526 enthält

S. Schmiermittel nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß es trialkylsubstituiertc Tetrahydronaphthaline der allgemeinen Formel

R₃-C

60

enthält, wobei Ri und R2 geradkettige Alkylgruppen sind, die je von 1 bis ca. 13 Kohlenstoffatomen enthalten, der Gesamtkohlenstoffatomgehalt von Ri und R2 6 bis 14 beträgt, und worin R3 und R4 geradkettige Alkylgruppen sind, die I bis 16 Kohlenstoffatome enthalten, mit einem Gesamtkohlenstoffatomgehalt von Rj und R4 von 9 bis 17.

9. Schmiermittel nach den Ansprüchen 1 bis 8, bestehend aus 10 bis 90 Gew.-% der Komponente (a) und 90 bis 10 Gew.-% der Komponente (b).

10. Schmiermittel nach Anspruch 9, bestehend aus 30 bis 85 Gew.-% der Komponente (a) und 70 bis 15 Gew.-% der Komponente (b).

11. Schmiermittel nach Anspruch 10, bestehend aus 50 bis 80 Gew.-% der Komponente (a) und 50 bis 20 Gew.-% der Komponente (b).

12. Verfahren zur Herstellung von Schmiermitteln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch aus mindestens einem linearen Monoolefin mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen und mindestens einer einkernigen aromatischen Verbindung in Gegenwart eines milden Friedel-Crafts-Katalysators so weit zum Zwecke der Oligon.erisation des Monoolefins und der Alkylierung der aromatischen Verbindung umsetzt, bis 15 bis 90% des Monoolefins zu Produkten mit höherem Molekulargewicht umgesetzt sind.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man als Friedel-Crafts-Katalysator ein mit Nitromethan modifiziertes Aluminiumchlord oder Aluminiumbromid verwendet

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß man als Friedel-Crafts-Katalysator einen Katalysator verwendet der 1 bis 25 Mol Nitromethan je Mol Aluminiumchlorid oder -bromid enthält

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man als Friedel-Crafts-Katalysator einen Katalysator verwendet, der HF, BF3-Ätherat ZnCl₂ oder FeCI₃ enthält

16. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß man den Katalysator in einer Menge von 0,1 bis 1,0 oder von 1 bis 5 Gew.-% verwendet

17. Verfahren nach den Ansprüchen 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei einer Temperatur von 30 bis 80°C durchgeführt wird.

18. Verfahren nach den Ansprüchen 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als lineares Monoolefin ein Ä-Olefin verwendet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als lineares Monoolefin ein Monoolefin mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen verwendet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß als lineares Monoolefin ein Gemisch von im Mittel ca. 10 Kohlenstoff atome enthaltenden Monoolefinen verwendet wird.

21. Verfahren nach den Ansprüchen 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß man einkernige aromatische Verbindungen, enthaltend 6 bis 10 Kohlenstoffatome, verwendet.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet daß man als einkernige aromatische Verbindung eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel

worin A und Ai Wasserstoff oder Alkylgruppen

enthaltend I bis 4 Kohlenstoffatome, sind, wobei der Gesamtkohlenstoffatomgehalt von A und Ai nicht mehr als 4 beträgt.

23, Verfahren nach den Ansprüchen 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß man eine geringere Menge einer alkylierten einkernigen aromatischen Verbindung, die eine geradkettige Alkylgruppe mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen enthält, verwendet.