DE2458441A1

DE2458441A1 - Ester des trimethylolpropans, die als basis- schmiermittel fuer motorenoele brauchbar sind

Info

Publication number: DE2458441A1
Application number: DE19742458441
Authority: DE
Inventors: Pierre Bedague; Gerard Leleu; Bernard Sillion
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN; Rhone Progil SA
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN; Rhone Progil SA
Priority date: 1973-12-12
Filing date: 1974-12-10
Publication date: 1975-06-19
Also published as: FR2254633B1; NL7416151A; GB1490707A; US4061581A; IT1026968B; FR2254633A1; CA1044216A; BE822831A

Description

DR. GERHARD RATZEL 68 Mannheim ι, 9.Dezember 74

PATENTANWALT SeckenheimerSfr. 36α-Tel.(0621)406315

Postscheckkonten Frankfurt/M. Nr. 8293 Akte 79ΟΟ B an k 1 Deutsche Bank Mannheim Nr. 72/00046 Telegr.-Codei Gerpat

Institut Francais du Petrole 4, Avenue de Bois-rPreau
92502 Rueil-Malmaison/grankreioh und

Rhone Progil

25, Quai Paul Doumer

924Ο8 Oourbevoie/ffrankreich

Ester des Trimethylolpropans, die als Basis- Schmiermittel für Motorenöle "brauchbar sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft neue synthetische Basis-Schmiermittel sowie daraus hergestellte Motorenöle·

Es ist bekannt, daß die Ester des Trimethylolpropans in weitem Umfang als Schmiermittel in der Fliegerei verwendet werden. Seit einigen Jahren hat man vorgeschlagen, sie auch in Öl- Kompositionen für Automotoren zu verwenden. Aber die üblicherweise für die aeronautische Verwendung hergestellten Ester des Trimethylolpropans haben eine geringe Viskosität, nämlich 3 bis 7 cSt bei 98,9⁰C, und sind aus diesem Grunde wenig geeignet für die Formulierung von Motorenölen, deren Viskosität im allgemeinen wesentlich höher als 7 cSt bei 98,9⁰C sein muß.

Es wurde daher vorgeschlagen, daß sie durch Viskositäts- Additive zu verdicken, sodaß man Schmiermittel formulieren kann,

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- Blatt 2 -

die mindestens den Spezifikationen der Kategorie SAE 30 entsprechen (Viskosität bei 98,9°C =10 cSt). Diese Lösung hat mindestens zwei Nachteile:

- die Flüchtigkeit des Basisöls ist erhöht;

- die erforderliche Menge des Viskositäts-Additiv ist sehr beträchtlich.

Diese beiden Nachteile können verschwinden, wenn man ein Gemisch von Estern des Trimethylolpropans zur Verfügung hat, dessen Viskosität bei 98,9°0 höher ist, zum Beispiel mehr als 8 cSt.

Es ist schwierig (insbesondere aus Kostengründen), einen einfachen Ester (oder ein Gemisch einfacher Ester) des Trimethylolpropans herzustellen, der eine erhöhte Viskosität und einen niedrigen Fließpunkt hat.

Dagegen ist es viel leichter, dieses Resultat zu erreichen, wenn man ein Gemisch von komplexen Estern des Trimethyl olpr opans herstellt, indem man dieses Triol mit einem Gemisch von Mono- und Dicarbonsäuren verestert. Jedoch besitzen die bislang beschriebenen Kompositionen einen wesentlichen Nachteil:

- wegen ihres erhöhten Gehalts an Esterfunktionen lösen sie die Additive schlecht, die man üblicherweise bei der Eormulierung von Motorenölen auf mineralischer Grundlage verwendet.

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- Blatt 3 -

Es wurde imn überraschender Weise gefunden, daß es möglich ist, Kompositinen von Trimethylolpropanestern zu erhalten, die gleichzeitig eine erhöhte Viskosität und eine "beträchtlich erhöhte Lösungskraft gegenüber den üblichen Additiven sowie einen niedrigen Fließpunkt haben; diese Esterkompositionen eignen sich daher insbesondere für die Formulierung von Multigrad - Ölen unter Zusatz von geringeren Mengen Additiven zur Verbesserung des Vis~ kositäts^index.

Ganz allgemein bestehen die erfindungsgemäßen Esterkompositionen im Wesentlichen aus den Produkten der Totalveresterung von Trimethylolpropan mit Mischungen aus gesättigten aliphatischen Carbonsäuren, die zu 6 bis 33 ί> (in Carboxyl-Äquivalenten) aus einer oder mehreren geradkettigen oder verzweigten Carbonsäuren mit 4 bis 19 Kohlenstoffatomen und zu 94 bis. 67 i» (in Carboxyl-Äquivalenten) aus einem Gemisch von Monocarbonsäure mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung der Monocarbonsäuren aus

(a) 5 bis 90 Mol-# mindestens einer schwach verzweigten Säure mit 15 bis 30 Kohlenstoffatomen und

(b) 95 bis 10 Mol-% mindestens einer geradkettigen Säure mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen besteht.

Unter einer schwach verzweigoen Monocarbonsäure versteht man im Rahmen der vorlassenden Erfindung gesättigte aliphatische Monocarbonsäure, deren Kette 1 oder höchstens 2 Verzweigungen von

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- Blatt 4 -

1 oder 2 Kohlenstoffatomen trägt. Sie enthalten vorzugsweise 15 "bis 22 Kohlenstoff atome. Bevorzugt sind die Säuren, die man durch Isomerisierung von olefinischen Fettsäuren und anschließend der Hydrierung erhält; sie enthalten im Mittel eine Methyl-Verzweigung pro MoleKui _f Die flüssigen Säuren, die man durch Hydrierung der "bei der Polymerisierung von olefinischen Fettsäuren erhaltenen Nebenprodukte gewinnt ( zum Beispiel nach der im US Patent Nr. 2 812 342 beschriebenen Methode ), sind besonders geeignet, insbesondere die Isostearinsäure, die man erhält, wenn die als Ausgangsprodukt verwendete olefinische Fettsäure 18 Kohlenstoffatome enthält.

Als Dicarbonsäuren verwendet man erfindungsgemäß vorzugsweise solche mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel Adipinsäure, die Methyladipinsäuren, Azelainsäure, die Trimethyladipinsäuren, Sebacinsäure, Dodecandicarbonsäure.

Als lineare Monocarbonsäuren verwendet man erfindungsgemäß vorzugsweise solche mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel Heptancarbonsäure, Pelargonsäure, Laurinsäure, oder auch Fettsäure-Uaktionen, die reich an Laurinsäure sind.

Es wurde übrigens gefunden, daß man besonders bevorzugte erfindungsgemäße Esterkompositionen erhält, wenn man Trimethylolpropan einer Gesamtveresterung mit Carbonsäuremischungen unterwirft, deren Zusammensetzung wie folgt ist:

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- Dicarbonsäuren: 13 Ms 33 °/° (Carboxyl-Äquivalent);

- Monocarbonsäure: 87 Ms 67 i> ( Cart)oxy 1-Äquivalent ),

wobei die Menge der schwach verzweigten Monocarbonsäuren mit 15 bis 22 Kohlenstoffatomen vorzugsweise zeh/x bis 70 Mol-$ und die Menge der linearen Monocarbonsäure mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen 90 bis 30 Mol-# beträgt.

Eine besonders interessante Komposition aus der Gruppe der Monocarbonsäuren kann pro 100 Mol zum Beispiel aus 10 bis 30 Mol einer schwach verzweigten Säure mit 15 bis 22 Kohlenstoffatomen, 40 bis 60 Mol einer linearen Säure mit 7 bis 9 Kohlenstoffatomen und 20 bis 40.Mol einer linearen Säure mit 7 bis 16 Kohlenstoffatomen bestehen.

Die erfindungsgemäßen Esterkompositionen des Trimethylolpropans können durch übliche Veresterungsmethoden hergestellt werden, wobei man die Carbonsäuren selbst, ihre Halogenide ( zum Beispiel Chloride oder Bromide), ihre Anhydride oder auch ihre niederen Alkylester verwendet, gegebenenfalls in Anwesenheit eines üblichen Veresterungs- oder Umesterungs- Katalysators, zum Beispiel p-Toluolsulfonsaure, wobei das gebildete V/asser und/oder die Alkohole eliminiert werden.

Die erfindungsgemäßen Esterkompositionen sind Basisschmiermittel mit erhöhter Viskosität. Ihre Viskosität bei 98,9°C ist im all-

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- Blatt 6 -

gemeinen //<%/'als 8 eSt. Sie haben eine sehr bemerkenswerte Lösungskraft gegenüber klassischen Additiven, wie sie üblicherweise für die Formulierung von Motorenölen auf mineralischer Grundlage verwendet v/erden, insbesondere Antioxidantien,. Uet/i- und Dispergiermittel mit und ohne Asche, Sie eignet sich in sehr befriedigender Weise zur Pormulierung von Multigrad-Ölen, Wie zum Beispiel den Kategorien SAE 20 W 40 und 20 W 50, wobei übrigens verminderte Mengen der Additive zur Verbesserung des Viskositätsindex zugesetzt v/erden müssen.

In den folgenden Beispielen ist die Erfindung näher beschrieben.

Die in den Beispielen 1, 3, 4 und 6 bis 9 verwendete Isostearinsäure ist ein Handelsprodukt mit den folgenden Eigenschaften:

Mittleres Molekulargewicht : 310 '

Säurezahl = 0,18 g KOH /g des Produkts Mittlerer Verzweigungsgrad : et\?a 1 seitliche Methylgruppe

pro MoIeKtJi-. ..

Andererseits werden in den Beispielen für die Formulierung von Multigrad-Ölen folgende Additive verwendet: Antioxydantien

• Phenyl - β - Haphthylainin

, ΖίηΚ-^'thiophosphat ¹¹OLOA 267"
Netz- und Dispergiermittel mit Asche

_# Kalziumsulfonat "OLOA 246" TBIT = 18 mg/g

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- Blatt 7 -

. Phenolat Lubrizol TBN =210 mg/g . Phenolat "OLOA 216» TBN =112 mg/g . Phenolat - sulfid "OLOA 218 A» TBN = 148 mg/g

- Netz- und Dispergiermittel ohne Asche

♦ "Lubrizol 890", TBN = 25,5 mg/g (Alkenylsuccinimid) . "OLOA 1200", TBN = 45 mg/g (Alkenylsuccinimid) "OLOA 4373", TBN - 25 mg/g"(Alkenylsuccinimid) . »TEXACO TLA 202"

- Additive für den Viskositätsindex (Polymethacrylat ) . "Garbacryl T 70» und "D 42"

Die Abkürzung TBIf, welche o"ben verwendet wurde, bezeichnet die gesamt-Basizitätszahl, ausgedrückt in mg Kaliumhydroxyd pro g Produkt*

Die Beispiele 2, 5, 9, 12 und 15 dienen zu Yergleichszwecken.

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- Blatt 8 -

Man verestert in klassischer Weise ein Gemisch aus 134 g (1 Mol) Trimethylolpropan, 36,5 g (0,25 Mol) Adipinsäure, 130 g ( 1 Mol ) Heptancarbonsäure und 465 g (1',5 Mol) Is ο Stearinsäure. Die Isostearinsäure umfaßt 60 Mol-$ der gesamten Monocarbonsäuren, Der erhaltene Ester hat die folgenden Eigenschaften:

Viskosität "bei -17,8°C : 57 Poise
" hei 98,9°C : 13,16 cSt

Viskositätsindex TI : 135

Fließpunkt : -32°C

Zu Vergleichszwecken stellt man einen Ester mit ähnlichen Eigenschaften wie im Beispiel 1 her, der jedoch keine Isostearinsäure enthält; man verestert ein Gemisch von 134 g (1 Mol) Trimethylolpropan, 73 g (0,5 Mol) Adipinsäure und 260 g (2 Mol) Heptancarbonsäure. Der erhaltene Ester hat die folgenden Eigenschaften:

Viskosität "bei -17,8⁰C : 48 Poise
» hei 98,9°C : 12,6 cSt

Viskositätsindex VI_π : 138

Xl

Fließpunkt : -4O⁰O

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Beispiel

Man verestert in gleicher Weise ein Gemisch von 134 g (1 Mol) Trimethylolpropan,. 51,1 g (0,35 Mol) Adipinsäure, 119,6 g (0,92 Mol) Heptanearbonsäure, 141,4 g (0,69 Mol) einer FfaKtion von gesättigten, geradkettigen, aliphatischen Monocarbonsäuren mit 10 Ms 16.Kohlenstoffatomen (Kokos-Fettsäure) und 214 g (0,69 Mol) Isostearinsäure. Die iVaktion der C _Q - C- Säuren und die Isostearinsäure stellen jeweils 27,6■ M0I-5& der gesamten Monocarbonsäuren dar.' Die Eigenschaften des erhaltenen Esters sind wie folgt:

Viskosität bei -17,8°C : 38 Poise

» bei 98,9°C : 12,34 cSt

Viskositätsindex VI : 146
Fließpunkt : -28⁰C

Beispiel

Man verestert in gleicher Weise ein Gemisch von 134 g (1 Mol) !Drimethylolpropan, 54,75 g (0,375 Mol) Adipinsäure, 117 g (0,9 Mol) Heptanearbonsäure, 180 g (0,9 Mol) Laurinsäure 93 $ig und 139,5 g (0,45 Mol) Isostearinsäure, Die Laurinsäure stellt 40 Mol-$ und die IsoStearinsäure 20 Mol-# der gesamten Monocarbonsäure dar. Die Eigenschaften des erhaltenen Esters sind wie folgt:

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- Blatt 10 - 2458A4

Viskosität "bei -17,8°C : 37 Poise

" bei 98,9°C : 12,26 cSt Viskositätsindex VI_, : 148

Xi

Fließpunkt : -32°C

Beispiel

Zu Vergleichszweeken stellt man einen Ester mit ähnlichen Eigenschaften wie im Beispiel 4 her, der jedoch keine Isostearinsäure enthält; hierzu verestert man ein Gemisch von 134 g (1 Mol) Trimethylolpropan, 54,75 g (0,375 Mol) Adipinsäure, 146,25 g (1,125 Mol) Heptancarbonsäure und 225 g (1,125 Mol) Laurinsäure (93 $ig). Die Eigenschaften des erhaltenen Ester sind wie folgt:

Viskosität bei -17,8⁰C : 35 Poise " bei 98,9°C : 10,7 cSt Viskositätsindex VI„ : 152

.Ci

Fließpunkt : -32⁰C

Beispiel

Man verestert in gleicher Weise ein Gemisch aus 134 g (1 Mol) Trimethylolpropan, 65,8 g (0,35 Mol) Azelainsäure, 166 g (1,035 Mol) Heptancarbonsäure, 188 g (0,92 Mol) einer Fraktion von geradkettigen, gesättigten, aliphatischen, Monocarbonsäuren mit 10 bis 15 Kohlenstoffatomen (Kokos-Fettsäuren) und 107 g (0,345

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- Blatt 11 -

Mol) Isostearinsäure. Die Traktion der C _Q - C.g - Säuren stellt 40 Mol-/» und die Isostearinsäure 15 Mol-56 der gesamten Monocarbonsäure dar. Die Eigenschaften des erhaltenen Esters sind wie folgt:

Viskosität "bei -17,8 0 : 35 Poise

■ » ' bei 98,9°C : 12,45 cSt

Viskositätsindex VI_1n : 152
Fließpunkt : -27°C

Man verestert unter den üblichen Bedingungen 134 g (1 Mol) Trimethylolpropan mit 69 g (0,3 Mol) Dodecoftdicarbonsäure, 143 g (1,1 Mol) Heptancarbonsäure, 18Gg (0,9 MpI) laurinsaure und 124 g (0,4 Mol) Iqostearinsäure. Die Laurinsäure stellt 37,5 Mol-5^ und die Isostearinsäure 16,7 MoI-^ der gesamten Monocarbonsäuren dar. Der erhaltene Ester hat die folgenden Eigenschaften:

Viskosität bei -17,8⁰C : 27 Poise

" bei 98,9⁰C : 11,95 cSt

Viskositätsindex VI_ : 159
Fließpunlct : -28°C

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- Blatt 12 -

Beispiel 8

In einem 60 Itr.-Reaktor verestert man ein Gemisch aus 12,06 kg (90 Mol) Trimethylolpropan, 3,94 kg (27 Mol) Adipinsäure, 13,16 kg (101,25 Mol) Heptancarbonsäure, 13,95 kg (69,75 Mol) Laurlnsäure, 13,93 kg (45 Mol) Isostearinsäure. Die Laurinsäure erstellt etwa 32,3 Mol-jS und die Isostearinsäure etwa 20,8 Mol-# der gesamten Monocarbonsäuren dar. Man erhält 50,6 kg eines Esters mit den folgenden Eigenschaften:

Viskosität bei -17,8⁰C : 25,5 Poise

" hei 98,9°C : 9,88 cSt

Viskositätsindex VI₇-, : 148
Fließpunkt : -34°C

Zu Vergleichsswecken verestert man ein Gemisch aus 134 g (1 Mol) iErimethylolpropan, 36,5 g (0,25 Mol) Adipinsäure, 13 g (0,1 Mol) Heptancarbonsäure und 744 g (2,4 Mol) Isostearinsäure. Die Isostearinsäure stellt 96 Mol-$ der gesamten Monocarbonsäuren dar. Der erhaltene Ester hat die folgenden Eigenschaften:

Viskosität bei -17,8°C : 62 Poise " bei 98,9°C : 15,3 cSt

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-Blatte-

Viskositätsindex VX_n : 143

Jl/

Fließpunkt : -20 C

Die gemäß Beispiel 1 Ms 8 hergestellten Ester haben völlig befrMigende Viskositätseigenschaften für die Verwendung als Basis-Schmiermittel für Multigrad-Öle. Außerdem ist der Fließpunkt ausreichend niedrig; dagegen hat der gemäß Beispiel 9 hergestellte Ester mit einer "beträchtlichen Menge Isostearinsäure einen sehr hohen Fließpunkt,

Test 1 : Versuche zur Lösung von Additiven.

In den gemäß Beispiel 1, 8 und 5 hergestellten Estern versucht man jeweils getrennt verschiedene Netz- und Dispergiermittel zu lösen, die in Tabelle I mit ihrer Handelsbezeichnung aufgeführt sind. Die Versuche wurden bei -15 C und bei Raumtemperatur (+20 ⁰C) durchgeführt, wobei man übliche Konzentrationen verwendete.

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- Blatt 14 -

Tabelle I

Ester gemäß Beispiel:	Dicarbonsäure (eq.. GOOH %) Monocarbonsäuren (eq. COOH %)	2 Gew.-*	4 Gew. —*	1	D S 1	8	da	5	+20$
osition	Isostearinsäure/gesamt-Mono- carbonsäuren (Mol-*)	3 Gew.-*	4 Gew.— *	17 83		20 80	da	25 75	nein
Komp	Additive	3 Gew.-*	4 Gew.-*	60	da	20,8	da	O	nein
Hetz und Dispergiermittel mit Asche	Netz und Dispergiermittel ohne Asche	L	da	i c h k e		i t*	nein
OLOA 246 B	Lubrizol 890	-15°C	da	-IiPc	da	-1*
OLOA 216	OLOA 1200	da		da	da	nein	nein
OLOA 218 A	OLOA 4373	da	da	da	da	nein	nein
da	da	da	nein	da
	da
da	lein	nein
da	iein	nein
da	da	nein

na = die Mischung ist bei der angegebenen Temperatur völlig klar

nein = die Mischung ist trüb und setzt sich bei der angegebenen Temperatur ab.

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- Blatt 15 -

Die Ergebnisse der Tabelle I zeigen, daß der Ester des Beispiels 5 die üblicherweise bei Netz- und Dispergiermittel erforderlichen Mengen nicht zu lösen vermag.

In den folgenden Beispielen 10.bis 17 werden die gemäß Beispiel 1 bis 6 und 8 hergestellten Ester als Basisöle für die Formulierung von Multigrad-Ölen verv/endet, wobei man ihnen folgendes zusetzt:

- die erforderliche Menge eines Additivs zur Verbesserung des Viskositätsindex, sodaß die gewünschte SAE-Kategorie erreicht wird;

- die üblichen Mengen Antioxydantien und Netz- und Dispergier-■ mitte.

Ausgehend vom Ester gemäß Beispiel 1 formuliert man ein Schmier öl durch Vermischen der folgenden Bestandteile:

Lubrizol	890	4	S
Phenolat	Lubrizol	2	g
Oloa 267		1	g

Phenyl-ß-Naphthylamin 1 g G-arbacryl T 70 3g Ester gemäß Beispiel 1 89 g

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- Blatt 16 -

Die Mischung bleibt völlig klar nach einer längeren Lagerung bei -15 C; sie hat die folgenden Eigenschaften:

Viskosität bei -17»8°C : 79 Poise » bei 98,9⁰C : 19,9 cSt Viskositätsindex VI_ :

Ij

Fließpunkt : -31⁰C Kategorie SAB : 20 ¥ 50

¹¹

Unter Verwendung des gleichen Esters stellt man die folgende' Schmiermittet-Komposition her:

Oloa 1200 4 g

Texaco TLA 202 3 g

Oloa 246 B 2g

Phenyl-ß-Naphthylamin 1g

Garbacryl D 42 4g

Ester gemäß Beispiel 1 86 g

Die Mischung ist bei -15°C völlig klar und hat die folgenden Eigenschaft en:

Viskosität bei -17 C : 86 Poise " bei 98,9°C: 20,8 cSt Viskositätsindex VI_x, : 153 Fließpunkt : -32°C Kategorie SAE : 20 W 50

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-Blatt 17-

B e i s ρ i

Zu Vergleichszwecken versucht man dieselben Mischungen mit dem Ester gemäß Beispiel 2 herzustellen, der keine Isostearinsäure enthält. Die Mischungen sind sehr trüb und setzen sich unter Abscheidung mehrerer Phasen rasch ab, sogar bei Raumtemperatur
(+20 0). Die Eigenschaften konnten nicht gemessen werden.

Beispiel

Ausgehend vom Ester des Beispiels 3 formuliert man die iügende Schmiermittel-Komposition:

Lubrizol 890	5	g
Oloa 216	3	B
Oloa 267	O,	5g
Phenyl- (3 -Naphthylamin	1	g
Garbacryl D 42 -	3	g

Ester gemäß Beispiel 3 87,5g

Die Mischung ist nach einer lagerung bei -15 C völlig klar und hat die folgenden Eigenschaften:

Viskosität bei -17,8°C : 62 Poise ¹¹ bei 98,9⁰G : 18,45 cSt

Viskositätsindex VI„ : 155

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- Blatt 18 -

Fließpunkt : -29°C Kategorie SAE : 20 W 50

IiL

Ausgehend vom Ester des Beispiels 4 stellt man die folgende Schmiermittel-Komposition her:

Oloa 1200	4	g
Oloa 218 A	3	g
Oloa 246 B	2	g
Oloa 267	1.	g
Phenyl-ß-Faphthylamin	1	g
Garbacryl D 42	6	g

Ester gemäß Beispiel 4 83 g

Die Mischung ist nach einer lagerung "bei -15 C völlig klar und hat die folgenden Eigenschaften:

Viskosität bei -17,8⁰C : 64 Poise ¹¹ bei 98,9°G : 22,1 cSt Viskositätsindex VI_ : 169 Fließpunkt : -32 C Kategorie SAE : 20 W 50

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- Blatt 19 -

Zu Vergleiehszwecken stellt man die gleichen Misclmngen mit dem Ester des Beispiels 5 her, der keine Isostearinsäure enthält. Die Mischungen sind trüb und setzen sich /bei Raumtemperatur ab (+20 C). Die Eigenschaften konnten nicht gemessen werden.

Beispiel 16_

Ausgehend vom Ester des Beispiels 6 stellte man die folgende Schmiermittel-Komposition her:

Oloa 1200	4 g
Oloa 218 A	3 g
Oloa 267	1 g
Phenyl-β -!Taphthylamin	1 g
Garbacryl T 70	5,0 g

Ester gemäß Beispiel 6 86 g

Die Mischung bleibt bei -10⁰C völlig klar und hat die folgenden Eigenschaften:

Viskosität bei -17,8⁰C : 50 Poise " bei 98,9°C : 22,3 cSt Viskositätsindex VI- : 180

ill

Fließpunkt : -25°C Kategorie SAE : 20 W 50

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- Blatt 20 -

Test 2

Zur Untersuchung der Stabilität der erfindungsgemäßen Schmiermittel-Kompositionen, insbesondere ihrer Stabilität gegenüber Oxydation und Korrosion, unterwirft man sie den "Indiana"-Testen.

Die "Indiana"-Teste sind beschrieben in "Industrial and Engineering Chemistry" Band 13, Nr. 5 (1941), S. 317 bis 321, unter der Überschrift : "Indiana Stirring Oxidation Test for Lubricating Oils".

Bei diesen Testen wird die Schmiermittel-Probe ohne das Viskositäts-Additiv auf einer Temperatur von 16O⁰Q gehalten, und zwar 72 Stunden unter heftigem Rühren in Gegenwart von Luft und Kupfer- und Eisenstücken. Man bestimmt die Änderungen der Viskosität des Öls bei 37,8⁰C, die Säurezahl, den Kupfergehalt und das in Heptan Unlösliche. In der Tabelle II sind die Ergebnisse der Widerstandsfähigkeit gegenüber Oxydation-Korrosion der Schmiermittel Komposition gemäß Beispiel 13 (ohne "G-arbaeryl D 42") sowie einer handelsüblichen Komposition auf Mineralölbasis (zu Vergleichszwecken) wiedergegeben.'

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- Blatt 21 -

Tabelle II

	*	37,	,&	Öl gemäß Bei	Öl auf minera
		24	h	spiel 13	lischer Basis
Änderung der Viskosität bei	Ent-Säurezahl (mg/g)	48	h
•	Entgehalt an	72	h	+ 4,6	+ 19,5
- Kupfer (ppm)			+ 7,8	+ 29,5
- Unlösliches m Heptan (fo			+ 9,5	+ 81,2
			2,4	5,6
	⁾
	10	160
	0,1	0,2

B e_i spiel 17

Man stellt ein Schmieröl auf Basis des Esters von Beispiel 8 wir folgt her:

Oloa	4373	4	g
Oloa	246 B	2	g
Oloa	218 A	2	g
Oloa	267	■ 1,5	g

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- Blatt 22 -

Phenyl-β-Mephthylamin 1 g Garbacryl D 42 5 g

Ester gemäß Beispiel 8 84,5 g

Dieses Öl hat die folgenden Eigenschaften:

Viskosität bei -17,8⁰O : 42,5 Poise

" bei 98,9°C : 17,39 cSt Viskositätsindex VI : ■ 168 Fließpunkt : -27°ö Kategorie SAE : 20 ¥ 50

(Pest 3

Das Öl gemäß Beispiel 17 wird einem Oxydations-Korrosions-Test im Peter W1-Motor unterworfen; mit diesem Test kann man insbesondere die Korrosivität eines Öls gegenüber Lagern aus Kupfer-Blei untersuchen. Der Normal-Test dauert 36 Stunden: er wird solange fortgesetzt, bis man eine wesentliche Korrosion der Lager beobachtet, die einem Gewichtsverlust von mehr als 100 mg entspricht. In der Tabelle III sind die Gewichtsverluste der Lager nach 36,72 und 108 Stunden angegeben; zu Vergleichszwecken enthält die Tabelle III auch die Resultate, die man mit einem handelsüblichen Syntheseöl auf Ester-Basis erhält.

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- Blatt 23 -

Tabelle III

Gewichtsverlust der Lager Gu/Pb nach	Öl- gemäß Bei spiel 17	Handelsübliches Öl
36 Stunden 72 Stunden 108 Stunden	S mg 35 mg 104 mg	40 mg 191 mg

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Claims

24584A1

- Blatt 24 -

Patent a_n s ρ r ü c h e

1, Esterkomposition des Trimethylolpropans, welche als Basisschmiermittel für Automotoren "brauchbar ist, "bestehend im Wesentlichen aus Produkten der Totalveresterung von Trimethylolpropan mit Mischungen aus gesättigten aliphatischen Carbonsäuren, die zu 6 "bis 33 % (in Carboxyl-Äquivalenten) aus einer oder mehreren geradkettigen oder verzweigten Carbonsäuren mit 4 "bis 19 Kohl enwass erst of fat omen und zu 94 "bis 67 $ ( in Carboxyl-Äquivalenten) aus einem G-emisch von Monocarbonsäure mit 2 "bis 30 Kohlenstoffatomen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung.der Monocarbonsäuren aus

(a) 5 bis 90 Mol-$ mindestens einer schwach verzweigten Säure mit 15 bis 30 Kohlenstoffatomen und

(b) 95 bis 10 Mol-$ mindestens einer geradkettigen Säure mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen besteht,
2. Komposition gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als schwach verzweigte Säure eine Säure verwendet, deren aliphatisch^ Kette 1 oder 2 Verzweigungen mit 1 oder 2 Kohlenstoffatomen trägt.
3· Komposition gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schwach verzweigte Säure 15 bis 22 Kohlenstoffatome

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Patentansprüche

enthält.
4. Komposition gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schwach verzweigte Säure durch Isomerisierung einer olefinischen Eettsäure mit 15 "bis 22 Kohlenstoffatomen und anschließend^-dev Hydrierung erhalten wurde.
5. Komposition gemäß Ansprüchen 1 Ms 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als schwach verzweigte Säure IsoStearinsäure verwendet.
6. Komposition gemäß Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicarbonsäure 6 bis 12 Kohlenstoffatome enthält.
7. Komposition gemäß Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die geradkettige Monocarbonsäure 7 bis 22 Kohlenstoffatome enthält.
8. Komposition gemäß Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung der Carbonsäuren zu 13 bis 33 i° (in Carboayl-Äquivalenten) aus einer Dicarbonsäure und zu 87 bis 67 $ (in Garboxyl-Äquivalenten) aus Monocarbonsäuren besteht,. *

509825/09Sl

Patentansprüche

9, Komposition gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das G-emisch der Monocarbonsäuren aus folgenden Teilen besteht:

(a) 10 bis 70 Mol-% der schwach verzweigten Säure

(b) 90 bis 30 Mol-$ der geradkettigen Säure

10, Komposition gemäß Ansprüchen 1 bis 9_f dadurch gekennzeichnet, daß das G-emisch der Monocarbonsäuren aus fügenden Teilen besteht:

(a) 10 bis 30 Mol-$ der schwach verzweigten Säure mit 15 bis 22 Kohlenstoffatomen,

(b) 40 bis 60 Mol-% der geradkettigen Säure mit 7 bis 9 Kohlenstoffatomen und 20 bis 40 Mol-# der geradkettigen Säuren mit 10 bis 16 Kohlenstoffatomen.

11, Schmieröl für Automotoren, dadurch gekennzeichnet, daß es eine größere Menge von mindestens einer Ester-Komposition gemäß Ansprüchen 1 bis 10 sowie eine geeignete Menge von Additiven zur Verbesserung des Viskositätsindex, Antioxy« dantien und Netz- und Dispergiermittel enthält.

12, Schmieröl gemäß Anspruch 11 entsprechendcter Kategorie SAE 20 W 40.

50982S/0961

PatentansiDrücHe

i3_# Schmieröl gemäß Anspruch 11 entsprechend der Kategorie SAE 20 W 50.

50 9 8 25/0951

ORIGINAL INSPECTED