DE2522370A1 - Schmieroel-zusammensetzung mit verbesserten dampfraum-rostschutzeigenschaften - Google Patents

Schmieroel-zusammensetzung mit verbesserten dampfraum-rostschutzeigenschaften

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DE2522370A1
DE2522370A1 DE19752522370 DE2522370A DE2522370A1 DE 2522370 A1 DE2522370 A1 DE 2522370A1 DE 19752522370 DE19752522370 DE 19752522370 DE 2522370 A DE2522370 A DE 2522370A DE 2522370 A1 DE2522370 A1 DE 2522370A1
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Ralph Paul Chesluk
Howard Jean Platte
James Arthur White
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Texaco Development Corp
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Description

Patentassessor Hamburg, den 13. 5. 1975
Dr. Gerhard Schupfner 54-7/iJfc
Deutsche Texaco AG
2000 Hamburg 13
Mittelweg 180 T 75 ©27 D (D 72,669)
TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION" 135 East 42nd Street
New York, N.Y. IOO17
U.S.A.
Schmieröl-Zusammensetzung mit verbesserten Dampfraum-Rostschutzeigenschaffeen ■
Die Erfindung betrifft Schmieröl-Zusammernsetzungen mit Rostschutzeigenschaften, die besonders zur Verhütung von Rost im Dampf raum, d.h. an den Oberflächen, diLe nicht mehr vom Schmieröl bedeckt werden, geeignet sind.>
Man hat festgestellt, daß Schmieröle für Dampfturbinen häufig starke Korrosion an Metalloberflächen vermrsachen, die gewöhnlich nicht in das öl eintauchen. Diese Korrosion wird im allgemeinen mit "Dampfraumrost" bezeichnete. Der Dampfraumrost ist im ölsumpf und in ölrückführleitungeni vieler Dampfturbinen beobachtet worden. Das Dampfraumrosten isjfc unerwünscht, weil sich die Rostteilchen von der Metalloberfläche loslösen und Verstopfen des Filters und Herabsetzung dter Strömungsgeschwindigkeit des Öls verursachen, Unerwünschte Rostteilchen können in die Lager, die Reduziergetriebe und Regulatoren gelangen und damit großen Schaden und kostspielige Ausfallzeiten verursachen. Die Verwendung von Damp fraumrosjfc—Schutzmitteln, die die Metalloberfläche überziehen und aas Rosten verhindern, bieten sich als Lösung der Dampf raumro st—Probleme an.
609849/0827
_ 2 —
Einen gewissen Dampfraum-Rostschutz hat man bei geeigneten Gliedern der folgenden Verbindungsklassen festgestellt: Aliphatische und aromatische Säuren; primäre, sekundäre und tertiäre Amine; Aminsalze organischer Säuren; und Alkylolaminen. In der US-PS 2 775 560 ist die "Verwendung von aliphatischen Monocarbonsäuren mit 8-10 C-Atomen als Dampfraum-Rostschutzmittel in G?urbinenölen offenbasrt. In der Literatur sind Kombinationen von n-Cg-C^Q-Carbonsäiiren mit ausgewählten aliphatischen Aminen niederen Molekulargewichts als Dampfraumrost-Inhibitor en beschrieben. Schmiejrölzusammensetzungen, die einen dieser bekannten Dampfraumrostrschutz-Inhibitoren bzw. die aus der Literatur bekannte Kombination enthalten, geben aber den Metallteilen, die aus dem. öl herausragen, keinen ausreichenden Rostschutz.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schmierölzusammensetzung mit verbesserten Dampf:raum-Rostschutz-Eigenschaften zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch eine Schmierölzusammensetzung gelöst, die gekennzeichnet ist durch einen Gehalt; von 0,01 - 5»00 Gew.-%, bezogen auf das mineralische Grtmdschmieröl, eines Gemisches von
mindestens einem Aminsalz einer aliphatischen Monocarbonsäure mit 8-10 C-Atomen und
mindestens einem Amid des Diäthanolamins und einer ungesättigten Monocarbonsäure mit 12 - 20 C-Atomen,
wobei das Verhältnis von Amid zu Aminsalz im Bereich von etwa 1 : 1 bis 1 : 10 liegt.
Es ist überraschend gefunden worden, daß verbesserter Dampfraum-Ro st schutz erhalten wird, wenn man den verschiedenen Schmierölzusammensetzungen eine Dampframsrost-inhibierende Menge eines Gemisches von mindestens einem Amid, das durch die Umsetzung von ungesättigten aliphatischen Säuren mit 12-20 C-Atomen und Diäthanoiamin erhalten worden ist, mit
6Ü98A9/0827
mindestens einem Aminsalz einer Säure mit 8-10 C-Atomen zugibt. Die Konzentration des Inhibitorgemisches liegt im Bereich von 0,01 - 5,0 Gew.-%, bezogen auf das mineralische Grundschmieröl,-wobei der Bereich von 0,05 - 0,5 Gew.-5o bevorzugt wird. Das Verhältnis von Säureamid zu Aminsalz liegt im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 10, wobei der Bereich von 1 : 2 bis 1:6 bevorzugt wird. Besonders überraschend ist, daß nur Diäthanolamide ungesättigter Säuren wirksam sind.
Für die Umsetzung mit Diäthanolamin»werden die geradkettigen einfach oder zweifach ungesättigten Monocarbonsäuren mit 12 - 20 C-Atomen bevorzugt. Geeignete Asine sind z.B. normale, verzweigte und cyclische aliphatische Amine; primäre, sekundäre, tertiäre und gesättigte heterocyclische Amine mit 12 C-Atomen oder weniger in der Alkylgruppe bzw. den Alkylgruppen. Der Säureteil des Aminsalzes kann eine Cq-, Cq- oder C^.Q-Säure sein.
Es folgt nun eine Beschreibung der Synthese von Tallölsäurediäthanolamin.
Äquimolare Mengen Tallölsäure und Diäthaiiolamin wurden mit etwa 25 % Xylol verschnitten und das Gemisch unter Kickfluß erhitzt, bis die berechnete Menge Wasser aus dem Reaktionsgemisch isoliert worden war. Das Reaktionsgemisch wurde dann bis zur Gewichtskonstanz gestrippt und das gewünschte Produkt erhalten. Das Amid hatte folgende Formel:
0 CH0-CH0-OH
II.8 .
E-O-IT-CH2-CH2-OH
R bedeutet einen einfach oder zweifach ungesättigten Kohlenwasserstoffrest mit 17 C-Atomen.
Nachstehend wird die Synthese des Decylsäure-tert.-butylaminsalzes beschrieben.
B η 9 ft/♦ 9/0827
iiquimolare Mengen der Säure und des Tert.-"butylamins wurden, mit Methanol zu 10 %iger Lösun^lusammeü ^Stunden auf 4-9-55°C erhitzt. Das Methanol wurde dann durch Stickstoff-Strippen "bei Atmosphärendruck entfernt und das Decylsäuretert.-butylaminsalz erhalten. Andere Becylsäure-Aminsalze wurden in gleicher Weise hergestellt. Bas Aminsalz hat folgenden Strukturformel:
0 -.
Il ° (S)
E-C-O H%1I-C.HQ
R bedeutet - C0
VerSuchsergebnisse
Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse, die mit einer Kombination eines Säureamids und eines Fettsäureamii&salzes erhalten worden sind.
Jedes der einzelnen Additive wurde zuerst separat als Dampfraum-Rostschutzmittel bewertet und dann mit der Kombination der Additive verglichen. Die Ge samt konzentrat ion des bzw. der Additive war in. allen Fällen die gleiche, entweder 0,10 oder 0,15 Gew.-%·
Die mit dem Eo stschntzmittel versetzten. Schmierölzusammensetzungen wurden in einem modifizierten "Hb t Plate Eeflux Rust Test" (ASTM-Yeroffentlichung, 65. Jahrestreffen,. Symposium über Turbinenöle 1962), bei welchem, die heiße Platte durch ein Ölbad konstanter Temperatur ersetzt war, bewertet. Die Metallprüfmuster waren aus Flußstahl SAE 1018. Die Prüfmuster waren mit einem Schleif material (24-0 Grit) poliert und unter Präzipitations-Naphtha gelagert, bis sie gebraucht wurden- Bach Beendigung des Testes wurden die Prüfmuster· nach Menge und Art des vorhandenen. Bastes bewertet. Es wurden die folgenden Bewertungsgrade "bemrtzts
NR - kein Eost
T — Eostspuren, einige wenige iso
lierte Eostpüuktchen
- 5 609849/0827
L - wenig Rost, einige Rostpünktchen oder kleine Rostflecken
M - mittelmäßige Ros-fcmenge, Muster waren mit Rost "bedeckt oder wiesen große Rostflecke auf
S - viel Rost, Muster waren stark verrostet und angefressen.
Gemische, die die einzelnen Additive enthielten, hatten schlechte Bewertungs^r3.neden Testen. Bas Gemisch jedoch, das die Decylsäure enthielt, schnitt viel besser ab, als die anderen einzeln eingesetzten Additive. Der Zusatz einer kleinen Menge des Säureamids zur ölzusammensetzung, welche Decylsäure in Kombination mit Tert.-Butyl amin oder Tributylamin enthielt, zeigte synergistische Wirkung hinsichtlich Inhibierung des Dampfraumrostes, wie die Daten in Tabelle Λ zeigen. Es ist leicht zu erkennen, daß die Kombination von zwei der drei Komponenten der ölzusammensetzung bei weitem nicht den gleichen Dampfrauiarostschutz verleihen. Um den verbesserten Dampfraumrostschutz zu erhalten, muß eine ölzusammensetzung das Säureamid, die Fettsäure und ein aliphatisch.es Amin enthalten* Säure und. Amin sollten vor dem Einsatz in das öl zum Salz umgesetzt worden sein.
Außerdem ist aus der Tabelle 1 zu erkennen, daß nur Säureamide von uiigesättigten Säuren wirksam sind. Das Amid, hergestellt aus hydrierter Tallölsäure und das Amid aus Stearingrade f, säure gaben unbefriedigende Bewertungs-y, wenn sxe Olzusammensetzungen zugesetzt wurden* die Oktylsäure kombiniert mit Tributylamin enthielten» Im. Gegensatz dazu zeigte das Amid aus Tallölsäure, einer ölzusammensetzung, die Octylsäure und Tributylamin enthielt r zugesetzt, verbesserten.Dampfraumrostschxitz..
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Tabelle 1
Ergebnisse von Dampf raum-Ro st schützte st en., die mit gegen Dampfraumrost inhibierten Turbinenölen durchgeführt wurden
Additiv
Tallölsäure-Diäthanolamid
De cylsäure
Gew.-% Additiv1
0,10 0,15 0,10 0,15 0,10 0,15
0,10 0,15 0,10 0,15
0,10 0,15
T-Butylamin
Tributylamin
Decylsäure/t-Butylamin
Decylsäure
Tributylamin
Decylsäure/Tallölsäure- 0,10 Diäthanolamid 0,15
Tallölsäure-Diäthanolamid 0,10 Decylsäure-t.-Butylamin 0,15 Tallölsäure-Diäthanolamid/ 0,10 Decylsäure-Tributylamin 0,15
Tallölsäure-Diäthanolamid
Octylsäur e-Tributylamin 0,15 Tallölsäure-Diäthanolamid/
Decylsäure-Tributylamin 0,15 Stearylsäure-Diäthanolamid/
Decylsäure-Tributylamin 0,15
Rosten
h/1000C
S unlöslich
T, L 2L
3S
2M, S
S S
T, 2L T, 2L
3S M, 2S
3L
2T, L 2T, L
2T, L L,M,S 3S
Γη Turbinenöl, entsprechend der MIL-L-173313? Specifikation,
HE - kein Rost, T-Spuren von Host, "L—schwache Eostbildung, M - mittelstarke Eostbildung, S-starke Eostbildung. Die Bewertung "Kein Eost-Spuren von Rost" wurde als zulässiges Ergebnis angesehen. Die Zahlen entsprechen der Zahl Einzelteste·
^Hergestellt aus hydrierter Tallölsäure.
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Paare von Amiden und Salzen, die weitgehend gleiche Ergebnisse brachten, wie die als Beispiel in Sab. 1 aufgeführten^ Paare, schließen ein:
1 2
Diäthanoi amid Säure-.£min-Salz
Tallölsäure-Diäthanolamid Decylsäure-Isobutylamin Palmitinsäure-Diäthanolamid Decylsäure-n-butylamin Ölsäure-Diäthanolamid Decylssure-n-pentylamin
Linolensäure-Diäthanolamid Decylsäure-n-hexylamin
Decylsaure-Cyclohexylamin
DecylsäLure-Morpholin
Decylsäure-K-methylmorpholin
Die Dampfraumrostschutz-Zusammensetzung kann durch Kombinieren irgendeines der vorstehend aufgeführten Diäthanolamide mit irgendeinem der aufgeführten Säure/Aminsalze gebildet werden.
Octylsäure und Uonylsäure können anstelle von Decylsäure eingesetzt und mit Tert.-butylamin oder iDributylamin kombiniert werden.
Weitere Additive können den Schmierölzusammensetzungen, die mit den Dampfraum-Eostschutzmitteln nach, der Erfindung ver-
den
setzt worden sind, in/ üblichen Mengen zugefügt werden.
Solche Additive umfassen: Hochdruckmittel, Mittel zur Yerhütung von FiIt erver stopfungen, Eostschu-tzmittel, Oxidations-Inhibitoren und dergl.
Das Grundöl kann irgendein mineralisches Kohlenwasserstofföl sein, für gewöhnlich ist es aber ein !Turbinenöl, ein hydraulisches öl oder ein Ziehöl.
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Claims (1)

  1. ~ T 75 02? D
    Ansprüche
    1) Schmierölzusammensetzung mit verbesserten Dampfraum- · Rostschutzeigenschaften,
    gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,01 - 5»00 Gew.-%, bezogen auf das mineralische Grundschmieröl, eines Dampfraumrostinhibierenden Gemisches von
    mindestens einem Aminsalz einer aliphatischen Monocarbonsäure mit 8-10 C-Atomen und
    mindestens einem Amid des Diäthanblamins und einer ungesättigten Monocarbonsäure mit 12 - 20 C-Atomen,
    wobei das Verhältnis von Amid zu Aminsalz im Bereich von etwa 1:1 bis 1 : 10 liegt.
    2) Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,05 - 0,50 Gew.-#, bezogen auf das Grundschmieröl, des Dampfraumrost inhibierenden Gemisches.
    3) Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Amid des Diäthanolamins das Amid der Tallöl-, Palmitin-, öl- oder Linolen-säure ist.
    Schmierölzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Aminsalz das tert.-Butyl-, Tributyl-, Isobutyl-, η-Butyl-, n-Pentyl-amin- oder Horpholinsalz der Decylsäure ist.
    • - 9 609849/0827
    5) Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2,
    d a d u r c .h gekennzeichnet,
    daß das Dampfraumrost-inhiMerende Gemisch aus Tallölsäure-Diäthanolamid und Decylsäure-tert.Butylamin-Salz "besteht.
    6) Schmieröl zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Amid und Aminsalz im Verhältnis von 1 : 2 bis
    1:6 zueinander vorliegen.
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