DE2543791A1 - Stoffgemische auf polybuten-basis und deren verwendung - Google Patents

Stoffgemische auf polybuten-basis und deren verwendung

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Description

VON KREISLER SCHCNWALD MEYER EISHOLD FUES VONKREISLER KELLER SELTING
PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler f 1973
Dr.-Ing. K. Schönwdd, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selting, Köln
Ke/Ax
5 Köln ι 30. September I975
DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF
BP Chemicals International Limited, Britannic House, Moor Lane, London EC2Y 9BU (England).
"Stoffgemische auf Polybuten-Basis und deren Verwendung"
Die Erfindung betrifft Stoffgemische auf Basis eines Poly— butens, die gegen Oxydation im wesentlichen stabilisiert sind und sich als Grundöle, insbesondere Schneidöle eignen,
Geeignete Grundöle werden seit langem von der Industrie für die Herstellung von nicht emulgierten und emulgierten Stoffgemischen für die Verwendung zum Schneiden, Stanzen, Bohren, Walzen oder Drehen von Metallen und ähnlichen Metallbearbeitungsvorgängen verlangt. Stoffgemische auf Basis von Polybutenen werden solchen auf Basis von Mineralölen für diese Zwecke vorgezogen, da Polybutene wenig oder keine schwefel- oder stickstoffhaltigen Verunreinigungen enthalten, die zu Verfärbung und Anfressung von blanken Metallflächen führen. Polybutene werden ferner für die vorstehend genannten Zwecke bevorzugt, weil sie frei von mehrkernigen aromatischen Kohlenwasserstoffen sind, die mit Gesundheitsgefahren für das Personal verbunden sind.
Die Polybutensorten von niedrigerem Molekulargewicht neigen jedoch bei Einwirkung der Luft zu Oxydation. Oxydation ist natürlich unerwünscht, da sie zu Produkten, z.B.
Telefon: (02 21 j 23 45 41 - 4^· ΤίΙβΓ: 888 2307 ddpa 1O - TehTgramm: Dompatent Köln
organischen Säuren führt, die nicht nur potentiell korrodierend sind, sondern den Ölen auch einen Geruch verleihen. Im Falle der Metallbearbeitungsöle auf Wasserbasis können diese Oxydationsprodukte das Brechen der Emulsion verursachen und hierdurch zur Bildung einer gesonderten Clschicht und zum Verlust der Schmierfähigkeit führen. Üblicherweise wurden diese Oxydationsprobleme durch Zusatz eines Antioxydans, z.B. einer Phenol- oder Aminoverbindung, zum instabilen Polymerisat gelöst. Im Falle von Polybutenen, insbesondere niedrigmolekularen Polybutenen, erwiesen sich diese Antioxydantien jedoch als unzureichend, und ihre Wirkung war im Vergleich mit ihrer Wirkung auf einfache Olefine mit ähnlicher chemische Struktur weit geringer als erwartet.
Es wurde nun gefunden, daß durch sorgfältige Wahl bestimmter Zusatzstoffe die Stabilität dieser Metallbearbeitungsmittel gegen Oxydation verbessert werden kann.
Gegenstand der Erfindung sind demgemäß Stoffgemische auf Basis von Polybutenen, die ein Polybuten, ein Antioxydans und einen Metallchelatbildner enthalten.
Polybutene mit einem Molekulargewicht in einem weiten Bereich können durch die Kombination von Zusatzstoffen gemäß der Erfindung stabilisiert werden. Besonders vorteilhaft sind jedoch Polybutene mit niedrigem Molekulargewicht z.B. unter 1000 und vorzugsweise zwischen 200 und 500.
Als Antioxydantien eignen sich in den Stoffgemischen gemäß der Erfindung Phenol-, Amino—, Thiophosphat- und Phosphitverbindungen, z.B. 2,2'-Methylen-bis-4-methyl-6-tert.-butylphenol, Tris-(2-methyl-4-hydroxy-5-tert.-buty1-phenyDbutan, 4-Methyl-2,6-di-tert.-butylphenol, Diphenylamine, z.B. p-Hydroxydiphenylamin und alkylierte Diphenylamine sowie Metallalkyldithiophosphate, z.b. Zinkdial kyldithiophosphat, und Phosphite, z.b. Tri(gemischtes Monc- und DinonylphenyDphosphit. Besonders bevorzugt von diesen
609816/0970
Antioxydantien wird 2, 2* -Methylen-bis-^r-methyl-G-tert .-butylphenol, das unter der Handelsbezeichnung "Plastanox 2246" bekannt ist.
Als Metallchelatbildner eignen sich für die Stoffgemische gemäß der Erfindung Derivate von Hydrochinolin, z.B. 8-Hydroxychinolin, Dihydroxychinolylmethan, 5,7-Dibrom-8-hydroxychinolin und 5,7-Dichlorhydroxychinolin, und aus Aminophenolen oder Diaminen erhaltene SaIicylderivate, z.B.. Salicyliden-o-aminophenol und Bis-sali— cylidendiaminoäthane. Hiervon werden 8-Hydroxychinolin und Bis-salicylidendiaminoäthan besonders bevorzugt.
In den Stoffgemischen gemäß der Erfindung hängt die Menge des Antioxydans und des Metallchelatbildners vom Molekulargewicht des zu stabilisierenden Polybutens ab. Bezogen auf das Gewicht des gesamten Stoffgemisches kann beispielsweise der Anteil des Antioxydans zwischen 0,5 und 0,005 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,01 Gew.-%, und der Anteil des Metallchelatbildners zwischen 0,5 und 0,01, vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,01 Gew.-% liegen.
Die Stoffgemische gemäß der Erfindung können auch andere übliche Zusatzstoffe, z.B. Deodorantien, Rostschutzmittel, Antibeschlagmittel, Höchstdruckzusätze und andere Mittel, die besondere Schmierfähigkeit oder Grenzschmiereigenschaften verleihen, enthalten.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.
Beispiele 1 bis 3
Die folgenden Verbindungen wurden bei den nachstehend beschriebenen Versuchen und Vergleichsversuchen verwendet:
609816/0970
Polybuten mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 350 und einer Viskosität ^
Handelsbezeichnung "Hyvis 04"
von 350 und einer Viskosität von 4,5 cSt. Bei 98,9°C,
Antioxydans: 2,2'-Methylen-bis-^-methyl-ö-tert.-butyl-
phenol, Handelsbezeichnung "Plastanox 2246"
Metallchelatbildner: wie in der folgenden Tabelle angegeben .
Die Oxydationsbeständigkeit wurde nach der folgenden Methode ermittelt:
Das Stoffgemisch auf Basis des Polybutens wurde in einem Thermostaten bei 1000C gehalten, wobei in den angezeigten Fällen zugesetzte metallische Oxydationskatalysatoren, z.B. Kupfer- und Eisenstreifen, vorhanden waren. Der vom Gemisch absorbierte Sauerstoff wurde durch eine gleiche Menge ersetzt, die von einer Elektrolysezelle zugeführt wurde. Die zur Lieferung dieses Sauerstoffs notwendige Strommenge wurde mit einem integrierenden Schreiber gemessen, der gleichzeitig eine Aufzeichnung des Oxydationsverlaufs lieferte. Die Zeit in Stunden, die ein Gemisch benötigt, um eine Sauerstoffmenge zu absorbieren, die 30 ml unter Normalbedingungen äquivalent ist, wird angegeben. Die Ergebnisse sind nachstehend genannt.
Zusammensetzung der Probe Temp.,0C Zeit bis zur Aufnahme von 30 ml Sauerstoff, Std«
V Polybuten "Hyvis 04" 100 3,7
V* Polybuten + 0,01% Antioxydans "Plastanox 2246" 100 6
V* Polybuten + 0,2% Antioxydans "Plastanox 2246" 100 56
V* Polybuten + 0,2% TrKmono-
und -dinonylphenyl)phosphit
(Antioxydans) 100 7,3
1* Polybuten + 0,2% Antioxydans "Plastanox 2246" +
0,2% Bis-salicylidendiarninoäthan 100 256
609 8 16/0970
Zusammensetzung der Probe Temp., C Zeit bis zur Aufnahme von 30 ml Sauerstoff, Std.
2* Polybuten + 0,2% Antioxydans "Plastanox 2246"
+ 0,2% 8-Hydroxychinolin 100 390
3 Polybuten + 0,1% Antioxydans "Plastanox 2246" +
0,1% 8-Hydroxychinolin 100 371
4* Polybuten + 0,2% Tri(mono-
und -dinonylphenyl)phosphit +0,2% 8-Hydroxychinolin 100 38
V = Vergleichsversuch
* mit metallischem Oxydationskatalysator
Beispiel 4
Um festzustellen, daß die Kombination von Antioxydans und Chelatbildner nach Einwirkung einer Kombination von frisch geschnittenem Metall, Luft und erhöhter Temperatur wirksam bleibt, wurde ein Schmiermittel der folgenden Zusammensetzung längere Zeit auf einer Schleifmaschine verwendet:
Polybuten mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 350 und einer
Viskosität von 4,5 cSt. bei 98,9°C
"Hyvis 05" 99,8 Gew.-%
2,2'-Methylen-bis-4-methyl-6-tert.-
butylphenol ("Plastanox 2246") 0,1 "
8-Hydroxychinolin 0,1 "
Das gebrauchte Gemisch wurde dann dem vorstehend beschriebenen AEI-Oxydationstest, jedoch bei 150 C unterworfen. Hierbei wurde festgestellt, daß kein wesentlicher Unterschied zwischen dem Gemisch und dem ursprünglichen nicht gebrauchten Gemisch bestand.
Die Stoffgemische gemäß der Erfindung eignen sich nicht nur für die vorstehend genannten Zwecke, sondern auch als
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Schmiermittel bei anderen Metallbehandlungsverfahren, z.B, Walzen, Ziehen, Prägen und Stanzen.
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Claims (11)

Patentansprüche
1) Stoffgemische auf Basis eines Polybutens, enthaltend ein Polybuten, ein Antioxydans und einen Chelatbildner.
2) Stoffgemische nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polybuten ein Molekulargewicht von weniger als 1000, vorzugsweise ein Molekulargewicht zwischen 200 und 500 hat.
3) stoffgemische nach Anspruch 1 Ader 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Antioxydans eine Phenol-, Amino— oder Thiophosphatverbindung enthalten.
4) Stoffgemische nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Antioxydans 2,2'-Methylen-bis-4-methyl-6-tert.-butylphenol, Tris-(2-methyl-4-hydroxy-5-tert.-butylphenyl)butan, 4-Methy1-2,6-di-tert.-butylphenol , ein Diphenylamin, ein Alkyldiphenylamin, ein Metallalkyldithiophosphat und/oder Tri(mono- und -dinonylphenyDphosphit enthalten.
5) Stoffgemische nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Diphenylamin p-Hydroxydiphenylamin enthalten.
6) Stoffgemische nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Metallalkyldithiophosphat ein Zinkdialky-ldithiophosphat enthalten.
7) Stoffgemische nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Chelatbildner ein Derivat von Hydroxychinolin oder Salicylaldehyd enthalten.
8) Stoffgemische nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Chelatbildner 8-Hydroxychinolin, Dihydroxychinolylmethan, 5,7-Dibrom-8-hydroxychinolin, S^-Dichlorhydroxychinolin, Salicyliden-o-aminophenol und/oder Bis-salicylidendiaminoäthan enthalten.
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9) Stoffgemische nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Antioxydans in einer Menge von 0,005 bis 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgemisch, enthalten.
10) Stoffgemische nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Chelatbildner in einer Menge von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgemisch, enthalten.
11) Verwendung von Stoffgemischen nach Anspruch 1 bis 10 als Grundöle, vorzugsweise Schneidöle.
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