DE2749032A1

DE2749032A1 - Umsetzungsprodukte eines dialkylalkanphosphonats, substituierten imidazolins und wasser und diese enthaltende schmiermittelzusammensetzungen

Info

Publication number: DE2749032A1
Application number: DE19772749032
Authority: DE
Inventors: Milton Braid
Original assignee: Mobil Oil Corp
Current assignee: ExxonMobil Oil Corp
Priority date: 1976-11-04
Filing date: 1977-11-02
Publication date: 1978-05-18
Also published as: CA1095059A; IT1087928B; NZ185477A; JPS5359666A; NL7712107A; ZA776581B; AU519954B2; FR2370088A1; US4052324A; AU3030177A; BE860381A; GB1594149A

Description

2YA9032

Die Erfindung bezieht sich auf Umsetzungsprodukte eines Dialkylalkanphosphonats, eines substituierten Imidazoline und Wasser und diese enthaltende Schmiermittelzusammensetzungen. Die Umsetzungsprodukte gemäß der Erfindung sind Substanzen, die den Verschleiß vermindern und die Reibung herabsetzen.

Bei landwirtschaftlichen Maschinen, Baumaschinen, insbesondere solchen zum Straßenbau, und industriellen Traktoren werden gegenwärtig multifunktionelle Schmiermittel verwendet, und zwar insbesondere bei solchen Einheiten, bei denen ein gemeinsames Flüssigkeitsreservoir angew .ndt wird. Diese Schmiermittel worden als nrnltifunktionoll bezeichnet, da sie verschiedenen Anforderungen cferecht verden müssen, beispielsweise bei der Kraftübertragung, len Differentialen, den Endtriebon, der hydrostatischen Kraftübertragung, den hydraulischen Systemen, den Servolenksystemen, und den mit Flüssigkeit arbeitenden Scheibenbremsen, folglich sollte ein Schmiermittel, das in solchen Vorrichtungen eingesetzt wird, möglichst folgende Eigenschaften aufweisen: oxidative und hydrolytische Stabilität, gute verschleißverhindernde Eigenschaften und Mischbarkeit mit anderen Schmiermittelzusammensetzungen.

Zusätzlich sind die reibungmodifi/ierenden Eigenschaften sehr wesentlich, um einen zufriedenstellenden Betrieb von Mehrscheibenübertragungskupplungen und mit öl beaufschlagten Bremsscheiben sicherzustellen. Gute Eigenschaften bezüglich der Wasserempfindlichkeit sind besonders bei Schmiermitteln, bei denen die Reibungscharakteristiken modifiziert sind, wesentlich, um deren Brauchbarkeit bei Gegenwart von gebildeten oder während dem

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25

Betrieb eingedrungenem Wasser sicherzustellen.

In der britischen Patentschrift 1 247 541 sind Schmiermittelzusammensetzungen beschrieben, die Alkanphosphonate enthalten, mittels denen die Reibungscharaktnristiken modifiziert werden. Die dort beschriebenen Alkanphosphonate weisen die allgemeine Formel

OR

10

R¹ P O

OX

auf, in der R eine Methyl- oder Äthylgruppe, R¹ eine geradkettige Alkylgruppe mit 12 bis 20 Kohlenstoffatomen

und X eine Methyl-, Ammonium-, Alkylammonium- oder Alkenylammoniumgruppe bedeuten, und wobei die organische Gruppe X 1 bis 30 Kohlenstoffatome aufweist. Diese Verbindungen können auf folgende Weise hergestellt werden: 20

(1) HP(O)(OR)₂ + Olefin > R¹P(O)(OR)₂

(2) R'P(O)(OR)₂ _R._p(o)(OR)OH

(3) R¹P(O)(OR)(OH) + R¹¹NHR¹" _χ [_R i ρ (₀) (OR)O]-[H₂NR¹¹R"¹1 ⁺

reversibel

In vorstehenden Gleichungen haben R und R' dir oben angegebene Bedeutung und R" und R¹¹¹ sind jeweils Alkyl- oder Alkenylgruppen mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen. 30

Gemäß Gleichung (1) wird ein Dialkylphosphonat mit einem Olefin unter Bildung eines R'-substituierten Dialkylphos-

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phonats umgesetzt. Dieses Produkt wird in Stufe (2) durch Behandlung mit einer Base und nachfolgendem Ansäuern hydrolisiert, wobei ein R'-substituiertes Monoalkylsäurephosphonat gebildet wird, das dann mit einem Amin unter Bildung des korrespondierenden Salzes durch eine Säure-Base-Neutralisierungsroaktion (3) umgesetzt wird, wobei das saure Wasserstoffatom übertragen wird. Eine Säure-Base-Neutralisierungsreaktion, bei der eine Protonenübertragung stattfindet, beispielsweise 10

HA + R₂NH ^ > A~ + R₂NH₂

ist reversibel. Wird das Gleichqewicht gestört, wie durch Abdestillation der Säure oder fies Amins, können die ursprünglichen Reaktanten gewonnen werden. Aufgrund der Reversibilität der Reaktion (3) können die gemäß der britischen Patentschrift hergestellten Salze geringe Mengen an sauren Phosphonaten enthalten. Solche Verbindungen führen zu einer "umgekehrten" Acidität und können die Grundbestandteile von Schmiermittelzusammensetzungen durch Neutralisation "desaktivieren". Es ist ferner festzuhalten, daß die Hydrolyse und die Ansäuerungsreaktion der Stufe (2) sehr korrosiv sind und zusätzlich Probleme bezüglich der Emulgierung, des exothermen Verlaufs, der Lösungsmittel und der Lösungsmittelgewinnung aufwerfen, und mehrstufige Verfahren darstellen.

Gemäß der US-PS 3 793 199 wird ein Alkanphosphonatdiester mit einem nicht-cyclischen Amin bei Temperaturen zwischen 80 und 150°C, wobei Temperaturen zwischen 90

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und 13O°C bevorzugt werden, gemäß folgender Gleichung umgesetzt:

O
R P (OR')_o + R²R R N

R — Ρ— Ο

OR¹

R²R³R⁴N—R¹

R bedeutet eine im wesentlichen geradkettige, aliphatische Gruppe mit etwa 11 bis 40 Kohlenstoffatomen, R' ist eine niedrige aliphatische Gruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, R ist eine Kohlenwasserstoff-

3 4

gruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen und R und R bedeuten ein Wasserstoffatom, eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte Kohlenwasserstoffgruppe mit einor Amino-, Alkylamino- oder Hydroxygruppe als funktionelle Gruppen.

3 4

Wenn R und R Wasserstoffatome sind, kann eine reversible Säure-Base-Reaktion auftreten. Beispielsweise führt, wenn R Wasserstoff ist, die folgende reversible Säure-Base-Reaktion

R — P — 0
R

R²— N — R¹ 4

_R — ρ — OH +

2 4

R¹RRN

OR¹

zur Bildung von saurem Phosphonat. Die nachteilige Wirkung von saurem Phosphonat in einer Schmiermittelzusammensetzung wurde bereits diskutiert.

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In der südafrikanischen Patentschrift 74/4882 ist eine Schmiermittelzusammensetzung beschrieben, dir- ein Salz eines Amins oder eines Imidazolins, das eine geradkettige, aliphatische Gruppe mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen enthält, und eines mit einer Alky!gruppe und einer langkettigen Alkylgruppe (12 bis 22 Kohlenstoffatome) substituierten sauren Phosphonats enthält.

Gegenstand der Erfindung sind Umsetzungsprodukte eines Dialkylalkanphosphonats, eines substituierten Imidazolins und Wasser, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie durch Umsetzung eines Dialkylalkanphosphonats der allgemeinen Formel

R' P (OR)

in der R¹ eine im wesentlichen unverzweigte, paraffinische Alkylgruppe mit 10 bis 36 Kohlenstoffatomen und R eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wobei wenigstens ein Wasserstoffatom an dem Kohlenstoffatom hängt, das an das Sauerstoffatom gebunden ist, bedeuten, eines substituierten Imidazolins der allgemeinen Formel

- 10 -

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- 10 -— N — R³ H₂C — C — R²

5 N

2 3

in der einer der Substituenten R oder R eine im wesentlichen unverzweigte, paraffinische odor olefinische Kohlenwasserstoffgruppe mit 12 bis 35 Kohlenstoffatomen bedeutet und der andere Substituent eine paraffinische Alkylgruppe mit 1 bis 35 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe mit 1 bis 35 Kohlenstoffatomen oder eine hydroxy-, alkoxy-, alkoxymethoxy- oder oxo-substituierte Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis etwa 20 Kohlenstoff-

15 atomen bedeuten, und Wasser erhalten werden.

Die Umsetzungsprodukte gemäß der Erfindunq verbessern die Eigenschaften von Schmiermitteln bezüglich des Verschleisses und der Reibung.

Vorzugsweise enthält R¹ 10 bis etwa 20 Kohlenstoffatome und insbesondere ist R¹ eine Octadecylgruppe. R ist vorzugsweise eine Methyl- oder Äthylgruppe und insbesondere eine Methylgruppe.

Es wird bevorzugt, daß R eine im wesentlichen unverzweigte, paraffinische oder olefinische Kohlenwasserstoffgruppe mit 12 bis 35 Kohlenstoffatomen ist und insbesondere eine im wesentlichen unverzweigte Alkenylgruppe mit 13 bis 21 Kohlenstoffatomen. Eine Alkenylgruppe mit 17 Kohlenstoffatomen wird insbesondere bevorzugt.

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Der bevorzugte Substituent R ist eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, die vorzugsweise! mit einer Hydroxy-, Alkoxy-, Alkoxymethoxy- oder Oxoqruppe substituiert ist. Von diesen Substituenten wir<] insbesondere eine hydroxy-substituierte, geradkettig Alkylgruppe. mit 2 bis etwa 4 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Insbesondere wird die Gruppe -CH₂CH-OH bevorzuqt.

Beispiele für geeignete Phosphonatverbindungen sind

10 folgende:

Dimethyl-, Diäthyl-, Diisopropyl-, Di-n-propyl-, Dibutyl-, Diisobutyl- und Di-sec.-butyl-decylphosphonate; Dimethyl-, Diäthyl-, Diisopropyl-, Di-n-propyl-, Dibutyl-, Diisobutyl- und Di-sec.-butyl-dodncylphosphonate; Dimethyl-, Diäthyl-, Diisopropyl-, Di-n-propyl-, Dibutyl-, Diisobutyl- und Di-sec.-butyl-tetradecylphosphonate; Dimethyl-, Diäthyl-, Diisopropyl-, Di-n-propyl-, Dibutyl-, Diisobutyl- und Di-sec.-butyl-hexadecylphosphonate; Dimethyl-, Diäthyl-, Diisopropyl-, Di-n-propyl-, Dibutyl-, Diisobutyl- und Di-sec.-butyl-heptadecylphosphonate; Dimehtyl-, Diäthyl-, Diisopropyl-, Di-n-propyl-, Dibutyl-, Diisobutyl- und Di-sec.-butyl-octadecylphosphonate; und Dimethyl-, Diäthyl-, Diisopropyl-, Di-n-propyl-, Dibutyl-, Diisobutyl- und Di-sec.-butyl-cosanylphospho-

25 nate.

Beispiele von geeigneten Imidazolinverbindungen sind folgende :

1-(2-Hydroxycoeanyl)-2-methyl-imidazolin, 1-(2-Hydroxybutyl)-2-undecenylimidazolin, 1-(2-Hydroxyhexyl)-2-tetradecylimidazolin, 1-(2-Hydroxypropyl)-2-hexadecylimidazo-1in, 1-(2-Hydroxyäthy1)-2-heptadeceny1imidazolin, 1-(2-Hydroxyäthyl)-2-octadecylimidazolin, 1-(2-Hydroxy-Mthyl)-2-dodecenylimidazolin, 1-(2-Hydroxyoctadecyl)-2-

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heptadecylimidazolin und i-Methyl-2-octadecenylimidazolin.

Die Imidazolinverbindungen können durch Umsetzung geeigneter substituierter 1,2-Diaminoäthane mit Alkylcarbonsäuren hergestellt werden, wie dies in der US-PS 2 267 965 beschrieben ist. Eine besonders bevorzugte Säure ist die Ölsäure. Imidazoline, einschließlich solche der vorgenannten, sind im Handel erhältlich, beispielsweise als Amine C, Amine O und Amine S der Firma Ciba-Geigy.

Das Dialkylalkanphosphonat kann mit dem Imidazolin in solchen Anteilen umgesetzt werden, daß ein Überschuß über die stöchiometrische Menge an Imidazolin vorliegt, die zur Umsetzung mit dem Phosphonat erforderlich ist, jedoch erfolgt vorzugsweise die Umsetzung in einem Molverhältnis von Imidazolin zu Phosphonat von 1,2:1 und insbesondere wird es bevorzugt, die Umsetzung in stöchiometrischen Mengen durchzuführen. Wasser wird in Mengen im Bereich zwischen etwa 0,25 Mole Wasser je Mol Imidazolin bis etwa 2 Mole Wasser je Mol Imidazolin zur Umsetzung gebracht, wobei ein Molverhältnis von 1:1 bevorzugt und ein Molverhältnis von 0,5

25 Molen Wasser zu 1 Mol Imidazolin besonders bevorzugt sind.

Die Umsetzung wird vorzugsweise bei Temperaturen zwi schen etwa 130 und etwa 170⁰Cdurchgeführt, wobei Temperaturen zwischen etwa 140 und etwa 160⁰C und insbe sondere bei etwa 150⁰C besonders bevorzugt werden.

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Die Reaktionszeiten können zwischen 4 h und etwa 0,25 h variieren, wobei kürzere Reaktionszeiten bei höheren Reaktionstemperaturen in Betracht kommen. Reaktionszeiten im Bereich zwischen etwa 1 und etwa 2 h werden bevorzugt, insbesondere Reaktionszeiten von etwa 1,5 h. Das Erhitzen kann bei verringertem Druck oder atmosphärischem Druck unter Verwendung einer inerten Atmosphäre, wie Stickstoff oder Kohlendioxid, erfolgen, um einen oxidativen Abbau während der Umsetzung zu vermeiden.

Das Infrarotspektrum der Reaktionsprodukte gemäß der Erfindung unterscheidet sich deutlich von den Produkten, die durch Umsetzung eines Phosphonats und eines Imidazolins in Abwesenheit von Wasser erhalten werden. Bei den Spektren der Produkte gemäß der Erfindung erscheint eine starke Bande bei etwa 1670 cm und eine mittelstarke Bande bei 1550 cm . Diese werden bei Produkten, die durch Umsetzung von Phosphonat und Imidazolin ih Abwesenheit von Wasser erhalten werden, nicht beobachtet. Die starke Bande bei 1610 cm , die bei den Reaktionsprodukten aus Dialkylalkanphosphonat und Imidazolin und Abwesenheit von Wasser erhalten werden, ist bei den Produkten gemäß der Erfindung wesentlich verringert.

25 Die Umsetzungsprodukte gemäß der Erfindung werden in Mengen, die zu einer Verringerung des Verschloisses oder einer Verbesserung der Haftreibung führen, in ölartige Grundzusammensetzungen eingebracht. Vorzugsweise werden in die ölartige Grundzusammensetzung

30 0,001 bis etwa 7 Gew.-%, insbesondere etwa 0,25 bis etwa 1 Gew.-% und für viele Anwendungen insbesondere etwa 0,4 bis 0,25 Gew.-% eingebracht.

Das ölartige Material kann jedes Material umfassen, das normalerweise unzureichende Antiverschleißeigen-

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schäften aufweist oder dessen Re i bungscharnl; teristik verbessert werden soll. Insbesondere lirqt 'las Anwendungsgebiet bei folgenden ölartigen Materialien: Schmieröle, Fette, Brennstoffe, Wärmeaustauschflüssigkeiten, hydraulische Flüssigkeiten und andere funktioneile Flüssigkeiten. Von besonderer Bedeutung ist die Verbesserung bei Schmiermitteln, die Schmieröle, entweder in Form von Mineralölen oder synthetischen Ölen umfassen, oder in Form von Fetten, bei denen eines der vorgenannten Öle als Trägermaterial verwendet wird. Im allgemeinen können Mineralöle, sowohl paraffinische, naphthenische oder deren Mischungen, die als Schmiermittelträger verwendet werden, solche sein, die in einem geeigneten Schmierviskositatsbereich liegen, beispielsweise zwischen etwa 4 ^r> SSi: bei ?7,8°C (100⁰F) und etwa 6000 SSU bei 37,8°C (100⁰K), und vorzugsweise bei etwa 50 bis etwa 2^r.O SSU bei 98,9°C (210⁰F). Diese Öle können Viskos!tcitsindices zwischen unterhalb 0 und etwa 100 oder höher aufweisen. Viskositätsindices zwischen etwa 70 und etwa 95 werden bevorzugt. Wird das Schmiermittel in Form eines Fettes angewindt, wird das Schmieröl im allgemeinen in einer ausreichenden Menge vorgesehen, so daß die gesamte Fettzusammensetzung im Gleichgewicht steht, nachdem die gewünschte Menge an Verdickungsmittel und anderer in die Fettformulierung einzubringender Zusatzstoffe berücksichtigt wurden. Als Verdickungs- oder Gelierungsmittel können verschiedenste Materialien Anwendung finden. Diese umfassen übliche Metallsalze oder Seifen, die in dem Schmiermittelträger in fettbildenden Mengen solchermaßen dispergiert werden, daß sie der erhaltenen Fettzusammensetzung die gewünschte Konsistenz verleihen. Andere Verdickungsmittel, die bei den Pettformulierungen verwendet werden

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können, umfassen Verdickungsmittel auf Nicht-Seifenbasis, wie oberflächonmodifiziorto Tone und Siliciumdioxido, Polyarylharnstoffe, CaIcLumkomplcxo und ähnliche Materialien. Im allgemeinen werden Verdickungsmittel angewandt, die bei den erforderlichen Temperaturen und der speziellen Umgebung nicht schmelzen und sich nicht lösen. Abgesehen davon können jedoch jegliche Materialien, die üblicherweise zum Verdicken oder Gelieren von Kohlenwassersto'flüssigkeiten zur Bildung von Fetten verwendet werden, zur Herste 1 lung der vorbesserten Schmierfette gemäß dor Erfinduiq oingesetzt werden.

In Fällen, wo synthetische öle oder synthot isehe ö]ο als Träger für Fette Mineralölen vorgezogen werden, oder in Kombination mit diesen können verschiedene Verbindungen dieser Art mit Erfolg eingesetzt werden. Typische synthetische öle umfassen: Polyisobutylen, Polybutene, hydrierte Polydecone, Polypropylenglycol., Polyäthylenglycol, Trimethylolpropanester, Ncopentyl- und Pentaerythritester, Di-(2-äthylhoxyl)sobacat, Di-(2-äthylhexyl)adipat, Dibutylphthalnt, Fluorkohlenwasserstoffe, Kieselsäureester, Silane, Ester von plu sphorenthaltenden Säuren, flüssige Harnstoffe, fluss ine oder fließfähige Ferrocendorivate, hydrierte Mineralöle, kettenartige Polyphenyle, Siloxane und Siliconr (Polysiloxane), alkyl-substituierte Diphenylether, beispielsweise butyl-substituLertor Bis-(p-phenoxyphenyl)-äther, Phenoxyphenyläther und dergl.

Von noch größerer Bedeutung sind die Verbcsserungen bezüglich der Reibung in Erdöldestillatbrrnns<offölen mit einem Anfangssiedepunkt zwischen etwa 29,9 und

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etwa 57,2°C (75 bis 135°F) und einem Endsiedopunkt zwischen etwa 121,1⁰C und etwa 399°C (250 bis 7^r>0°F) . Der Ausdruck "Destillatbronnstorfölc" ist nicht nuf Straiqhtrun-Destillatfraktionen beschränkt. Diese Destillatbrennstofföle können Straight-run-Destillatbrennstofföle, katalytisch oder thormisch gecrackte (einschließlich hydrogecrackte) Destillatbrennstofföle, Naphthas und dergl., mit gecrackten Destillatgrundmaterialien sein.

Ferner können solche Brennstoffölo in üblicher Weise behandelt sein, wie durch .säure- oder Basenbehandlung, Hydrierung, Solventraffination, Tonbehandlung und dergl.

Destillatbrennstofföle zeichnen sich durch ihre verhältnismäßig niedrige Viskosität, ihren niedrigen Gießpunkt

₁C und dergl. aus. Die Haupteigenschaft, die diese Kohlenwasserstoffe charakterisiert, ist jedoch ihr Destillationsbereich. Wie vorstehend angegeben wurde, liegt dieser Bereich insbesondere zwischen etwa 23,9 und etwa 399°C. Der Destillationsbereich eines bestimmten Brennstofföls ist selbstverständlich schmäler, fällt jedoch innerhalb die oben angegebenen Grenzen. Das Brennstoff-Öl siedet im wesentlichen kontinuierlich inncihalb des gesamten Destillationsbereichs.

Unter den Brennstoffölen werden die BrennstofTöle Nr. 1, 2 und 3 besonders in Betracht gezogen, die zu Heizzwecken, als Dieselbrennstoff, Benzin, Turbinenöl und Düsenbrennstofföl verwendet werden. Die Brennstofföle entsprechen im allgemeinen der Spezifikation ASTM D396-48T. Spezifikationen für Dieselbrennstofföle sind in ASTM D975-48T angegeben. Typische Düsenbrennstofföle sind in MIL-F-5624B spezifiziert.

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Wärmeaustauschflüssigkeiten auf dor Basis von Mineralölen, die besonders in Betracht zu ziehen sind, haben folgende Eigenschaften: hohe thermische Stabilität, hohen Anfangssiedepunkt, niedrige Viskosität, hoho Wärmeübertragungscharakteristiken und geringe Korrosionsneigung .

Die besonders in Betracht zu ziehenden KraflÜbertragungsflüssigkeiten sind hochraffinierte Erdöle in Verbindung mit VI-Additiven, Detergentien, Antischnumni l teln und spe-

ziellen Additiven, um ihnen Schmiereigenschnften zu verleihen. Die verschiedenen Kraftübertragungen haben Flüssigkeiten mit deutlich unterschiedlichen Pcibungscharakteristiken erforderlich gemacht, so daß οino einzige Flüssigkeit nicht alle Anforderungen erfüllen knnn. Die Flüssigkeiten, die zur Verwendung bei der automat Lschen Kraftübertragung bei Personenwagen und loich¹ en Lastwagen vorgesehen sind, sind im ASTM Research Report l>-2: RR 1005 "Automatic Transmission Fluid/Power Transmission Fluid Property and Performance Definitions" definiert. Spezifikationen für Flüssigkeiten für niedrige Temperatur und Flugzeuge sind in der ns-c.overnment Specification MIL-H-5606A angegeben.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die hier angegebenen Zusammensetzungen auch andere Materialien enthalten können. Beispielsweise können sie Korrosionsinhibitoren, Detergentien, Additive für extreme Drücke, Viskositätsindexverbesserer, Antioxidantien, Antiverschleißmittel und dergl. enthalten. Diese Materialien stehen den erfindungsgemäß eingesetzten Umsetzungsprodukten nicht hindernd gegenüber, vielmehr dienen diese Materialien dazu, die Eigenschaften der Zusammensetzungen in bestimmten Richtungen zu variieren.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert. Die Beispiele illustrieren die neuen Umsetzungsprodukte gemäß der Erfindung und ihre Wirksamkeit als Schmiermittelverbesserer in den Schmiermittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung.

Beispiel

Eine Mischung aus 35 g Dimethyl-n-octadecylphosphonat, 35 g 1-(2-Hydroxyäthyl)-2-heptadecenylimidazolin und 1,8 g Wasser wurden unter atmosphärischem Druck unter Stickstoff 1,5 h auf eine Temperatur von 150⁰C erhitzt. Das Erhitzen wurde kurze Zeit unter verringertem Druck von etwa 200 mm Quecksilber fortgesetzt, wobei das flüchtige Material von der Reaktionsmischung abdestilliert wurde. Nach dem Abkühlen wurde das Reaktionsprodukt als weiches, halbfestes Material mit oranger Bernsteinfarbe erhalten.

Eine Zusammensetzung, die 0,5 Gew.-% des Produkts des Beispiels und 99,5 Gew.-% eines Grundöls enthielt, wurde bezüglich der Wasserempfindlichkeit, der Antiverschleißeigenschaften und der Erschütterungseigenschaften untersucht.

Der International Harvester Water Tolerance Test ist in der International Harvester Engineering Materials Specification als Engineering Research Test Method BT-7 beschrieben. Bei diesem Test ist die Klarheit oder Trübung der Zusammensetzung nach Zusatz von Wasser das kritische Merkmal.

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Der Standard Shell Four Ball Wear Test ist in der US-PS 3 423 316 beschrieben. Im allgemeinen werden drei Stahlkugeln aus SAE 52-100 Stahl in einer Kugelschale gehalten. Eine vierte Kugel wird an einer drehbaren vertikalen Achse angeordnet, mit den drei Kugeln in Berührung
gebracht und gegen diese gedreht. Die Kraft, mit der die vierte Kugel gegen die drei stationären Kugeln gehalten wird, wird gemäß der gewünschten Belastung variiert. Die untersuchte Zusammensetzung wird in die Kugelschale gegeben und wirkt als Schmiermittel bei der Drehung. Am
Ende des Versuchs werden die Stahlkugeln bezüglich des
Abriebs untersucht. Das Ausmaß des Abriebs ist ein Maß
für das Schmiermittel bezüglich der Verschleißverhinderung .

Der John Deere Tractor Chatter Index Test ist in der
US-PS 3 652 410 ausführlich beschrieben.

Die Versuchsergebnisse sind in der nachstehenden Tabel-Ie zusammengestellt.

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σο σ co

International Harvester Water Tolerance Test Grundöl + 0,5 Gew.-% Produkt des Beispiels

John Deere Chatter Test

Grundöl + 0,5 Gew.-% Produkt des Beispiels

Shell Four Ball Wear Test

Grundöl +0,5 Gew.-% Produkt des Beispiels

Beobachtete Trübung Bewertung

Klar, keine Trübung, zufrieden-

keine Sedimentation stellend

Chatter Index Bewertung

134 geeignet

Abriebsdurchmesser

0,400 mm

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Aus den Werten der Tabelle ist ersichtlich, daß die Produkte gemäß der Erfindung dem Grundöl gute verschleißverhindernde Eigenschaften und gute Eigenschaften bezüglich der Wassertoleranz verleihen und zu ausgezeichneten Ergebnissen beim Chatter Index Test führen.

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Claims

Umsetzungsprodukte eines Dialkylalkanphosphonats, substituierten Imidazoline und Wasser und diese enthaltende Schmiermittelzusammensetzungen Patentansprüche

1./Umsetzungsprodukte eines Dialkylalkanphosphonats, substituierten Imidazoline und Wasser; dadurch g e k e η η zeichnet, daß sie durch Umsetzung eines Dialkylalkanphosphonats der allgemeinen Formel

10 ^R ^P ^(Oft)2

in der R' eine im wesentlichen unverzweigte, paraffinische Alkylgruppe mit 10 bis 36 Kohlenstoffatomen und R eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wobei wenigstens ein Wasserstoffatom an dem Kohlenstoffatom hängt, das an den Sauerstoff !gebunden ist, bedeuten, eines substituierten Imidazoline der allgemeinen Formel

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H₂C

in der einer der Substituenten R und R eine im wesentlichen unverzweigte, paraffinische oder olefinische Kohlenwasserstoff gruppe mit 12 bis 35 Kohlenstoffatomen und

2 3 der andere der Substituenten R und R eine paraffinische Alkylgruppe mit 1 bis 35 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe mit 1 bis 35 Kohlenstoffatomen oder eine hydroxy-, alkoxy-, alkoxymethoxy- oder oxo-substituierte Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 1 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen bedeuten, und Wasser erhalten werden.

2. Umsetzungsprodukte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie bei einer Temperatur zwischen etwa 130 und etwa 170⁰C erhalten werden.

3. Umsetzungsprodukte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß sie bei einer Temperatur zwischen etwa 140 und etwa 160⁰C erhalten werden.

4. Umsetzungsprodukte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß Dialkylalkanphosphonät, substituiertes Imidazolin und Wasser in Molverhältnissen zwischen etwa 1:1,2:0,30 bis 1:1,2:2,4 reagieren gelassen werden.

5. Umsetzungsprodukte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß Dialkylalkan-

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phosphonat, substituiertes Imidazolin und Wasser in einem Molverhältnis von 1:1:0,5 reagieren gelassen werden.

6. Umsetzungsprodukte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß R eine unverzweigte, paraffinische Gruppe mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen und R' eine Methyl- oder Äthylgruppe sind. 10

7. Umsetzungsprodukte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Dialkylalkanphosphonat Dimethyloctadecylphosphonat ist.

8. Umsetzungsprodukte nach einem der Ansprüche 1 bis

2 7, dadurch gekennzeichnet , daß R eine im wesentlichen unverzweigte Alkenylgruppe mit 13 bis 21 Kohlenstoffatomen und R eine hydroxy-substituierte, geradkettige Alkylgruppe mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten.

9. Umsetzungsprodukte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das substituierte Imidazolin 1-(2-Hydroxyäthyl)-2-heptadecenylimidazolin

25 ist.

10. Schmiermittelzusammensetzung, dadurch gekennzeichnet , daß sie ein ölartiges Medium und ein Umsetzungsprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einer den Verschleiß verbessernden Menge umfaßt.

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11. Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Umsetzungsprodukt in einer Menge zwischen etwa 0,001 und etwa 7 Gew.-% vorliegt.

12. Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Umsetzungsprodukt in einer Menge zwischen etwa 0,25 und etwa 1 Gew.-% vorliegt.

13. Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Umsetzungsprodukt in einer Menge zwischen etwa 0,4 und etwa 0,75 Gew.-% vorliegt.

14. Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß das ölartige Medium ein Mineralöl umfaßt.

15. Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß das ölartige Medium ein synthetisches öl umfaßt.

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