DE2753569A1 - METHOD FOR PRODUCING A SUCCINIMIDE DERIVATIVE AND LUBRICANT OIL CONTAINING THE SAME - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING A SUCCINIMIDE DERIVATIVE AND LUBRICANT OIL CONTAINING THE SAME

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DE2753569A1
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Description

DR. GERHARD SCHUPFNERDR. GERHARD SCHUPFNER

PATENTASSESSOR IM HAUSE DEUTSCHE TEXACO AO PATENT ASSESSOR AT DEUTSCHE TEXACO AO

Übers jerlng 4O SOOO Hamburg βθ Telefon (ΟΊΟ) 63 TO 27 23 F«rn»chr«lb«r O2 17OOSAbout jerlng 4O SOOO Hamburg βθ Telephone (ΟΊΟ) 63 TO 27 23 For "rn" chr "lb" r O2 17OOS

Hamburg, den 25.11.1977 726-poHamburg, November 25, 1977 726-po

T 77 037T 77 037

TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION 135 East 42nd Street New York, N.Y. 10017 U.S.A.TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION 135 East 42nd Street New York, N.Y. 10017 UNITED STATES.

Verfahren zur Herstellung eines Succinimid-Derivats und dasselbe enthaltendes SchmierölProcess for the preparation of a succinimide derivative and lubricating oil containing the same

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Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Succinimid-Derivats von aus Äthylen und einem alpha-Olefin, insbesondere Propylen, bestehenden Mischpolymerisaten und bezieht sich ferner auf ein Schmieröl, das das neue Succinimid-Derivat als Additiv enthält.The invention relates to the production of a succinimide derivative of copolymers consisting of ethylene and an alpha-olefin, in particular propylene, and relates also refer to a lubricating oil that contains the new succinimide derivative as an additive.

Schmieröle für Kraftfahrzeuge bestehen bekanntlich aus einem schmierwirksamen öl., meist einem Mineralöldestillat, und enthalten gewöhnlich kleine Anteile verschiedener Zusatzstoffe oder Additive, die ihre Eigenschaften und ihren Gebrauchswert verbessern. Additive, die dem Schmieröl erhöhte Scherstabilität, höheren Viskositätsindex und bessere Reinigungswirkung (dispergancy) verleihen, sind in großer Zahl . bekannt und werden mit den Verfahren zu ihrer Herstellung z.B. in den ÜS-PSen 3.179.716; 3.316.177; 3.329.658; 3.413.104; 3.449.250; 3.471.458; 3.496.249 und 3.513.095 beschrieben.It is known that lubricating oils for motor vehicles consist of a lubricating oil., usually a mineral oil distillate, and usually contain small proportions of various additives or additives that affect their properties and their Improve utility value. There are a large number of additives which give the lubricating oil increased shear stability, higher viscosity index and better cleaning action (dispergancy). known and with the process for their production, e.g. in the ÜS-PS 3.179.716; 3,316,177; 3,329,658; 3,413,104; 3,449,250; 3,471,458; 3,496,249 and 3,513,095.

Aus Äthylen und alpha-Olefin, insbesondere Propylen, bestehende Mischpolymerisate sind ebenfalls bekannt und werden in Schmierölen als aschefreie, scherstabile Viskositätsindex-Verbesserer verwendet. Solche Mischpolymerisate verleihen jedoch dem Schmieröl keine nennenswerte Dispergierwirkung.Copolymers consisting of ethylene and alpha-olefin, in particular propylene, are also known and will be used in lubricating oils as ashless, shear stable viscosity index improvers. Such copolymers impart however, the lubricating oil has no appreciable dispersing effect.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Derivat solcher Äthylen/alpha-Olefin-Mischpolymerisate zu schaffen, das ihnen die bisher fehlende Reinigungswirkung verleiht, wenn man sie Schmierölen als Additiv zusetzt.The invention was based on the object of creating a derivative of such ethylene / alpha-olefin copolymers which gives them the previously missing cleaning effect when they are added to lubricating oils as an additive.

Gegenstand der Erfindung ist das in den Patentansprüchen gekennzeichnete Verfahren zur Herstellung eines Succinimid-Derivats von Mischpolymerisaten von Äthylen und einem alpha-Olefin, insbesondere Propylen.The subject of the invention is that in the claims characterized process for the preparation of a succinimide derivative of copolymers of ethylene and a alpha-olefin, especially propylene.

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Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Schmieröl, das das neue Succinimid-Derivat als Additiv enthält.The invention also relates to a lubricating oil which contains the new succinimide derivative as an additive.

Wie gefunden wurde, sind Succinimid-Derivate von Mischpolymerisaten des Äthylens mit einem alpha-Olefin, insbesondere Propylen, ausgezeichnete scherstabile Viskositätsindex-Verbesserer und Dispergiermittel für Schmieröle, insbesondere Mineralölschmieröle für Kraftfahrzeuge. Besonders geeignet ist das N-(3-Dimethylaminopropyl)-succinimid solcher Olefin-Mischpolymerisate. Gemäß der Erfindung erhält man diese Succinimid-Derivate durch Umsetzung eines Äthylen/ alpha-Olefin-Mischpolymerisats in einem Verdünnungsmittel und in Gegenwart eines Freie Radikale bildenden Initiators mit Maleinsäureanhydrid.It has been found that succinimide derivatives of copolymers of ethylene with an alpha-olefin, in particular propylene, are excellent shear-stable viscosity index improvers and dispersants for lubricating oils, in particular mineral oil lubricating oils for motor vehicles. Particularly suitable is the N- (3-dimethylaminopropyl) - s uccinimid such olefin copolymers. According to the invention, these succinimide derivatives are obtained by reacting an ethylene / alpha-olefin copolymer in a diluent and in the presence of a free radical initiator with maleic anhydride.

Als Initiator eignen sich vor allem Dibenzoyl-, Dicumylperoxid und ähnliche Peroxide.Particularly suitable initiators are dibenzoyl and dicumyl peroxide and like peroxides.

Bei dieser Umsetzung lagert sich das eingesetzte Olefin-Mischpolymerisat an die Doppelbindung von Maleinsäureanhydrid an und man erhält das Maleinsäureanhydrid-Derivat des eingesetzten Mischpolymerisats. Nachdem man dem Umsetzungsgemisch ein schwerflüchtiges Verdünnungsmittel zugesetzt und das überschüssige Maleinsäureanhydrid abgetrennt hat, wird das Maleinsäureanhydrid-Derivat des Mischpolymerisats mit einem Polyamin zu dem Succinimid-Derivat des Mischpolymerisats weiter umgesetzt. Nachdem diese Umsetzung vollständig ist, wird das überschüssige Polyamin abdestilliert und hinterläßt eine Lösung des Succinimid-Derivats in dem schwerflüchtigen Verdünnungsmittel.The olefin copolymer used is deposited during this reaction to the double bond of maleic anhydride and the maleic anhydride derivative is obtained copolymer used. After a low-volatility diluent has been added to the reaction mixture and has separated off the excess maleic anhydride, the maleic anhydride derivative of the copolymer becomes reacted further with a polyamine to form the succinimide derivative of the copolymer. After this implementation is complete, the excess polyamine is distilled off and leaves a solution of the succinimide derivative in the non-volatile diluent.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst eine Lösung hergestellt,In a preferred embodiment of the invention Procedure, a solution is first prepared,

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die etwa 10 bis AO Gew.% eines weitgehend amorphen Äthylen/Propylen-Mischpolymerisats mit enger Molekulargewichtsverteilung in einem geeigneten Lösungsmittel enthält. Als Lösungsmittel eignen sich Benzol, Chlorbenzol und ähnliche aromatische Verbindungen, jedoch auch gesättigte, aliphatische oder zycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, etwa Zyclohexan. Dieser Lösung setzt man Maleinsäureanhydrid im Überschuß zu und erwärmt sie in Gegenwart kleiner Anteile eines Freie Radikale liefernden Initiators, wie Dibenzoyl- oder Dicumylperoxid, auf eine Temperatur von 80 bis 130 C. Das entstandene Umsetzungsprodukt enthält das Bernsteinsäure- oder Succinanhydrid-Derivat des eingesetzten Mischpolymerisats. Zu diesem Umsetzungsgemisch fügt man ein schwerflüchtiges, inertes Verdünnungsmittel, etwa Mineralöl, und entfernt das überschüssige Maleinsäureanhydrid sowie das in der ersten Stufe verwendete Lösungsmittel durch Vakuumdestillation. Das hinterbleibende Succinanhydrid-Derivat des Mischpolymerisats wird in einer zweiten Stufe durch Erwärmen mit einem Überschuß eines Polyamins, insbesondere 3-Dimethylaraino-1-propylamin, in das Succinimid-Derivat, insbesondere das N-(3-Dimethylaminopropyl)-succinimid-Derivat des Mischpolymerisats weiter umgesetzt. Nachdem diese Reaktion vollständig ist, wird das überschüssige Polyamin abdestilliert und das erhaltene Umsetzungsprodukt filtriert.the approximately 10 to AO% by weight of a largely amorphous ethylene / propylene copolymer with a narrow molecular weight distribution in a suitable solvent. Benzene and chlorobenzene are suitable solvents and similar aromatic compounds, but also saturated, aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons, such as cyclohexane. Maleic anhydride is added to this solution in excess and heated in the presence of small amounts a free radical initiator, such as dibenzoyl or dicumyl peroxide, to a temperature of 80 to 130 C. The resulting reaction product contains the succinic acid or succinic anhydride derivative of the copolymer used. A non-volatile, inert diluent, such as mineral oil, is added to this reaction mixture. and removes the excess maleic anhydride and the solvent used in the first stage Vacuum distillation. The remaining succinic anhydride derivative of the copolymer is in a second stage by heating with an excess of a polyamine, in particular 3-dimethylaraino-1-propylamine, into the succinimide derivative, in particular the N- (3-dimethylaminopropyl) succinimide derivative of the copolymer is reacted further. After this reaction is complete, the excess polyamine is distilled off and the resulting reaction product filtered.

Wie bereits erwähnt wurde, wird es bevorzugt, in das Verfahren der Erfindung aus Äthylen und insbesondere Propylen hergestellte Mischpolymerisate einzusetzen, die bekanntlich scherstabil sind. Wie gefunden wurde, sind die erfindungsgemäß hergestellten Succinimid-Derivate solcher Mischpolymerisate ebenfalls in hohem Maße scherstabil.As already mentioned, it is preferred in the process of the invention from ethylene and especially propylene use prepared copolymers which are known to be shear stable. As was found, they are Succinimide derivatives of such copolymers prepared according to the invention are also highly shear-stable.

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Damit die neuen Succinimid-Derivate einem Schrderöl die höchstmögliche Reinigungswirkung verleihen können, ist es zweckmäßig, den Anteil des Peroxid-Initiators so zu wählen, daß das erhaltene Succinimid-Derivat des Mischpolymerisats etwa 0,15 bis 0,4 Gew.% Stickstoff enthält. Der Einfluß des Stickstoffgehalts in einem erfindungsgemäß hergestellten Succinimid-Derivat, das einem Schmieröl als Additiv zugesetzt wurde, geht zum Beispiel aus den folgenden Versuchen hervor, deren Ergebnisse in Tabelle I zusammengestellt sind. In diesen Versuchen wurde die Schlammbildung des Schmieröls mit dem "Bench Sludge Test 11"(BSII) und die Verharzung mit dem "Resin Inhibition Test" (RIT) geprüft, die beide den minimal notwendigen Stickstoffgehalt im Additiv anzeigen:So that the new succinimide derivatives a Schrderöl the Can give the highest possible cleaning effect, it is advisable to increase the proportion of the peroxide initiator choose that the resulting succinimide derivative of the copolymer contains about 0.15 to 0.4 wt.% nitrogen. The influence of the nitrogen content in one according to the invention produced succinimide derivative added as an additive to a lubricating oil is exemplified by the following Experiments, the results of which are summarized in Table I. In these experiments the sludge formation of the lubricating oil with the "Bench Sludge Test 11" (BSII) and the resinification with the "Resin Inhibition Test" (RIT), which both indicate the minimum necessary nitrogen content in the additive:

Tabelle ITable I. "BSII""BSII" "RIT""RIT" Gew.% N im AdditivWeight% N in the additive Gew.% Additiv% By weight additive im Schmierölin lubricating oil gemischmixture 2,22.2 3030th 0,090.09 1,51.5 1,51.5 27,527.5 0, 1 10, 1 1 1,51.5 1,71.7 2929 0, 150, 15 1,51.5 0,90.9 1616 0, 190, 19 1,51.5 0,80.8 1313th 0,290.29 1,51.5 1,01.0 5050 0, 190, 19 1,01.0 1,51.5 4747 0,290.29 1,01.0 1,«1," ···· 0,370.37 1,01.0

Wie die Tabelle I zeigt, erhält man die niedrigsten "RIT"- und "BSII"-Werte bei einem Stickstoffgehalt von 0,19 bis 0,29 Gew.% im Additiv.As Table I shows, the lowest "RIT" and "BSII" values are obtained with a nitrogen content of 0.19 to 0.29% by weight in the additive.

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Die Reinigungswirkung erfindungsgemäß hergestellter Succinimid-Derivate in Mineralschmierölen wurde auch in Motorenversuchen geprüft. Diese Prüfungen von Mehrbereichs-Schmierölen, die als einziges Additiv zur Verbesserung von Viskositätsindex und Reinigungswirkung das Dimethylaminopropyl-succiniraid eines Kthylen/Propylen-Mischpolymerisats enthielt, ergab ausgezeichnete Ergebnisse. Die untersuchten Mehrbereichsöle enthielten außer den erfindungsgemäß hergestellten Succinimid-Derivat ein Additiv zur Herabsetzung des Pourpoints, ein überalkalisiertes Kalziumsulfonat als Detergents, ein Zink-Dialkyldithiophosphat als Oxidations/ Korrosions-Inhibitor sowie ein Entschäumungs-Additiv,wobei der Rest des Mehrbereichsöls aus Mineralschmieröl bestand.The cleaning effect of succinimide derivatives prepared according to the invention in mineral lubricating oils was also shown in Engine tests checked. These tests of multigrade lubricating oils, which are the only additive to improve Viscosity index and cleaning effect of the dimethylaminopropyl succiniraid of a ethylene / propylene copolymer gave excellent results. The examined In addition to those produced according to the invention, multigrade oils were also contained Succinimide derivative, an additive to lower the pour point, an overbased calcium sulfonate as Detergents, a zinc dialkyldithiophosphate as an oxidation / Corrosion inhibitor and a defoaming additive, with the remainder of the multigrade oil consisting of mineral lubricating oil.

Die Untersuchung dieses Mehrbereichsöls erfolgte mit dem "MS-VB"-Motortest, der in dem "ASTM-Special Technical Bulletin Nr. 315-D." Engine Test Sequences for Evaluating Automatic Lubricants for API Service MS" herausgegeben von der American Society for Testing Materials, 1916 Race Street, Philadelphia, Pa. 19103., beschrieben ist. Dieser 11MS-VB" Motortest besteht aus einem bei niederer Temperatur und niederer Drehzahl durchgeführten zyklischen Testlauf, in dem die Fähigkeit des Schmieröls/das Absetzen von Schlamm und die Lackbildung in Otto-Motoren, die mit einer geschlossenen ÜberdruckbelUftung des Kurbelgehäuses versehen sind, zu unterdrücken, untersucht werden soll. Der Testlauf ist insofern zyklisch, als zwischen Bebrieb und Stillstand des Motors abgewechselt wird. Nach Ende des Testlaufs wird der vollständig zerlegte Motor in der üblichen Weise inspiziert,und die mit verschiedenen Schmierölen erhaltenen Ergebnisse werden miteinander verglichen. This multigrade oil was tested using the "MS-VB" engine test, which is described in the "ASTM Special Technical Bulletin No. 315-D." Engine Test Sequences for Evaluating Automatic Lubricants for API Service MS "published by the American Society for Testing Materials, 1916 Race Street, Philadelphia, Pa. 19103. This 11 MS-VB" engine test consists of a low temperature and low temperature Cyclical test run carried out at speed, in which the ability of the lubricating oil / the deposition of sludge and the formation of paint in Otto engines, which are provided with a closed overpressure ventilation of the crankcase, is to be investigated. The test run is cyclical in that it alternates between operation and standstill of the motor. At the end of the test run, the completely disassembled engine is inspected in the usual manner and the results obtained with different lubricating oils are compared with one another.

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Mit den erfindungsgemäßen Schmierölen wurden folgende Ergebnisse erhalten:The following were made with the lubricating oils of the present invention Get results:

Tabelle IITable II

Gew.% M in AdditivWeight% M in additive 0,20.2 0,30.3 Gew.% Additiv in SchmierölWeight% additive in lubricating oil gemischenmix 1,41.4 0,90.9 Viskos.bereichViscous range 10W-4010W-40 10W-3010W-30 Schlammmud 48,548.5 47,747.7 Lackpaint 39,839.8 36,736.7 KolbenhemdlackPiston skirt paint 7,87.8 7,47.4

Bei der erfindungsgemäßen Herstellung der Succinimid-Derivate soll die erste Stufe, in der das eingesetzte Mischpolymerisat mit Maleinsäureanhydrid umgesetzt wird, in Gegenwart eines Lösungsmittels durchgeführt werden. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn nicht notwendig, in dieser ersten Stufe einen großen Überschuß von Maleinsäureanhydrid einzusetzen. Auch in der zweiten Stufe des Verfahrens, in der das Maleinsäureanhydrid-Derivat sit einem Polyamine insbesondere 3-Dimethylaminopropylamin, zu dem Succinimid-Derivat umgesetzt wird, ist es vorteilhaft, wenn nicht notwendig, einen Überschuß an Polyamin zu verwenden. Ein Überschuß an Maleinsäureanhydrid und Polyamin ist besonders dann notwendig, wenn als Lösungsmittel ein gesättigter cycloaliphatischer Kohlenwasserstoff, etwa Cyclohexan, verwendet wird, da erhebliche Nebenreaktionen zwischen dem Cyclohexan und Maleinsäureanhydrid sowie Polyamin stattfinden.In the preparation of the succinimide derivatives according to the invention, the first stage, in which the copolymer used is reacted with maleic anhydride, should be carried out in the presence of a solvent. It is also useful, if not necessary, to use a large excess of maleic anhydride in this first stage. In the second stage of the process, too, in which the maleic anhydride derivative is converted into the succinimide derivative with a polyamine, in particular 3-dimethylaminopropylamine, it is advantageous, if not necessary, to use an excess of polyamine. An excess of maleic anhydride and polyamine is particularly necessary when a saturated cycloaliphatic hydrocarbon, such as cyclohexane, is used as the solvent, since considerable side reactions take place between the cyclohexane and maleic anhydride and polyamine.

Wie jedoch gefunden wurde, kann man den Überschuß an Maleinsäureanhydrid und auch Polyamin beträchtlich verringern, wenn als Lösungsmittel Benzol, Chlorbenzol oder einHowever, it has been found that the excess maleic anhydride can be used and also reduce polyamine considerably if benzene, chlorobenzene or a solvent are used

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ähnliches aromatisches Lösungsmittel verwendet wird. In diesem Fall braucht man von dem Polyamin nicht mehr als etwa 110 % der zur vollständigen Umsetzung des Succinanhydrid-Zwischenprodukts stöchiometrisch notwendigen Menge zu verwenden. Durch diesen verhältnismäßig geringen Überschuß des Polyamine kann das Abstreifen des nicht-umgesetzten Polyamins aus dem Endprodukt entfallen, so daß sich die Herstellungskosten verringern. Außerdem enthält das Endprodukt viel weniger nicht-polymere Stickstoffverbindungen. Wird jedoch das polymere Succinimid-Derivat unter Verwendung von z.B. Cyclohexan in der ersten Stufe hergestellt, finden sich im Umsetzungsprodukt der zweiten Stufe erhebliche Mengen von Nebenprodukten, die aus dem Cyclohexan, Maleinsäureanhydrid und dem Polyamin entstehen. Solche Nebenprodukte können bei einer Verwendung als Schmieröl-Additiv starke Korrosionswirkung verursachen, wenn das Schmieröl z.B. im "CLR L-38"-Lagerkorrosionstest geprüft wird.similar aromatic solvent is used. In this case one does not need more than of the polyamine about 110% of the stoichiometrically necessary amount for complete conversion of the succinic anhydride intermediate product use. This relatively small excess of the polyamine can strip off the unreacted Polyamine from the end product is omitted, so that the production costs are reduced. It also contains the final product much less non-polymeric nitrogen compounds. Will however, the polymeric succinimide derivative prepared using, e.g., cyclohexane in the first stage can be found in the reaction product of the second stage there are considerable amounts of by-products from the cyclohexane and maleic anhydride and the polyamine. Such by-products, when used as a lubricating oil additive, can cause severe corrosion if the lubricating oil is tested, for example, in the "CLR L-38" bearing corrosion test is checked.

Der vorteilhafte Einfluß einer Verwendung von aromatischem Lösungsmittel in der ersten Stufe des Verfahrens der Erfindung geht auch aus der folgenden Tabelle III hervor:The beneficial influence of using aromatic solvent in the first stage of the process of the invention can also be seen from the following table III:

Tabelle IIITable III Einfluß des Lösungsmittels (I.Stufe)Influence of the solvent (1st stage)

Beschickungfeed

(je 100 g Misch-(per 100 g mixed

polymerisat) Cyclohexan Chlorbenzolpolymer) cyclohexane chlorobenzene

Maleinsäureanhydrid, g 8 2,7Maleic anhydride, g 8 2.7

Dicumylperoxid, g 0,3 0,43Dicumyl peroxide, g 0.3 0.43

3-Dimethylaminopropylamin, g 8 1,23-dimethylaminopropylamine, g 8 1,2

Abstreifen von Kein AbstreifenStripping off No stripping

Aminüberschuß von Aminüber-Amine excess of amine excess

bei 215°C und schuß 20 Torrat 215 ° C and shot 20 Torr

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Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel weiter erläutert.The invention is further illustrated by the following example.

Beispielexample

AOO g einer handelsüblichen Lösung, die aus 31 Gew.% eines fithylen/Propylen-Mischpolymerisats (mit einem zur Schmierölverbesserung geeigneten Molekulargewichtsbereich) und Hexan als Lösungsmittel bestand, wurden mit 550 g Chlorbenzol versetzt. Aus dem erhaltenen Gemisch wurden 330 g Lösungsmittel abdestilliert. Es hinterblieb eine Lösung, die 20 Gew.% des Mischpolymerisats in Chlorbenzol enthielt. Nach dem Abkühlen dieser Lösung auf etwa 130 °C wurden ihr 3,35 g Maleinsäureanhydrid und 0,53 g Dicumylperoxid zugesetzt. Das entstandene Gemisch wurde 6 h bei 130 C gehalten. Wie die IR-Spektroskopie einer Probe des Polymerisats, das durch Eingießen in siedendes Aceton ausgefällt wurde, ergab, wäre bei einer Umwandlung in das Succinimid ein Polymerisat mit 0,30 % Stickstoff zu erwarten gewesen. Zu der erhaltenen Lösung wurden 1.116 g eines hochsiedenden, inerten, neutralen Kohlenwasserstofföls als Verdünnungsmittel zugesetzt, und das Chlorbenzol sowie überschüssiges Maleinsäureanhydrid wurden durch Abstreifen bei einer Temperatur von 180 C unter einem Absolutdruck von 0,08 Torr entfernt. Zu 500 g der erhaltenen öllösung wurden sodann bei einer Temperatur von 125 C 0,605 g 3-Dimethylaminopropylamin unter Rühren zugesetzt. Das gerührte Umsetzungsgemisch wurde 2 h bei 125 °C gehalten. Eine Analyse des erhaltenen polymeren Succinimid-Produkts ergab einen Stickstoffgehalt von 0,033 %, was dem auf Grund des eingesetzten Amins theoretisch zu erwartenden Stickstoffgehalt entsprach.AOO g of a commercially available solution, which consists of 31% by weight a ethylene / propylene copolymer (with a molecular weight range suitable for improving lubricating oil) and hexane existed as a solvent, 550 g of chlorobenzene were added. The resulting mixture became 330 g Solvent distilled off. A solution remained which contained 20% by weight of the copolymer in chlorobenzene. After this solution had cooled to about 130 ° C., 3.35 g of maleic anhydride and 0.53 g of dicumyl peroxide were added to it. The resulting mixture was kept at 130 ° C. for 6 hours. Like the IR spectroscopy of a sample of the polymer that was precipitated by pouring into boiling acetone, would be a polymer if converted to the succinimide with 0.30% nitrogen was to be expected. 1,116 g of a high-boiling, inert, neutral were added to the resulting solution Hydrocarbon oil added as a diluent, and the chlorobenzene and excess maleic anhydride were removed by stripping at a temperature of 180 ° C under an absolute pressure of 0.08 torr. Then, 500 g of the obtained oil solution was added at a temperature from 125 C 0.605 g of 3-dimethylaminopropylamine with stirring added. The stirred reaction mixture was held at 125 ° C for 2 hours. An analysis of the polymer obtained Succinimide product gave a nitrogen content of 0.033%, which corresponded to the theoretically expected nitrogen content based on the amine used.

Das polymere Succinimid-Produkt wurde mit einem ähnlichen Produkt, das jedoch unter Verwendung von Cyclohexan statt Benzol als Lösungsmittel hergestellt worden war, ...The polymeric succinimide product was made with a similar product but made using cyclohexane instead Benzene was produced as a solvent ...

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verglichen. Die Ergebnisse dieser Vergleichstests sind in der folgenden Tabelle IV zusammengestellt. Wie diese Testwerte zeigen, sind beide Produkte hinsichtlich der Eigenschaften, Scherstabilität und Reinigungswirkung der Schmieröle gleichwertig.compared. The results of these comparative tests are shown in Table IV below. Like these Test values show that both products are in terms of properties, shear stability and cleaning effect Lubricating oils equivalent.

Tabelle IVTable IV

Additiv hergestellt in Test-Werte Chlorbenzol Cyclohexan Additive manufactured in test values chlorobenzene cyclohexane

Ursprüngl.Viskositat,SUS3) Original viscosity, SUS 3) 426426 397397 bei 37,8 °Cat 37.8 ° C 69,069.0 68,668.6 bei 98,9 °Cat 98.9 ° C ScherstabilitätstestShear stability test FISST (MS-103, 20 Durchläufe)FISST (MS-103, 20 passes) 65,265.2 63,363.3 Viskosität bei 37,8 0CViscosity at 37.8 0 C 3,83.8 5,35.3 bei 98,9 °Cat 98.9 ° C

Verdickung, %Thickening,%

Leistungsverlust bei 98,9 °C 2) 14 20Loss of power at 98.9 ° C 2) 14 20

Pourpoint, °C -42,8 -42,8Pour point, ° C -42.8 -42.8

CCS-Test, cP 1580 1600CCS test, cP 1580 1600

Labor-Schlammtest I 0,4 0,4Laboratory sludge test I 0.4 0.4

" " (BS)II 0,4 0,9"" (BS) II 0.4 0.9

Mit 1,5 Gew.% reinem Additiv in dem vorstehend beschriebenen SchmierölWith 1.5 wt.% Pure additive in the one described above Lubricating oil

2* Die Viskosität des Grundschmieröls bei 98,9°C würde bei dieser Berechnung mit 42,3 SUS angenommen. 2 * The viscosity of the base lubricating oil at 98.9 ° C would be assumed to be 42.3 SUS in this calculation.

' SUS = Saybolt Universal Seconds'SUS = Saybolt Universal Seconds

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-■κ- 2753563- ■ κ- 2753563

In einem anderen Versuch wurde das vorstehende Beispiel anstelle von Chlorbenzol mit Benzol als aromatisches Lösungsmittel für die erste Stufe und ebenfalls unter Verwendung von Dicumylperoxid als Initiator wiederholt. Die Umsetzung wurde bei etwa 130 bis 132 C unter dem Eigendruck und mit ähnlichen Mischungsverhältnissen der Reaktanten wie in dem vorstehenden Beispiel durchgeführt. Wie gefunden wurde, war das erhaltene polymere Succinimid hinsichtlich öllöslichkeit, Scherstabilität und Dispergierwirkung dem unter Verwendung von Chlorbenzol hergestellten Produkt zumindest gleichwertig. In another experiment, the above example was used instead of chlorobenzene with benzene as the aromatic solvent for the first stage and also using dicumyl peroxide as initiator. The implementation was at about 130 to 132 C under the autogenous pressure and with similar mixing ratios of the reactants as in performed in the example above. How was found was the obtained polymeric succinimide in terms of oil solubility, Shear stability and dispersing effect when using product made from chlorobenzene is at least equivalent.

Für das Verfahren der Erfindung wird als Ausgangsmaterial ein Mischpolymerisat von Äthylen und Propylen bevorzugt. Diese Mischpolymerisate eignen sich bekanntlich als Schmieröl-Additive zur Verbesserung des Viskositätsindex. Für diesen Zweck besitzen Mischpolymerisate dieser Art gewöhnlich ein Molekulargewicht von größer als 2.000, meist im Bereich von 5.000 bis 50.000 oder höher. Für das Verfahren der Erfindung können zwar auch Mischpolymerisate von Äthylen mit einem anderen alpha-01efin, wie Buten-1, Penten-1, Hexen-1 oder 4-Methylpenten-1 und ähnlichen eingesetzt werden, jedoch werden Äthylen/Propylen-Mischpolymerisate wegen ihrer Scherstabilität bevorzugt. Sie bestehen gewöhnlich aus 10 bis 90, insbesondere 30 bis 70 Mol-% Äthylen- und 90 bis 10, insbesondere 70 bis 30, Mol-% Propylen-Einheiten.A copolymer of ethylene and propylene is preferred as the starting material for the process of the invention. These Copolymers are known to be suitable as lubricating oil additives for improving the viscosity index. For this Purpose, copolymers of this type usually have a molecular weight of greater than 2,000, usually in the range of 5,000 to 50,000 or higher. For the process of the invention, copolymers of ethylene with a other alpha-olefin, such as butene-1, pentene-1, hexene-1 or 4-methylpentene-1 and the like can be used, however ethylene / propylene copolymers are preferred because of their shear stability. They usually consist of 10 to 90, in particular 30 to 70 mol% of ethylene and 90 to 10, in particular 70 to 30, mol% of propylene units.

Für das Verfahren der Erfindung besonders bevorzugte Ausgangsstoffe sind die amorphen Äthylen/Propylen-Mischpolymerisate, die in der US-PS 3.522.180 beschrieben sind. Sie werden in einer durch Wasserstoff gemilderten Umsetzung bei mittleren Temperaturen und Drucken in Gegenwart eines löslichen Ziegler-Natta-Katalysators hergestellt. Nach der IR-Analyse besitzen sie 20 bis 70 Mol-% Propyleneinheiten, einStarting materials which are particularly preferred for the process of the invention are the amorphous ethylene / propylene copolymers described in US Pat. No. 3,522,180. you will be in a hydrogen-mitigated reaction at medium temperatures and pressures in the presence of a soluble one Ziegler-Natta catalyst produced. After the IR analysis they have 20 to 70 mol% propylene units

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■-»te.■ - »te.

Zahlenmittel-Molekulargewicht von 10.000 bis 100.000 und eine sehr enge Molekulargewichtsverteilung von kleiner als 5, gemessen durch Gel-Permeations-Chromotographie. Für das Verfahren der Erfindung wird ferner als Polyamin-Komponente das 3-Dimethylamino-1-propylamin bevorzugt, es sind aber auch andere Polyamine geeignet.Number average molecular weight from 10,000 to 100,000 and a very narrow molecular weight distribution of smaller than 5 as measured by gel permeation chromatography. For the method of the invention is also used as a polyamine component the 3-dimethylamino-1-propylamine preferred, it however, other polyamines are also suitable.

Zu den geeigneten Polyaminen gehören Verbindungen, die den folgenden Formeln entsprechen:Suitable polyamines include compounds that conform to the following formulas:

(A) R1 (A) R 1

N-R3- NH2,NR 3 - NH 2 ,

R2 R 2

xT N undxT N and

ΧΙ N - R- - NH.ΧΙ N - R- - NH.

d y J dd y J d

B7 B 7

, in denen R1 und R?, gleich oder verschieden, eine C1-C^- Alkylgruppe, R , R, und R_, gleich oder verschieden, eine C bis C,- Alkylengruppe, R. und R , gleich oder verschieden, eine C1 bis C^- Alkylengruppe, X. entweder 0, N, S oder eine CH -Gruppe, falls R^ und R Methylengruppen sind, oder eine CH-Gruppe, falls R und R Methingruppen sind, und X2 entweder 0, N, N-R1, S oder eine CH2~Gruppe darstellen. ...in which R 1 and R ? , identical or different, a C 1 -C ^ - alkyl group, R, R, and R_, identical or different, a C to C, - alkylene group, R. and R, identical or different, a C 1 to C ^ - alkylene group , X. either 0, N, S or a CH group if R ^ and R are methylene groups, or a CH group if R and R are methine groups, and X 2 is either 0, N, NR 1 , S or a Represent CH 2 group. ...

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«ο«Ο

Beispiele für der Formel A entsprechende Polyamine sind: 3-Dimethylamino-i-propylamin; 2-Dimethylamino-i-äthylamin; 4-Dimethylamino-1-butylamin und 3-Dimethyl-1-isopropylamin. Beispiele für Polyamine nach Formel B sind: 2-Aminopyridin und Aminopyrazin. Beispiele für Polyamine der Formel C sind: N-(3-Aminopropyl)-morpholin, N-(3-Aminopropyl)-imidazol und N-(2-Aminoäthyl)-pyrrolidin. Weitere geeignete Polyamine sind in den US-PSen 3.329.658 und 3.449.250 beschrieben.Examples of polyamines corresponding to formula A are: 3-dimethylamino-i-propylamine; 2-dimethylamino-i-ethylamine; 4-dimethylamino-1-butylamine and 3-dimethyl-1-isopropylamine. Examples of polyamines according to formula B are: 2-aminopyridine and aminopyrazine. Examples of polyamines of the formula C are: N- (3-aminopropyl) -morpholine, N- (3-aminopropyl) -imidazole and N- (2-aminoethyl) pyrrolidine. Other suitable polyamines are described in U.S. Patents 3,329,658 and 3,449,250.

Wie bereits erwähnt wurde, soll die erste Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens in Gegenwart eines vorzugsweise aromatischen Lösungsmittels bei annähernd 80 bis 130 C durchgeführt werden. Auch die weitere Umsetzung des in der ersten Stufe erhaltenen Zwischenprodukts mit dem Polyamin kann bei einer Temperatur von etwa 80 bis 130 C, jedoch auch darüber oder darunter, erfolgen. In beiden Stufen laufen die Reaktionen bis zum vollständigen Umsatz des jeweiligen polymeren Einsatzprodukts ab. In der zweiten Stufe wird als schwerflüchtiges Verdünnungsmittel vorzugsweise eine hochsiedende Mineralöl- oder insbesondere Schmierölfraktion zugesetzt, so daß man als Umsetzungsprodukt eine Lösung des polymeren Succinimid-Derivats in diesem Schmieröl erhält, die als Additivkonzentrat zur Herstellung von Schmierölforraulierungen unmittelbar verwendet werden kann.As already mentioned, the first stage of the invention Process carried out in the presence of a preferably aromatic solvent at approximately 80 to 130.degree will. The further reaction of the intermediate product obtained in the first stage with the polyamine can also be carried out at a temperature of about 80 to 130 C, but also above or below, take place. The reactions run in both stages until the respective polymeric feedstock has been completely converted. In the second stage, the low-volatility diluent is preferably a high-boiling diluent Mineral oil or especially lubricating oil fraction added so that a solution of the polymer is used as the reaction product Succinimide derivative in this lubricating oil is used as an additive concentrate for the production of lubricating oil molds can be used immediately.

Wie ebenfalls bereits geschildert wurde, werden in der ersten Stufe des Verfahrens aromatische Lösungsmittel bevorzugt, da sich cycloaliphatische Lösungsmittel, wie Cyclopentan, Methylcyclohexan und Cyclohexan als zu reaktiv erwiesen haben. Für die erste Stufe werden halogenierte Aromaten, wie Chlorbenzol, besonders bevorzugt.As has also already been described, aromatic solvents are preferred in the first stage of the process, since cycloaliphatic solvents such as cyclopentane, methylcyclohexane and cyclohexane have proven to be too reactive. Halogenated aromatics, such as chlorobenzene, are particularly preferred for the first stage.

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Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten polymeren Succinimid-Derivate können den insbesondere mineralischen Schmierölen von Kraftfahrzeugen in Anteilen von 0,05 bis 10 Gew.% als Additive zugesetzt werden. Anteile dieser Additive im Bereich von 0,5 bis 2,5 bis zu etwa 3 bis 4 Gew.% im Schmieröl reichen gewöhnlich dazu aus, den Schmierölen Scherstabilität, verbesserten Viskositätsindex und erhöhte Reinigungswirkung zu verleihen. In den erfindungsgemäß hergestellten Additiven soll der Stickstoffgehalt 0,02 bis 1,0, vorzugsweise 0,2 bis 0,3 Gew.% betragen.The polymeric succinimide derivatives prepared by the process of the invention can, in particular, be mineral Lubricating oils of motor vehicles in proportions of 0.05 to 10% by weight are added as additives. Proportions of this Additives in the range from 0.5 to 2.5 up to about 3 to 4% by weight in the lubricating oil are usually sufficient to provide the lubricating oils with shear stability, improved viscosity index and increased To give cleaning effect. In the additives produced according to the invention, the nitrogen content should be 0.02 to 1.0, preferably 0.2 to 0.3 wt.%.

Zur bequemeren Herstellung von gebrauchsfertigen Schmierölformulierungen kann man jedoch auch aus den erfindungsgemäß erhaltenen polymeren Succinimid-Derivaten zunächst Konzentrate in einem Schmieröl herstellen, etwa einem leichten Schmieröl mit einer Viskosität von 75 bis 300 SUS ( Saybolt Universal Seconds) bei 37,8 °C. Solche Additiv-Konzentrate können 5 bis 30, insbesondere etwa 10 bis 15 Gew.% des polymeren Succinimid-Derivats enthalten.For more convenient preparation of ready-to-use lubricating oil formulations however, the polymeric succinimide derivatives obtained according to the invention can also initially be used to produce concentrates in a lubricating oil, such as a light lubricating oil with a viscosity of 75 to 300 SUS (Saybolt Universal Seconds) at 37.8 ° C. Such additive concentrates can contain 5 to 30, in particular about 10 to 15% by weight of the polymer Succinimide derivative included.

80982 7/062680982 7/0626

Claims (10)

PatentansprücheClaims / r. Verfahren zur Herstellung eines Succinimid-Derivats von Mischpolymerisaten des Äthylens mit einem alpha-Olefin, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat von Äthylen und dem alpha-Olefin mit Maleinsäureanhydrid in Gegenwart eines Freie Radikale liefernden Initiators und in Gegenwart eines Verdünnungsmittels zu einem Succinsäureanhydrid-Derivat des Mischpolymerisats umgesetzt wird und dieses Derivat nach Zusatz eines schwerflüchtigen, inerten, flüssigen Verdünnungsmittels und nach Abtrennung von restlichem Maleinsäureanhydrid sowie Verdünnungsmittel aus dem Umsetzungsgemisch der ersten Stufe mit einem Polyamin von der Formel/ r. Process for the production of a succinimide derivative from copolymers of ethylene with an alpha-olefin, characterized in that the copolymer of ethylene and the alpha-olefin with maleic anhydride in the presence of a free radical initiator and in the presence of a diluent a succinic anhydride derivative of the copolymer is reacted and this derivative after the addition of a low-volatility, inert, liquid diluent and after Separation of residual maleic anhydride and diluents from the reaction mixture of the first Stage with a polyamine of the formula R1 R 1 N - R_ - NHN - R_ - NH 5, 5 , , oder, or R6 R 6 ^NR- NH2 ^ NR- NH 2 809827/0626809827/0626 , in denen R und R, gleich oder verschieden, eine C1 - C^ - Alkylgruppe, R , R, und R , glach oder verschieden, eine C ^ - C^ - Alkylengruppe, R und R , gleich oder verschieden, eine C bis C^-Alkylengruppe, X1 entweder 0, N, S oder eine CH -Gruppe, falls R, und R Methylengruppen sind, oder eine CH-Gruppe, falls R, und R Methingruppen sind, und X? entweder 0, N, N-R1, S oder eine CH-Gruppe darstellen, zum Succinimid-Derivat des Λ thylen/alpha-Olefin-Mischpolymerisats weiter umgesetzt wird., in which R and R, identical or different, a C 1 - C ^ - alkyl group, R, R, and R, flat or different, a C ^ - C ^ - alkylene group, R and R, identical or different, a C to C ^ -alkylene group, X 1 either 0, N, S or a CH group if R and R are methylene groups, or a CH group if R and R are methine groups, and X ? represent either 0, N, NR 1 , S or a CH group, is further reacted to the succinimide derivative of the Λ ethylene / alpha-olefin copolymer. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mischpolymerisat von Äthylen mit Propylen eingesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that a copolymer of ethylene with propylene is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung des eingesetzten Mischpolymerisats mit Maleinsäureanhydrid in Gegenwart eines aromatischen Lösungsmittels, insbesondere Benzol oder Chlorbenzol·, erfol·gt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that that the reaction of the copolymer used with maleic anhydride in the presence an aromatic solvent, especially benzene or chlorobenzene. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung des eingesetzten Mischpoiymerisats mit dem Maleinsäureanhydrid bei 80 bis 130 0C erfolgt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the reaction of Mischpoiymerisats used is carried out with the maleic anhydride at 80 to 130 0 C. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennz eichnet, daß die Umsetzung des Mischpolymerisats mit dem Maleinsäureanhydrid in Gegenwart eines Peroxid-Initiators, insbesondere Dibenzoyl- oder Dicumylperoxid , erfolgt.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the reaction of the copolymer with the maleic anhydride in the presence of a peroxide initiator, in particular dibenzoyl or dicumyl peroxide, takes place. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem in der ersten 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that in the first 809827/0626809827/0626 Stufe erhaltenen Umsetzungsgemisch als inertes Verdünnungsmittel eine hochsiedende Erdöl- oder Schmierölfraktion zugesetzt wird.Step reaction mixture obtained as an inert diluent is a high-boiling petroleum or lubricating oil fraction is added. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet, daß als Polyamin das 3-Dimethylamino-1-propylamin, 2- Aminopyridin oder N- (3-Aninopropyl) -morpholin eingesetzt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the polyamine is 3-dimethylamino-1-propylamine, 2-aminopyridine or N- (3-aninopropyl) morpholine is used. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischpolymerisat-Derivat mit dem Polyamin in einem solchen Verhältnis umgesetzt wird, daß das Succinimid-Derivat 0,02 bis 1,0, insbesondere 0,2 bis 0,3, Gew.% Stickstoffanteil aufweist.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the copolymer derivative is reacted with the polyamine in such a ratio that the succinimide derivative 0.02 to 1.0, in particular 0.2 to 0.3% by weight nitrogen content. 9. Schmieröl, das aus einem schmierwirksamen öl, insbesondere einem Erdöldestillat, als Hauptbestandteil sowie gegebenenfalls kleinen Anteilen üblicher Additive und Zusatzstoffe besteht, dadurch gekennzeichnet, daß es das nach den Ansprüchen 1 bis 8 hergestellte Succinimid-Derivat enthält.9. Lubricating oil, which consists of a lubricating oil, in particular a petroleum distillate, as the main component and optionally consists of small proportions of conventional additives and additives, characterized in that it the succinimide derivative prepared according to claims 1 to 8 contains. 10. Schmieröl nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Anteil von 0,05 bis 10, insbesondere 0,5 bis 2,5, Gew.% des Succinimid-Derivats.10. Lubricating oil according to claim 9, characterized by a proportion of 0.05 to 10, in particular 0.5 to 2.5% by weight of the succinimide derivative.
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