DE669401C - Schmieroel - Google Patents

Description

Gegenstand des Patents sind Verbesserungen an Schmierölen, die gebrauchsmäßig höheren Temperaturen ausgesetzt sind, wie dies z. B. in Automobilmotoren und anderen Maschinen mit innerer Verbrennung der Fall ist. Die Verbesserungen betreffen die Erhöhung der Beständigkeit der Schmieröle unter den Betriebsbedingungen solcher Motoren, und zwar durch Zusatz von metallorganischen Verbindungen.

Es ist bekannt, metallorganische Verbindungen, z.B.Blei- oder Zinnalkyl- oder -arylverbindungen, wie Tetraäthylblei oderTetraphenylzinn, als Mittel gegen die Schlammbildung den Schmierölen, Schmierfetten, Transformatorenölen o. dgl. zuzusetzen. Die Metalle dieser zuzusetzenden metallorganischen Verbindungen gehören in der Hauptsache der Gruppe 4b des periodischen Systems der Elemente an.

Es wurde nun gefunden, daß die Wirkung in noch höherem Maße den Aryl- und Alkylverbindungen der Metalle in der rechten Spalte der zweiten Gruppe des periodischen Systems zukommt. Unter dem Begriff »metallorganisch« sollen solche Verbindungen verstanden werden, bei denen das Metallatom unmittelbar mit mindestens einem Kohlenstoffatom eines organischen Restes verbunden ist, der außer dem an Kohlenstoff gebundenen Wasserstoff noch andere Elemente, wie Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel, Chlor oder andere Metalloide oder Gruppen, Oxy- oder Aminogruppen, enthalten

kann. Der organische Rest kann aliphatisch, aromatisch oder gemischt aliphatisch-aromatisch sein.

Unter den Metallen der rechten Spalte der Gruppe 2 bildet Quecksilber ganz besonders geeignete metallorganische Verbindungen. Aber auch der Einfluß des organischen Restes ist von gleicher Wichtigkeit. Im allgemeinen sind Arylverbindungen wirksamer als die Alkylverbindungen, wirksam sind aber mehr oder weniger beide.

Die Alkylverbindungen, wie Äthyl-, Methyl-, Propyl- oder Butylverbindungen mit gerader oder verzweigter Kette sind vorzugsweise brauchbar an solchen Stellen, wo Temperaturen von 200° und höher auftreten. Die Verbindungen mit cyclischen Resten, wie Phenyl-, Naphthyl- oder Anthrylverbindungen, sind dagegen im allgemeinen wichtiger, weil sie sowohl bei niedrigeren Temperaturen um 100 bis 150⁰, wie bei höheren Temperaturen um 2oo° und darüber größere Wirkung aufweisen. Die alkylierten aromatischen Reste, z. B. Tylyl- a- und ß-, n- oder Isopropyl-

naphthyl, primäres oder sekundäres HexylnaphthyU oder -anthryl, sind besonders brauchbar, doch geben auch die arylsubstituierten aliphatischen Reste, wie Benzyl- od Diphenylmethyl, gute Resultate. In ^

Fällen kann es zweckmäßig sein, zur |^ rung der Löslichkeit Verbindungen mit alky* lierten Arylresten statt mit nicht alkylierten zu verwenden. An sich sind die Verbindungen dieser Klasse in Kohlenwasserstoffen schon gut löslich und werden im übrigen ja nur in sehr kleinen Mengen den Schmierölen zugesetzt.

In den zur Verwendung gelangenden metallorganischen Verbindungen können die organischen Reste gleich sein, wie in Ditolylquecksilber, Diäthylcadmium oder Dikresylcadmium oder verschieden, wie in Diphenyläthylzink oder Kresylphenylzink. Eine oder mehrere Wertigkeiten des Metalls können auch an Wasserstoff- oder andere nicht metallische Atome oder Atomgruppen, wie Chlor, Brom, Sauerstoff, Schwefel) Thiocyan oder als Nitrat oder Acetat gebunden sein.

Für manche Zwecke sind metallorganische Verbindungen der in Frage kommenden Art" gut brauchbar, wie Quecksilberphenylacetat, Cadmiumdiphenylnaphthenat, Kresylzinkchlorid oder -bromid oder die entsprechenden Acetate, Sulfide, Selenide, Telluride oder Polysulfide. Diese Verbindungen, die die metallorganische Bindung aufweisen, sind für den vorliegenden Zweck besser und mit größerem Erfolg verwendbar als die gewöhnliehen Metallseifen oder -salze, solange und soweit sie in den ■ Kohlenwasserstoffölen genügend löslich sind.

Wenn auch über den Zusammenhang und die inneren Vorgänge der Wirkung dieser Zusätze zu dem Schmieröl sich Schlüssiges nicht aussagen läßt, so läßt sich empirisch

. feststellen, daß also diese Stoffe im höheren oder geringeren Maße die Neigung der Öle, Schlamm abzusetzen, vermindern. Wahr-S scheinlich werden die unter irgendwelchen Einflüssen aus dem Öl gebildeten, als Schlamm oder Schleim sich absetzenden Stoffe in Lösung oder wenigstens in haltbarer Dispersion im Öl gehalten und ihr x\bsetzen erschwert oder verhindert.

Wie oben bemerkt, haben die besprochenen ₍"%usatzmittel allgemein die Eigenschaft, die ^chleimbildung bzw. -abscheidung zu behin-"~*firn, aber die Größe der Wirkung ist bei den ■"'einzelnen Verbindungen verschieden. Es wurde beobachtet, daß ζ. Β. solche Verbindungen, die keine Arylgruppen enthalten, die /0 Oxydationsneigung des Öles bei niedrigen Temperaturen, etwa bei 100 bis 150°, steigern, dagegen bei höherer Temperatur, z. B. bei 200 bis 250°, die Oxydation sehr wirksam verzögern. Die Verbindungen mit Aryl- oder substituierten Arylresten vermögen dagegen die Oxydation auf dem gesamten Temperaturgebiet wirksam zu verzögern.

Die Mengen, in denen die Zusatzstoffe, wie Ditolylquecksilber, verwendet werden, sind nur gering. Schon 0,01 bis 0,02 °/o haben merklich Wirkung. Im allgemeinen ist es aber vorzuziehen, einen Zusatz von 0,2 °/o zu verwenden. Eine Steigerung auf 0,5 % ist nur in seltenen Fällen notwendig.

Die beschriebenen Zusatzstoffe wirken in den verschiedensten Mineralölpunkten mit oberhalb desjenigen von Leuchtöl liegenden Siedepunkten, gleichgültig, ob sie paraffinischen oder naphthenischen Ursprungs sind, ob sie von gemischten Rohölen stammen oder ob diese mittels Ton durch Extraktion mif Lösungsmitteln, durch Hydrierung mit oder ohne Spaltung oder mittels Schwefelsäure auf Weißöl raffiniert sind.

Da sich die Neigung der Öle zur Schlammbildung aber nicht ganz und gar beseitigen läßt, ist es in manchen Fällen ratsam, den Ölen neben den metallorganischen Verbindungen noch Stoffe zuzusetzen, die die Eigenschaft haben, abgeschiedenen Schlamm in Dispersion zu halten.

Beispiel

Ein hochraffiniertes Schmieröl mit einer Viscosität von 3⁰E. bei ioo° wurde mit dem gleichen Öl, dem 0,05% Ditolylquecksilber zugesetzt sind, einer Reihe von Prüfungen unterworfen.

Sligh-Probe (24 Stunden) .

Oxydation.

Schlammbildung im Motor
Kegelprobe

Öl ohne Zusatz

4.7%
103 — 213 — 107

I—I—I—1—2
0,48

Öl mit 0,05 % Ditolylquecksilber

2,8%
42 —190

I 2 2 — 4

Die Sligh-Probe wurde nach der Methode durchgeführt, wie sie in Proc. Am. Soc. for Testing Materials, 1924, Band 24, Teil II,

S. 964, veröffentlicht ist, nur daß die Prüfung 24 Stunden lang statt 2 Stunden durchgeführt wurde. Zum Vergleich wurde die gleiche

Prüfung mit demselben Schmieröl unter Verwendung von 0,2 °/₀ Tetraphenylblei an Stelle 0,05 °/o Ditolylqtiecksilber. Es wurden Jj&r Sligh-Test, die Oxydationsneigung und *äf Kegeltest in der gleichen Weise durchgeführt wie oben im Beispiel. Folgende Zahlen wurden erhalten:

Sligh-Test (24 Stunden) / 12,0

Oxydation 232

Kegelprobe 0,35

hoch — sehr hoch

Diese Zahlen zeigen, daß trotz der 4fachen . Zusatzmenge gegenüber dem Beispiel durch die Bleiverbindungen keine Verbesserungen des Sligstestes und des Oxydationsgrades erreicht wird, während der Kegeltest eine leichte Verbesserung zeigt.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Schmieröl aus einem Kohlenwasserstoff mit hohem, oberhalb· des von Leuchtöl liegendem Siedepunkt und darin gelösten metallorganischen Verbindungen, gekennzeichnet durch den Zusatz geringer Mengen öllöslicher metallorganischer Verbindungen von Metallen aus der rechten Spalte der zweiten Gruppe des periodischen Systems, wie Quecksilber, in denen mindestens ein aliphatisdier, aromatischer oder gemischt aliphatisch-aromatischer Kohlenwasserstoffrest, in dem gegebenenfalls Wasserstoffatome durch Gruppen, wie Hydroxyl- oder Aminogruppen, substituiert sein können, unmittelbar an dieses Metallatom gebunden ist.
2. 2. Schmieröl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der metallorganischen Verbindung außer dem oder den Kohlenwasserstoffresten noch andere Elemente oder Reste an das Metallatom gebunden sind.