DE69008335T2

DE69008335T2 - Ölzusammensetzung.

Info

Publication number: DE69008335T2
Application number: DE69008335T
Authority: DE
Inventors: Osamu Kato; Junichi Kubo
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1989-10-05
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2010-10-05
Also published as: WO1991005032A1; DE69008335D1; CA2042604A1; EP0447558A1; EP0447558B1; EP0447558A4; US5362375A; JPH03122194A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Ölzusammensetzungen und insbesondere auf eine Zusammensetzung, die im wesentlichen frei von Alterung durch Wärmeeinfluß und von kohlenstoffhaltiger Ablagerung bei hohen Temperaturen und auch in oxidierender Umgebung ausreichend alterungsbeständig ist. Die Ölzusammensetzung eignet sich für den Einsatz als Schmieröl, Wärmeträgeröl, Wärmebehandlungsöl, Funkenerosionsöl oder dergleichen.
Schmieröle, Wärmeträgeröle, Wärmebehandlungsöle und Funkenerosionsöle werden in verschiedenen Industriebereichen in großem Umfang eingesetzt. Bei diesen bekannten Ölen traten jedoch insofern große Bedenken auf, als diese nach Wärmeeinwirkung und Einfluß durch eine oxidierende Umgebung zum Altern bzw. zur Qualitätsverschlechterung neigen.
Öl der vorgenannten Art neigt zur thermischen Alterung bei kohlenstoffhaltigen Ablagerungen und auch unter Ausfällung von Schlamm in einigen Fällen, da es häufig hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Darüberhinaus denaturiert das Öl unter Oxidation und altert, was zur Bildung von saurem Material führt, wodurch es zur Korrosion von Metallen kommt, während außerdem Oxidmaterial polykondensiert wird, was zur Schlammablagerung führt. Im Bemühen, diese Neigung des Öls zur thermischen und oxidativen Alterung zu beseitigen, wurden eine Reihe von Antioxidantien vorgeschlagen, die sich jedoch alle in gewisser Weise wirkungsarm oder unzureichend erwiesen haben. Bisher wurden keine Antioxidantien bekannt, die sich für alle praktischen Zwecke eignen.
In den meisten Fällen kommt es deswegen zur Alterung bzw. Qualitätseinbuße des vorstehend genannten Öls, weil sowohl Erwärmungsals auch Oxidationsfaktoren miteinander vermischen, statt nur allein aufzutreten. Diese bekannten Antioxidantien haben den Nachteil, daß ihre Wärmewiderstandsfähigkeit zu niedrig ist, um einen Einsatz bei erhöhten Temperaturen zu gewährleisten.
Es wurden nun Forschungsarbeiten durchgeführt, um zu der Erfindung auf der Grundlage der Erkenntnis zu gelangen, daß bei Ölzusammensetzungen bei Vermischung mit einer bestimmten speziellen Art einer Ölfraktion eine Alterung durch Wärmeeinfluß und unter Oxidation verhindert werden kann.
In der US-PS A-3 318 799 wird eine Ölzusammensetzung beschrieben, für die beansprucht wird, daß sie einer Oxidation gegenüber höhere Widerstandsfähigkeit aufweist, und welche ein mineralisches Grundöl in größerer Menge und 1 - 5 Gew.% hydrierten schweren Kreislauf-Gasöls enthält, das durch katalytische Aufspaltung einer Erdölfraktion gewonnen wurde.
Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, eine Ölzusammensetzung zu schaffen, die sich durch Oxidationsstabilität auszeichnet, wobei der Anteil kohlenstoffhaltiger Substanzen auf einem absoluten Mindestwert gehalten wird.
Erfindungsgemäß ist eine Ölzusammensetzung vorgesehen, die aus folgendem besteht:
(a) 100 Gewichtsanteilen eine Grundöls, das aus der Gruppe gewählt ist, die aus einem mineralischen Grundöl, einem synthetischen Grundöl und einem Gemisch aus beidem; besteht; und
(b) 0,1 bis 20 Gewichtsanteilen einer Ölfraktion, deren Siedepunkt zwischen 160 ºC und 550 ºC liegt und aus der Gruppe gewählt ist, die aus (I) einem hydrierten Pech, das durch primäre Wärmebehandlung und Hydrieren eines von Erdöl abgeleiteten Schweröls gewonnen wurde, (II) einem Öl, das durch sekundäre Wärmebehandlung des hydrierten Pechs gewonnen wurde, und (III) einem Gemisch aus (I) und (I) besteht.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei der eingesetzten Fraktion um ein Öl, das aus hydriertem Pech gewonnen und unter Sieden bei einer Temperatur zwischen 160 ºC und 550 ºC hergestellt wird, wobei das Pech durch primäre Wärmebehandlung und Hydrierung eines von Erdöl abgleiteten Schweröls gewonnen wurde, oder um ein Öl, das durch sekundäre Wärmebehandlung des hydrierten Pechs und durch Sieden bei einer Temperatur zwischen 160 und 550 ºC gewonnen wurde. Das sich dabei ergebende hydrierte Pech ist von der Art, daß es in hohem Maße Wasserstoff abgibt.
Die erfindungsgemäße Ölzusammensetzung weist die folgenden charakteristischen Merkmale auf:
1. Es ist im wesentlichen frei von Alterungserscheinungen bzw. Qualitätseinbuße unter Wärmeeinfluß und von kohlenstoffhaltiger Ablagerung bei hohen Temperaturen.
2. In oxidierender Atmosphäre ist es ausreichend alterungsbeständig.
3. Bei Verwendung in Industrieschmierfetten ist es gegenüber oxidativer Alterung gut widerstandsfähig.
4. Bei Einsatz in der Funkenerosionsbearbeitung fällt am wenigsten kohlenstoffhaltiges Material an.
Dies bedeutet, daß die Ölzusammensetzung als Schmieröl, Wärmeträgeröl, Wärmebehandlungsöl oder Funkenerosionsöl gute Akzeptanz findet.
Fir. 1 bis 3 zeigen schematisch eine bestimmte Vorrichtung, die zur Untersuchung und Prüfung der erfindungsgemäßen Ölzusammensetzung eingesetzt wird, wobei Fig. 1 sich auf ein Wärmestabilitätsprüfgerät bezieht, wie es für das erfindungsgemäße Beispiel 1 eingesetzt wird, Fig. 2 sich auf einen für das erfindungsgemäße Beispiel 2 eingesetzten Platten-Verkokungsprüfer bezieht, und Fig. 3 eine bei dem erfindungsgemäßen Beispiel 3 eingesetzte Funkenerosionsmachine zeigt.
Grundöle als Bestandteile (a), die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung in Frage kommen, sind mineralische oder synthetische Öle und werden allgemein für Schmieröle, Wärmeträgeröle, Wärmebehandlungsöle und Funkenerosionsöle eingesetzt.
Mineralische Grundöle können unter einer oder mehreren Fraktionen gewählt werden, die sich beim Raffinieren von Ölschnitten ergeben, beispielsweise unter Lösungsmittel-Entasphtaltierung, Lösungsmittel-Extraktion, Lösungsmittel-Entparaffinierung, Hydrospaltung, Hydrieraffinierung, Bleicherdebehandlung und Schwefelsäurebehandlung in Kombination, wobei die Schnitte durch Destillation des Rohöls unter atmosphärischem Druck oder Unterdruck herbeigefürt werden. Zu den synthetischen Grundölen gehören α-Olefinoligomere, beispielsweise normales Paraffin, Isoparaffin, Polybutylen, 1-Decylen-Oligomere und dergleichen, Alkylbenzole wie Monoalkylbenzol, Dialkylbenzol, Polyalkylbenzol und dergleichen, Alkylnaphthaline, beispielsweise Monoalkylnaphthalin, Dialkylnaphthalin, Polyalkylnaphthalin und dergleichen, Diester wie Di-2-Ethylhexylsebacat, Dioctyladipat, Diisodecyladipat, Ditridecyladipat, Ditridecylglutarat und dergleichen, Polyolester wie zum Beispiel Trimethylolpropancaprylat, Trimethylolpropan- Pelargonat, Pentaerythritol-2-Ethylhexanoat, Pentaerythritol-Pelargonat und dergleichen, Polyglykole, beispielsweise Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Polypropylenglokol-Monoether und dergleichen, Polyphenylester, Tricresylphosphate sowie Silikonöle, entweder für sich oder in Gemischen hiervon
Diese mineralischen und synthetischen Grundöle können bei der praktischen Umsetzung der Erfindung bei Bedarf beigemischt werden.
Ein erfindungsgemäßes Grundöl kann vorzugsweise eine kinematische Viskosität von 1 x 10&supmin;&sup6; bis 5 x 10&supmin;&sup4; m²/s (10 bis 500 cst) bei 40 ºC bei Verwendung in einem Schmieröl, Wärmeträgeröl oder Wärmebehandlungsöl, sowie von 1,4 x 10&supmin;&sup5; bis 3,5 x 10&supmin;&sup6; m²/s (1,4 bis 3,5 cst) bei 40 ºC bei Verwendung in einem Arbeitsöl zur Funkenerosion aufweisen.
Es hat sich gezeigt, daß einige der vorgenannten Grundöle polyzyklische aromatische Verbindungen enthalten, die als Wasserstoffspender dienen. Experimente haben jedoch bestätigt, daß solche aromatischen Verbindungen in zu geringem Gehalt vorliegen, um eine Wasserstoffabgabe im gewünschten Umfang zu erzielen.
Hydrierte Peche wie die erfindungsgemäßen Bestandteile (b) sollten erheblich Wasserstoff in ausreichender Menge abgeben, um kohlenstoffhaltige Substanzen bzw. Polymersubstanzen einzufangen, die unter Umständen bei hohen Temperaturen aus dem Grundöl freigesetzt werden. Auch sollte der Bestandteil (b) Wasserstoff erzeugen, um das Grundöl ohne weiteres gegenüber einer Ausbreitung eines Oxidationsvorgangs in einer oxidierenden Atmosphäre abzuschließen.
Das hydrierte Pech bzw. der Bestandteil (b) kann in einer Menge von 0,1 bis 20 Gewichtsanteilen, vorzugsweise zwischen 1 und 15 Gewichtsanteilen und noch besser 1 und 10 Gewichtsanteilen, ganz besonders bevorzugt von 2 bis 8 Gewichtsanteilen zugesetzt werden, bezogen auf 100 Gewichtsanteile des Grundöls bzw. des Bestandteils (a). Zur Formulierung des erfindungsgemäß vorgesehenen Bestandteils (b) sollte natürliche die Komponente (b) vom qualitativen und auch vom quantitativen Stanpunkt aus so gewählt werden, daß sie der fertigen Zusammensetzung verschiedene wichtige Eigenschaften verleiht, die bei Verwendung als Schmieröl, Wärmeträgeröl, Wärmebehandlungsöl oder Funkenerosionsöl erforderlich sind.
Der Bestandteil (b) hat sich nun als Ölfraktion erwiesen, die aus einem hydrierten Pech gewonnen und bei einer Temperatur zwischen 160 ºund 550 ºC destilliert wurde, das durch primäre Wärmebehandlung und Hydrierung eines aus Erdöl oder Kohle stammenden Schweröls gewonnen wird, und/oder als eine Ölfraktion, die sich bei der sekundären Wärmebehandlung des hydrierten Pechs unter Sieden bei einer Temperatur zwischen 160 und 550 ºC bildet.
Zu den aus Erdöl abgeleiteten Schwerölen zur Verwendung in der Komponente (b) gehören Schweröl mit einem Siedepunkt über 200 ºC, das durch Dampfaufspaltung bzw. katalytische Aufspaltung von Erdölen, Kreislauf-Leichtöl (LCO) und Kreislauf-Schweröl (HCO) erhalten wird. Derartiges Schweröl mit einem Siedepunkt oberhalb 200 ºC entsteht aus Fraktionen mit einem Siedepunkt zwischen 200 und 450 ºC, wie sie als Nebenprodukt bei der Gewinnung von Ethylen, Propylen und anderen Olefinen durch Dampaufspaltung von Naptha, kerosin oder Leichtöl, üblicherweise bei Temperaturen zwischen 700 und 1200 ºC, anfallen. Ein anderes Schweröl (DCO) mit einem Siedepunkt über 200 ºC stammt aus Fraktionen mit Siedepunkten zwischen 200 und 450 ºC, die bei der Gewinnung von Benzin und anderen Leichtölen durch katalytische Aufspaltung von Kerosin, Leichtöl oder Topped Crude in Gegenwart eines in natürlicher Form vorkommenden oder synthetisch vorliegenden Kieselerde-Tonerde-Katalysators oder eines Zeolitkatalysators bei Temperaturen zwischen 450 und 550 ºC und bei einem Druck zwischen atmosphärischem Druck und 1,96 x 10 &sup6; N/m² (20 kg/cm²g) als Nebenprodukt anfallen.
Zu den Schwerölen aus Kohle, die ebenfalls zur Verwendung bei der Komponente (b) geeignet sind, gehören Kohlenteer und dessen Destillationsprodukte wie Kresotöl mit einem Siedepunkt über 200 ºC.
Die vorgenannten erfindungsgemäßen Schweröle werden einer primären Wärmebehandlung bei Temperaturen zwischen 350 und 480 ºC unterzogen, vorzugsweise zwischen 380 und 450 ºC, sowie bei einem Druck zwischen 2 x 10&sup5; und 4,9 x 10&sup6; N/m² (2 bis 50 kg/cm²), vorzugsweise zwischen 5 x 10&sup5; und 3,9 x 10&sup6; N/m² (5 bis 40 kg/cm²), und zwar 15 Minuten bis 20 Stunden lang. Das daraus resultierende Pech wird normalerweise bei ca. 40 bis 150 ºC weich. In diesem Fall können bei Bedarf Leichtölfraktionen beispielsweise durch Destillieren herausgelöst werden. Anschließend wird der Teer in Gegenwart eines geeigneten Hydrierkatalysators hydriert, z.B. eines Katalysators, der aus einer Katalysatorkomponente aus der Gruppe, die ein Metall aus der Gruppe IB wie Kupfer, ein Metalls aus der Gruppe VIB wie Chrom oder Molybdän, oder ein Metall aus der Gruppe VIII wie Kobalt, Nickel, Palladium oder Platin in Form eines Sulfids oder Oxids enthält, sowie aus einem anorganischen Träger wie Bauxit, Aktivkohle, Diatomeenerde, Zeolit, Silikat, Titandioxid, Zirkon, Tonerde oder Silikagel besteht.
Auch wenn sich die Hydrierbedingungen je nach der Art des eingesetzten Katalysators verändern, werden sie in der Regel auf eine Temperatur zwischen 120 und 450 ºC, vorzugsweise von 200 bis 380 ºC, und einen Druck von 2 x 10&sup6; bis 1,7 x 10&sup7; N/m²g (20 bis 180 kg/cm²g), vorzugsweise zwischen 3,9 x 10&sup6; bis 1,5 x 10&sup7; N/m²g (40 bis 150 kg/cm²g), bei einer Zeitdauer zwischen 0,5 bis 3 Stunden Chargenprozeß bzw. auf eine stündliche Fließgeschwindigkeit im Raum (LHSV) von 0,1 bis 3,0, vorzugsweise 0,2 bis 1,5, im Durchlaufbetrieb eingestellt.
Die aromatischen Kerne der aromatischen Kohlenwasserstoffe in der Schwerölfraktion werden während der Reaktion mit einer Rate von 10 bis 85%, vorzugsweise zwischen 20 und 70%, teilweise hydriert. Diese Hydrierungsrate wird durch die folgende Gleichung definiert, in welcher die Zahl der Kohlenstoffatome in den aromatischen Ringe nach ASTM D-2140-66 bestimmt ist:
R = A - B/A
wobei: R = Hydrierrate
A = Anzahl der Kohlenstoffatome im aromatischen Ring vor Hydrierung
B = Anzahl der Kohlenstoffatome im aromatischen Ring nach Hydrierung
Das sich dabei ergebende hydrierte Pech weist in der Regel einen Erweichungspunkt zwischen 10 und 80 ºC auf und kann als solches als Komponente (b) eingesetzt werden, oder es kann vorzugsweise weiter destilliert werden, um Fraktionen zu erhalten, deren Siedepunkt zwischen 160 und 550 ºC liegt, vorzugsweise zwischen 200 und 550 ºC, und die dann als Bestandteil (b) eingesetzt werden.
Das auf diese Weise hydrierte Pech kann weiterhin einer sekundären Wärmebehandlung unterzogen werden, bei der man Fraktionen mit einem Siedepunkt zwischen 160 und 550 ºC, vorzugsweise zwischen 200 und 500 ºC, erhält. Die sekundäre Wärmebehandlung wird dadurch durchgeführt, daß das hydrierte Pech durch gasförmigen oder dampfförmigen Stickstoff, Argon, Helium, Xenon oder ein ähnliches dem Pech gegenüber inertes Gas unter atmosphärischem Druck oder bei Unterdruck von rund 13,32 bis 66,600 N/m² (0,1 bis 500 mm Hg) und bei einer Temperatur zwischen 350 und 450 ºC, vorzugsweise 370 und 420 ºC, geleitet wird. Die Dauer der Behandlung hängt von der Temperatur und der Durchflußmenge des durch das inerte Gas bzw. den Dampf geleiteten Pechs und von anderen Parametern ab, doch liegt sie in der Regel zwischen 30 Minuten und 50 Stunden, vorzugsweise zwischen 1 und 40 Stunden. Die Strömungsgeschwindigkeit des inerten Gases bzw. Dampfes kann entsprechend des Typs des jeweils eingesetzten Reaktors gewählt werden.
Die als Komponente (b) einzusetzenden Fraktionen erhält man aus den oberen Destillaten des Reaktors während der sekundären Wärmebehandlung oder durch weitere Destillation der wärmebehandelten Fraktionen. Das sich bei dieser sekundären Behandlung ergebende Pech kann als Ausgangsmaterial für faserigen Kohlenstoff oder dergleichen eingesetzt werden.
Die Komponente (b) kann gleichzeitig mit der Formulierung einer gegebenen erfindungsgemäßen Ölzusammensetzung einbezogen werden. Bei Bedarf kann der Benutzer es anschließend auch einem ausgewählten Grundöl zusetzen, woraufhin die sich dabei ergebende Zusammensetzung praktisch eingesetzt wird.
Die erfindungsgemäße Ölzusammensetzung kann außerdem mit einem Gellbildner oder einer Komponente (c) so vermischt werden, daß sie sich entsprechend als Schmiermittel eignet. Geeignete Gelbildner werden unter den Stoffen gewählt, die allgemein zur Schmiermittelbildung akzeptiert werden. Zu speziellen Beispielen gehören die Verbindungen auf Harnstoffbasis wie Diharnstoff-, Triharnstoff-, Tetraharnstoff- und Polyharnstoff-Verbindungen, Urea-Urethanverbindungen, Diurethanverbindungen und dergleichen; metallische Seifen wie Kalziumseifen, Kalziumkomplexseifen, Natriumseifen, Lithiumseifen, Aluminiumseifen, Aluminiumkomplexseifen, Bariumkomplexseifen und dergleichen; sowie andere organische oder anorganische Verbindung wie Bentonite, Silikagele, Verbindungen auf Fluorbasis, Indan(Inden)-Verbindungen und dgl. ("indaneslene"), Phthalocyanine und dergleichen.
Die Komponente (c) kann in einer Menge von 2 bis 50 Gewichtsanteilen, vorzugsweise 3 bis 30 Gewichtsanteilen, bezogen auf 100 Gewichtsanteile der Komponente (a), zugesetzt werden.
In dem Falle, daß die erfindungsgemäße Ölzusammensetzung als Schmieröl eingesetzt wird, können auch verschiedene andere Zusätze in herkömmlicher Weise verwendet werden. hierzu gehören Antioxidantien, Detergentien-Dispersionsmittel, Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex, Mittel zur Senkung des Stockpunkts, zur Verbesserung der Öligkeit, zur Abriebverhinderung, Additive für extreme Drücke, Korrosionsverhinderer, Metallinaktivatoren, Rostschutzmittel, Entschäumungsmittel, Emulgatoren, Demulgatoren, Desinfektionsmittel, Farbstoffe und dergleichen. Einzelheiten zu diesen Additiven werden beispielsweise in J. Soc. Lubricants, Japan, Bd. 15, Nr. 6 und in "Additives for Petroleum Products", T. Sakurai, Saiwai Publishing Co., beschrieben. Es ist möglich, von diesen gewählten Additiven eines oder mehrere in einer Gesamtmenge von höchstens 20 Gew.%, vorzugsweise unter 15 Gew.%, noch günstiger unter 10%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (a), einzusetzen.
Die Komponente (b) hat sich auffällig wirksam in den Fällen erwiesen, in denen sie höheren Temperaturen bei beispielsweise von mehr als 350 ºC und sogar bei 800 ºC eingesetzt wird. Diese Komponente wird besonders für den Einsatz in einem Schmieröl bevorzugt, das in der Regel örtlich begrenzt höheren Temperaturen ausgesetzt ist.
Die erfindungsgemäße Ölzusammensetzung eignet sich somit als Maschinenöl bei Benzinmotoren, Dieselmotoren für Land- und Wasserfahrzeuge, Flugzeugtriebwerke und dergleichen, als Turbinenöl für Gasturbinen, Schiffsturbinen und ähnliches, als Getriebeöl für Kraftfahrzeuggetriebe, Getriebe in der Industrie usw., Fluidstoffe für Automatikgetriebe und dergleichen, als Schmierstoff für industrielle Zwecke, als Hydraulikfluid, als Kompressoröl, als Kühleröl, als Öl zur Metallbearbeitung durch Fräsen, Schleifen usw., als Öl in der Kunststofformung, als Führungsöl für Gleitflächen, als Lageröl, als Lösemittel und ähnliche Zwecke.
Die erfindungsgemäße Ölzusammensetzung kann für den Einsatz als Erosionsbearbeitungsfluid mit Additiven versetzt werden, die aus der Gruppe Antioxidantien, Detergentien-Dispersionsmittel, Rostschutzmittel und Polymerstoffe wie Ethylenpropylen-Kopolymere und dgl. ausgewählt werden.
Die erfindungsgemäße Ölzusammensetzung kann bei Einsatz als Wärmebehandlungsöl auch weiterhin mit Mitteln zur Verbesserung des Polierergebnisses und des Kühlverhaltens gemischt werden. Als letztere werden öllösliche Polymere herangezogen, zu denen Asphalt, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Acrylonitrilstyrol-Harz, Polymethacrylat, Polybutylen, Polyisobutylen, Silikonharz, Polyvinylbutyral und dergleichen gehören.
Damit trägt die erfindungsgemäße Ölzusammensetzung in hohem Maße zur maschinellen Bearbeitung durch elektrische Entladung, Abschrecken, Tempern und Anlassen bei.
Die erfindungsgemäß herangezogene Ölzusammensetzung ist auch für den Einsatz als Wärmeübertragungs- bzw. Wärmeträgeröl bestimmt. Hierzu können mehrere Additive beigemischt werden, die aus der Gruppe ausgewählt werden, zu der Antioxidantien, Detergentien-Dispersionsmittel, Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex, zur Senkung des Stochpunkts, Korrosionsverhinderer, Metallinaktivatoren, Rostschutzmittel, Entschäumungsmittel, Farbstoffe und dergleichen gehören; Einzelheiten hierzu finden sich in den beiden vorstehend genannte Referenzveröffentlichungen. Das eine oder mehrere der gewählten Additive können insgesamt in einer Menge von höchstens 10 Gewichtsanteilen, vorzugsweise unter 5 Gewichtsanteilen und noch günstiger unter 3 Gewichtsanteilen, bezogen auf 100 Gewichtsanteile der Komponente (a), vorliegen.
In den nachstehenden Beispielen wird die Erfindung noch weiter verdeutlicht. Diese sind allerdings nur als rein illustrative Beispiele zu verstehen, die keine Einschränkung bedeuten.

Erfindungsgemäßes Beispiel 1 / Vergleichsbeispiel 1

Es wurde mit hydriertem Pech bzw. der Komponente (b), die in einem Durchgang zugesetzt und in einem anderen Durchgang weggelassen wurde, eine Leistungsbewertung bezüglich der Wärmestabilität vorgenommen.
Als Grundöl bzw. Komponente (a) wurde ein Öl vom Typ SAE-30 eingesetzt, das durch Hydrierung eines arabischen Rohöls gewonnen wurde. Die Komponente (b) war bei dem erfindungsgemäßen Beispiel 1 vorhanden, während sie bei dem Vergleichsbeispiel 1 fehlte.
Die Komponente (b) wurde in der nachstehend beschriebenen Weise hergestellt.
Ein abgeschlämmtes Öl (DCO) mit einem Siedepunkt von mehr als 200 ºC wurde durch katalytisches Aufschließen eines hydrierten Öls gewonnen, das aus einem aus Rohöl arabischen Ursprungs erzeugten Vakuumgasöl erzeugt wurde. Der Aufschließprozeß erfolgte unter Einsatz eines Kieselerde-Tonerde-Katalysators bei 500 ºC. Das resultierende Schweröl wurde anschließend einer primären Wärmebehandlung bei 1,5 x 10&sup6; N/m²g (15 kg/cm²g) und 400 ºC 3 Stunden lang mit nachfolgender Destillation bei 250 ºC und 133,2 N/m² (1,0 mm Hg) unterzogen, um die leichten Ölanteile zu entfernen. Man erhielt ein Pechöl mit einem Erweichungspunkt bei 83 ºC und einem Siedepunkt zwischen 160 und 550 ºC.
Es erfolgt dann eine Teilhydrierung durch Kontaktierung des vorstehend genannten Pechöls mit Wasserstoff in Gegenwart eines Nikkel-Molybdän-Katalysators (NM-502) bei 1,3 x 10&sup7; N/m² (135 kg/cm²g) und 350 ºC sowie bei 0,25 LHSV. Das sich dabei ergebende hydrierte Pech wurde bei 250 ºC und 133,2 N/m² (1,0 mm Hg) abdestilliert und als Komponente (b) eine Fraktion mit einem Siedepunkt zwischen 160 und 550 ºC aufgefangen.
Das erfindungsgemäße Beispiel 1 wies die Komponente (b) in einer Menge von 10 Gewichtsanteilen, bezogen auf 100 Gewichtsanteile von SAE-30, auf. Das Vergleichsbeispiel 1 enthielt SAE-30 allein. Jedes der untersuchten Öle wurde einem Prüfgerät zur Untersuchung der Wärmestabilität im Behälter 2 gemäß Fig. 1 zugeleitet, wonach man es 24 Stunden lang bei 450 ºC und einem Druck von 1,9 x 10&sup5; N/m²g (2 kg/cm²g) in einer Stickstoffatmosphäre stehen ließ. Anschließend wurden die Ablagerungen von kohlenstoffhaltigem Material untersuch und dann die in Toluol unlöslichen Stoffe gemessen.
Die Vergleichsprobe zeigt eine kohlenstoffhaltige Ablagerung mit einem in Toluol unlöslichen Anteil von 5,9 Gew.%, bezogen auf das Grundöl. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist frei von kohlenstoffhaltigem Material und mit in Toluol Unlöslichem von nur 0,40 Gew.%, bezogen auf das Grundöl, annehmbar.
In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Elektroofen, 2 einen Behälter, 3 eine Probe, mit 4 und 5 sind Ventile angegeben, währen 6 ein Stickstoffgas und 7 ein Thermometer ist.

Erfindungsgemäßes Beispiel 2 / Vergleichsbeispiel 2

An einer Ölzusammensetzung gemäß dem erfindungsgemäßen Beispiel 1 und einem SAE-30-Öl gemäß dem Vergleichsbeispiel 1 wurde die Platten-Verkokung untersucht.
Unter Einsatz einer schematisch in Fig. 2 dargestellten Prüfanordnung wurde ein konstant auf einer vorgegebenen Temperatur gehaltenes Prüföl zum Aufsteigen und Anhaften an einer Oberfläche einer Plattenheizung 14 veranlaßt, die strömungsaufwärts von der Prüfanordnung angeordnet war. Dieses Aufsteigen wurde mit Hilfe eines metallischen Stabrührers 12 vorgenommen, der so angeordnet war, daß er über einen Elektromotor 11 in Drehung versetzt werden konnte. Die Stabilität des Öls wurde nach dem Verkokungszustand beurteilt, bei dem der resultierende Ölfilm von einer Metallfläche 15 herabgleiten konnte, deren Temperatur durch die Heizung 14 auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wurde.
Die hierzu eingesetzte Prüfanordnung, die im allgemeinen für die Verwendung bei rund 300 ºC ausgelegt ist, wurde so verändert, daß sie auch für höhere Temperaturen geeignet ist. Die Bestimmung erfolgte unter den in Tabelle 1 ausgewiesenen Bedingungen, wobei die in Tabelle 2 ausgewiesenen Ergebnisse erzielt wurden. Tabelle 1 Temperatur: Mitnahme: Oberflächentemperatur der Platte : Dauer: Zyklus von 15 Sekunden Betrieb und 45 Sekunden Unterbrechung 5 Stunden Tabelle 2 Durchlauf Verkokung Erfindungsgem. Beispiel 2 100 Anteile SAE-300 plus 10 Anteile Komponente (b) bzw. hydriertes Pech Vergleichsbeispiel 2 SAE-300 allein

Erfindungsgemäßes Beispiel 3 / Vergleichsbeispiel 3

Die Auswirkungen der Komponente (b) auf die Stabilität von Bearbeitungsölen für die Funkenerosion wurden mit einer erfindungsgemäßen Ölzusammensetzung gemäß dem erfindungsgemäßen Beispiel 3 im Vergleich zu einem Grundöl allein gemäß Vergleichsbeispiel 3 untersucht. Bei dem hier eingesetzten Grundöl handelte es sich um ein hydroraffiniertes Kerosin.
Die bei diesem Beispiel eingesetzte Komponente (b) wurde in der nachstehend erläuterten Weise hergestellt.
Ein aus Rohöl arabischen Ursprungs gewonnenes hydriertes VGO-Öl wurde katalytisch bei 500 ºC in Gegenwart eines Kieselerde-Tonerde- Katalysators aufgeschlossen, wobei DCO-Öl mit einem Siedepunkt über 200 ºC gewonnen wurde. Das daraus resultierende Schweröl wurde drei Stunden lang einer primären Wärmebehandlung bei 1,5 x 10&sup6; Nm²g (15 kg/cm²g) und 400 ºC unterzogen und anschließend bei 250 ºC und 133,2 N/m² (1,0 mm Hg) abdestilliert, um die Leichtölfraktionen abzutrennen. Man erhielt ein Pechöl mit einem Erweichungspunkt bei 83 ºC und einem Siedepunkt zwischen 160 und 550 ºC. Durch Teilhydrierung dieses Pechöls nach Kontakt mit Wasserstoff in Gegenwart eines Nickel-Molybdän-Katalysators (NM-502) bei 9,3 x 10&sup6; N/m²g wurde unter 20-stündigem Rühren in einem Stickstoffstrom bei 380 ºC ein hydriertes Pech gewonnen. Eine zusammen mit dem Stickstoffgas bei einer Temperatur zwischen 200 und 400 ºC destillierte Schwerölfraktion wurde als Komponente (b) aufgefangen.
Unter den in tabelle 3 ausgewiesenen Bedinungen und unter Einsatz einer Funkenerosionsmaschine gemäß Darstellung in Fig. 3 wurde ein tiefes Loch eingebohrt. Das erfindungsgemäße Beispiel 3 wurde mit 15 Gewichtsanteilen der Komponente (b) formuliert, die pro 100 Gewichtsanteilen Kerosin als Grundöl zugesetzt war. Beim Vergleichsbeispiel 3 wurde Kerosin allein eingesetzt.
Nach Abschluß der Bearbeitung wurden die Prüfflüssigkeiten einer Augenscheinprüfung unterzogen, um kohlenstoffhaltige Ablagerungen zu erkennen und um außerdem in Toluol unlösliche Stoffe zu bestimmen, wobei man die in Tabelle 4 ausgewiesenen Ergebenisse erhielt.
Wie die Prüfungsergebnisse zeigen, hat sich die Komponente (b) bei der Verringerung kohlenstoffhaltiger Substanzen im Funkenerosionsöl als hochwirksam erwiesen. Tabelle 3 Polarisierung der Elektroden: mittlere Spannung: mittlere Stromstärke: Bearbeitungsdauer: Elektrodenmaterial: Werkstück: Flüssigkeitsmenge: Minuten Tabelle 4 Durchlauf Ablagerung Verkokung Erfindungsgem. Beispiel 2 Vergleichsbeispiel 2 nein

Erfindungsgemäßes Beispiel 4 / Vergleichsbeispiel 4

Die Wirkungen der Komponente (b) auf ein Schmierfett auf Lithiumseifenbasis für industrielle Zwecke wurden bewertet.
Dabei wurde als Grundöl ein mineralisches Öl mit einer Viskosität von 1 x 10&supmin;&sup4; m²/s (100 cst) bei 40 ºC untersucht. Das erfindungsgemäße Beispiel 4 bestand aus 30 Gewichtsanteilen einer Lithiumseife als Gelbildner und 10 Gewichtsanteilen der nachstehend beschriebenen Komponente (b), jeweils bezogen auf 100 Gewichtsanteile des Grundöls. Das Vergleichsbeispiel 4 wurde ebenso hergestellt, mit dem Unterschied, daß die Komponente (b) weggelassen wurden.
Die bei diesem Beispiel untersuchte Komponente (b) wurde folgendermaßen hergestellt.
Bei 830 º wurde Naphtha im Dampf aufgeschlossen, um eine Fraktion mit einem Siedepunkt über 200 ºC zu gewinnen. Das dabei resultierende Schweröl wurde anschließend einer primären Wärmebehandlung bei 1,5 x 10&sup6; N/m²g (15 kg/cm²g) und 400 ºC drei Stunden lang unterzogen, und anschließend wurden bei 250 ºc und 1,0 mm Hg Leichtölfraktionen abdestilliert. Man erhielt ein Pechöl, dessen Erweichungspunkt bei 83 ºC und dessen Siedepunkt zwischen 250 und 550 ºC ermittelt wurde. Zur Gewinnung eines hydrierten Pechs wurde dieses Pechöl durch Kontakt mit Wasserstoff bei 1,3 x 10&sup7; N/m²g (135 kg/cm²g), bei 350 ºC und 0,25 LHSV in Gegenwart eines Nickel-Molybdän-Katalysators (NM- 502) teilhydriert.
Das so gewonne hydrierte Pech wurde unter Rühren in einem Stickstoffstrom bei 380 ºC einer 20-stündigen sekundären Wärmebehandlung unterzogen. Dabei wurde eine bei einer Temperatur zwischen 250 und 550 ºC zusammen mit Stickstoffgas abdestillierte Schwerölfraktion als Komponente (b) aufgefangen.
Man ließ das resultierende Schmierfett, das in Form eins Zylinders von 40 mm Durchmesser und 3 mm Dicke vorlag, in einer auf konstanter Temperatur gehaltenen Kammer bei 130 ºC unter Luftzutritt stehen. Es wurden die Veränderungen im Aussehen im Laufe der Zeit untersucht und die Messung der Carbonylabsorbanz erbrachte die in Tabelle 5 ausgewiesenen Ergebnisse. Die Carbonylabsorbanz wurde dabei als Maß für die Oxidation herangezogen.
Die erfindungsgemäße Komponente (b) spielt insofern eine Rolle, als es eine Oxidierung des Schmierfetts deutlich verhindert, wie sich eindeutig aus den in der Tabelle angegebenen Daten ergibt. Sogar nach einem Zeitraum von 11 Tagen bei 130 ºC ist das erfindungsgemäße Schmierfett immer noch in ausreichendem Maße frei von Flüssigkeit. Tabelle 5 Tage nach Oxidierung Durchlauf Aussehen Co-Absorbanz Vergleichsbeispiele 4 ohne Zusatz der Komponente (b) Erfindungsgemäßes Beispiel 4 mit Zusatz der Komponente (b) rötlich braun ohne Flüssigkeit dick braun schwärzlich braun ohne Flüssigkeit

Claims

1. Ölzusammensetzung bestehen aus:

(a) 100 Gewichtsanteilen eines Grundöls, das aus der Gruppe gewählt ist, die aus einem mineralischen Grundöl, einem synthetischen Grundöl und einem Gemisch aus beidem besteht; und

(b) 0,1 bis 20 Gewichtsanteilen einer Ölfraktion, deren Siedepunkt zwischen 160 ºC und 550 ºC liegt und aus der Gruppe gewählt ist, die aus (I) einem hydrierten Pech, das durch primäre Wärmebehandlung und Hydrierung eines von Erdöl abgeleiteten Schweröls gewonnen wurde, (II) einem Öl, das durch sekundäre Wärmebehandlung des hydrierten Pechs gewonnen wurde, und (III) einem Gemisch aus (I) und (I) besteht.

2. Ölzusammensetzung nach Anspruch 1, bei welcher das mineralische Grundöl ein Raffinieröl enthält, das dadurch erhalten wird, daß ein Destillat unter atmosphärischem oder unter Unterdruck einer Behandlung unterzogen wird, die aus der Gruppe gewählt ist, die aus der Lösungsmittel-Entasphtaltierung, Lösungsmittel-Extraktion, Lösungsmittel-Entparaffinierung, Hydrospaltung, Hydrieraffinierung, Schwefelsäurebehandlung, Bleicherdebehandlung und Kombinationen daraus besteht.

3. Ölzusammensetzung nach Anpruch 1, bei welcher das synthetische Grundöl aus der Gruppe gewählt ist, die aus α-Olefinoligomeren, Alkylbenzolen, Alkylnapthalinen, Diestern, Polyolestern, Polyglykolen, Polyphenylestern, Tricresylphosphaten, Silikonölen und Gemischen hiervon besteht.

4. Ölzusammensetzung nach Anspruch 1, bei welcher das von Erdöl abgeleitete Schweröl aus der Gruppe gewählt ist, die aus Kreislauf- Leichtöl, Kreislauf-Schweröl und einem Öl mit Siedepunkt über 200 ºC besteht, das durch Dampfaufspaltung bzw. katalytische Aufspaltung des Erdöls erhalten wird.

5. Ölzusammensetzung nach Anspruch 1, bei welcher die primäre Wärmebehandlung unter Bedinungen, wird, zu denen eine Temperatur zwischen 350 ºC und 480 ºC sowie ein Druck zwischen 1,9 x 10&sup5; und 4,9 x 10&sup6; N/m² (2 bis 50 kg/cm²) gehören, 15 Minuten bis 20 Stunden lang vorgenommen wird und die Hydrierung in Gegenwart eines Hydrierkatalysators unter Bedingungen, zu denen eine Temperatur zwischen 120 ºC und 450 ºC sowie ein Druck zwischen 1,9 x 10&sup6; und 1,8 x 10&sup7; N/m² Standard (20 bis 180 kg/cm² Standard) gehören, über ausreichend lange Zeit vorgenommen wird, um eine Hydrierungsrate zwischen 10% und 85% der aromatischen Kerne der aromatischen Kohlenwasserstoffe zu erreichen.

6. Ölzusammensetzung nach Anspruch 5, bei welcher der Hydrierkatalysator aus mindestens einem Metall aus den Gruppen 1B, VIB und VIII besteht, das auf einem anorganischen Trägermaterial im Verbund aufgebracht ist.

7. Ölzusammensetzung nach Anspruch 1, bei welcher die sekundäre Wärmebehandlung des hydrierten Pechs in einer Gasatmosphäre durchgeführt wird, die gegenüber dem hydrierten Pech bei einer Temperatur zwischen 340 ºC und 450 ºC unter atmosphärischem oder verringertem Druck inert ist.

8. Ölzusammensetzung nach Anspruch 1, welche außerdem mindestens einen Gelbildner enthält, der aus der Gruppe der Verbindungen auf Harnstoffbasis, metallischer Seifen, Bentonite, Silikagele, Verbindungen auf Fluorbasis, Indan(Inden)-Verbindungen und dgl. ("indaneslene"), Phthalocyaninen und Gemischen hiervon ausgewählt ist.

9. Ölzusammensetzung nach Anspruch 8, welche den Gelbildner in einer Menge von 2 bis 50 Gewichtsanteilen, bezogen auf 100 Gewichtsanteile des Grundöls, enthält.