DE69917902T2

DE69917902T2 - Hochviskose detergentien enthaltende marinezylinderöle

Info

Publication number: DE69917902T2
Application number: DE69917902T
Authority: DE
Inventors: J. Ronald MUIR; Leonard Mathews; I. Theo ELIADES
Original assignee: Crompton Corp
Current assignee: Lanxess Solutions US Inc
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2019-02-26
Also published as: ES2221416T3; US6444625B1; DE69917902D1; CA2323666A1; KR100564983B1; EP1086195B1; DK1086195T3; EP1086195A1; AU3312199A; ATE268808T1; KR20010034566A; BR9908679A; AU763386B2; WO1999046355A1; CA2323666C

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Schiffszylinderöle mit überalkalisierten Detergentien zur Schmierung zwischen Kolbendichtringen und Zylinderwänden in unter widrigen Umweltbedingungen arbeitenden Motoren mit hoher Leistung.
Hintergrund und Diskussion des Standes der Technik
Besonders hohe Verschleißraten treten in Schiffsmotoren mit hoher Leistung oder Dieselmotoren von auf dem Ozean fahrenden Fahrzeugen auf und insbesondere wenn diese unter widrigen Umweltbedingungen arbeitenden Motoren mit Kraftstoffen betrieben werden, die signifikante Mengen von Schwefel und Asphaltenen enthalten. Die diesen widrigen Zylinder- und Kolbendichtringumgebungen ausgesetzten Öle sind als Schiffszylinderöle oder Zylinderöle bekannt. Es war folglich notwendig, dass die Schiffszylinderöle verschiedene zwingende Erfordernisse erfüllen. Schiffszylinderöle sind allgemein gesagt Mischungen eines hoch viskosen Basisöls und eines Lösemittel-neutralen oder paraffinischen Öls mit Detergentien, wie überalkalisiertem Calciumsulfonat und überalkalisiertem Calciumphenat.
Schiffszylinderöle werden mit jedem Takt in einer typischen Rate von etwa 0,9 g/hphr (1,20 g/kWh) verbraucht, während sie einer harschen Umgebung ausgesetzt sind. Die Schiffszylinderöle müssen anders als herkömmliche Schmieröle extrem breite Funktionen besitzen, einschließlich der Fähigkeit, sich über die gesamte Zylinderauskleidungsoberfläche zu verteilen, der Fähigkeit, den Einflüssen von Temperatur, Druck, Sauerstoff, Feuchtigkeit und Verbrennungsprodukten zu widerstehen, der Fähigkeit, einen Ölfilm zwischen den Kolbendichtringen, dem Kolben und den Zylinderauskleidungen aufrecht zu erhalten und ferner der Fähigkeit, einen Korrosionsverschleiß zu verhindern und einer Oxidation unter extremen Bedingungen zu widerstehen.
Neben den oben genannten harten Forderungen wird auf dem einschlägigen Fachgebiet stark gewünscht, dass das Schiffszylinderöl, insbesondere aufgrund des hohen Verbrauchsniveaus, ein niedrig preisiges Produkt ist.
Berichtete Testdaten legen nahe, dass ein Zylinderauskleidungsverschleiß und ein Kolbendichtringverschleiß mit einer Erhöhung der Schiffszylinderölviskosität abnehmen würden. Das einschlägige Fachgebiet richtete aus den oben genannten Gründen seine Anstrengungen auf Additivpackungen zur Verbesserung der Viskosität sowie anderer Eigenschaften. Additive sind jedoch teure Komponenten.
Eine weitere Lösung des Standes der Technik zur Erreichung der erforderlichen Viskosität bestand darin, merkliche Mengen eines hoch viskosen Schmierbasisöls mit einer Viskosität von mindestens etwa 431 bis 863 mm²/s bei 40°C (2.000 bis 4.000 SUS bei 100°F) in Kombination mit dem niedrig preisigen, niedrig viskosen, raffinierten Lösemittel-neutralen paraffinischen Öl, das eine Viskosität von lediglich etwa 108 mm²/s bei 40°C (500 SUS bei 100°F) aufweist, bereitzustellen. Das hoch viskose Basisöl, wie ein Bright-Stock-Öl war jedoch teurer und bei hohen Temperaturen weniger stabil als das Lösemittel-neutrale Öl.
Das auf Schmieröle gerichtete einschlägige Fachgebiet benötigte überalkalisierte Detergentien mit verbesserter Filterbarkeit und verringerter Viskosität und war folglich weggerichtet von der Verwendung hoch viskoser Detergentien. Diese Richtung des Standes der Technik wird in der am 30. April 1991 für Papke et al. erteilten US 5 011 618 A und der am 07. Juni 1983 für Lenack et al. erteilten US 4 387 033 A diskutiert.
Die US 4 420 407 A offenbart eine Zylinderschmierölzusammensetzung, die ein Schmieröl, ein überalkalisiertes Calciumsulfonat mit einer Gesamtbasenzahl von 300 bis 450 in einer Menge, die ausreicht, um der Schmierölzusammensetzung eine Gesamtbasenzahl im Bereich von etwa 50 bis 100 zu verleihen, und eine geringfügige Menge N-Hydroxyethylalkenylsuccinimid umfasst.
Die US 3 480 550 A offenbart ein Schmiermittel, das im Wesentlichen aus einer Hauptmenge eines Schmieröls und einer geringfügigen Menge, die ausreicht, um Rosthemmung und Detergency zu verleihen, an einer Mischung von ein niedriges Molekulargewicht und ein hohes Molekulargewicht aufweisenden hoch basischen Erdalkalimetall-Petroleumsulfonaten besteht.
Die vorliegende Erfindung liefert eine verbesserte Schiffszylinderölviskosität bei einer Verringerung der Menge des hoch viskosen Basisöls, wodurch eine Kosteneffizienz erreicht wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Allgemein gesprochen, handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um die Verwendung von hoch viskosen Detergentien in einem Schiffszylinderöl. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Schiffszylinderöl, das ein Schmierbasisöl und eine überalkalisierte Detergenskomponente umfasst, wobei die Zusammensetzung einen TBN-Wert von 50 bis 90 aufweist und die Detergenskomponente ein überalkalisiertes Calciumsulfonat mit einer Viskosität von mindestens etwa 180 mm²/s (180 cST) bei 100°C und einem TBN-Wert von etwa 400 oder mehr umfasst.
Die kosteneffiziente Weise zur Erreichung der gewünschten Endschiffszylinderölviskosität besteht darin, relativ beträchtliche Mengen eines billigen, niedrig viskosen Öls mit einem teuren hoch viskosen Öl, wie einem Bright-Stoek-Öl, zu mischen. Auf diese Weise können die erfindungsgemäßen Schiffszylinderölzusammensetzungen nicht mehr als etwa 35 Gew.-% eines Bright-Stock-Öls umfassen. Das Endschiffszylinderöl kann vorzugsweise eine Kombination eines hoch viskosen überalkalisierten Calciumsulfonats und eines hoch viskosen überalkalisierten Calciumphenats oder gewünschtenfalls 100% des überalkalisierten Calciumsulfonats enthalten. Im Hinblick auf die Tatsache, dass das hoch viskose überalkalisierte Phenat im Allgemeinen teurer als das hoch viskose überalkalisierte Sulfonat ist, liefert eine Mischung des Phenats und des Sulfonats eine Optimierung sowohl der Viskosität als auch der Ökonomie.
Beschreibung der Erfindung
Das Schiffszylinderöl
Das erfindungsgemäße Schiffszylinderöl ist in einer Ausführungsform ein hoch viskoses Schmierbasisöl mit einer Viskosität von mindestens etwa 431 mm²/s bei 40°C (2.000 SUS bei 100°F) und einem inherenten hoch viskosen überalkalisierten Detergens mit einer Viskosität von mindestens etwa 180 mm²/s (180 cST) bei 100°C, wobei der gewichtsprozentige Anteil des Schmieröls in dem Schiffszylinderöl umgekehrt entsprechend proportional zu den Viskositäten des Detergens und des Schmieröls für eine vorgegebene Schiffszylinderölviskosität ist.
Das erfindungsgemäße Schiffszylinderöl ist in einer anderen Ausführungsform eine Mischung eines Lösemittel-neutralen paraffinischen oder ähnlichen Öls mit einer relativ niedrigen Viskosität von nicht mehr als etwa 108 mm²/s bei 40°C (500 SUS bei 100°F), eines Bright-Stock-Öls oder ähnlichen Öls mit einer relativ hohen Viskosität von mindestens etwa 431 mm²/s bei 40°C (2.000 SUS bei 100°F) und einem inherenten hoch viskosen überalkalisierten Detergens, wie Calciumphenat oder Calciumsulfonat, und vorzugsweise einer Kombination des Calciumsulfonats und Calciumphenats.
Das Calciumsulfonat weist vorzugsweise eine Viskosität von mindestens etwa 180 bis 500 mm²/s (180 bis 500 cST) bei 100°C und bis zu 800 mm²/s (800 cST) bei 100°C auf und das Calciumphenat weist vorzugsweise eine Viskosität von mindestens etwa 200 bis 800 mm²/s (200 bis 800 cST) oder mehr bei 100°C, insbesondere von mindestens etwa 250 bis 600 mm²/s (250 bis 600 cST) oder mehr bei 100°C auf. Die Schiffszylinderölmischung umfasst nicht mehr als etwa 35 Gew.-% und vorzugsweise nicht mehr als etwa 30 Gew.-% des hoch viskosen Öls und erreicht noch eine gewünschte Schiffszylinderölmischungsviskosität von mindestens etwa 15 bis 25 mm²/s (15 bis 25 cST) oder mehr bei 100°C. Der gewichtsprozentige Anteil des Bright-Stock-Öls in der Schiffszylinderölmischung ist umgekehrt entsprechend proportional zu den Viskositäten des überalkalisierten Calciumsulfonats und Calciumphenats. Die Schiffszylinderölmischung weist einen TBN-Wert von mindestens etwa 10 und vorzugsweise von mindestens etwa 50 bis 90 oder mehr auf. Das überalkalisierte Calciumsulfonat und das überalkalisierte Calciumphenat werden zur Bereitstellung des gewünschten TBN-Werts vermischt.
Das überalkalisierte Detergens ist in dem Schiffszylinderöl in Mengen von etwa 2 bis 23 Gew.-% und vorzugsweise von etwa 10 bis 20 Gew.-% vorhanden. Wenn eine Kombination von Detergentien verwendet wird, ist das in dem Schiffszylinderöl vorhandene gesamte Detergens vorzugsweise in einer Menge von etwa 10 bis 25 Gew.-% vorhanden.
Das relativ niedrig preisige, niedrig viskose (d. h. 108 mm²/s bei 40°C (500 SUS bei 100°F) oder weniger) Lösemittel-neutrale Öl kann in dem Schiffszylinderöl in Mengen von mehr als etwa 40 Gew.-%, vorzugsweise von 80 Gew.-% oder mehr, vorhanden sein, wenn das inherente hoch viskose überalkalisierte Detergens vorhanden ist. Das niedrig viskose Lösemittel-neutrale Öl weist vorzugsweise eine Viskosität von nicht mehr als etwa 195 mm²/s bei 40°C (900 SUS bei 100°F) auf.
Es wurde festgestellt, dass das erfindungsgemäße Schiffszylinderöl eine vergleichbare Viskosität wie die von Mischungen des Standes der Technik erreicht, jedoch das Erfordernis einer hoch viskosen Schmieröl(beispielsweise Bright-Stock-Öl)-Komponente um mindestens 10 Gew.-%, im Allgemeinen um 12 bis 16 Gew.-% oder mehr, verringert. Dies verringert entsprechend merklich die Kosten des Endschiffszylinderöls.
In dem Endschiffszylinderöl können andere Additive, wie Dispergiermittel, Stockpunktverbesserer, Antioxidationsmittel, ölartige Mittel, Antischaummittel und Gemische hiervon, enthalten sein. Ein bevorzugtes Dispergiermittel ist ein Alkylsuccinimid, das in Mengen von etwa 1 bis 2% zugegeben wird. Ein weiteres spezielles Additiv, das enthalten sein kann, ist ein polymeres Dimethylsiliconantischaummittel. Das Siliconpolymerantischaummittel wird wünschenswerterweise in Mengen von etwa 100 bis 1.000 ppm verwendet.
Das erfindungsgemäße Schiffszylinderöl kann vorzugsweise im Wesentlichen frei von teuren Viskositätsindexverbesserungsmitteln sein.
Das hoch viskose überalkalisierte Calciumsulfonat
Das überalkalisierte Calciumsulfonat wird aus einem Gemisch einer Sulfonsäure, einem Kohlenwasserstofflösemittel, einem Alkohol, Wasser und durch Zugeben eines stöchiometrischen Überschusses eines Calciumhydroxids über die Menge hinaus, die zum Umsetzen mit der Sulfonsäure erforderlich ist, und durch Carbonisieren des Gemisches mit einer Kohlendioxidquelle in einem speziellen Temperaturbereich von 27 bis 66°C (80 bis 150°F) gebildet, wobei nach Filtrieren und Strippen einen TBN-Wert von 400 aufweisendes Calciumsulfonat mit einer inherenten hohen Viskosität von etwa 180 bis 500 mm²/s (180 bis 500 cST) oder höher bei 100°C erhalten wird.
Das Verfahren zur Herstellung eines inherenten hoch viskosen überalkalisierten Calciumsulfonats umfasst die folgenden Stufen: Eintragen einer Sulfonsäure in einen Reaktor, Zugeben von Calciumhydroxid oder Calciumoxid zu dem Reaktor zur Neutralisierung und Überalkalisierung, Zugeben eines niedrigen aliphatischen C₁-C₄ Alkohols und eines Kohlenwasserstofflösemittels zur Bildung eines Prozessgemisches in dem Reaktor, der sich bei einer Temperatur im Bereich von bis zu etwa 27°C (80°F) befindet, Injizieren von Kohlendioxid in den Reaktor bis im Wesentlichen aller Kalk carbonisiert wurde, wobei die Exotherme der Reaktion zwischen 27 bis 66°C (80 und 150°F) und vorzugsweise zwischen 43 bis 52°C (110 bis 125°F) gehalten wird, Zugeben einer Menge eines Öls zu dem umgesetzten Gemisch zur Bildung eines Produktgemisches, Klären des Produktgemisches durch Abfiltrieren von Feststoffen und Abdestillieren der flüchtigen Kohlenwasserstofflösemittel und des Wassers, sodass ein helles, klares, hoch überalkalisiertes, inherentes, hoch viskoses Calciumsulfonat gebildet wird.
Die Sulfonsäure kann eine natürliche oder synthetische Sulfonsäure sein und kann ein Calciumsalz der Sulfonsäure umfassen. In einem wichtigen Aspekt liefert die vorliegende Erfindung, dass mindestens 50 Gew.-% und vorzugsweise 80 Gew.-% oder mehr der Sulfonsäure eine natürliche Sulfonsäure sind. Die Sulfonsäuren werden durch Behandeln von Petroleumprodukten mit Schwefelsäure oder SO₃ hergestellt. Die Verbindungen in dem Petroleumprodukt, die sulfoniert werden, enthalten eine Öl-solubilisierende Gruppe. Die so erhaltenen Säuren sind als Petroleumsulfonate bekannt. Unter den Begriff Sulfonate fallen die Salze von Sulfonsäuren, wie die von Alkylarylverbindungen. Diese Säuren werden durch Behandeln einer Alkylarylverbindung mit Schwefelsäure oder SO₃ hergestellt. Mindestens ein Alkylsubstituent der Arylverbindung ist eine Öl-solubilisierende Gruppe gemäß obigen Ausführungen. Die so erhaltenen Säuren sind als Alkylarylsulfonsäuren und die Salze als Alkylarylsulfonate bekannt. Die Sulfonate, worin die Alkylkette eine geradkettige Alkylkette ist, sind die gut bekannten linearen Alkylsulfonate (LAS). Die Säuren werden anschließend durch Neutralisieren mit einer Calciumverbindung, insbesondere einschließlich Calciumhydroxid, zu den Metallsalzen hiervon umgewandelt.
Die Sulfonate sind neben ihrer Eigenschaft hoch viskos zu sein, hoch überalkalisiert. Überalkalisierte Materialien sind durch einen Metallgehalt gekennzeichnet, der den übersteigt, der gemäß der Stöchiometrie des Calciums und der speziellen organischen Verbindung, die überalkalisiert sein soll, vorhanden wäre. Somit liefert eine Öl-lösliche Monosulfonsäure bei Neutralisieren mit einer Calciumverbindung ein normales Sulfonat, das ein Äquivalent Calcium für jedes Äquivalent Säure enthält. Mit anderen Worten enthält das normale Sulfonat 1 Mol Calcium für jeweils 2 Mol der Monosulfonsäure. Durch Anwenden allgemein bekannter Verfahren können „überalkalisierte" oder „basische" Komplexe der Sulfonsäuren erhalten werden. Diese überalkalisierten Materialien können Metallmengen enthalten, die viele Male die zum Neutralisieren der Säure erforderliche Menge übersteigen. Diese stöchiometrischen Überschüsse können beträchtlich schwanken, beispielsweise von etwa 0,1 bis etwa 30 oder mehr Äquivalenten in Abhängigkeit von den Reaktionsteilnehmern und den Verfahrensbedingungen. Die hoch überalkalisierten Calciumsulfonate besitzen TBN(ASTM D 2896)-Werte im Bereich von etwa 200 bis etwa 500 und vorzugsweise von mehr als 400.
Der Kalkreaktionsteilnehmer kann hydratisierten Kalk in Form von Calciumhydroxid umfassen.
Typischerweise kann der niedrige aliphatische Alkoholreaktionsteilnehmer ein Alkohol sein, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Alkanol mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen besteht, und in einer bevorzugten Ausführungsform ist der niedrige aliphatische Alkohol Methanol. Die Menge des C₁-C₄ Alkanols oder niedrigen aliphatischen Alkohols, die dem Reaktionsgemisch zugegeben wird, ist dergestalt, dass die Menge, bezogen auf den gesamten Promoter, weniger als etwa 15 Gew.-% der Ausbeute des in der letzten Verfahrensstufe gebildeten Endprodukts ist. Das C₁-C₄ Alkanol ist in einem Bereich von etwa 8% bis 10%, und üblicherweise von etwa weniger als 12%, des Endprodukts vorhanden.
Das Petroleumkohlenwasserstofflösemittel umfasst insbesondere ein paraffinisches Lösemittel mit einem Siedemengenbereich von 71 bis 166°C (160 bis 330°F).
Das hoch viskose überalkalisierte Calciumphenat
Neben dem hoch viskosen überalkalisierten Calciumsulfonat kann vorzugsweise auch ein hoch viskoses überalkalisiertes Calciumphenat alleine oder in Kombination mit dem Sulfonat in dem Schiffszylinderöl vorhanden sein. Das überalkalisierte Calciumphenat besitzt eine Viskosität von mindestens etwa 180 mm²/s (180 cST) bei 100°C und vorzugsweise von 200 bis 800 mm²/s (200 bis 800 cST) bei 100°C und insbesondere von 250 bis 600 mm²/s (250 bis 600 cST) bei 100°C. Verfahren zur Herstellung geeigneter überalkalisierter Calciumphenate sind in der am 25. Januar 1994 für Crawford et al. erteilten US 5 281 345 A , in der am 14. Februar 1990 veröffentlichten EP 0 354 647 A und der am 01. August 1978 für Burnop ("Burnop") erteilten US 4 104 180 A offenbart. Obwohl hoch viskose überalkalisierte Detergentien auf dem einschlägigen Fachgebiet bekannt sind, werden sie häufig vermieden. Die US 4 104 180 von Burnop umfasst beispielsweise eine Diskussion, die darauf gerichtet ist, die Herstellung derartiger hoch viskoser Phenate zu vermeiden.
Obwohl die vorliegende Erfindung hauptsächlich für hoch viskose Sulfonate und Phenate beschrieben wurde, fallen auch hoch viskose Carboxylate unter den Umfang der vorliegenden Erfindung. Die Sulfonate, Phenate und Carboxylate sind in dem Schiffsöl in Form ihrer Metallsalze der Gruppe I und Gruppe II vorhanden. Metalle der Gruppe I, die sich zur Bildung des Detergens eignen, umfassen Lithium, Natrium und Kalium. Metalle der Gruppe II, die sich zur Bildung des Detergens eignen, umfassen Magnesium, Calcium und Barium, wovon Calcium am stärksten bevorzugt ist.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele weiter veranschaulicht, die jedoch in keinster Weise einschränkend sein sollen. Alle Bezugnahmen auf „Teile" oder „Prozente" sind, sofern nicht anders angegeben, Bezugnahmen auf Gewichtsteile oder Gewichtsprozente.
Beispiele 1 bis 4
Überalkalisiertes Calciumsulfonat
Aus 50 bis 95 Gew.-% einer Sulfonsäure, die durch Sulfonieren eines Petroleumöls mit einer Viskosität von 67 bis 151 mm²/s bei 40°C (310 bis 700 SUS bei 100°F) hergestellt wurde, und 5 bis 50 Gew.-% einer Sulfonsäure, die aus in Gegenwart von Calciumhydroxid carbonisierten synthetischen Alkylbenzolen, einem Alkylatlösemittel und Methanol hergestellt wurde, wird eine Sulfonsäure hergestellt.
Die nachfolgende Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse des Carbonisierens eines Gemisches auf 95 Gewichtsteilen : 5 Gewichtsteilen der oben genannten natürlichen und synthetischen Sulfonsäuren bei einer anfänglichen Reaktortemperatur 57°C (135°F) und Steuern der Exotherme zur Beibehaltung der Reaktion bei einer Temperatur von unter etwa 63°C (145°F).
Tabelle 1
Ergebnisse nach Filtration und Strippen
Die nachfolgende Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der Carbonisierung eines Gemisches (95 : 5 Gewichtsteile) der oben genannten natürlichen und synthetischen Sulfonsäuren bei einer anfänglichen Reaktortemperatur von 54°C (130°F) und Steuern der Exotherme, um die Reaktion unter 57°C (135°F) zu halten.
Tabelle 2
Ergebnisse nach Filtration und Strippen
Die nachfolgende Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse der Carbonisierung eines Gemisches (50 : 50 Gewichtsteile) der oben genannten natürlichen und synthetischen Sulfonsäuren bei einer anfänglichen Temperatur von 57°C (135°F) und Steuern der Exotherme, um die Reaktion unter 63°C (145°F) zu halten.
Tabelle 3
Ergebnisse nach Filtration und Strippen
Die nachfolgende Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse der Carbonisierung eines Gemisches (50 : 50 Gewichtsteile) der oben genannten natürlichen und synthetischen Sulfonsäuren bei einer anfänglichen Reaktortemperatur von 43°C (110°F) und Steuern der Exotherme, um die Reaktion unter 46°C (115°F) zu halten.
Tabelle 4
Ergebnisse nach Filtration und Strippen
Die Beispiele 1 bis 4 zeigen, dass durch enges Steuern der Reaktortemperatur während der Carbonisierung bei Temperaturen zwischen 43 und 60°C (110 bis 140°F) und vorzugsweise zwischen etwa 43 und 52°C (110 bis 125°F) ein überalkalisiertes Calciumsulfonat mit einem TBN-Wert von 400 mit einer inherenten hohen Viskosität gebildet wird. Es wurde festgestellt, dass die Verwendung dieses eine hohe Viskosität aufweisenden überalkalisierten Sulfonats ein niedriger preisiges Schiffszylinderöl liefert, wie in dem nachfolgenden Beispiel 5 gezeigt ist.
Beispiel 5
Schiffsölmischungen
Überalkalisierte Calciumsulfonatprodukte mit einem TBN-Wert von 405 wurden durch Verändern der Verfahrenstemperaturbedingungen, um ein Produkt mit einer Viskosität von 80 mm²/s (80 cST) bei 100°C und ein Produkt mit einer Viskosität von 260 mm²/s (260 cST) bei 100°C gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhalten. Diese überalkalisierten Calciumsulfonate wurden in typischen Schiffszylinderölmischungen bewertet. Die Mischungen wurden auf TBN-Werte von 70 hergestellt. Die Endviskosität der Mischungen betrug 19,5 mm²/s (19,5 cST) bei 100°C. Dies wurde durch Verwenden von Kombinationen eines Lösemittel-neutralen Öls mit einer Viskosität von 108 mm²/s (500 SUS) und eines Bright-Stock-Öls mit einer Viskosität von 647 mm²/s bei 40°C (3.000 SUS bei 100°F) erreicht. Die Ergebnisse derartiger Mischungen sind in Tabelle 5 zusammengefasst. Tabelle 5
(Oloa 219 ist von der Oronite Division, Chevron USA, Inc., Richmond, Kalifornien, erhältlich).
Ergebnisse
Dieser Vergleich von Schiffsölmischungen veranschaulicht, dass durch Verwendung eines eine hohe Viskosität aufweisenden überalkalisierten Calciumsulfonats anstelle eines niedrig viskosen überalkalisierten Calciumsulfonats eine Verringerung des Bright-Stock-Öls um 12,1 Gew.-% erfolgt, wobei die Viskosität der Schiffszylinderölmischung bei 19,5 mm²/s (19,5 cST) bei 100°C gehalten wird.
Beispiel 6
Schiffszylinderölmischungen
Einen TBN-Wert von 400 aufweisende Calciumsulfonate und Calciumphenate unterschiedlicher Viskositäten wurden in Schiffszylinderölmischungen auf einen TBN-Wert von 70 und eine Viskosität von 19,5 mm²/s (19,5 cST) bei 100°C eingemischt. Der Einfluss der Viskosität des überalkalisierten Phenats ist in Tabelle 6 dargestellt.
Tabelle 6
Ergebnisse
Wie in den Beispielen 5 und 6 veranschaulicht, liefert die vorliegende Erfindung ein Schiffszylinderöl mit einer Viskosität von mindestens etwa 15 bis 25 mm²/s (15 bis 25 cST) bei 100°C, wobei durch die Verwendung von Detergentien mit höherer oder hoher Viskosität die Menge des teuren hoch viskosen Öls oder Bright-Stock-Öls um mehr als etwa 12 und bis zu 16 Gew.-% verringert wird.
Obwohl es gemäß Stand der Technik zwingend notwendig war, dass in Schiffsölen hohe Mengen des teuren, hoch viskosen Öls enthalten sind, wurde diese Notwendigkeit durch die überalkalisierten Detergentien gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer inherenten hohen Viskosität merklich verringert.

Claims

Schiffszylinderölzusammensetzung, die ein Schmierbasisöl und eine überalkalisierte Detergenskomponente umfasst, wobei die Zusammensetzung einen TBN-Wert von 50 bis 90 aufweist und die Detergenskomponente ein überalkalisiertes Calciumsulfonat mit einer Viskosität von mindestens 180 mm²/s (180 cST) bei 100°C und einem TBN-Wert von etwa 400 oder mehr umfasst.
Schiffszylinderölzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die überalkalisierte Detergenskomponente des Weiteren ein Calciumphenat mit einer Viskosität von mindestens 200 mm²/s (200 cST) bei 100°C umfasst.
Schiffszylinderölzusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das Calciumphenat eine Viskosität von mindestens 250 mm²/s (250 cST) bei 100°C aufweist.
Schiffszylinderölzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Calciumphenat einen TBN-Wert von etwa 400 aufweist.
Schiffszylinderölzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung eine Viskosität von 15 bis 25 mm²/s (15 bis 25 cST) bei 100°C aufweist.
Schiffszylinderölzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die überalkalisierte Detergenskomponente in einer Menge von 2 bis 25 Gew.-% der Zusammensetzung vorhanden ist.
Schiffszylinderölzusammensetzung nach Anspruch 6, wobei die Detergenskomponente aus dem überalkalisierten Calciumsulfonat besteht und in einer Menge von 10 bis 20 Gew.-% der Zusammensetzung vorhanden ist.
Schiffszylinderölzusammensetzung nach Anspruch 6, wobei die Detergenskomponente in einer Menge von 10 bis 25 Gew.-% der Zusammensetzung vorhanden ist und das überalkalisierte Calciumsulfonat und ein Calciumphenat mit einer Viskosität von mindestens 250 mm²/s (250 cST) bei 100°C umfasst.
Schiffszylinderölzusammensetzung nach Anspruch 1, die ferner mindestens 40 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, eines Lösemittel-neutralen Öls mit einer Viskosität von nicht mehr als etwa 195 mm²/s bei 40°C (900 SUS bei 100°C) umfasst.
Schiffszylinderölzusammensetzung nach Anspruch 9, wobei das Lösemittel-neutrale Öl in einer Menge von mindestens 80 Gew.-% der Zusammensetzung vorhanden ist.
Schiffszylinderölzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das überalkalisierte Calciumsulfonat ein Produkt ist, das durch Überalkalisieren einer Sulfonsäure hergestellt wird, wobei mindestens 50% der Sulfonsäure eine natürliche Sulfonsäure sind.
Schiffszylinderölzusammensetzung nach Anspruch 11, wobei mindestens 80% der Sulfonsäure eine natürliche Sulfonsäure sind.
Schiffszylinderölzusammensetzung nach Anspruch 11, wobei die Zusammensetzung eine Viskosität von 15 bis 25 mm²/s (15 bis 25 cST) bei 100°C aufweist.
Verfahren zur Formulierung einer Ölzusammensetzung mit einer Zusammensetzungsviskosität, die sich zur Verwendung als Schiffszylinderöl eignet und einen Zusammensetzungs-TBN-Wert im Bereich von 50 bis 90, wobei die Zusammensetzung die folgenden Bestandteile umfasst: a) eine Mischung eines Schmieröls mit einer Viskosität von mindestens 430 mm²/s bei 40°C (2.000 SUS bei 100°F) und eines Lösemittel-neutralen Öls mit einer Viskosität von nicht mehr als 195 mm²/s bei 40°C (900 SUS bei 100°F), wobei das Lösemittel-neutrale Öl in der Zusammensetzung in einer Menge von mindestens 40 Gew.-% der Zusammensetzung vorhanden ist, und b) eine überalkalisierte Detergenskomponente, die ein überalkalisiertes Calciumsulfonat mit einem TBN-Wert von etwa 400 oder mehr und einer Viskosität von mindestens 180 mm²/s (180 cST) bei 100°C umfasst, in einer Menge, die die Bereitstellung des Zusammensetzungs-TBN-Werts bewirkt, wobei das Verfahren ein Auswählen der Menge des Schmieröls zur Herstellung der vorgegebenen Zusammensetzungsviskosität gemäß der vorgegebenen umgekehrt entsprechend proportionalen Beziehung zwischen der Menge des Schmieröls und der Viskosität des Detergens umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die überalkalisierte Detergenskomponente des Weiteren ein Calciumphenat mit einer Viskosität von mindestens 200 mm²/s (200 cST) bei 100°C umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Calciumphenat eine Viskosität von mindestens 250 mm²/s (250 cST) bei 100°C aufweist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Calciumphenat einen TBN-Wert von etwa 400 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Zusammensetzung auf eine Viskosität von 15 bis 25 mm²/s (15 bis 25 cST) bei 100°C formuliert ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die überalkalisierte Detergenskomponente in einer Menge von 2 bis 25 Gew.-% der Zusammensetzung vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Detergenskomponente aus dem überalkalisierten Calciumsulfonat besteht und in einer Menge von 10 bis 20 Gew.-% der Zusammensetzung vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Detergenskomponente in einer Menge von 10 bis 25 Gew.-% der Zusammensetzung vorhanden ist und das überalkalisierte Calciumsulfonat und ein Calciumphenat mit einer Viskosität von mindestens 250 mm²/s (250 cST) bei 100°C umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Ölzusammensetzung des Weiteren mit mindestens 40 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, eines Lösemittel-neutralen Öls mit einer Viskosität von nicht mehr als etwa 195 mm²/s bei 40°C (900 SUS bei 100°F) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Lösemittel-neutrale Öl in einer Menge von mindestens 80 Gew.-% der Zusammensetzung vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das überalkalisierte Calciumsulfonat ein Produkt ist, das durch Überalkalisieren einer Sulfonsäure hergestellt wurde, wobei mindestens 50% der Sulfonsäure natürliche Sulfonsäure sind.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei mindestens 80% der Sulfonsäure eine natürliche Sulfonsäure sind.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Zusammensetzung auf eine Viskosität von 15 bis 25 mm²/s (15 bis 25 cST) bei 100°C formuliert ist.