DE711485C

DE711485C - Schmieroel

Info

Publication number: DE711485C
Application number: DEST51090D
Authority: DE
Original assignee: Standard Oil Development Co
Current assignee: Standard Oil Development Co
Priority date: 1932-07-22
Filing date: 1933-07-23
Publication date: 1941-10-01
Also published as: US2055482A

Description

Es wurde gefunden, daß man Schmieröle verbessern kann, wenn man ihnen solche Polymerisations- oder Kondensationsprodukte sauerstoffhaltiger Verbindungen mit längerer Kohlenwasserstoffkette zusetzt, die unter dem Einfluß Sauerstoff enthaltender Gase bei verhältnismäßig tiefen Temperaturen entstanden sind. Geeignete sauerstoffhaltige Stoffe für die Polymerisation oder Kondensation sind

z. B. die bei der Oxydation von wasserstoffreichen Kohlenwasserstoffen, wie Paraffin, entstehenden Säuren, die 10 bis 20 oder mehr Kohlenstoffatome im Molekül enthalten, ferner natürliche Säuren mit langer Kohlenwasserstoffkette, wie Stearinsäure, Ölsäure oder Palmitinsäure, sowie Alkohole, Aldehyde, Ketone und Ester mit langer Kohlenwasser- - stoffkette. Diese Stoffe werden in reiner oder unreiner Form, gegebenenfalls in Mischung

ao miteinander oder mit anderen Stoffen, einer Behandlung mit Sauerstoff enthaltenden Gasen bei etwa den gleichen Bedingungen unterworfen, bei denen üblicherweise die Oxydation von Paraffin zu Säuren und Alkoholen durchgeführt wird. Man leitet Luft oder andere oxydierende Gase bei Temperaturen zwischen etwa 100 und 170⁰, vorteilhaft zwischen 120 und 150⁰, zweckmäßig in Gegenwart von Katalysatoren, durch die zu polymerisierenden oder kondensierenden sauerstoffhaltigen Stoffe. Als Katalysatoren eignen sich beispielsweise Salze des Kobalt und Mangans, wie etwa die Resinate und Oleate dieser Metalle, oder andere bekannte Sikkative, ferner Bariumcinnamat sowie metallisches Aluminium, z. B. in Kugelform. Die Reaktion wird vorteilhaft nur so weit geführt, daß sich keine nennenswerten Mengen teerartiger Anteile abscheiden, obwohl sich die erfmdungsgemäß zu verwendenden Produkte auch gewinnen lassen, wenn teerartige Stoffe gebildet werden.

Will man Polymerisations- oder Kondensationsprodukte von Oxydationsprodukten Paraffin oder ähnlichen Kohlenwasserstoffen verwenden, so ist es nicht unbedingt erforderlich, zunächst die durch Oxydation aus Paraffin entstehenden Stoffe, wie Säuren und Alkohole, herzustellen, zu isolieren und anschließend der oben beschriebenen polymerisierenden Behändlung mit Sauerstoff enthaltenden Gasen zu unterwerfen, denn schon bei der Oxydation von Paraffin o. dgl. entstehen Polymerisationsoder Kondensationsprodukte der beschriebenen Art als Nebenprodukte; sie müssen lediglich von den nicht polymerisieren oder kondensierten Oxydationsprodukten abgetrennt werden. Die Gewinnung von Schmier-

©!zusatzstoffen nach dieser vorteilhaften Arbeitsweise geschieht beispielsweise wie folgt:

Durch Paraffin o. dgl. wird zwischen ioo und i/O°, vorteilhaft zwischen 120 und 150⁰, ein Luftstrom in Gegenwart eines Katalysators, beispielsweise in Gegenwart von zuvor oxydiertem Paraffin oder eines der obengenannten Katalysatoren, geleitet. Hierbei wird so verfahren, daß die Säurezahl des Reaktionsproduktes unterhalb 50 bis 60 bleibt; dies bewirkt man vorteilhaft, indem man fortlaufend einen Teil des behandelten Gutes durch frisches ersetzt. Die Reaktion wird vorteilhaft in einer aus Aluminium bestehenden oder damit ausgekleideten Vorrichtung ausgeführt. Die leichteren Oxydationsprodukte verlassen das Reaktionsgefäß zusammen mit den oxydierenden Gasen, die schwe-' 20 reren müssen vom Paraffin abgetrennt werden. Beispielsweise gewinnt man die entstandenen - Säuren durch Überführung in Seifen und Lösen dieser. Das nicht oxydierte Paraffin kann erneut der Oxydation zugeführt werden. Die Gewinnung der gewünschten Produkte aus den Säuren kann z. B. durch Ansäuern, Trocknung und Vakuumdestillation erfolgen. Bei dem letztgenannten Verfahrensschritt verbleiben die Polymerisations- oder Kondensationsprodukte als Rückstand. Sie sind rötlichbraun bis schwarz und haben ölige bis halbfeste bis feste Konsistenz und bisweilen gummiartige Beschaffenheit. Ihre genaue Zusammensetzung ist nicht bekannt. Je nach den Bedingungen, unter denen sie entstanden sind, können sie Sauerstoff enthalten. Die Produkte der beschriebenen Art besitzen die wertvolle Fähigkeit, die Eigenschaften von Schmiermitteln zu verbessern. Ölen, die kein oder wenig Paraffin enthalten, kann man die Produkte zwecks Verbesserung ihrer Schmiereigenschaften zusetzen. Auch die Eigenschaften von Schmierfetten werden durch Zusatz der Polymerisations- oder Kondensationsprodukte günstig beeinflußt. Besonders vorteilhaft wirken die genannten Stoffe als Zusatz zu Schmierölen, die beträchtliche Mengen Paraffin enthalten und daher einen verhältnismäßig hohen Stockpunkt, beispielsweise von o, + 4 oder + io° haben. Werden io°/₀ oder 5 °/₀ zugesetzt, so bewirken die Produkte eine leichte Erhöhung der Viscosität. Zwecks Erniedrigung des Stockpunktes sind aber meist nur geringere Mengen erforderlich, z.B. 1 °/„, ¹I₂ ⁰J₀ oder noch weniger, z.B. 0,1 °/₀. Solche Mengen verändern die Viscosität praktisch nicht. In Ölen mit geringer Viscosität, z. B. weniger als 2 bis 2,ζγ° Engler bei 99⁰, sind die Produkte am wirksamsten; jedoch ist ihr Zusatz auch bei schweren Ölen, z. B. Zylinderölen, vorteilhaft.

Die Wirkung der Produkte auf den Stockpunkt erhellt beispielsweise aus den folgenden ■ Angaben. Oxydiert man ein aus Erdöl gewonnenes Paraffin vom Schmelzpunkt etwa 50° 2 bis 4 Stunden mittels eines Luftstromes bei 120 bis 150⁰ in Gegenwart eines der obengenannten Katalysatoren und destilliert die durch Lösen in Alkalien abgetrennten, etwa 6o^tt/₀ des Paraffins betragenden, vorwiegend aus Säuren bestehenden Anteile im Vakuum, so verbleiben im Destillationsrückstand Polymerisations- oder Kondensationsprodukte aus Oxydationsprodukten in einer Menge von 9 bis io°/₀ des angewandten Paraffins. Das öligviscose, hochmolekulare Produkt hat das Aussehen eines Kolloids; seine Eigenschaften sind folgende:

Spezifisches Gewicht .. 0,98

Farbe schwarz

A'iscosität bei 99⁰ C 17,1° Engler

Löslichkeit in Benzin . 24°/₀

» » Benzol . 43°/,,

» » Aceton . 5°/₀

Elementaranalyse:

Kohlenstoff 68,40 °/₀

Wasserstoff 12,85 °/₀

Sauerstoff 18,75°/₀ (Differenz).

Wird i°/₀ dieses Stoffes einem pennsylvanischen Spindelöl zugesetzt, so wird das Öl dunkel gefärbt. Seine Eigenschaften sind in Spalte 3 der folgenden Tabelle angegeben; in Spalte 2 sind die Eigenschaften des gleichen Öles ohne Zusatz angegeben.

Öl Öl

Eigenschaften

ohne Zusatz mit i^o'_u Zusatz

Spezifisches Gewicht 0,870

Viscosität bei 38"^J C 4,5° E

- 99° C 1,29° E

Viscositätsindex.... 110

Stockpunkt —-I¹C

Flammpunkt 200° C

IO5

- 23°C 200° C

Hieraus ergibt sich, daß der Zusatz nur auf den Stockpunkt einen nennenswerten Einfluß ausübt; dieser wird um 22⁰ C erniedrigt.

Anstatt die in der oben beschriebenen Weise erhaltenen Polymerisations- oder Kondensationsprodukte insgesamt den Schmiermitteln zuzusetzen, kann man auch daraus mittels geeigneter Lösungsmittel gewonnene Extrakte verwenden. Beispielsweise haben mit Benzin, Benzol, Schwefelkohlenstoff oder Tetrachlorkohlenstoff gewonnene Extrakte vorzügliche stockpunktserniedrigende Wirkung; Acetonextrakte dagegen besitzen die gewünschte Wirkung nicht oder nur in sehr geringem Maße. Auch natürliche oder synthetische Schmieröle und Öle, die selbst stockpunktserniedrigende Wirkung besitzen, z. B.

Kondensationsprodukte aus Hart- oder Weichparaffin allein oder mit aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie Naphthalin oder Benzol, können zum Herauslösen hochwirksamer Anteile aus den Rohprodukten benutzt werden. Es ist bekannt, den Stockpunkt von Schmierölen durch Zugabe von hochmolekularen Kohlenwasserstoffen herabzusetzen, die aus wasserstoffreichen Kohlenwasserstoffen, wie Paraffin, zweckmäßig nach Einführung austauschbarer Substituenten, wie Halogen oder Sauerstoff, durch Einwirkung von Kondensationsmitteln hergestellt werden. Hieraus war aber nicht zu entnehmen, daß auch die im vorliegenden Falle verwendeten, ganz andersartigen und in anderer Weise aus anderen Ausgangsstoffen hergestellten Produkte gute Verbesserungsmittel für Schmieröle sind. Man ist nunmehr in der Lage, für die Erniedrigung des Stockpunktes zwischen zwei ganz verschiedenen Stoffklassen auszuwählen und sich dadurch den jeweiligen Erfordernissen, insbesondere auch der Lage auf dem Rohstoffmarkt, anzupassen.

Claims

Patentanspruch:

Schmieröl, gekennzeichnet durch einen Gehalt an solchen Polymerisations- oder Kondensationsprodukten sauerstoffhaltiger Verbindungen mit längerer Kohlen- 3< > wasserstoffkette, die unter dem Einfluß Sauerstoff enthaltender Gase bei verhältnismäßig tiefen Temperaturen entstanden sind.