DE923153C - Rostschutzmittel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Rostschutzmittel auf der

Grundlage von Ölen, wie Mineralöl, Schmier- und Schneidölen und anderen mit Metallen im Berührung kommenden Flüssigkeiten, ziuir Verhütung des Rostenisl von eisernen Oberflächen.

Es wird im allgemeinen angenommen, daß Rostverhüter nachteilig für die Stabilität des Schmiermittels sind, in welchem sie verwendet werden. In vielen Fällen ist 'diese Annahme berechtigt, da

ίο der benutzte Rostverhüter in einem beträchtlichen Grade das in der Vorrichtung vorhandene Eisen ■und bzw. oder andere katalytische Metalle, wie Kupfer, angreift und auflöst. Die so erzeugten metallischen. Reaktionsprodukte neigen dazu, die Zersetzung des Schmiermittels zu fördern und dadurch erheblich dessen !nutzbare Lebensdauer zu verringern.

Viele der bisher als Zusatz zu Schmiermitteln zwecks Rostverhütuing vorgeschlagenen Stoße sind unwirksam. Andere sind, obwohl sie einen gewissen Grad von Wirksamkeit in bezuig auf Rostverhütung besitzen, unerwünscht, wieil sie 'die Emulgierung von Wasser mit dem Schmiermittel begünstigen. Noch andere, z. B. Alkyl- und Alkylenbernsteinsäutren, welche Kohlenstoffketten von 12 oder mehr Atomen im Substituentein besitzen, sind aus verschiedenen Gründen nicht zufriedenstellend. Solche AJkylienbernsteinsäuiren werden gewöhnlich durch Oxydation bed überatmosphärischen Temperaturen rasch aufgespalten 'und vernichtet, womit

sie ihre Wirksamkeit verlieren. Vieorzweigtkettige alkylsuibstituierte Säuren, z. B. Isooctadecylbemsteinsäuire. Bind zwar beständig· und für die Verwendung ausreichend löslich, wirken aber recht korrodierend auf Kupfer und andere üblicherweise in Apparaturen verwendete Metalle, wie in Maschinen, Pumpen oder Turbinen. Anderierseits wiirfoen geradkettiigie alkylsubstituiiierte Bernsteinsäurien, z. B. n-Octodecylbernsteinsauire, zwar viel weniger korrodienend als die verzweigtkettigen Säumen, sind aber feste Stoffe von hohem Schmelzpunkt, ,unid bei gewöhnlicher Temperatuir ist ihre Löslichkeit ■ in - Mineralsdhmierölen -weniger als ο,οοι Of₀. Infolgedessen ist leine ausgedehnte technische Verwendung der zuletzt erwähnten Verbindungen als Rostverhüter unmöglich gewesen, WeSL offenbar ausrieichende Mengen solcher Verbindungen enthialtender Öle hei gewöhnlichen Temperaturen ohne Gefahr des Absetzenis der im wesentlichen unlösüdhen Verbindung· oder ihrer Entfernung durch Filtrierung nicht aufbewahrt werden konnten.

.Es wurde nun gefunden, daß Vierbindungen die erwünschten, nicht korr ο dienenden und rost verhütenden Eigenschaften der erwähnten geradkettigen

25. alkylsufostituierten Bernsteinsäuinen aber mit einer erheblich vergrößerten Löslichkeit in Mineralschmierölen aufweisen, die durch teilweise Veresterung solcher Säuren mit niedrigmolekularen aliphatiechien Alkoholen hergestellt sind. Diese räedrigmol'ekularen Alkohole sind vorzugsweise !einwertige mit nicht mehr als 3 Kohlenstoffatomen in. einer geraden Kette, und die Veresterung sollte nicht weiter als erforderlich ausgeführt siein, so daß nur eine der Carboxylgruppen verestert ist.

Monoester, wie Octadecylbernsteinsäuinemonomethylester unid Tetradecylbemsteiinsaurernonopropylester, von der allgemeinen Formel H

X—C — COOY

H —C-COOY

worin X lein geradkettiger Alkylrest mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen, 'ein Y ein Alkylrest mit nicht, mehr als 3 KoHenstoffatornen in ieinier geraden Kette und das andere Y Wasserstoff ist, wurden für sehr wirksam ,als Rostvierhüter gefunden. Die Wirksamkeit solcher .Monoester ,als Rostverhüter ist überraschend, weil bisher geglaubt wurde, daß ,die rostverhütende Eigenschaft der Alkyl- und Alkylenbernsteinsäuinen von der Reaktion der beiden benachbarten Carboxylgruppen der Säuren mit der Oberfläche des geschützten Metalls herrührt. Ein solcher Schluß erschien berechtigt, wenn 'erwogen wird, daß .Monocarboxylsäuarien von geringem oder gar keinem Wert als Rostverhüter in den normalerweise verwendeten kleinen Prozentsätzen und sogar tatsächlich korrodierend sind.

Alkyl- und Alkylönbernsieinisäuiren werden bequiemerweise durch Reaktion von Olefinen mit Maleinsäureanhydrid hergestellt. Das anfallende Produkt ist ein Alkylenbemsteinsäuirieanhydrid, welches in das entsprechende AJsylbernstednsäjuireanhydrid durch Hydrierung übergeführt werden kann. Das allgemeine Verfahren ist Jn den USA.-Patentschriften 2055 456 und 2411215 beschrieben. Ester der AlkylbeimsteinsauTe können bequemerweise durch !einfaches Erhitzen im stöchiometrischen Verhältnis von Alkohol und Säureanhydrid hergestellt werden. Der Venesterungsgrad kann durch Bestimmung der Säurezahl des anfallenden Produkts geprüft werden.

Eine große Anzahl von Prüfungen ist ausgeführt worden, um Wirkung und Wert ider mit Schmiermitteln viermischten rostverhütenden Stoffe zu bestimmen. Unter den wertvolleren solcher Prüfungen 'sind diejenigen, welche bestimmen:

1. Die Fähigkeit des Stoffs, anhaftende wasserabstoßende Filme auf metallischen Oberflächen, wenn in einem Überschuß von -Schmiermitteln gelöst, zu bilden,

2. den Widerstand leines so gebildeten wasserabstoßenden Fiihns gegen Hydrolyse oder Zersetzunig durch Wasser in der Abwesenheit der Hauptmenge des Schmier mi ttels.,

3. die Fähigkeit eines solchen Films, sich auch unter oxydierenden Bedingungen zu behaupten,

4. den Widerstand der leisern'en, mit leinem solchen wasserabstoßenden Film überzogenen Oberflächen gegen Angriff durch wäßrige Salzlösungen,

5. die Neigung des Stoffs, katalytischie Metalle, wie Kupfer, anzugreifen und aufzulösen,

6. ,die Neigung des Stoffe, zur Bildung von Wasseremulsionien in dem Schmiermittel beizutragen bzw. diese zu fördern,

7. ,die Neigung des Materials, :die Stabilität des Schmiermittels zn beeinträchtigen.

Viele solcher Prüfungen wurden mit rostverhüsenden Monoesterfi der Alkylbearnsteinsä'uspen ausgeführt, und Versuche über die Verwendung solcher Verbindungen mit Erdöls dhmiermitüeln und synthetischen· Schmiermitteln wurden durchgeführt. ABe diese Prüfungen erwiesen die 'Überlegenheit der neuein Mittel gegenüber den bekannten.

Die rostverhütenden Monoester nach der Erfindung wurden nicht nur mit Mineralöl, sondern auch mit einer Anzahl synthetischer Schmiermittel als wirksam gefunden, z. B. mit aus Derivaten von Pölyalcylenglykolen bestehenden-Ölen. Diese Flüssigkeiten können durch Reaktion von Alkylenoxyden mit aliphatischen !einwertigen Alkoholen gebildet werden. Sie sind im wesentlichen, Additionsprodukte und stellen komplexe Molekülgemisdhe mit Polyoxyslkylenkctten verschieden langien und schwankenden inneren Aufbaus dar (USA.-Patentschrift 2448664).

Es wurde gefunden, 'daß 'die Löslichkeit der Monomethyl- und Monoäthylester der Octadecylbernisteinsäuine in einem typischen Polyoxyafkylenglykolschmiermittel von derselben Größenordnung, wie 'die der Isooctadecenylberosteinsäuore ist. Überdies blieben, die beiden Monoester gelöst bis mindestens zu einer Menge von 1 0/0 bei so niedrigen Temperaturen wie ·—24⁰. Die Löslichkeit der rost-

verhütenden Stoflie bei niederer Temperatur ist wichtig, weil synthetische Öle dieser Art in umfangreicher Weise in hydraulischen Anlagen angewendet werden, wo sie niedrigen Temperaturen für lange Zeiten unterworfen werden kommen.

Bei Kraftwagienmiotorprüfumgen wurde gefunden, daß ein synthetisches Polyalkylenglykolöl mit einem Gehalt von einem rostverhütenden Monoester der Erfindung sich außerordentlich gut bewährte.

ίο Gut bewährt haben sich bisher «die Monomethylester der Octadecyl-, Dodecyl-, Tetradiecyl- und Hexadecylbernsteinsäure.

Die rostverhütenden Monoester der Erfindung können mit guten Ergebnissen auch in anderen Flüssigkeiten angewendet werden. So wird z. B. auis eimern Mineralöl niedriger Viskosität gebildetes Schmieröl oder Compoundöl mit einem Gehalt von ι 0/0 eines rostverhütenden Monoesters leicht durch Eintauchen, Aufbürsten oder Spritzen aufgebracht.

Der durch den Monoester gebildete wasserabstoßende Film schafft im wesentlichen dauernden Rostschutz für die überzogene eiserne Oberfläche selbst nach dem Abwischen des Öls. Die früher erforderlichenviskosen Öle oder Schmiermittel, um auch nur einen zeitweiligen Rostschutz zu gehen, sind schwierig zu entfernen, während das niedrig viskose Öl leicht von der Metalloberfläche abgewischt werden- kann.

Rostfestigkeit kann frischen eisernen Oberflächen durch die Einverleibung der erfindungsgemäßen rostverhütendein Monoester in die beim Fräsen, Schleifen oder ähnlichen Metallbearbeitungen verwendeten Schneidöle oder Kühlflüssigkeiten verliehen werden. Zeitweilige Rostverhüter werden jetzt häufig in solchen Flüssigkeiten angewendet, aber kein dauernder wasserabstoßender Film wird dabei auf den. Metalloberflächen zurückgelassen. Gewöhnliche Schneidöle oder Kühlmittel mit einem kleinen Gehalt etwa der Größenordnung von 1 bis 2 0/0 an einem rostverhütenden Monoester der alkylsubstituierten Bernsteinsäurien lassen auf der Metalloberfläche einen dauerhaften, lange bleibenden Film, welcher deren Rosten verhütet.

Augenscheinlich können auch andere organische, für viele andere Zwecke verwendeten Flüssigkeiten, welche in Berührung mit Eisen- oder Stahlflächen kommen können, mit den rostverhütenden Mo-noestem vermischt werdiein, um das Rosten dieser Oberflächen zu verhüten. So werden z. B. Transformatorenöle, in hydraulischen Systemen oder in Zuigkraftumwandlem verwendete Flüssigkeiten und Wärmeübertraguingsflüssigkeiten nach Vermischung mit OjOi bis 0,10/0 eines rostverhütenden Monoesters das Rosten in Apparaturen, in welchen sie verwendet werden, verhüten. Rostverhütende Monoester könnein auch wirksam in !deinen Mengen in Gefrierschuitzflüssiigkeiten, Spülölen, Bienzin, Heizölen und anderen flüssigen Mineralölprodukten mit oder ohne andere für andere Zwecke zugesetzte Stoffe benutzt werden.

Wasserabstoßende, rostverhütende Filme können auch auf eisernen Oberflächen durch Niederschlagung von rostverhütenden Monoestern aus Lösungen im organischen Lösungsmitteln erzeugt werden. Die Monoester lösen sich leicht in einer Anzahl organischer Lösungsmittel, wie Kohlenstofftetrachlorid, Benzol, Kerosin, Naphtha, und Mischungen von Alkoholen und Benzol, wie sie gewöhnlich als Reinigungsmittel für metallische Teile verwendet werden.

Wie aus dem Vorhergehenden ersichtlich, sind die alkylsubstatuierten Bernsteinsäuremonoestier nach der Erfindung sehr wirksam im Verhüten des Röstens von Eisen. Sie sind außerdem fähig, in weitem Umfange und in bequemer Weise verwendet ZUi werden, weil sie in flüssigen Mineralölprodukten und in einer großen Zahl von anderen organischen Flüssigkeiten leicht löslich sind, obwohl sie im wesentlichen unlöslich in Wasser sind. Selbstverständlich können auch gewünschtenfalls Gemische von einem oder mehreren rostverhütenden Monoestern von einer oder mehreren Alkyl- oder Alkylenbernsteinsäuren verwendet werden.

Obwohl die Verwendung leines Oxydationsverhinderers im Öl oder anderen organischen rostverhütenden Flüssigkeiten mit einem Gehalt an 'einem rostverhütenden Monoester nicht notwendig ist, wird sie gewöhnlich wünschenswert sein-, da in vielen Falten die Stabilität des Öls oder der Flüssigkeit hierdurch beträchtlich verbessert wird. Die Menge eines solchen Oxydationsverhinderers wird je nach der verwendeten organischen Flüssigkeit schwanken, aber im allgemeinen innerhalb eines Bereichs von 0,0025 bis 5% sein. Außer Di-tert.-butyl-p-kresol können andere Oxydationsverhinderer, wie Phenyl-α-niaphthylamin und Phenothiazin, benutzt werden. Die rostverhütenden Monoester sind mit vielen anderen Zusätzen verträglich, welche in weitem Umfange mit Schmiermitteln benutzt werden. Sie können daher in Ölen mit Gehalten an Fließpunkterniedrigern, Hochdruekzusätzen u.dgl. angewendet werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Rostschutzmittel auf der Grundlage von Ölen, wie Mineral-, Schmier- und Schnieidölen, und anderen mit Metallen in Berührung kommenden Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch den Gebalt geringer Mengen eines Alkylbernsteinsäuremono- no esters mit der allgemeinen Formel

   X —C —COOY
   H —C-COOY

   in der X einen geradkettiigen Alkylrest mit mindestenis 12 Kohlenstoffatomen, ein Y einen Alkylrest mit nicht mehr als 3 Kohlenstoffatomen in gerader Kette und das andere Y Wasserstoff bedeutet, gegebenenfalls mit einem geringen Zusatz eines Oxydationsverhinderers für das verwendete Öl.

   © 9585 1.