DE933650C

DE933650C - Schmiermittel

Info

Publication number: DE933650C
Application number: DEB7505D
Authority: DE
Inventors: Lisa Dr Roessig; Hermann Dr Zorn
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1942-06-21
Filing date: 1942-06-21
Publication date: 1955-09-29

Description

Schmiermittel Es wurde gefunden, daß die durch Veresterung aliphatischer Dicarbonsäuren, die in der Kohlenwasserstoffkette zwischen den Carboxylgruppen durch eine oder mehrere Alkylgruppen substituiert sind, entweder nur mit primären aliphatischen Alkoholen mit verzweigter Kette und mindestens 6, zweckmäßig nicht mehr als z4 Kohlenstoffatomen oder teilweise mit Alkoholen der genannten Art, im übrigen mit primären aliphatischen Alkoholen mit mindestens 6 und zweckmäßig nicht mehr als 1q. Kohlenstoffatomen und im wesentlichen gerader Kohlenstoffkette erhältlichen Ester wertvolle Schmiermittel darstellen.
Geeignete Säuren sind z. B. Mono- und Dimethyladipinsäure oder die entsprechenden Abkömmlinge der Sebacin-, Kork- oder Pimelinsäure. Die Alkohole mit verzweigter Kohlenstoffkette müssen, wie bereits erwähnt, primäre Alkohole sein und mindestens 6 Kohlenstoffatome enthalten. Vorteilhaft verwendet man höhermolekulare Alkohole dieser Art, zweckmäßig jedoch solche, die nicht mehr als 1q. Kohlenstoffatome enthalten. Diese Alkohole brauchen keine chemischen Einzelkörper zu sein, sondern man kann auch Gemische verwenden, wie man sie z. B. als sogenannte Isobutylöle bei der katalytischen Reduktion von Oxyden des Kohlenstoffs unter Druck zu -Methanol -und Isobutylalkohol als ölige Nebenerzeugnisse erhält. Sehr gut eignet sich beispielsweise eine von etwa r8o bis 25o° siedende Fraktion dieser Isobutylöle, die im wesentlichen aus Alkoholen mit 8 bis 1q. Kohlenstoffatomen besteht. Wenn man auch geradkettige Alkohole mitverwenden will, so sollen auch diese mindestens 6, zweckmäßig jedoch ebenfalls nichtmehr als 14 Kohlenstoffätome enthalten. Auch diese Alkohole können chemische Einzelkörper oder Mischungen sein. Alkohole dieser Art erhält man beispielsweise in Form von Gemischen bei der drucklosen Reduktion des Kohlenoxyds.
Die Veresterung erfolgt in an sich bekannter Weise. Statt der freien Säuren kann man auch ihre Anhydride oder Halogenide verwenden.. Zweckmäßig arbeitet man unter Zusatz von Katalysatoren, wie Schwefelsäure, Halogenwasserstoff, Toluolsulfonsäure, Naphthalinsulfonsäure, Zinkstaub oder Zinkoxyd. Vorteilhaft ist: es, das bei der Veresterung gebildete Wasser fortlaufend durch azeotrope Destillation zu entfernen, beispielsweise indem man die Veresterung in Gegenwart von Kohlenwasserstoffen, wie Benzin oder Benzol, vornimmt und das gebildete Wasser zusammen mit diesen Kohlenwasserstoffen laufend abdestilliert.
Die so erhaltenen Ester besitzen sehr tiefe Stockpunkte, die in der Regel unterhalb -30° liegen, und sehr gute Viskositätseigenschaften, insbesondere auch sehr gute Viskositätsindices. Ihr Schmiervermögen ist hervorragend. Sie sind daher bei den verschiedensten Temperaturen anwendbar. Ihre Anwendungsmöglichkeiten werden noch dadurch erhöht, dasß. sie mit den üblichen organischen Lösungsmitteln und auch mit Kohlenwasserstoffen beliebig mischbar sind. Man kann sie daher auch im Gemisch mit anderen Schmierstoffen verwenden, beispielsweise mit solchen, die durch Veresterung von Derivaten von aliphatischen KOhlenwasserstoffen mit mindestens 3 Kohlenstoffatomen, die zwei oder mehr primäre Alkoholgruppen enthalten, mit Fettsäuren mit mindestens ,6 Kohlenstoffatomen erhalten wurden. Auch solche Ester können zusammen mit den Schmiermitteln gemäß der Erfindung verwendet werden, die man erhält, wenn man in aliphatischen Alkoholen mit mindestens 5 Kohlenstoffatomen im Molekül, die zwei oder mehr primäre, aber keine sekundären oder tertiären Alkoholgruppen enthalten, alle Hydroxylgruppen mit je einer Carboxylgruppe von aiiphatischen Dicarbonsäuren verestert, während deren ändere Carboxylgruppe mit einwertigen primären aliphatischen Alkoholen verestert wird. Ebenso können natürliche oder synthetisch gewonnene Kohlenwasserstofföle zugesetzt werden. Auch solche Gemische sind bei tiefen und hohen-Teniperaturen anwendbar und gewährleisten daher eine verläßliche Schmierung, besonders bei Verbrennungsmotoren.

Beispiel i ioo Teile Methyladipinsäure werden in Gegenwart von i Teil Toluolsulfonsäure als Katalysator mit 4oo Teilen der von i80 bis 25o° siedenden Alkoholfraktion des Isobutylöls verestert. Hierbei wird das bei der Veresterung frei werdende Wasser mit Hilfe der in der genannten Isobutylölfraktion enthaltenen, nicht veresterbaren Anteile azeotrop abdestilliert. Nach beendeter Reaktion wird der Rohester mit alkalischem Wasser neutral gewaschen; dann werden die noch vorhandenen, nicht veresterten Anteile abdestilliert und der Destillationsrückstand durch Zugabe von ?,% gelöschtem Kalk und 2% Bleicherde gereinigt. Man erhält 26o Teile eines Esters, der die folgenden Eigenschaften hat:

Stockpunkt ................. - 59°

Flammpunkt ................ 217'

spez. Gewicht . . . . ... . . . . . 0,913

Viskosität bei 2o° .......... . 6,57° E

-` - 38° ........... 3,o1° E

_ - 50° ........... 2;18° E

_ - 99° ........... 1,32° E

Viskositätsindex ............ 125.

5o Teile dieses Esters vermischt man mit 5o Teilen eines synthetischen Kohlenwasserstoff-Schmieröls mit den folgenden Eigenschaften:

Stockpunkt ................. -460

Flammpunkt ................ 189,

spez. Gewicht ............... o,848

Viskosität bei 2o° .. . ........ 80a5° E

_ _ 3811 ........... 26,4° E

- - 5 00 ........... 14,24° E

_ - 99° ........... 2,8o° E

Viskositätsindex ............ 115.

Die erhaltene Mischung hat die folgenden Eigenschaften

Stockpunkt ................. - 57°

Flammpunkt ................ 2O2°

spez. Gewicht ............... 0,888

Viskosität bei 20° ........... 15,86° E

- - 38° ............ 6,5o° E

_ - 50° ........... 4,o9° E

_ - 99° ........... 1,64° E

Viskositätsindex ............ 132.

Die Mischung stellt ein hervorragend kältebeständiges Schmieröl dar, das besonders gut für die Schmierung von Auto- und Flugmotoren geeignet ist. Beispiel 2 ioo Teile Methyladipinsäure werden mit 15o Teilen der von 18o bis 25o° siedenden Alkoholfraktion des Isobutylöls verestert. Nach Beendigung der Veresterung wird mit 25%iger Natronlauge neutralisiert. Dabei wird der gebildete saure Ester von der Lauge aufgenommen, während der Neutralester auf der Lauge schwimmt. Er.' wird durch Zentrifugieren abgetrennt. Dann wird die Lauge angesäuert. Dabei scheidet sich der saure Ester ab. Man erhält 79 Teile sauren Ester. Dieser wird nun mit 54 Teilen eines Alkoholgemisches, das durch Einwirkung von Kohlenoxyd und Wasserstoff auf n-Dodecylen gewonnen wurde, verestert. Man er-

hält 92 Teile eines Estergemisches mit folgenden

Eigenschaften:

Stockpunkt ................. - 33°

Flammpunkt ................ 2I8°

spez. Gewicht ............... 01910

Viskosität bei 2o° ........... 5,58c 'E

_ - 38° ........... 2,86° E

_ - 50° ........... 2,16° E

_ - 99° .... ....... 1,33° E

Viskositätsindex ............ 150.

Man vermischt 2o Teile dieses Esters mit 5 Teilen eines Esters, der in folgender Weise hergestellt wurde: i g-Mol Trimethyloläthan (erhältlich durch Vermischen von i Mol Propionaldehyd, 3 Mol Formaldehyd und einer 5oo/oigen wäßrigen Lösung von i Mol Natriumhydroxyd, Abdestillieren des Wassers im Vakuum, Erhitzen des Rückstandes mit Methanol oder Propanol zum Sieden. Abfiltrieren des ausgeschiedenen Natriumformiats und Abdestillieren des Methanols bzw. Propanols) und 3 g-Mol eines Gemisches von Fettsäuren mit 9 bis i i Kohlenstoffatomen, das als Vorlauf bei der Gewinnung seifenbildender Fettsäuren durch Oxydation von Paraffin in der flüssigen Phase gewonnen wurde, werden in Zoo g Benzol oder Toluol nach Zugabe von 2 g konzentrierter Schwefelsäure oder Benzolsulfonsäure erhitzt. Das gebildete Wasser destilliert zusammen mit dem Benzol oder Toluol ab. Nach beendeter Reaktion wird der Ester mit Sodalösung gewaschen und einer Nachbehandlung mit Bleicherde unterworfen. Man erhält ein Produkt, dessen Viskosität bei 38° 4,23° E und bei 99° 1437° beträgt und das einen Viskositätsindex von 133,9 und einen Stockpunkt von -24° aufweist.

Das entstehende Estergemisch hat die folgenden Eigenschaften:

Stockpunkt ................. - 34°

Flammpunkt ................ 22o°

spez. Gewicht ............... 0,940

Viskosität bei 2o° ........... 5,51° E

_ - 38° ........... 2,8o° E

_ - 50° ........ ... 2,i0° E

- - 99° ........... 1,31° E

Viskositätsindex ............ 136.

Vermischt man 3o Teile dieses Estergemisches mit 9o Teilen eines mineralischen Schmieröls mit den folgenden Eigenschaften:

Stockpunkt ................. -27 °

Flammpunkt ................ 279°

spei. Gewicht ........... . . . . 0,857

Viskosität bei 2o° ........... 1o6,3° E

_ - 38° ........... 33,9° E

_ - 50° ........... 17,8° E

_ - 99° ........... 3,o6° E

Viskositätsindex ............ 107,

so erhält man ein Schmieröl mit den folgenden Eigenschaften:

Stockpunkt ................. -310

Flammpunkt ................ 234°

spei. Gewicht ............... 0,876

Viskosität bei 2o° ........... 45,2° E

_ - 38° .. .. .. .. .. . 15,15° E

_ - 50° ....... .... 8,64° E

_ - 99° .... ....... 2,18° E

Viskositätsindex ............ i20.

Dieses Schmierölgemisch zeichnet sich durch eine sehr gute Schmierfähigkeit aus und ist hervorragend geeignet für die Schmierung von Otto-und Dieselmotoren.

Claims

PATENTANSPRUCH: Die Verwendung von Estern, die durch Veresterung aliphatischer Dicarbonsäuren, die in der Kohlenwasserstoffkette zwischen den Carboxylgruppen durch eine oder mehrere A1kylgruppen substituiert sind, entweder nur mit primären aliphatischen Alkoholen mit verzweigter Kette und mindestens 6, zweckmäßig nicht mehr als 14 Kohlenstoffatomen oder teilweise mit Alkoholen der genannten Art, im übrigen mit primären aliphatischen Alkoholen mit mindestens 6 und zweckmäßig nicht mehr als 14 Kohlenstoffatomen und im wesentlichen gerader Kohlenstoffkette erhältlich sind, allein oder zusammen mit anderen Schmierstoffen, insbesondere Estern und bzw. oder natürlichen oder synthetischen Kohlenwasserstoffölen als Schmiermittel.