DE942582C

DE942582C - Zusaetze fuer Schmiermittel

Info

Publication number: DE942582C
Application number: DEB20417A
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz Christmann; Dr Hans Engel; Dr Walter Simon
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1952-05-15
Filing date: 1952-05-15
Publication date: 1956-05-03

Description

Zusätze für Schmiermittel Beim Gebrauch von Schmierölen treten oft Zersetzungs- und Kondensatiönsprodukte auf, die zu schädlichen Abscheidungen auf den Metallflächen des Motors führen. Um diese Stoffe im Öl verteilt zu halten, setzt man dem Öl sogenännte Detergents zu.
Es wurde nun gefunden, daß man eine ausgezeichnete Detergent- und Inhibitorwirkung erzielt, wenn man dem Schmieröl Mischungen aus weitgehend neutralen, mindestens j e ein Erdmetall (Aluminium und die seltenen Erden, wie .Thorium und Cer) oder ein Schwermetall, vorteilhaft Zink oder Zinn, und ein Alkalimetall oder Erdalkalimetall enthaltenden Salzen cyclischer Sulfonsäuren mit einer oder mehreren Alkylgruppen, die 6 bis 1g, zweckmäßig 8 bis 1q. Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe enthalten, und metallhaltige Umsetzungsprodukte von Phosphorsulfiden mit organischen Verbindungen zusetzt.
Als weitgehend neutral werden solche Salze bezeichnet, die eine kleine Neutralisationszahl, z. B. o bis g, aufweisen (Holde, Kohlenwasserstofföle und Fette, 1933, S. 11o).
Als erste Komponente verwendet man z. B. Salze von solchen cyclischen Sulfonsäuren, die sich von ein-oder mehrkernigen Benzolkohlenwasserstoffen,, gegebenenfalls auch von solchen Verbindungen, die im Kern Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel enthalten, ableiten. Am Kern können sich auch Hydroxyl-, Amino- oder Nitrogruppen befinden. Bevorzugt verwendet man Salze von Sulfonsäuren, die nur eine Alkylgruppe besitzen. Man kann aber daneben noch eine kleine Menge von Salzen von Sulfonsäuren zusetzen, die mehrere Alkylgruppen am Kern enthalten. Zur Herstellung dieser Sulfonsäuren geht man zweckmäßig von, alkylierten cyclischen Verbindungen aus, die vor der Sulfonierung, z. B. mit Al C13 oder Bleicherde, raffiniert wurden.
Die cyclischen Sulfonsäuren werden. zunächst mit solchen Erdmetall- oder Schwermetallverbindungen, die sie in Salze überzuführen vermögen, behandelt, z. B. mit Hydroxyden, Oxyden, Carbonaten, Sulfiden oder Alkoholaten; hierbei werden z. B. Verbindungen von Blei, Nickel, Cadmium, Kupfer, Chrom, Kobalt, vorteilhaft solche von Zink oder Zinn, verwendet. Die dabei entstehenden, . noch sauer reagierenden Sulfonate werden dann mit entsprechenden Verbindungen der Alkali- oder zweckmäßig der Erdalkalimetalle behandelt, wobei z. B. Gemische aus Produkten folgender Zusammensetzung erhalten werden: Die so gewonnenen' öllöslichen, -weitgehend neutral reagierenden Produkte können durch Lösen in Öl, Vermischen mit Bleicherde und anschließendes Zentrifugieren oder Filtrieren gereinigt werden.
Als zweite Komponente dienen Phosphor und Schwefel enthaltende organische Verbindungen, die z. B. durch Umsetzen von Kohlenwasserstoffon, wie Olefinen oder Terpenen, von Fettsäuren, Estern, z. B. Spermöl, Aminen oder Phenolen mit einem Phosphorsulfid hergestellt werden. Besonders- geeignet sind die Umsetzungsprodukte von Alkoholen mit Phosphorsulfiden. Zu ihrer Herstellung geht man von Hexyl-, Octyl-, Decyl-, Lauryl-, Cetyl-, @ Stearyl-, Oleyl-,. Spermölalkohol, Cyclohexanol; Alkylcyclohexanol, Phenyläthyl- oder Benzylalkohol, Paraffinalkylphenolen oder mehrwertigen Alkoholen, wie Glykole oder Glycerin, oder von Alkoholen der Cyclohexan- oder Terpenreihe aus. Man kann auch Gemische von Alkoholen, wie sie z. B. durch Reduktion von Kohlenoxyd oder von Paraffinoxydationsfettsäuren oder bei der Oxosynthese erhalten werden, verwenden. Die Alkohole werden mit 3 bis 3o Gewichtsprozent, zweckmäßig mit io bis 25 Gewichtsprozent, Phosphorsulfid, vorteilhaft Phosphorpentasulfid,bei 7o bis 25o°, insbesondere bei ioo bis i50°, behandelt. Die so gewonnenen Verbindungen enthalten etwa i bis 2o0/" vorteilhaft i bis 12(1/, Schwefel und 0,5 bis zo, insbesondere 0,5 bis 5 % Phosphor. Man kann sie durch Behandlung bei erhöhter Temperatur, z. B. ioo bis 300°, mit großoberfiächigen Stoffen, wie Bleicherde, Bimsstein, Ton oder Koks, die dann durch Filtrieren oder Zentrifugieren wieder entfernt werden, reinigen. Die Schwefel und Phosphor enthaltenden Verbindungen können in üblicher Weise durch Behandlung mit entsprechenden Verbindungen eines oder mehrerer Metalle in die metallhaltigen Salze übergeführt werden, wobei z. B. im Falle der Verwendung von Oleylalkohol-Phosphorpentasulfid-Umsetzungsprodukt und Bariumhydroxyd eine Verbindung folgender Formel erhalten wird: Die Herstellung der Phosphor und Schwefel enthaltenden Verbindungen wird hier nicht beansprucht.
Die zweite Komponente wird den Schmierölen in einer Menge von etwa o,i bis 10/, zugesetzt, während man von den oben beschriebenen Sulfonaten größere Mengen, etwa i bis g. %, zugibt.
Eine weitere Verbesserung des Schmieröles wird durch Zusatz von Silikonölen erreicht.
Der vorteilhafte technische Effekt der Erfindung ergibt sich aus folgenden Versuchen, die in einem MWM-Einzylinder-Dieselmotor durchgeführt wurden: Der Motor wurde nach 4stündigem Spülen mit dem jeweils zu verwendenden Öl je ioo Stunden lang mit einem i,2 % Schwefel enthaltenden Dieselbrennstoff betrieben und dann ausgebaut. Der Kolben wurde unter Berücksichtigung des Kolbenhemdes, des Kolbeninneren, der Verschmutzung der Ringnuten und der Ölabstreiferschlitze bewertet, wobei der bestmögliche Kolben die Note ioo erhält und für Verschmutzung und Lackabscheidung und eventuelle Ringstecken Abwertungen erfolgten.
Für alle Versuche. wurde ein solventraffiniertes Motor-Schmieröl SAE 2o aus Hannoverschem Erdöl verwendet, das für sich allein eine Kolbenbewertungsnote. von etwa 50 .ergibt.
Dieses Öl enthielt jeweils 0,7 Gewichtsprozent des Ba-Salzes des Oleylalkohol-P2S,- Umsetzungsproduktes, 0,03 Gewichtsprozent Silikonöl und 2 Gewichtsprozent eines Sulfonates. Dieses war bei Versuch i das im Beispiel der vorliegenden Anmeldung beschriebene Zink und Calcium enthaltende Sulfonat. Bei Versuch 2 wurde das entsprechende, jedoch nur mit Zinkhydroxyd behandelte Produkt, bei Versuch 3 das entsprechende, jedoch nur mit Calciumhydrokyd behandelte Produkt verwendet. Hierbei ergabdn sich folgende Bewertungsnoten:

Versuch Metall im Sulfonat Bewertungsnote

i Ca und Zn 92

2 Zn 83

3 Ca unter 8o

Die Einführung der beiden Metalle hat also eine erhebliche Wirkung hinsichtlich motorischer Wirksamkeit der Sulfonate. Beispiel Zoo g einer cyclischen Sulfonsäure mit einer Alkylgruppe, die ii bis 12 Kohlenstoffatome enthält, werden unter Rühren bei 5o bis- ioo° mit 8oo g eines Schmieröles vermischt. Dieser Mischung setzt man 5o g Zinkhydroxyd zu und rührt 4 Stunden bei i2o bis 16o°. Nach weiterem Zusatz von 25 g Calciumhydroxyd erhält man nach 1stündiger Behandlung ein vollständig neutralisiertes Produkt, das mit 8o g Bleicherde längere Zeit bei i8o° raffiniert -und anschließend zentrifugiert wird. Dieses Produkt wird mit 50 g des Bariumsalzes eines Umsetzungsproduktes aus Oleylalkohol und Phosphorpentasulfid verrührt. Man erhält - ein Schmierölverbesserungsmittel mit guten Detergent- und Inhibitoreigenschaften, das vorteilhaft zusammen mit einer geringen Menge Silikonöl verwendet wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Die Verwendung von Mischungen aus weitgehend neutralen, mindestens je ein Erd- oder Schwermetall, vorteilhaft Zink oder Zinn, und ein Alkalimetall oder Erdalkalimetall enthaltenden Salzen cyclischer Sulfonsäuren mit einer oder mehreren Alkylgruppen, die 6 bis 15, zweckmäßig 8 bis 14 Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe enthalten, und metallhaltigen Umsetzungsprodukten von Phosphorsulfiden mit organischen Verbindungen als Zusätze zu Schmiermitteln.
2. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente in größerer Gewichtsmenge als die zweite angewandt wird.
3. Ausführungsform nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente in Mengen von etwa i bis 4 Gewichtsprozent (bezogen auf das fertige Schmierölgemisch), die zweite Komponente in Mengen von etwa o,i bis i Gewichtsprozent (bezogen auf das fertige Schmierölgemisch) dem Schmiermittel zugegeben wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 857 846, 843 852, 836 536, 832 o29, 843 281; USA.-Patentschriften Nr. 2 493 216, 2 493 217, 2 421 004; Römpp, Chemie Lexikon, 1952, S. 511.