DE961484C - Verfahren zur Erhoehung des Viskositaetsindex von Schmieroelen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erhöhung des Viskositätsindex von Schmierölen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung des Viskositätsindex (V.-I.) von Schmierölen. Sie ist nicht nur auf Mineralschmieröle, sondern auch auf synthetische Öle anwendbar, die sich unter Bildung größerer Moleküle kondensieren können, z. B. auf synthetische Öle auf Grundlage von z. B. Polyglykol oder GlykolätheTn, Estern, Formalen, Polyo.lefinen.
• Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Viskosität eines Schmieröls meßbar verbessert, d. h. sein Viskositätsiudex erheblich erhöht werden kann, wenn man es bei erhöhter Temperatur mit o,i bis 5 Gewichtsprozent eines Polyhalogenides von Methan oder Äthän behandelt. Tetrachlorkohlenstoff wird bevorzugt, wei.1 er billig und sehr reaktionsfähig ist, aber man kann auch chlorierte Äthane, wie Äthylendichlorid, und andere halogenierte Äthane und Methane, wie z. B. Chloroform, sowie andere Halogenverbindungen von Methan und bzw. oder Äthan verwenden, z. B. Chlorid-Bromide, Bromide, Jodide, Chlorid-Fluoride und Gemische dieser Verbindungen.
• Erfindungsgemäß wird der halogenierte Kohlenwasserstoff, z. B. Tetrachlorkohlenstoff oder Chloroform, mit dem Ö1 gemischt und das Gemisch io Minuten bis io Stunden auf 175 bis 4000 erhitzt. Die bevorzugte B,ehandlumg besteht in@ dem 1/z- bis iostündi,gen Erhitzen mit i bis 3 Gewichtsprozent Tetrachlorkohlenstoff auf aoo his 25o0. Eine 4stündige Behandlung mit 319/o Tetrachlorkohlenstoff bei Zoo bis 25o°, z. B. durch Hindurchleiten von C C14 Dampf durch das erhitzte Ö1; hat sich als sehr wirksam erwiesen, um die Viskosität und den Viskositätsindex sowohl. von Mineralölen als auch von synthetischen Ölen auf Glykoläthergrundlage zu verbessern.
• Für gewöhnlich sind zur Erhöhung des V.-I. und der Viskosität von Schmierölen zwei verschiedene Arten von Zusatzmitteln erforderlich, während nach der Erfindung beide Wirkungen in einem Arbeitsgang durch den gleichen Stoff hervorgebracht werden. Es gibt nun allerdings auch Zusatzmittel, die beide Eigenschaften des Öls gleichzeitig verbessern; diese sind jedoch verhältnismäßig kostspielig und jeweils nur bei bestimmten Öltypen verwendbar und mit anderen Öltypen unverträglich. Die Wahl des .geeigneten V.-L-Verbesserers und viskositätserhöhenden Mittels begegnet daher häufig erheblichen Schwierigkeiten. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in erster Linie darin, daß halogenierte C,- C2 Kohlenwasserstoffe ,erheblich billiger sind als die bisher bekannten Zusatzmittel und die erfindungsgemäße Behandlung auf mineralische und synthetische Schmieröle der verschiedensten chemischen Struktur mit gleich gutem Erfolg anwendbar ist.
• Die Erfindung wird nachstehend näher an Hand von Beispielen beschrieben.
• Es wurden drei verschiedene Mineralschmieröle mit 3 % Tetrachlorkohlenstoff, bezogen auf die Gewichtsmenge des Öls, behandelt. In jedem Falle betrug die Behandlungszeit 4 Stunden, und .die Reaktionstemperatur lag bei 116 bis 121'. Das CCI4 wurde in Dampfform bei etwa Atmosphärendruck ununterbrochen durch das Öl geleitet. Öl A war ein in üblicher Weise raffiniertes Mid-Continent-Öl von einer Viskosität von etwa 55 SSU bei 98,9°, Öl B war ein Coastal-Öl von einer Viskosität von etwa 58 SSU bei 98,9° und Öl C war ein leichteres Coastal-Öl von einer Viskosität von etwa 35 SSU Mi 98,9°. Diese Öle wurden in eine Bombe eingebracht, nachdem sie die angegebene Zeit mit C C14 erhitzt worden waren. Es wurde kein Katalysator verwendet, die Reaktion erfolgte vielmehr lediglich durch Einwirkung der Wärme. In jedem Falle nahm die Viskosität dies Öls mäßig zu, ,und der Viskositätsindex wurde meßbar verbessert. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle I angegeben.

  Tabelle I

  Physikalische Eigenschaften von Ölen

  Bezeichnung des Öls

  Öl A I Öl A i Öl C I Öl C

  Verwendetes C C'4, 0/0 .............. . ............ keines 3 keines 3

  Reaktionsdauer, Stunden ........................ - 4 - 4

  Reaktionstemperatur, ° C ......... . .............. - 24o bis 250 - 24o bis 250

  Viskosität, SSU bei 37,8° ...................... . . . 482,8 53=,8 72,3 1og,o

  8V.-I. .......................................... bei 98,9........................... 54,3 57,3 832,4 39,8

  Fließpunkt, ° C ................................. -29 - 29 - 1 - 1

  Neutralisationszahl ............................. - 0,29 - o,Z7

  Wenn die Öle in der gleichen Bombe ebenso lange auf die gleichen Temperaturen, jedoch ohne Tetrachlorkohlenstoff, erhitzt wurden, konnte keine Änderung der physikalischen Eigenschaften festgestellt werden.
• Es wurde auch die Schmierfähigkeit dieser mit C C14 behandelten Mineralöle untersucht. Die Produkte wurden auf ihre Belastbarkeit in der Almen-Hochdruckprüfmaschine untersucht, wobei sich zeigte, daß die behandelten Öle unverhältnismäßig stärkere Belastungen als die unbehandelten Ausgangsprodukte aushielten.
• Die Erfindung ist auch auf Schmieröle anwendbar, die Zusätze üblicher Art, wie Detergenten, Polysilicon-Antischaummittel, enthalten. Ferner ist die Erfindung auch auf Schmierfette anwendbar, die .mit diesen Ölen hergestellt sind. Zum Beispiel wurde .ein Mineralschmieröl 1 Stunde mit 3 0/0 C C14 in einer Stahlbombe bei 25o° behandelt. Die Viskosität des Öls nahm um 8 % und sein Viskositätsindex um 12% zu. Zu diesem Öl wurden 5 Gewichtsprozent eines Alkylphenolsulfid'salzes zugesetzt. Es erwies sich als zweckmäßig, außerdem ein Polysiliconöl in geringen Mengen von beispielsweise o,oo5 Gewichtsprozent zuzusetzen, um die Schaumbildung dieses Öls zu verringern. Das so behandelte Öl war also hinsichtlich der Erhöhung des V.-I. zufriedenstellend.
• Ein synthetisches Schmieröl wurde mit C C14 in der gleichen Weise behandelt, wie es oben für Mineralöle beschrieben wurde. Dieses Schmieröl war von Propylenoxyd oder Gemischen von Propylen-, Äthylenoxyd und n-Butylalkohol abgeleitet. Es scheint ein n-Butyläther von Polypropylenglykol zu sein. Es wurde in diesem Falle 30 Minuten bei 2oo° in einer Stahlbombe mit 3 Gewichtsprozent Tetrachlorkohlenstoff behandelt. Das Produkt wurde darauf mit Äther verdünnt, gewaschen, getrocknet und abgestreift, worauf die Eigenschaften des so behandelten Schmieröls mit denjenigen des Ausgangsgutes verglichen wurden. Sowohl die Viskosität als auch der Viskositätsindex waren bei dem behandelten Schmieröl weitgehend verbessert, und es hatte überragend gute Hochdruckeigenschaften. Einige Viskositätswerte sind in Tabelle II angegeben.

  Tabelle II

  Viskosität Viskositäts-

  Schmieröl bei 98,9° index

  ursprüngliches Öl 5,89 cSt 128

  behandeltes Öl 6,73 cSt 139

  Der Mechanismus dieser Reaktion ist zwar noch nicht ganz klar, es scheint jedoch, daß bei der Behandlung mit C C14 oder anderen Polyhalogeniden von Methan oder Äthan zwei oder mehr Moleküle des Schmieröls sich unter Bildung von Halogenwasserstoff kondensieren. Der letztere wird, wenn er flüchtig ist, leicht aus dem Schmieröl entfernt, wodurch der größte Teil des Halogens aus dem Gemisch entfernt wird. Es scheint jedoch, daß eine kleine Menge Halogen zurückbleibt. Dies ist wahrscheinlich der Grund für die erhöhte Belastbarkeit des Schmieröls, da die Halogene, insbesondere Chlor, als wirksame Hochdruckzusätze bekannt sind. Auf jeden- Fall wird das Schmieröl unter sehr geringen Kosten und in Anbetracht der Einfachheit des Verfahrens in einem unerwarteten Grade verbessert. Unter gewissen Bedingungen und bei gewissen Schmiermitteln braucht die Behandlungsdauer nur etwa io Minuten zu betragen, jedenfalls hat man aber Temperatur und Behandlungszeit so zu wählen, daß man die gewünschten Ergebnisse erzielt. Diese können im allgemeinen annähernd an der Erhöhung der Viskosität, die offensichtlich von der 7,unahme des Molekulargewichts herrührt, sowie an der Verbesserung des Viskos.itätsindex gemessen werden.
• Ein synthetisches Schmieröl, bestehend aus einem Ester, der aus 9o g Biutandiol-1, 3 und 288 g C.-Oxosäure unter Verwendung von ioo g Xylol als Mitnehmer in Gegenwart von 3,62 g Na H S 04 und 3,62 g Phenothiazin durch Erhitzen des Gemisches während io Stunden auf 105 bis 13o°, unter Abziehen des gebildeten Wassers und anschließende Vakuumdestillation bis 2oo° erhalten wurde, hatte folgende Kennzahlen:

  Viskosität, SSU bei 37,8° ... 140,9

  bei 98,9° ... 46,o

  Flammpunkt, °C ............ 216

  Fließpunkt, °C .............. -21

  Dieser Ester wurde nun 4 Stunden mit 5'/O C C14 in einer Bombe aus rostfreiem Stahl bei 25ö° behandelt. Danach wurde das Produkt 6 Stunden in einer großen Abdampfschale auf ein Dampfbad gestellt, um alles nicht in Reaktion getretene C C'4 abzutreiben. Die Kennzahlen des mit C C14 behandelten Esters sind folgende:

  Viskosität, SSU bei 37,8° . . . 143,7

  bei 98,9° ... 47,9

  Flammpunkt, °C ............ 224

  Fließpunkt, °C .............. -29

  Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch auf andere als die oben angegebenen synthetischen Öle anwendbar, insbesondere auf Diester, wiel)i-2-äthylhexylsebacat, die entsprechenden Adipate und die durch Umsetzung vön zweiwertigen Alkoholen, zweiwertigen Säuren und monofunktionellen Säuren und bzw. oder Alkoholen erhaltenen Mischester. In gleicher Weise können .synthetische Öle auf der Grundlage von Polyolefinen erfindungsgemäß behandelt werden.
• Die Erfindung ist auch zur Erhöhung des Viskositätsindex von synthetischen Schmiermitteln mit Acetals:trukru.r und überhaupt auf jedes synthetische Schmieröl anwendbar, das Verbindungen mit endständigen Gruppen enthält, die mit dem Halogenkohlenwasserstoff unter Freiwerden eines Moleküls Halogenwasserstoff und Vereinigung von 2 Molekülen des organischen Stoffes in Reaktion treten können.
• Die behandelten Schmieröle können gebräuchliche Zusatzstoffe, wie Antioxydationsmittel, Metalldesaktivatoren, Korrosionsinhibitoren, Rostschutzmittel, Hochdruckzusätze, Verdicker, Mittel -zur Erhöhung der Haftfähigkeit, und andere Zusätze in den üblichen Mengen enthalten.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Erhöhung des Viskositätsindex von Schmierölen auf der Basis von Mineralölen .und synthetischen Ölen, dadurch gekennzeichnet daß man o, i bis 5 Gewichts prozent eines Polyhaloge@nids eines Ci bis C2 Kohlenwasserstoffs in das Öl einmischt und das Gemisch auf 175 bis 400° wähnend io Minuten bis io Stunden erhitzt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Erhitzung mit i bis 3 Gewichtsprozent des Halogenkohlenwasserstoffes in einem Temperaturbereich von Zoo bis 25o°.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man den Halogenkohlenwasserstoff in Dampfform durch das 01 leitet.
4. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halogenkohlenwasserstoff Tetrachlorkohlenstoff ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. $i8 071, 832 030; USA.-Patentschrift Nr. 2 531 723.