DE974483C - Verfahren zur Verbesserung der Loeslichkeit und Mischbarkeit naphthensaurer Salze, die ein- oder mehrwertige Kationen enthalten, in bzw. mit Kohlenwasserstoffen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 12. JANUAR 1961

Gegenstand des Patents 974 140 ist ein Verfahren zur Verbesserung der Löslichkeit und Mischbarkeit naphthensaurer Salze, die ein- oder mehrwertige Kationen enthalten, in bzw. mit Kohlenwasserstoffen und zur Herabsetzung der Viskosität der erhaltenen Lösungen durch Zusatz von Polyalkylenglykolderivaten als Lösungsvermittler, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man diesen Salzen bzw. deren Lösungen Polyalkylenglykolderivate der allgemeinen Formel

XO- (R-O)_w — R-OY

in der R einen Alkylenrest mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen, η eine ganze Zahl von 2 bis 7, X einen Alkyl-, Aralkyl-, Alkaryl-, Aryl-, Cycloalkyl-, besonders einen Naphthenrest bzw. einen Acylrest mit mehr als 6, besonders mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen und Y ein Wasserstoffatom, einen Alkyl-, Aralkyl-, Alkaryl-, Aryl-, Cycloalkyl-, besonders einen Naphthenrest, bzw. einen Acylrest bedeutet, ao oder deren Mischungen bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei 90 bis 150⁰, zusetzt. Es wurde nun gefunden, daß die Löslichkeit und Mischbarkeit der Naphthenate in bzw. mit Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Polyalkylenglykolderivaten der oben angegebenen Formel noch weiter

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verbessert werden kann, wenn man außerdem noch hochsiedende Mono- oder Diäther dem Reaktionsgemisch zusetzt.

Unter hochsiedenden Äthern sind solche zu verstehen, die mindestens einen Kohlenwasserstoffrest mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen besitzen, der aliphatisch, aromatisch oder cycloaliphatisch sein kann.

Äther dieser Art wirken überraschenderweise als ίο Lösungsvermittler sowohl für die naphthensäuren Salze als auch für die Polyalkylenglykolderivate und sind überdies in organischen Lösungsmitteln, insbesondere in Kohlenwasserstoffen, leicht löslich.

Von diesen hochsiedenden Mono- oder Diäthern können z. B. folgende .verwendet werden: Di-n-hexyläther, Di-n-oktyläther, Di-n-nonyläther, Di-2-äthylhexyläther, Lauryl-2-äthylhexyläther, Oktadecen-9-yl-i-isobutyläther, Dodecylphenyläther, Laurylcyclohexyläther, Oktyl-ß-tetraloläther, Nonyl-4-methyl-cyclohexyläther, 4-Oktylphenyl-2-äthylhexyläther, ferner die Benzyläther oder alkylsubstituierten Benzyläther der genannten oder anderer aliphatischer oder cycloaliphatischer Alkohole, beispielsweise Nonylbenzyläther, Oktadecenyl-4-methylbenzyläther, Dibenzyläther, Tetrahydronaphthylmethyl-a>-phenyl- oder -benzyläther, ferner Tetrahydronaphthylmethyl-ö)-2-äthylhexyläther, Butandiol-(r, 3)-monooktyläther, Butandiol-(i, 4)-dibenzyläther, Butandiol-(i, 4)-isobutyldodecyläther. Es können auch die Äther solcher Alkohole verwendet werden, welche durch Hydrierung von Paraffinfettsäuren einschließlich des dabei anfallenden Vorlaufs, durch Hydrierung von Naphthensäuren oder durch Oxo-Synthese gewonnen werden, z. B. die Cyclohexyläther oder Dodecyläther. Vorlaufalkohole sind ein Gemisch von solchen Alkoholen, wie sie durch Hochdruckhydrierung von Paraffinfettsäuren und anschließender Destillation der entstandenen Alkohole als Vorlauf anfalleji; die darin enthaltenen Alkohole besitzen eine Kettenlänge von 6 bis 9 Kohlenstoffatomen. Aus Naphthensäuren, wie sie bei der Reinigung von Mineralölen anfallen, lassen sich durch Hochdruckhydrierung o'der durch Reduktion nach Bouveault-Blanc die entsprechenden Naphthenalkohole herstellen, die leicht in ihre Äther übergeführt werden können, z. B. Dinaphthenyläther sowie der Naphthenylbenzyl- und -2-äthylhexyläther. Es werden zweckmäßig solche hochsiedende Mono- oder Diäther verwendet, die bei Raumtemperatur, beispielsweise bei 20⁰, flüssig sind.

An Stelle eines Äthers können auch Gemische zweier oder mehrerer Äther oder Lösungen eines Äthers bzw. eines Äthergemisches, z. B. in Kohlenwasserstoffen, verwendet werden.

Die Verbesserung des Verfahrens des Patents 974 140 durch das erfindungsgemäße Verfahren zeigt sich darin, daß z. B. eine Mischung aus einem Naphthenat und einem Polyalkylenglykolderivat bei Zimmertemperatur eine wachsartige Masse- darstellt, aber schon durch Zusatz von 20°/₀ des nach vorliegendem Verfahren verwendbaren Äthers bzw. Äthergemisches klar gelöst wird. Die erhaltene Lösung läßt sich auch sehr leicht mit anderen organischen Lösungsmitteln, z. B. auch mit hochmolekularen Kohlenwasserstoffen, verdünnen.

Die Naphthenate lassen sich aber auch in den erfindungsgemäß verwendbaren Äthern 'allein wie auch in Gegenwart der oben beschriebenen Polyalkylenglykolderivate sehr leicht und rasch lösen, während bei Verwendung von Kohlenwasserstoffen als Lösungsmittel für Naphthenate oder auch von Gemischen derselben mit Polyalkylenglykolderivaten höhere Temperaturen und längere Einwirkungszeiten erforderlich sind.

Schließlich lassen sich in den erfindungsgeniäß anzuwendenden Äthern auch solche Naphthenate lösen, die in Kohlenwasserstoffen unlöslich· oder schwer löslich sind.

Auch die einfachen Naphthenat-Äther-Mischungen lassen sich ohne weiteres mit Kohlenwasserstoffölen, z. B. mit Mineralölen, vermischen.

Außer den lösungsvermittelnden Eigenschaften besitzen die erfindungsgemäß anzuwendenden hochsiedenden Mono- oder Diäther auch viskositätserniedrigende Eigenschaften. So wird z. B. die Viskosität von Mischungen oder Lösungen naphthensaurer Salze in Polyalkylenglykolderivaten, insbesondere in Kohlenwasserstoffen, noch weiter herabgesetzt.

Durch den Zusatz der hochsiedenden Mono- oder Diäther wird ferner die an sich mitunter geringe Löslichkeit der Polyalkylenglykolderivate in organischen Lösungsmitteln, insbesondere in hochmolekularen Kohlenwasserstoffen, erhöht.

Diese lösungsvermittelnde und viskositätserniedrigende Wirkung der erfindungsgemäßen Äther tritt bei allen Polyalkylenglykolderivaten ein, die der allgemeinen Formel

XO-(R-O)_n-R-OY

entsprechen, in der R, X und Y die vorstehend angegebene Bedeutung besitzen.

An Stelle der einfachen Polyalkylenglykolderivate können auch deren Mischungen verwendet werden.

Die Mengen an hochsiedenden Mono- oder Diäthern, welche den Mischungen von Naphthenaten und Polyalkylenglykolderivaten zugesetzt werden müssen, können innerhalb weiter Grenzen schwanken, z. B. können sie bis zu 200% und darüber betragen; sie sind abhängig von der Art und Menge der verwendeten naphthensäuren Salze oder Mischungen derselben, von der Beschaffenheit der zuzusetzenden Polyalkylenglykolderivate und auch von der Größe der gewünschten Löslichkeits- oder Viskositätserniedrigung in Lösungsmitteln, insbesondere in Kohlenwasserstoffen.

Die Herstellung von Lösungen naphthensaurer Salze in Gegenwart von Mono- oder Diäthern und Polyalkylenglykolderivaten kann in an sich bekannter Weise erfolgen, wobei es unwesentlich ist, in welcher Form oder Reihenfolge die einzelnen Bestandteile miteinander vermischt werden.

Nach einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kann man z. B. der Mischung von naphthensäuren Salzen und Polyalkylenglykolderivaten die hochsiedenden Mono- oder Diäther gerade in einer solchen Menge zusetzen, daß eine

Lösung der Naphthenate in den Äthern erhalten wird, man kann aber auch zunächst Lösungen der Naphthenate in den hochsiedenden Äthern herstellen und diesen dann die Polyalkylenglykolderivate oder Lösungen derselben in den erfindungsgemäßen Äthern zusetzen.

hoenso kann man zu Lösungen von Polyalkylenglykolderivaten in hochsiedenden Mono- oder Diäthern naphthensaure Salze oder deren Mischungen bzw.

ίο deren Lösungen in den erfindungsgemäßen Äthern zusetzen.

Die jeweils erforderlichen Mengen an hochsiedenden Mono- oder Diäthern können in einfachen Vorversuchen ermittelt werden.

Erfolgt die Auflösung der Naphthenate bzw. der Gemische von Naphthenaten und Polyalkylenglykolderivaten in hochsiedenden Mono- oder Diäthern in Gegenwart von Kohlenwasserstoffen, so ist es unwesentlich, in welcher Reihenfolge die einzelnen Bestandteile zusammengegeben werden. So kann man z. B. Naphthenate bei etwa 80 bis ioo° in Mono- oder Diäthern lösen, diesen Lösungen Polyalkylenglykolderivate zusetzen und die dann erhaltenen Lösungen mit Kohlenwasserstoffen verdünnen, oder man stellt zunächst Schmelzen oder Pasten von Naphthenaten und Polyalkylenglykolderivaten her, löst diese Mischungen in Kohlenwasserstoffen und setzt danach erfindungsgemäß die Äther zu. Ferner kann man auch zunächst eine Lösung von Kohlenwasserstoffen, Äthern und Polyalkylenglykolderivaten herstellen und in dieser dann die Naphthenate lösen.

Schließlich kann man auch Naphthenate und PoIyalkylenglykolderivate jeweils für sich in Äthern lösen, beide Lösungen zusammengeben und mit Kohlenwasserstoffen verdünnen.

Zweckmäßigerweise mischt man die Naphthtnate und Äther in Gegenwart von Polyalkylenglykolderivaten bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei 70 bis iio°.

Die nachstehenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern.

Beispiel 1

In diesem Beispiel wird gezeigt, daß durch Zusatz der erfindungsgemäß anzuwendenden Äther zu Mischungen von Naphthenaten und Polyalkylenglykolderivaten klare Lösungen erhalten werden. Verschiedene Naphthenate der nachfolgend genannten Zusammensetzung wurden mit den nachstehend beschriebenen Polyalkylenglykolderivaten im Verhältnis 10:1 bei einer Temperatur von 40 bis 8o° zusammengeschmolzen. Die nach dem Abkühlen erhaltenen wachsartigen Substanzen wurden im Verhältnis ι: ι mit Äthern der folgenden Zusammensetzung versetzt, und es wurden dabei in jedem Falle dünnflüssige Lösungen erhalten.

Nr.	Kation	Äther	Polyalkylenglykolderivat
35 I 2 3 4 5 40 6	Kalium Magnesium .. Zinn (II) .... Blei (II) Eisen (III) ... Aluminium und Calcium	Äthylhexylbenzyläther Oktadecenyloktyläther Lauryl-n-butyläther Dioktyläther Dibenzyläther Tetradecylmethylcyclohexyl- äther	Naphthensäure-heptaäthylenglykolester Oktylpentapropylenglykoläther Dodecylpentaglykolmethyläther Benzoesäure-benzylpentaglykolester p-Oktylphenyltetraglykoläther Benzoesäure-stearylhexaglykolester

Die nach vorstehendem Beispiel unter Zusatz der erfindungsgemäß zu verwendenden Äther erhaltenen klaren Lösungen sind mit Kohlenwasserstoffen leichter mischbar als die den Lösungen zugrundeliegenden wachsartigen Substanzen aus Naphthenaten und Polyalkylenglykolderivaten.

Beispiel 2

a) Neutrales Aluminiumnaphthenat ist in Kohlenwasserstoffen, beispielsweise in Petroleum oder in Mineralöl, sehr schwer löslich. Eine durch langes Rühren bei erhöhter Temperatur, z. B. 100°, hergestellte Lösung bildet ein zähes Gel, das sich nach dem Erkalten entmischt und einen Teil des als Lösungsmittel verwendeten Kohlenwasserstoffes abscheidet. Die Viskosität läßt sich bei der frisch hergestellten Lösung nicht genau messen, beträgt aber ungefähr 6000 cSt bei 8o°. Ein derartiges Gel ist für technische Zwecke, bei denen eine Lösung von Aluminiumnaphthenat Verwendung finden soll, unbrauchbar. Ein Zusatz von 4% Laurylpentaglykoläther gemäß Patent 974 140 setzt die Viskosität der Aluminiumnaphthenatlösung in Kohlenwasserstoffen von über 6000 auf etwa 150 cSt herab.

Wird das Aluminiumnaphthenat statt in Kohlenwasserstoffen in Dodecyl-2-äthylhexyläther gelöst, so beträgt die Viskosität der erhaltenen Lösung nur 1890 cSt und wird durch Beimischung von 4°/₀ Laurylpentaglykoläther noch weiter auf einen Wert von 99 cSt gesenkt. Diese Lösung kann leicht und in jedem Verhältnis mit Kohlenwasserstoffen gemischt werden, wobei stets dünnflüssige Lösungen erhalten iao werden.

b) Eine 5o°/₀ige Lösung von Bariumnaphthenat in Kohlenwasserstoffen, z. B. Spindelöl, läßt sich nicht oder nur mit sehr großen Schwierigkeiten herstellen und ist dann technisch nicht verwendbar. Eine gleich konzentrierte Lösung des Naphthenats in Lauryl-

äthylhexyläther ist verhältnismäßig leicht herstellbar und zeigt eine Viskosität von 2335 cSt bei 80°.

Diese 50⁰/oige Lösung von Bariumnaphthenat in Lauryläthylhexyläther kann leicht mit Kohlenwasserstoffen gemischt werden.

Beispiel 3

Die Beeinflussung der Viskosität eines Gemisches aus 60 Teilen Bariumnaphthenat und 30 Teilen Laurylpentaglykoläther durch wechselnde Mengen Lauryläthylhexyläther wird in nachstehender Tabellegezeigt:

Viskosität des Ausgangsgemisches bei 8o° 122,0 cSt + 20% Lauryläthylhexyläther 38,1 -

+ 40% - 18,5 -

+ 60% - 12,5 -

+ 8o°/₀ - 9,2 -

+ 100% - 7,7 -

Die nach vorstehendem Beispiel unter Zusatz von steigenden Mengen Lauryläthylhexyläther erhaltenen niedrigviskosen Lösungen sind mit Kohlenwasserstoffen leichter mischbar als die wesentlich höherviskose, nur aus Bariumnaphthenat und Laurylpentaglykoläther bestehende Ausgangsmischung.

Beispiel 4

Ein Gemisch aus 60 Teilen, Bariumnaphthenat und 30 Teilen Laurylpentaglykoläther hat eine Viskosität von 122 cSt. Nach Zugabe von 200 °/₀ des oben genannten Gemisches anLauryläthylhexyläther beträgt die Viskosität des Gemisches 4,7 cSt. Diese niedrigviskose Mischung kann leichter mit Kohlenwasserstoffen vermischt werden als die höherviskose Ausgangsmischung, die keinen Lauryläthylhexyläther enthält.

Claims (11)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zur Verbesserung der Löslichkeit und Mischbarkeit naphthensaurer Salze, die ein- oder mehrwertige Kationen enthalten, in bzw. mit Kohlenwasserstoffen und zur Herabsetzung der " Viskosität der erhaltenen Lösungen durch Zusatz von Polyalkylenglykolderivaten als Lösungsvermittler der allgemeinen Formel

   XO-(R-O)_n-R-OY,

   in welcher R einen Alkylenrest mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen, η eine ganze Zahl von 2 bis 7,

   X einen Alkyl-, Aralkyl-, Alkaryl-, Aryl-, Cycloalkyl-, besonders einen Naphthenrest bzw. einen _go Acylrest mit mehr als 6, besonders mit mehr als 8 Kohlenstoffatomen und Y ein Wasserstoff ate m, einen Alkyl-, Aralkyl-, Alkaryl-, Aryl-, Cycloalkyl-, besonders einen Naphthenrest, bzw. einen Acylrest bedeutet, als solche oder Mischungen derselben zu Mischungen naphthensaurer Salze oder deren Lösungen in Kohlenwasserstoffen bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur, vorzugsweise 90 bis 150⁰, nach Patent 974140, dadutch gekennzeichnet, daß diesen Naphthenaten oder ihren Lösungen bzw. Mischungen mit Kohlenwasserstoffen und bzw. oder Polyalkylenglykolderivaten solche symmetrische oder gemischte Äther bzw. deren Lösungen, insbesondere in Kohlenwasserstoffen, oder Mischungen untereinander zugesetzt werden, welche keine Polyalkylenglykolgruppen und höchstens 2 ätherartig gebundene und durch eine Alkylengruppe mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen getrennte Sauerstoffatome oder nur 1 ätheraitig gebundenes Sauerstoffatom besitzen und von denen mindestens einer der ätherartig gebundenen Kohlenwasserstoffreste 6 "oder mehr Kohlenstoffatome enthält.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gemischen von Naph- ₇g thenaten und Polyalkylenglykolderivaten polyalkylenglykolgruppenfreie symmetrische oder gemischte Äther in Mengen bis zu 200 % oder darüber, bezogen auf die Menge un verwendetem Naphthenat, zusetzt. '
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die polyalkylenglykolgruppenfreien symmetrischen oder gemischten Äther den Naphthenaten oder ihren Mischungen mit Polyalkylenglykolderivaten bei einer Temperatur von 70 bis 110° zusetzt.
4. In Betracht gezogene Druckschriften:
5. USA.-Patentschriften Nr. 2 448 664, 2 520 612, 2564422, 2559521, 2554222;
6. britische Patentschriften Nr. 601 604, 670 153;
7. Seifen-Öle-Fette-Wachse, Bd. 77, 1951, S. I73ff.;
8. deutsche Patentschrift Nr. 261 070;
9. P.
10. Karr er, Lehrbuch der organischen Chemie,
11. 11. Auflage, 1950, S. 135.

    © 509 704/410 4.56 (009 681/7 1.61)