DEST007464MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 10. Dezember 1953 Bekanintgemacht am 20. September 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung des Viskositätsindex (V.-L). 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 Glykoläthern, Estern, Formalen, Polyolefinen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Viskosität eines Schmieröls meßbar verbessert, d. h. sein Viskositätsindex erheblich erhöht werden kann, wenn man es bei erhöhter Temperatur mit o,i bis 5 Gewichtsprozent eines Polyhalogenides von Methan oder Äthan behandelt. Tetrachlorkohlenstoff wird bevorzugt, weil 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.

Erfmdungsgemäß wird der halogenierte Kohlenwasserstoff, z. B. Tetrachlorkohlenstoff oder Chloroform, mit dem Öl gemischt und das Gemisch io Minuten bis io Stunden aiuf 175 bis 400⁰ erhitzt. Die bevorzugte Behandlung besteht in dem V2- bis iostündigen Erhitzen mit 1 bis 3 Gewichtsprozent Tetrachlorkohlenstoff auf 200 bis 250⁰. Eine 4stündige Behandlung mit 3% TetraehloTkohlen-

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St 7464 IVc/23c

stoff bei 200 bis 250⁰, ζ. Β. durch Hindurchleiten von C O₄-Dampf durch das erhitzte öl, 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.-I.-Verbesserers und viskositätserhöhenden Mittels begegnet daher häufig erheblichen Schwierigkeiten. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in erster Linie darin, daß halogenierte C₁-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°/o Tetrachlorkohlenstoff, bezogen auf die Gewichtsmenge des Öls, behandelt. In jedem Falle betrug die Behandlungszeit 4 Stunden, und die Reaktionstemperatur lag bei 116 bis 121⁰. Das CCl₄ 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 bei 98,9°. Diese Öle wurden in eine Bombe eingebracht, nachdem sie die angegebene Zeit mit C Cl₄ erhitzt worden waren. Es wurde kein Katalysator verwendet, die Reaktion erfolgte vielmehr lediglich durch Einwirkung der Wärme. In jedem Falle nahm die Viskosität des Öls mäßig zu, und der Viskositätsindex wurde meßbar verbessert. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle I angegeben. '

Tabelle I Physikalische Eigenschaften von Ölen

Öl A Bezeichnung des Öls Öl A ! Öl C

Öl C

Verwendetes CCl₄, °/₀

Reaktionsdauer, Stunden

Reaktionstemperatur, ⁰C

Viskosität, SSU bei 37,8°

bei 98,9°..

V.-I

Fließpunkt, ⁰C

Neutralisationszahl

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 Cl₄ 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% CCl₄ in einer Stahlbombe bei 250⁰ behandelt. Die Viskosität des Öls nahm um 8% und sein Viskosi-

keines

482,8 55.3 . —

240 bis 250
531,8
57,3
46

— 29
0,29

keines

72,3 36,4 82

3 4

240 bis 250 109,0

39,8 84 — ι

0,17

tätsindex um 12% zu. Zu diesem öl wurden S Gewichtsprozent eines AlkylphenolsulfidSalzes zugesetzt. Es erwies sich als zweckmäßig, außerdem ein Polysiliconöl in geringen Mengen von beispielsweise 0,005 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 CCl₄ 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 200⁰ 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

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Claims (4)

St 7464 IVc/23 c denjenigen des Ausgangsgutes verglichen wurden. Sowohl die Viskosität als auch der Viskositätsiodex waren bei dem behandelten Schmieröl weitgehend verbessert, und es hatte überragend gute Hochdruckeigenschaften. Einige Viskositätswerte sind in Tabelle II angegeben. Tabellζ IIViskositäts- indexο SchmierölViskosität bei 98,9°128 139ursprüngliches Öl 15 behandeltes Öl5,89 cSt ■ 6,73 cSt Der Mechanismus dieser Reaktion ist zwar noch nicht ganz klar, es scheint jedoch, daß bei der Behandlung mit CCl4 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 gewiesen Schmiermitteln braucht die Behandlungsdauer nur etwa 10 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 Zunahme des Molekulargewichts herrührt, sowie an der Verbesserung des Viskositätsindex gemessen werden. . Ein synthetisches Schmieröl, bestehend aus einem Ester, der aus 90 g Biutandiol-i, 3 und 288 g Cg-Oxosäure unter Verwendung von 100 g Xylol als Mitnehmer in Gegenwart von 3,62 g NaHSO4 und 3,62 g Phenothiazin durch Erhitzen des Gemisches während 10 Stunden auf 105 bis 1300, unter Abziehen des gebildeten Wassers und anschließende Vakuumdestillation bis 2000 erhalten wurde, hatte folgende Kennzahlen: Viskosität, SSU bei 37,8° bei 98,9° Flammpunkt, 0C Fließpunkt, 0C 140,9 46,0 216 •21 Dieser Ester wurde nun 4 Stunden mit 5% CCl4 in einer Bombe aus rostfreiem Stahl bei 2500 behandelt. Danach wurde das Produkt 6 Stunden in einer großen Abdampfschale auf ein Dampfbad gestellt, um alles nicht in Reaktion getretene CCl4 abzutreiben. Die Kennzahlen des handelten Esters sind folgende: mit C Cl4 be- Viskosität-, SSU bei 37,8° bei 98,9° Flammpunkt, 0C Fließpunkt, 0C 143,7 47,9 224 -29 Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch auf andere als die oben angegebenen synthetischen Öle anwendbar, insbesondere auf Diester, wieDi-2-äthylhexylsebacat, die entsprechenden Adipate und die durch Umsetzung von 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 Aeetalstruktur 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, Metalldesaktiyatoren, Korrosionsinhibitoren, Rostschutzmittel, Hochdruckzusätze, Verdicker, Mittel zur Erhöhung der Haftfähigkeit, und andere Zusätze in den üblichen Mengen enthalten. ■PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Erhöhung des Viskositätsindex von Schmierölen auf der Basis von Mineralölen und synthetischen Ölen, dadurch gekennzeichnet, daß man 0,1 bis 5 Gewichtsprozent eines Polyhalogenids eines C₁- bis C₂-Kohlenwasserstoffs in das Öl einmischt und das Gemisch auf 175 bis 400⁰ während 10 Minuten bis 10 Stunden erhitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Erhitzung mit 1 bis 3 Gewichtsprozent des Halogenkohlenwasserstoffes in einem Temperatarbereich von 200 bis 250⁰.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Halogenkohlenwasserstoff in Dampfform durch das öl leitet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halogenkohlenwasserstoff Tetrachlorkohlenstoff ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 818 071, 832030; USA.-Patentschrift Nr. 2 531 723.

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