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Publication number: DEST007464MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 10. Dezember 1953 Bekanintgemacht am 20. September 1956Registration date: December 10, 1953 Bekanint made on September 20, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

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.The invention relates to a method for increasing the viscosity index (V.-L). of lubricating oils. It is applicable not only to mineral lubricating oils, but also to synthetic oils that are can condense to form larger molecules, e.g. B. based on synthetic oils from Z. B. polyglycol or glycol ethers, esters, formals, polyolefins.

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.The invention is based on the knowledge that the viscosity of a lubricating oil measurably improves, d. H. its viscosity index can be increased considerably if it is used at an elevated temperature with o, i treated to 5 percent by weight of a polyhalide of methane or ethane. Carbon tetrachloride preferred because it is cheap and very reactive, but chlorinated can also be used Ethanes, such as ethylene dichloride, and other halogenated ethanes and methanes, such as. B. chloroform, as well as other halogen compounds of methane and / or use ethane, z. B. Chloride bromides, bromides, iodides, chloride fluorides and mixtures of these compounds.

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-According to the invention, the halogenated hydrocarbon, e.g. B. carbon tetrachloride or chloroform, mixed with the oil and the mixture heated to 175 to 400 ^{0 for} 10 minutes to 10 hours. The preferred treatment consists in the V2 to iostündigen heating with 1 to 3 percent by weight of carbon tetrachloride at 200 to 250 ^0th A 4-hour treatment with 3% tetra-carbon

609 619/371609 619/371

St 7464 IVc/23cSt 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.fabric at 200 to 250 ⁰ , ζ. Β. by passing CO ₄ vapor through the heated oil, has been found to be very effective in improving the viscosity and viscosity index of both mineral oils and synthetic glycol ether based oils.

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.Usually to increase the V.-I. and the viscosity of lubricating oils require two different types of additives, while according to the invention both effects are produced in one operation by the same substance. However, there are now also additives that improve both properties of the oil at the same time; However, these are relatively expensive and each only for; usable with certain types of oil and incompatible with other types of oil. The choice of the suitable V.I. improver and viscosity-increasing agent therefore often encounters considerable difficulties. The advantage of the present invention is primarily that halogenated C ₁ -C ₂ hydrocarbons are considerably cheaper than the previously known additives and the treatment according to the invention can be applied with equal success to mineral and synthetic lubricating oils of the most varied of chemical structures.

Die Erfindung wird nachstehend näher an Hand von Beispielen beschrieben.The invention is described in more detail below by means of examples.

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. 'Three different mineral lubricating oils were treated with 3% carbon tetrachloride, based on the weight of the oil. In each case, the treatment time was 4 hours and the reaction temperature was 116 to 121 ^° . The CCl ₄ was continuously passed through the oil in vapor form at about atmospheric pressure. Oil A was a conventionally refined mid-continent oil of a viscosity of about 55 SSU at 98.9 °, Oil B was a coastal oil of a viscosity of about 58 SSU at 98.9 °, and Oil C was a lighter coastal oil with a viscosity of about 35 SSU at 98.9 °. These oils were placed in a bomb after being heated _{with C Cl 4 for the specified time.} No catalyst was used, rather the reaction took place solely through the action of heat. In each case the viscosity of the oil increased moderately and the viscosity index was measurably improved. The results of these tests are given in Table I. '

Tabelle I Physikalische Eigenschaften von ÖlenTable I Physical properties of oils

Öl A Bezeichnung des Öls Öl A ! Öl COil A Name of the oil Oil A! Oil C

Öl COil C

Verwendetes CCl₄, °/₀ Used CCl ₄ , ° / ₀

Reaktionsdauer, Stunden Reaction time, hours

Reaktionstemperatur, ⁰C Reaction temperature ^{, 0 C}

Viskosität, SSU bei 37,8° Viscosity, SSU at 37.8 °

bei 98,9°.. at 98.9 ° ..

V.-I V.-I

Fließpunkt, ⁰C Pour point, ⁰ C

Neutralisationszahl Neutralization number

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.If the oils in the same bomb are kept at the same temperatures for just as long, but without Carbon tetrachloride, when heated, could not detect any change in physical properties will.

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.The lubricity of these C Cl ₄ treated mineral oils was also investigated. The products were tested for their resilience in the Almen high-pressure testing machine, which showed that the treated oils withstood disproportionately higher stresses than the untreated starting products.

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-The invention is also applicable to lubricating oils which contain additives of conventional types, such as detergents, polysilicon antifoams. Furthermore, the invention is also applicable to lubricating greases made with these oils. For example, mineral lubricating oil was treated 1 h with 3% CCl ₄ in a steel bomb at 250 ^0th The viscosity of the oil decreased by 8% and its viscosity

keinesnone

482,8 55.3 . —482.8 55.3. -

240 bis 250
531,8
57,3
46240 to 250
531.8
57.3
46

— 29
0,29- 29
0.29

keinesnone

72,3 36,4 8272.3 36.4 82

3 43 4

240 bis 250 109,0240 to 250 109.0

39,8 84 — ι39.8 84 - ι

0,170.17

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.activity index increased by 12%. 5 percent by weight were added to this oil an alkylphenol sulfide salt added. It turned out to be useful as well Polysilicon oil to add in small amounts of, for example, 0.005 percent by weight to the To reduce foaming of this oil. So the oil so treated was in terms of elevation of the V.-I. satisfactory.

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 mitA synthetic lubricating oil was _{treated with CCl 4} in the same manner as described above for mineral oils. This lubricating oil was derived from propylene oxide or mixtures of propylene, ethylene oxide and n-butyl alcohol. It appears to be a n-butyl ether of polypropylene glycol. It has been treated in this case 30 minutes at 200 ⁰ in a steel bomb with 3 weight percent carbon tetrachloride. The product was then diluted with ether, washed, dried and stripped, whereupon the properties of the so treated. Lubricating oil with

6OJ 61W3716OJ 61W371

Claims

St 7464 IVc / 23 c were compared to those of the original goods. Both the viscosity and the viscosity Iodex were largely improved in the treated lubricating oil and it had outstanding extreme pressure properties. Some viscosity values are given in Table II. Table II Viscosity index o Lubricating oil viscosity at 98.9 ° 128 139 original oil 15 treated oil 5.89 cSt ■ 6.73 cSt The mechanism of this reaction is not yet entirely clear, but it appears that when treated with CCl4 or other polyhalides of methane or ethane two or more molecules of the lubricating oil condense to form hydrogen halide. The latter, when volatile, is easily removed from the lubricating oil, thereby removing most of the halogen from the mixture. However, it appears that a small amount of halogen remains. This is probably the reason for the increased load capacity of the lubricating oil, since the halogens, especially chlorine, are known to be effective extreme pressure additives. In any event, the lubricating oil is improved to an unexpected degree at a very low cost and in view of the simplicity of the process. Under certain conditions and with certain lubricants, the treatment time only needs to be about 10 minutes, but in any case one has to choose the temperature and treatment time in such a way that the desired results are achieved. These can generally be measured approximately in terms of the increase in viscosity, which apparently results from the increase in molecular weight, as well as in terms of the improvement in the viscosity index. . A synthetic lubricating oil consisting of an ester made from 90 g biutanediol-i, 3 and 288 g Cg-oxo acid using 100 g xylene as a driver in the presence of 3.62 g NaHSO4 and 3.62 g phenothiazine by heating the mixture was obtained over 10 hours to 105 to 1300, with removal of the water formed and subsequent vacuum distillation to 2000, had the following parameters: viscosity, SSU at 37.8 ° at 98.9 ° flash point, 0C pour point, 0C 140.9 46.0 216 • 21 This ester was then treated with 5% CCl4 in a stainless steel bomb at 2500 for 4 hours. The product was then placed on a steam bath in a large evaporation dish for 6 hours in order to drive off any unreacted CCl4. The key figures of the ester traded are as follows: with C Cl4 viscosity, SSU at 37.8 ° at 98.9 ° flash point, 0C pour point, 0C 143.7 47.9 224 -29. The process according to the invention is also applicable to other than the synthetic oils specified above can be used, in particular on diesters such as di-2-ethylhexyl sebacate, the corresponding adipates and the mixed esters obtained by reacting dihydric alcohols, dihydric acids and monofunctional acids and / or alcohols. In the same way, synthetic oils can be used on the. Based on polyolefins are treated according to the invention. The invention can also be used to increase the viscosity index of synthetic lubricants with aeetal structure and in general to any synthetic lubricating oil which contains compounds with terminal groups which can react with the halogenated hydrocarbon to liberate one molecule of hydrogen halide and combine 2 molecules of the organic substance. The treated lubricating oils can contain conventional additives, such as antioxidants, metal deactivators, corrosion inhibitors, rust inhibitors, extreme pressure additives, thickeners, agents for increasing the adhesion, and other additives in the usual amounts. ■ PATENT CLAIMS:

1. A method for increasing the viscosity index of lubricating oils based on mineral oils and synthetic oils, characterized in that 0.1 to 5 percent by weight of a polyhalide of a C ₁ - to C ₂ hydrocarbon is mixed into the oil and the mixture to 175 to 400 ⁰ heated for 10 minutes to 10 hours.

2. The method according to claim 1, characterized by heating with 1 to 3 percent by weight of the halogenated hydrocarbon in a temperature range from 200 to 250 ⁰ .

3. The method according to claim 1, characterized in that that one passes the halogenated hydrocarbon in vapor form through the oil.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the halogenated hydrocarbon Is carbon tetrachloride.

Considered publications:
German Patent Nos. 818 071, 832030; U.S. Patent No. 2,531,723.