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Publication number: DEST008887MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 19. Oktober 1954 BekaiiJitgcmacht am 6. September 1950

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Stabilisieren eines Schmieröls, das sich zum Schmieren von Gasturbinentriebwerken von Flugzeugen eignet und einen wesentlichen Anteil eines synthetischen Schmieröls enthält.

Ein Schmiermittel für Flugzeugturbinen muß im wesentlichen folgende Eigenschaften besitzen: gute Hochtemperaturbeständigkeit, gute Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften und gute Belastbarkeit sowie eine niedrige Viskosität bei tiefen Temperaturen in Verbindung mit einem niedrigen Dampfdruck bei hohen Temperaturen. Diese Eigenschaften können bei Anwendung eines beliebigen wirtschaftlichen Raffinationsverfahrens auf Erdöl nicht gleichzeitig erhalten werden.

Man hat jedoch bereits vorgeschlagen, Gemische, die diesen Eigenschaften nahekommen, unter Verwendung eines Hauptanteiles bestimmter synthetischer Ester herzustellen. Insbesondere Diester und komplexe Ester oder Gemische derselben können Eigenschaften haben, die diesen erwünschten nahekommen.

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Die zur Durchführung der Erfindung vorzugsweise verwendete synthetische Schmiermittelgrundlage enthält einen Hauptanteil von Verbindungen der allgemeinen Zusammensetzung:
5. ...

R₂OOCR₁COOR₂', R₂OOCR₁COOR₄OOCr₃,

R₃COOR₄OOCR₃',
R₂ (0OCR₁CO'OR₄J_nOOCR₁XOOR₂',
R₈COOR₄(OOCR₁COOR₄O_nOOCR₃'

Hierin sind R₁ und R₁' Reste von Dicarbonsäuren, wie HOOCR₁COOH, R₂ und R₂' die Reste einwertiger Alkohole, wie R₂OH, R₃ und R₃' die Reste von Monocarbonsäuren, wie R₃ C O O H, und R₄ und R₄' die Reste von Glykolen, wie HOR₄OH. η ist gleich 1 bis 6, aber nicht notwendigerweise eine ganze Zahl, und gibt als Bruch die durchschnittliche Zusammensetzung eines Gemisches von Verbindungen an. Die einwertigen Alko-

hole sind vorzugsweise aliphatische Alkohole, Ätheroder Thioätheralkohole.

Es ist erwünscht, daß die Kohlenwasserstoffkette des Restes R₂ etwas verzweigt ist; die nach der Oxosynthese gewonnenen Alkohole sind besonders wirksam.

R₂ hat im allgemeinen 4 bis 18 C-Atome und enthält Schwefel und Sauerstoff lediglich in Thioäther- oder Ätherbindung. Die Monocarbonsäuren sind vorzugsweise aliphatische Säuren mit bis zu 22 C-Atomen, die Glykole vorzugsweise Glieder der Alkylen- oder PoIyalkylenglykolreihe, wobei die Polyäthylenglykole von Diäthylenglykol bis zu Decaäthylenglykol oder Diole der Zusammensetzung HO(CH₂)„OH, worin η gleich 3 bis 12 ist, besonders wertvoll sind. Die Ester sollen ein solches Molekulargewicht und eine solche Struktur haben, daß das entstehende Gemisch bei 98,9° eine Viskosität von 1 bis 20, vorzugsweise 3 bis 10 cSt hat. ... . . , .

Bei Verwendung von Schmiermittelgemischen auf Estergrundlage, insbesondere von Gemischen, die mehr als etwa 20 Volumprozent komplexe Ester enthalten, hat sich als ein Nachteil ergeben, daß diese Gemische dazu neigen, bei Lagerung bei tiefen Temperaturen zu dicken. Die Ursache dieser Dickung ist zwar nicht völlig klar, auf jeden Fall ist diese nicht erwünscht.

Die Erfindung zielt darauf ab, diese Dickung bei tiefen

Temperaturen wesentlich herabzusetzen. '

Unter einem komplexen Ester wird hier ein Ester

verstanden, welcher drei oder mehr Estergruppen in linearer Kette enthält.

Es wurde nun gefunden, daß Salze starker organischer Basen die Tief temperaturviskosität von Schmierölen auf Grundlage synthetischer Ester zu stabilisieren vermögen.

Die starken organischen Basen haben vorzugsweise die allgemeine Zusammensetzung:

N —R'

R'"HN —C-N-HR"..

Hierin sind R', R" und R'" aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen von zweckmäßig nicht mehr als 10 C-Atomen, insbesondere nicht mehr als 4 C-Atomen, oder Wasserstoff. Eine besonders bevorzugte organische ;." Base ist Guanidin. 6g

Es können auch andere Salze verwendet werden, wie die quaternären Ammoniumsalze von der allgemeinen Zusammensetzung: '

	*-Pi*	R₂
R₄-	-Ν —
	R₃

Hierin sind R₁, R₂, R₃ und R₄ aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen von vorzugsweise jeweils nicht mehr als 10, insbesondere nicht mehr als 4 C-Atomen; und X ist ein Anion, vorzugsweise Carbonat, Sulfat, Chlorid oder Acetat.

Verbindungen, welche gemäß der Erfindung verwendetwerden können, sind beispielsweise Guanidincarbonat, -sulfat und -acetat.

Gemäß der Erfindung setzt man einen kleinen Prozentsatz eines Salzes einer starken organischen Base, vorzugsweise eines ölunlöslichen Salzes derselben, einem synthetischen Schmierölgemisch, insbesondere einem Gemisch aus einem komplexen Ester und einem Diester, hinzu, erhitzt das Gemisch auf über ioo° und filtriert es. Die obere Temperaturgrenze bestimmt sich im wesentlichen nach; der Stabilität des synthetischen Schmieröls und kann durch Vorversuche für jedes Schmieröl leicht ermittelt werden. Allgemein läßt sich sagen, daß Temperaturen über 220⁰ weniger geeignet 95 ' sind, wenn die Erhitzungsdauer mehr als 45 Minuten beträgt, daß aber auf 200⁰ erhitzt werden kann, wenn ' die Erhitzungsdauer etwa 2¹Z₂ Stunden beträgt.

Die Anteile der verwendeten Ausgangsstoffe sind etwas von der Neigung des Schmiermittels zum Dicken und der angestrebten Verbesserung abhängig. Im allgemeinen verwendet man nicht mehr als 7, vorzugsweise 0,1 bis 5, insbesondere 1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgemisch.

Die Behandlung mit dem Salz der starken organisehen Base wird vorzugsweise ausgeführt, indem man das Gemisch, welches mehr als 0,1, vorzugsweise 0,2 bis 2 Gewichtsprozent des Salzes, bezogen auf das Gesamtgemisch; enthält, unter Rühren 5'bis 120, vorzugsweise 10 bis 60 Minuten auf über 100, vorzugsweise auf 170 bis 190⁰ erhitzt und das Reaktionsgemisch dann filtriert.

Aus dem Gemisch fällt gewöhnlich eine kleine Menge eines dunkelgefärbten harzartigen Materials aus, und die Farbe des synthetischen Schmierölgemisches ist verbessert.

Die Behandlung scheint die Viskosität des Gemisches bei 37,8° oder den Viskositätsindex nicht merklich zu beeinflussen, wie aus der Tabelle hervorgeht.

Das nachfolgende Beispiel erläutert eine Ausführungsform der Erfindung.

Beispiel

Mari stellt ein Gemisch aus 60 Volumprozent eines komplexen Esters und 40 Volumprozent Dinonylseba-

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cat her. Der komplexe Ester wurde aus Nonylalkohol, Sebacinsäure und Polyglykol 200 (vorwiegend Tetraäthylenglykol) hergestellt, indem man in einer ersten Stufe den Halbester des Polyglykols und der Säure bildete und in einer zweiten Stufe das gebildete saure Produkt mit dem einwertigen Alkohol veresterte, wie in dem britischen Patent 666 697 beschrieben. Das Gemisch wird unter Rühren 15 Minuten mit 1 Gewichtsprozent Guanidincarbonat auf i8o° erhitzt. Es fällt eine kleine, der Menge des zugesetzten Salzes vergleichbare Menge eines dunkelbraunen harzartigen Materials aus, und Kohlendioxyd wird entwickelt. Das Reaktionsgemisch wird nitriert.

Die nachstehende Tabelle zeigt die Wirkung dieser Behandlung:

Ursprüngliche Viskosität
bei —40⁰, cSt

Viskosität bei —40⁰ nach

I7stündiger Lagerung bei

—40⁰, cSt

Farbwert, Tag Robinson ..
Viskosität bei 37,8°, cSt ..

ASTM.-Abfall
—40⁰ bis +37,8°

Vor der
Behandlung

Ii 500
60 000

57,8
0,653

Nach der
Behandlung

11 770

12 360

13
6l,2

0,652

Die Erfindung kann natürlich auf synthetische Schmierölgemische angewendet werden, welche Zusätze enthalten, wie beispielsweise Antioxydationsmittel, Antiverschleißmittel und Viskositätsindexverbesserer.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Stabilisieren der Tieftemperaturviskosität synthetischer Schmieröle, die Mischester enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man das Schmieröl unter Zusatz einer geringen Menge eines ölunlöslichen Salzes einer starken organischen Base auf über ioo° erhitzt und es sodann filtriert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz der starken organischen Base nicht unter 0,1, vorzugsweise 0,2 bis 2 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtgemisch) beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch 5 bis 120, vorzugsweise 10 bis 60 Minuten auf 170 bis 190⁰ erhitzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die starke organische Base die allgemeine Zusammensetzung

N —R'

Il

R'"HN —C-NHR"

aufweist, worin R', R" und R'" Kohlenwasserstoffgruppen oder Wasserstoff sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenwasserstoffgruppen der organischen Base nicht mehr als 10, vorzugweise nicht mehr als 4 C-Atome enthalten.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die starke organische Base Guanidincarbonat ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 620 301.