EP0391649B1

EP0391649B1 - Aschefreie Schmiermittelzusammensetzungen für Brennkraftmaschinen

Info

Publication number: EP0391649B1
Application number: EP90303529A
Authority: EP
Inventors: Glen Paul Fetterman Jr.; Alan Alvin Schetelich
Original assignee: Exxon Chemical Patents Inc
Current assignee: ExxonMobil Chemical Patents Inc
Priority date: 1989-04-03
Filing date: 1990-04-02
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 2010-04-02
Also published as: CA2013545C; DE69019413T2; EP0391649A2; ES2072390T3; CA2013545A1; DD295394A5; BR9001514A; JP2975043B2; AU622785B2; EP0391649A3; AR246762A1; ATE122711T1; JPH0347897A; AU5245190A; DE69019413D1

Claims

Aschefreie Hochleistungsdieselkurbelwannenschmierölzusammensetzung, die eine größere Menge Öl mit Schmierviskosität und (A) mindestens 2 Gew.% von mindestens einem aschefreien Dispergiermittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (i) öllöslichen Salzen, Amiden, Imiden, Oxazolinen und Estern oder Mischungen daraus von mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Mono- oder Dicarbonsäuren oder deren Anhydriden oder Estern, (ii) langkettigem aliphatischen Kohlenwasserstoff mit einem direkt daran gebundenen Polyamin, (iii) Mannichkondensationsprodukten, die durch Kondensieren von etwa einem molaren Anteil mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituiertem Phenol mit etwa 1 bis 2,5 Mol Formaldehyd und 0,5 bis 2 Mol Polyalkylenpolyamin gebildet worden sind, und (iv) Mannichkondensationsprodukten, die gebildet worden sind, indem mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierte Mono- oder Dicarbonsäuren oder deren Anhydride oder Ester mit Aminophenol, das gegebenenfalls mit Kohlenwasserstoff substituiert sein kann, unter Bildung eines mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Amid oder Imid enthaltenden Phenolzwischenstufenaddukts umgesetzt werden und ein etwa molarer Anteil des mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Amid oder Imid enthaltenden Phenolzwischenstufenaddukts mit 1 bis 2,5 Mol Formaldehyd und 0,5 bis 2 Mol Polyamin kondensiert wird, wobei die langkettige Kohlenwasserstoffgruppe in (i), (ii), (iii) und (iv) ein Polymer aus C₂- bis C₁₀-Monoolefin ist und das Olefinpolymer ein durchschnittliches Molekulargewicht (Zahlenmittel) von 300 bis etwa 5000 aufweist, (B) mindestens ein öllösliches metallfreies Antioxidansmaterial, das kein sulfuriertes Alkylphenol ist, und (C) als Korrosionsschutzmittel mindestens eine öllösliche Schwefelverbindung umfaßt, die eine Azol- oder Azolingruppe enthält, welche mindestens ein Stickstoffatom im Ring und mindestens ein Schwefelatom im Ring umfaßt und mindestens eine N=C-Gruppe im Ring umfaßt, wobei das Schmieröl ein Gesamtniveau an Sulfatasche (SASH) von weniger als 0,01 Gew.% aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die öllösliche Schwefelverbindung mindestens ein Mitglied ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1,3,4-Thiadiazolderivaten mit der Formel
und 1,2,4-Thiadiazolderivaten mit der Formel
umfaßt, wobei Y¹ und Y² gleich oder unterschiedlich sind und H, geradkettige oder verzweigtkettige Alkyl-, alicyclische, Aryl-, Alkylaryl- oder Arylalkylreste mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen; -C(O)R⁶, -P(O)(OR⁶)₂ und -C(S)N(R⁶)₂ sind, wobei R⁶ C₁- bis C₆-Kohlenwasserstoff und C₁- bis C₆-Alkylengruppen, die mit einer oder mehreren Carboxy, Nitrophenyl-, Cyano-, Thiocyano-, Isocyano-, Isothiocyano-, Alkylcarbonyl-, Thiocarbamyl-, Amino- oder Arylgruppen substituiert sind, ist, und wobei einer von Y¹ und Y² die Gruppe
oder die Gruppe
umfassen kann, wobei R⁷ H oder C₁- bis C₂₀-Kohlenwasserstoff ist, und w und z gleich oder unterschiedlich und Zahlen von 1 bis 9 sind.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der das aschefreie Dispergiermittel mindestens ein öllösliches Salz, Amid, Imid, Oxazolin und Ester oder Mischung daraus von mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Mono- oder Dicarbonsäuren oder deren Anhydriden umfaßt, wobei die langkettige Kohlenwasserstoffgruppe aus C₂- bis C₁₀-Monoolefin ist und das Polymer ein durchschnittliches Molekulargewicht (Zahlenmittel) von 1150 bis 5000 aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, bei der das mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierte Mono- oder Dicarbonsäurematerial ein Polyolefin umfaßt, das pro Mol Polyolefin mit durchschnittlich 0,8 bis 2,0 Mol einer Substituentengruppe substituiert ist, die ein α- oder β-einfach ungesättigte C₄- bis C₁₀-Dicarbonsäure produzierendes Material umfaßt.
Zusammensetzung nach Anspruch 4, bei der das α- oder β-einfach ungesättigte C₄- bis C₁₀-Dicarbonsäure produzierende Material Fumarsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Chlormaleinsäure, Dimethylfumarat, Chlormaleinsäureanhydrid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure oder Zimtsäure umfaßt.
Zusammensetzung nach Anspruch 5, bei der das aschefreie Dispergiermittel Polyisobutenylsuccinimid eines Polyalkylenpolyamins umfaßt, bei dem die Alkylengruppen jeweils 2 bis 60 Kohlenstoffatome enthalten und 1 bis 12 Stickstoffatome pro Molekül Polyamid vorhanden sind.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das aschefreie Dispergiermittel boriert ist und bei der die Reaktionsmischung Borsäure einschließt.
Zusammensetzung nach Anspruch 7, bei der das Reaktionsprodukt 0,05 bis 2 Gew.% Bor umfaßt.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das öllösliche Antioxidansmaterial mindestens eines aus öllöslichen phenolischen Verbindungen, öllöslichen sulfurierten phenolischen Verbindungen, öllöslichen Aminantioxidantien, öllöslichen Organoboraten, öllöslichen Organophosphiten, öllöslichen Organophosphaten, öllöslichen Organodithiophosphaten und Mischungen daraus umfaßt.
Zusammensetzung nach Anspruch 9, bei der das öllösliche Antioxidansmaterial durch einen Sulfataschewert von nicht mehr als 1 Gew.% gekennzeichnet ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der das öllösliche Antioxidansmaterial in einer Konzentration von 0,2 bis 6 Gew.% verwendet wird.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der das SASH-Niveau des Schmieröls im wesentlichen Null ist.
Additivkonzentrat, das (A) 10 bis 70 Gew.% von mindestens einem öllöslichen aschefreien Dispergiermittel ausgewählt aus (i) öllöslichen Salzen, Amiden, Imiden, Oxazolinen und Estern oder Mischungen daraus von mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Mono- oder Dicarbonsäuren oder deren Anhydriden oder Estern, (ii) langkettigem aliphatischen Kohlenwasserstoff mit einem direkt daran gebundenen Polyamin, (iii) Mannichkondensationsprodukten, die durch Kondensieren von etwa einem molaren Anteil mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituiertem Phenol mit etwa 1 bis 2,5 Mol Formaldehyd und 0,5 bis 2 Mol Polyalkylenpolyamin gebildet worden sind, und (iv) Mannichkondensationsprodukten, die gebildet worden sind, indem mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierte Mono- oder Dicarbonsäuren oder deren Anhydride oder Ester mit Aminophenol, das gegebenenfalls mit Kohlenwasserstoff substituiert sein kann, unter Bildung eines mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Amid oder Imid enthaltenden Phenolzwischenstufenaddukts umgesetzt werden und ein etwa molarer Anteil des mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Amid oder Imid enthaltenden Phenolzwischenstufenaddukts mit 1 bis 2,5 Mol Formaldehyd und 0,5 bis 2 Mol Polyamin kondensiert wird, wobei die langkettige Kohlenwasserstoffgruppe in (i), (ii), (iii) und (iv) ein Polymer aus C₂- bis C₁₀-Monoolefin ist und das Olefinpolymer ein durchschnittliches Molekulargewicht (Zahlenmittel) von 300 bis etwa 5000 aufweist, (B) 3 bis 40 Gew.% von mindestens einem öllöslichen metallfreien Antioxidansmaterial, das kein sulfuriertes Alkylphenol ist, und (C) 0,05 bis 5 Gew.% von mindestens einer Organoschwefelverbindung mit der Formel
und 1,2,4-Thiadiazolderivaten mit der Formel
wobei Y¹ und Y² gleich oder unterschiedlich sind und H, geradkettige oder verzweigtkettige Alkyl-, alicyclische, Aryl-, Alkylaryl- oder Arylalkylreste mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen sind, w und z Zahlen von 1 bis 9 sind und die Summe aus w und z mindestens 3 ist, und 20 bis 80 Gew.% Grundöl umfaßt.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung von Hochleistungsdieselkurbelwannenschmieröl, das zur Verwendung in einem Dieselmotor zusammen mit einem normalerweise flüssigen Kraftstoff mit einem Schwefelgehalt von weniger als 1 Gew.% vorgesehen ist, bei dem der Metallgehalt des Öls reguliert wird, um für ein Gesamtniveau an Sulfatasche (SASH) in dem Öl von weniger als 0,01 Gew.% zu sorgen, und für das Vorhandensein von (A) mindestens 2 Gew.% von einem aschefreien Dispergiermittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (i) öllöslichen Salzen, Amiden, Imiden, Oxazolinen und Estern oder Mischungen daraus von mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Mono- oder Dicarbonsäuren oder deren Anhydriden oder Estern, (ii) langkettigem aliphatischen Kohlenwasserstoff mit einem direkt daran gebundenen Polyamin, (iii) Mannichkondensationsprodukten, die durch Kondensieren von etwa einem molaren Anteil mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituiertem Phenol mit etwa 1 bis 2,5 Mol Formaldehyd und 0,5 bis 2 Mol Polyalkylenpolyamin gebildet worden sind, und (iv) Mannichkondensationsprodukten, die gebildet worden sind, indem mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierte Mono- oder Dicarbonsäuren oder deren Anhydride oder Ester mit Aminophenol, das gegebenenfalls mit Kohlenwasserstoff substituiert sein kann, unter Bildung eines mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Amid oder Imid enthaltenden Phenolzwischenstufenaddukts umgesetzt werden und ein etwa molarer Anteil des mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Amid oder Imid enthaltenden Phenolzwischenstufenaddukts mit 1 bis 2,5 Mol Formaldehyd und 0,5 bis 2 Mol Polyamin kondensiert wird, wobei die langkettige Kohlenwasserstoffgruppe in (i), (ii), (iii) und (iv) ein Polymer aus C₂- bis C₁₀-Monoolefin ist und das Olefinpolymer ein durchschnittliches Molekulargewicht (Zahlenmittel) von 300 bis etwa 5000 aufweist, (B) mindestens einem öllöslichen metallfreien Antioxidansmaterial, das kein sulfuriertes Alkylphenol ist, und (c) als Kupferkorrosionsschutzmittel mindestens einer Organoschwefelverbindung mit der Formel
und 1,2,4-Thiadiazolderivaten mit der Formel
wobei Y¹ und Y² gleich oder unterschiedlich sind und H, geradkettige oder verzweigtkettige Alkyl-, alicyclische, Aryl-, Alkylaryl- oder Arylalkylreste mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen sind, und w und z Zahlen von 1 bis 9 sind, in dem Öl gesorgt ist.
Verfahren zur Verbesserung der Leistung eines Hochleistungsdieselkurbelwannenschmieröls, das zur Verwendung in einem Dieselmotor mit mindestens einem Zylinder mit einem Kolben mit engem oberen Steg adaptiert ist, bei dem der Metallgehalt des Öls reguliert wird, um für ein Gesamtniveau an Sulfatasche (SASH) in dem Öl von weniger als 0,01 Gew.% zu sorgen, und für das Vorhandensein von (A) mindestens 2 Gew.% von mindestens einem aschefreien Dispergiermittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (i) öllöslichen Salzen, Amiden, Imiden, Oxazolinen und Estern oder Mischungen daraus von mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Mono- oder Dicarbonsäuren oder deren Anhydriden oder Estern, (ii) langkettigem aliphatischen Kohlenwasserstoff mit einem direkt daran gebundenen Polyamin, (iii) Mannichkondensationsprodukten, die durch Kondensieren von etwa einem molaren Anteil mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituiertem Phenol mit etwa 1 bis 2,5 Mol Formaldehyd und 0,5 bis 2 Mol Polyalkylenpolyamin gebildet worden sind, und (iv) Mannichkondensationsprodukten, die gebildet worden sind, indem mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierte Mono- oder Dicarbonsäuren oder deren Anhydride oder Ester mit Aminophenol, das gegebenenfalls mit Kohlenwasserstoff substituiert sein kann, unter Bildung eines mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Amid oder Imid enthaltenden Phenolzwischenstufenaddukts umgesetzt werden und ein etwa molarer Anteil des mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Amid oder Imid enthaltenden Phenolzwischenstufenaddukts mit 1 bis 2,5 Mol Formaldehyd und 0,5 bis 2 Mol Polyamin kondensiert wird, wobei die langkettige Kohlenwasserstoffgruppe in (i), (ii), (iii) und (iv) ein Polymer aus C₂- bis C₁₀-Monoolefin ist und das Olefinpolymer ein durchschnittliches Molekulargewicht (Zahlenmittel) von 300 bis etwa 5000 aufweist, (B) mindestens einem öllöslichen metallfreien Antioxidansmaterial, das kein sulfuriertes Alkylphenol ist, und (C) als Kupferkorrosionsschutzmittel mindestens einer Organoschwefelverbindung mit der Formel
und 1,2,4-Thiadiazolderivaten mit der Formel
wobei Y¹ und Y² gleich oder unterschiedlich sind und H, geradkettige oder verzweigtkettige Alkyl-, alicyclische, Aryl-, Alkylaryl- oder Alylalkylreste mit 2 bis etwa 30 Kohlenstoffatomen sind, und w und z Zahlen von 1 bis 9 sind, in dem Öl gesorgt ist.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem der Dieselmotor zur Verwendung zusammen mit einem normalerweise flüssigen Kraftstoff mit einem Schwefelgehalt von weniger als 0,3 Gew.% adaptiert ist.
Verwendung zur Verringerung von Motorkohlenstoffablagerungen in einem Dieselmotor, der mit einer Schmierölkurbelwanne und mindestens einem Kolben mit engem oberen Steg ausgestattet ist, von einem aschefreien Schmieröl, das eine größere Menge eines Öls mit Schmierviskosität und (A) mindestens 2 Gew.% aschefreies Dispergiermittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (i) öllöslichen Salzen, Amiden, Imiden, Oxazolinen und Estern oder Mischungen daraus von mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Mono- oder Dicarbonsäuren oder deren Anhydriden oder Estern, (ii) langkettigem aliphatischen Kohlenwasserstoff mit einem direkt daran gebundenen Polyamin, (iii) Mannichkondensationsprodukten, die durch Kondensieren von etwa einem molaren Anteil mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituiertem Phenol mit etwa 1 bis 2,5 Mol Formaldehyd und 0,5 bis 2 Mol Polyalkylenpolyamin gebildet worden sind, und (iv) Mannichkondensationsprodukten, die gebildet worden sind, indem mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierte Mono- oder Dicarbonsäuren oder deren Anhydride oder Ester mit Aminophenol, das gegebenenfalls mit Kohlenwasserstoff substituiert sein kann, unter Bildung eines mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Amid oder Imid enthaltenden Phenolzwischenstufenaddukts umgesetzt werden und ein etwa molarer Anteil des mit langkettigem Kohlenwasserstoff substituierten Amid oder Imid enthaltenden Phenolzwischenstufenaddukts mit 1 bis 2,5 Mol Formaldehyd und 0,5 bis 2 Mol Polyamin kondensiert wird, wobei die langkettige Kohlenwasserstoffgruppe in (i), (ii), (iii) und (iv) ein Polymer aus C₂- bis C₁₀-Monoolefin ist und das Olefinpolymer ein durchschnittliches Molekulargewicht (Zahlenmittel) von 300 bis etwa 5000 aufweist, (B) mindestens einem öllöslichen metallfreien Antioxidansmaterial, das kein sulfuriertes Alkylphenol ist, und (C) als Kupferkorrosionsschutzmittel mindestens einer Organoschwefelverbindung mit der Formel
und 1,2,4-Thiadiazolderivaten mit der Formel
wobei Y¹ und Y² gleich oder unterschiedlich sind und H, geradkettige oder verzweigtkettige Alkyl-, alicyclische, Aryl-, Alkylaryl- oder Arylalkylreste mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen sind, und w und z Zahlen von 1 bis 9 sind, umfaßt, wobei das Schmieröl durch ein Gesamtniveau an Sulfatasche (SASH) von weniger als 0,01 Gew.% gekennzeichnet ist.
Verwendung nach Anspruch 17, bei dem der Dieselmotor zur Verwendung zusammen mit einem normalerweise flüssigen Kraftstoff mit einem Schwefelgehalt von weniger als 0,3 Gew.% adaptiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem das Schmieröl eine Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 12 ist.
Verwendung nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Schmieröl eine Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 12 ist.