EP0432089A1 - Schmierstoffzusammensetzungen - Google Patents
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- C10N2010/02—Groups 1 or 11
Definitions
- Mineral lubricating oil mixtures and in particular steam turbine oils with improved stability are known for example from DE-AS 1 594 405.
- Steam turbine oils are described which contain an aliphatic carboxylic acid having at least 12 carbon atoms, an alkylphenol, an aromatic amine and a dialkyldithiophosphate.
- the alkali metal salts of dialkylthiophosphates are mentioned, preferred and only the zinc dialkyldithiophosphates have found their way into the practical examples.
- R X , M ⁇ , X, X 1 , X 2 , a and b in compounds of the general formula I have the following meanings, for example.
- R x represents C 7 -C 13 aralkyl which is interrupted in the alkyl radical by -0- or -S-, a typical example of this is a phenoxyethyl group.
- compositions in which in the compounds of formula IX is sulfur furthermore those in which in the compounds of formula IX are sulfur and X 1 and X 2 are oxygen; or those in which in the compounds of the formula IX are sulfur, X 1 is oxygen and X 2 is sulfur.
- R 1 and R 9 as cycloalkyl having 5 to 12 carbon atoms represent, for example, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, cycloundecyl or cyclododecyl. Cyclohexyl is preferred.
- R "or R 12 can represent, for example, the groups mentioned above and, for example, n-tridecyl, n-tetradecyl, n-hexadecyl or n-octadecyl.
- R 12 represents a trivalent carboxylic acid residue, it means, for example, a trimellitic acid, citric acid or nitrilotriacetic acid residue.
- Any C 2 -C 12 alkylene substituents are, for example, ethylene, propylene, 2,2-dimethylpropylene, tetramethylene, hexamethylene, octamethylene, decamethylene or dodecamethylene.
- R 15 is C 2 -C 8 -alkylene or -hydroxyalkylene, it is, for example, ethylene, 1-methyl-ethylene, propylene, 2-ethyl-propylene or 2-ethyl-2-hydroxymethylpropylene.
- R 17 is C 2 -C 12 alkylene, it is, for example, ethylene, propylene, 2,2-dimethylpropylene, tetramethylene, hexamethylene, octamethylene, decamethylene or dodecamethylene.
- oligomers or polymeric compounds whose recurring structural unit contains a 2,2,6,6-tetraalkylpiperidine radical of the formula (VI), in particular polyesters, polyethers, polyamides, polyamines, polyurethanes, polyureas, polyaminotriazines, poly (meth) acrylates, poly ( meth) acrylamides and their copolymers which contain such radicals.
- 2,2,6,6-polyalkylpiperidine light stabilizers of this class are the compounds of the following formulas, where m is a number from 2 to about 200. g) compounds of the formula XII wherein R and R "have the meaning given under a).
- compositions containing compounds of the formula V in which R 4 has the meaning of hydrogen or alkyl having 1 to 4 C atoms and preferably the meaning of alkyl having 1 to 4 C atoms and in particular tert-butyl are particularly useful.
- R " Cs-C 18 alkyl and in particular iC 8 H 17 or iC 13 H 27 .
- Preferred alkyl groups for A are methyl, ethyl, propyl and butyl groups; methyl and tert-butyl are particularly preferred.
- A is the radical -CqH 2 qN (R ') (R ")
- typical examples are -CH 2 -N (C 1 -C 4 alkyl) 2 and especially -CH 2 -N (CH 3 ) 2 .
- the molar ratio of diphenylamine to diisobutylene can vary over a wide range, but is preferably kept in the range from 1: 1.11 to 1: 2.5, particularly preferably 1: 1.3 to 1: 1.75, in order to reduce the cost of To reduce the starting material and to keep the addition time of diisobutylene as short as possible.
- the compounds of the formula III are obtainable, for example, by reacting diphenylamine with sulfur (US 2,433,658).
- the compounds of the cyclic sterically hindered amine series are obtainable by processes which are known per se and which can be found in the relevant literature.
- compositions according to the present invention can contain A) a lubricant and, for example, 0.01 to 10% by weight, based on the composition, of a mixture of B), C) and D), as described above.
- 0.1 to 5% by weight, based on the composition, of a mixture of B), C) and D) is present.
- the mixture of B), C) and D) can contain, for example, 20 to 88% by weight of B), 10 to 60% by weight of C) and 2 to 20% by weight of D), the percentages are based on the mixture.
- B) 30 to 80% by weight, C) 10 to 60% by weight and D) 4 to 15% by weight are preferably present in the mixture of B), C) and D).
- This device is based on the following principle: A steel ball (100 Cr 6), on which a force F N acts, oscillates on a steel cylinder.
- the ball is fixed in a holder and therefore carries out an oscillating sliding movement.
- the horizontal and vertical force is determined by a piezoelectric force transducer.
- the maximum Hertzian normal stress is 2740 N / mm 2
- the maximum shear stress is 850 N / mm 2 .
- Ball and cylinder are made from the same tool steel.
- the process works according to the following principle:
- the PDSC cell (thermal analysis system 1090 from DuPont) consists of a heating block made of silver. In this heating block a constantan plate is inserted, which contains the thermocouples (Chromel-Alumel). Sample pans and reference pans are placed on the slightly elevated thermocouples. The interior of the DSC cell is covered with a thin gold film (corrosion protection). The reference pan remains empty, three drops of the respective formulation are poured into the sample pan. The temperature difference between sample and reference pans is determined under isothermal conditions. The enthalpy change dH / dt is given in mW. All measurements are carried out in air containing 400 ppm NO x . The pressure is 8 bar.
- Aral RL 136 a commercially available "black sludge reference oil", is used as the base oil. In order to increase the susceptibility to oxidation of the oil, 1% 1-decene is added to this oil.
- the concentration of the added additives decreases continuously.
- the heat flow dQ / dt increases.
- the time that passes until this increase occurs is called the induction time (onset). Accordingly, long induction times indicate a high aging stability of the oils.
- the formulations characterized by PDSC are from Table 2 evident.
- Example 15 Thermal stabilization of a mineral oil.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft Schmierstoffzusammensetzungen, die gegen oxidativen Abbau stabilisiert sind. Die Stabilisierung erfolgt durch Zusatz von mindestens drei spezifischen Zusatzstoffen zum Schmierstoff.
- Es ist bekannt, Schmierstoffen, wie Mineralölen oder synthetischen und halbsynthetischen Oelen, Zusatzstoffe zur Verbesserung der Gebrauchseigenschaften zuzusetzen.
- Von grosser Bedeutung sind Zusatzstoffe, die den oxidativen Abbau der Schmierstoffe unterbinden und eine hohe Lager- und Wirkungsstabilität gewährleisten.
- Insbesondere das thermooxidative Anforderungsprofil moderner Motorenöle hat sich infolge neuer Motorenkonstruktionen im Bereich der Verbrennungskraftmaschinen mit Eigen- oder Fremdzündung geändert. So bilden sich beispielsweise bei Motoren mit Fremdzündung bei der heutigen Motorenauslegung und Betriebsweise vermehrt Stickoxide, die wiederum als Durchblasgase ("blow-by"-Gase) ins Kurbelgehäuse gelangen.
- Weiters übernimmt das Schmieröl im oberen Kolbenring- und Zylinderbereich die Feinabdichtung zum Verbrennungsraum. Hier kann es zur Kontamination mit hochsiedenden Kraftstoffkomponenten kommen. Diese vorgegebenen Bedingungen werden durch die Anwesenheit von NOx verschärft.
- Die Durchblasgase, die zunehmend höhere NOx-Anteile aufweisen, bewirken nun eine grössere Oxidationsanfälligkeit des Schmieröles und es bilden sich "Schlammkeime", die letztlich zu unerwünschten Schlammablagerungen führen, die als "Schwarzschlamm" bekannt geworden sind.
- Es ist davon auszugehen, dass es sich dabei um eine NOx-initiierte Autooxidation des Schmieröles handelt.
- Es hat nicht an Versuchen gefehlt, Schmieröle durch Zusätze von Antioxidantien zu verbessern.
- Eine zusätzliche Erschwernis liegt darin, dass aus ökologischen und technischen Gründen darauf abgezielt wird, Schwermetalle aus den Schmierstoffzusätzen wenigstens teilweise zu eliminieren. Insbesondere wird heute danach gestrebt das in vielen Schmierstoffen anzutreffende, hochwirksame Additiv Zinkdialkyldithiophosphat zumindest teilweise zu ersetzen, um so den Schwermetallgehalt im Schmierstoff herabzusetzen. Der verminderte Schwermetallgehalt im Schmierstoff hat eine positive Wirkung auf die Lebensdauer der heute im Abgasstrom von Benzinmotoren angebrachten Abgaskatalysatoren (Auto, Motor und Sport, Heft 13, 16. Juni 1989, Seiten 70-72).
- Beispielsweise bei Motoren mit Eigenzündung, wie Dieselmotoren, durch die kleineren im Schmierkreislauf befindlichen Oelmengen und die höheren Betriebstemperaturen, wie sie heute gefordert werden, ist das Schmieröl höherer Reibbeanspruchung bei höherer Betriebstemperatur ausgesetzt. Unter solchen Bedingungen neigen bekannte Schmieröle vermehrt zu unerwünschter Verdickung und Viskositätsanstieg.
- Mineralschmierölmischungen und insbesondere Dampfturbinenöle mit verbesserter Stabilität sind beispielsweise aus der DE-AS 1 594 405 bekannt. Es werden Dampfturbinenöle beschrieben, enthaltend eine aliphatische Carbonsäure mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen, ein Alkylphenol, ein aromatisches Amin und ein Dialkyldithiophosphat. Es werden die Alkalimetallsalze von Dialkylthiophosphaten genannt, bevorzugt und in den praktischen Beispielen Eingang gefunden haben jedoch nur die Zinkdialkyldithiophosphate.
- Aus der EP-A 239 536 sind Schmiermittelzusammensetzungen bekannt geworden, die neben einem Metalldeaktivator vom Azol-Typ und einem Hydroxyalkylalkanolamin-Korrosionsinhibitor ein phenolisches und/oder ein aminisches Antioxidans in einem mineralischen Schmieröl enthalten.
- Es wurde nun gefunden, dass ein Gemisch von wenigstens drei Zusatzstoffen die Verwendung von Alkalimetalldialkyldithiophosphaten in Schmierstoffen ermöglicht, wobei überraschenderweise die Antioxidans-Wirkung verbessert wird, dies bei gleichzeitig bemerkenswert guter Leistungsfähigkeit derartiger Schmierstoffzusammensetzungen. Die erfindungsgemässen Zusammensetzungen vermögen insbesondere die unter Reibbeanspruchung bei höherer Temperatur auftretende Oelverdickung zu verhindern oder zu vermindern.
- Gegenstand der Erfindung ist eine Zusammensetzung, enthaltend
- A) einen Schmierstoff und ein Gemisch aus
- B) wenigstens einer Verbindung der allgemeinen Formel I
- C) wenigstens einer Verbindung aus der Reihe der aromatischen Amine der Formeln II und III
- D) wenigstens einer Verbindung aus der Reihe der cyclischen sterisch gehinderten Amine, der nichtcyclischen sterisch gehinderten Amine und der Phenole der allgemeinen Formel V
- Demzufolge handelt es sich bei der erfindungsgemässen Zusammensetzung um einen Schmierstoff, der wenigstens eine ternäre Mischung als Antioxidans-Additiv enthält.
- Die Bezeichnungen für RX, M⊕, X, X1, X2, a und b in Verbindungen der allgemeinen Formel I haben beispielsweise die nachfolgenden Bedeutungen.
- Stellt Rx C1-C24-Alkyl dar, so handelt es sich um geradkettige oder verzweigte Alkylreste, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, 2-Methylpropyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, 2-Ethylhexyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tetradecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl oder Eicosyl. Bevorzugt sind Reste mit 3 bis 12 C-Atomen, besonders bevorzugt sind Reste mit 3 bis 8 C-Atomen.
- Stellt Rx C2-C12-Alkyl dar, das durch -O-, -S- oder -C(O)O- unterbrochen ist, so kann das Heteroatom bzw. die C(O)O-Gruppe sich in jeder möglichen Position befinden, und der C2-C12-Alkylrest kann einfach oder mehrfach unterbrochen sein, wobei die Unterbrechung sowohl durch gleiche oder verschiedene Heteroatome als auch durch C(O)O-Gruppen erfolgen kann. Bevorzugt ist eine Unterbrechung.
- Stellt R" durch C1-C12-Alkyl substituiertes Phenyl dar, so kann der Phenylrest ein- oder mehrfach, bevorzugt jedoch ein- oder zweifach substituiert sein; bei C1-C12-Alkyl handelt es sich beispielsweise um Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, geradkettiges oder verzweigtes Nonyl oder Dodecyl. Bevorzugt ist einfach substituiertes Phenyl, wobei der Alkylrest zweckmässig 3-12 C-Atome und bevorzugt 8-12 C-Atome aufweist. Besonders zweckmässig ist Nonylphenyl.
- Stellt Rx C5-C12-Cycloalkyl dar, so handelt es sich beispielsweise um Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Cyclononyl, Cyclodecyl, Cycloundecyl oder Cyclododecyl, vorzugsweise um Cyclohexyl.
- Stellt Rx durch C1-C4-Alkyl substituiertes C5-C12-Cycloalkyl dar, so kann es sich um einfache oder mehrfache Substitution, bevorzugt jedoch um einfache Substitution, handeln; wie beispielsweise um Methylcyclohexyl, Trimethylcyclohexyl, Butylcyclohexyl oder Propylcyclopentyl.
- Stellt Rx C7-C13-Aralkyl dar, so handelt es sich beispielsweise um Benzyl, 1- oder 2-Phenethyl, 3-Phenylpropyl, a,a-Dimethylbenzyl, 2-Phenylisopropyl, 2-Phenylhexyl, Benzhydryl oder Naphthylmethyl, vorzugsweise jedoch um Benzyl.
- Stellt Rx C7-C13-Aralkyl dar, das im Alkylrest mit -0- oder -S- unterbrochen ist, so ist ein typisches Beispiel dafür eine Phenoxyethylgruppe.
- Stellen zwei Reste Rx zusammen mit den zwei Heteroatomen X' und dem P-Atom, an das sie gebunden sind, mittels einer Dimethylen- oder Trimethylengruppe, die mit wenigstens einer C1-C4-Alkylgruppe substituiert ist, einen 5- oder 6-gliedrigen Ring dar, so trägt die Dimethylen- oder Trimethylengruppe zweckmässig eine, zwei oder drei Alkylgruppen mit 1,2,3 oder 4 C-Atomen und bevorzugt eine oder zwei Alkylgruppen mit 1, 2 oder 4 C-Atomen.
- M⊕ stellt ein Alkalimetallkation dar, so z.B. Li⊕, Na⊕, K⊕ oder Rb⊕. Bevorzugte Metallkationen M⊕ sind Na⊕ und K⊕.
- Eine zweckmässige Ausführungsform stellen Zusammensetzungen dar, worin in den Verbindungen der Formel I Rx C1-C12-Alkyl, das gegebenenfalls durch -O-, -S- oder -C(O)O-, unterbrochen ist, oder unsubstituiertes oder durch C1-C12-Alkcyl, insbesondere C8-C12-Alkyl, substituiertes Phenyl; Cyclohexyl oder Benzyl bedeutet, und für R" wird C3-C12-Alkyl, das gegebenenfalls durch -C(O)O- unterbrochen ist, oder Phenyl bzw. Nonylphenyl ist, bevorzugt.
- Auch von Interesse sind Zusammensetzungen, worin in den Verbindungen der Formel I )( Sauerstoff bedeutet, weiter solche, worin in den Verbindungen der Formel I X' und X2 Sauerstoff bedeuten, oder solche, worin in den Verbindungen der Formel I )( und X2 Schwefel und X1 Sauerstoff bedeuten.
- Weiter von Interesse sind Zusammensetzungen, worin in den Verbindungen der Formel I M⊕Na⊕ bedeutet.
- Von zusätzlichem Interesse sind Zusammensetzungen, worin in den Verbindungen der Formel I X Schwefel bedeutet, weiter solche, worin in den Verbindungen der Formel I X Schwefel und X1 und X2 Sauerstoff bedeuten; oder solche, worin in den Verbindungen der Formel I X Schwefel, X1 Sauerstoff und X2 Schwefel bedeuten.
- Von besonderem Interesse sind Zusammensetzungen, worin in den Verbindungen der Formel I X Schwefel, X' Sauerstoff, X2 Schwefel oder Sauerstoff, RX C3-C8-Alkyl oder mit einem C8-C12-Alkylrest substituiertes Phenyl, a die Zahl 2, b die Zahl 1 und M⊕ = Na⊕ oder K⊕ bedeuten. Insbesondere kann M Natrium bedeuten.
-
- Ganz besonderes Interesse besteht an den Verbindungen O,O-Bis-nonylphenyl-natriumdithiophosphat, 0,0-Bis-nonylphenyl-natriumthionophosphat, O,O-Bis-2-ethylhexyl-natriumdithiophosphat, O,O-Dibutyl-natriumdithiophosphat, 0,0-Dicyclohexylnatriumdithiophosphat, O,O-Di-n-octyl-kaliumthionophoshat, 0,0-Di-i-nonyl-lithiumdithiophosphat, 0,0-Diäthyl-natriumdithiophosphat, O,O-Bis-dodecylphenyl-natriumdithiophosphat, O,O-Dipentyl-natriumdithiophosphat, O,O-Bis-2-ethylhexyl-natriumthionophosphat, 0,0-Dipropylkaliumdithiophosphat, 0,0-Bis-2-methylpropyl-natriumdithiophosphat, O,O-Di-i-decyl-kaliumthionophosphat, S-[0,0-Di-n-dodecyl-phosphoryl]-kaliumthioglykolat, 2-Kaliummercapto-2-thiono-5,5-dimethyl-[1,3,2]-dioxa- phosphorinan, 2-Natriummercapto-2-oxo-5-butyl-5-ethyl-[1,3,2]-dioxaphosphorinan, O,O-Dibenzyl-kaliumdit- hiophosphat, S-[2-Thiono-5,5-dimethyl-[1,3,2]-dioxaphosphorinanyl]-ß-mercapto-lithiumpropionat, 0,0-Bis-1-methyl-ethyl-natriumdithiophosphat, 0-Aethyl-0-1-methylpropyl-natriumdithiophosphat, O,O-Bis-2-phenoxyethyl-natriumdithiophosphat, 0,0-Bis-dodecylphenyl-natriumthionophosphat, O,O-Bis-1-methylpropyl-natriumdithiophosphat, 0,0-Bis-2-butoxiethyl-lithiumdithiophosphat, O-Tridecyl-O-pentadecyl-kaliumdithiophosphat, 0,0-Bis-iso propylphenyl-natriumdithiophosphat, O,O-Bis-2-butylthioethyl-natriumdithio-phosphat, S-[0,0-Bis-2-ethylhexyl-thiophosphoryl]-natriumthioglykolat, S-[0,0-Bis-2-ethylhexylphosphoryl]-kaliumthio- glykolat, S-[O,O-Diisopropylthiophosphoryl]-β-mercaptolithiumpropionat, S-[O,0-Dipentylthiophosphoryl]-3-mercapto-2-methyl-lithiumpropionat, 0,0-Bis-2-decyltetradecyl-kaliumdithiophosphat.
- In beispielhafter Form sind nachfolgend die Bedeutungen der Substituenten in Verbindungen der Formeln II und III, sowie zweckmässige und vorzugsweise Verbindungen der Formeln II und III angeführt.
- R3 als C1-C12-Alkyl kann lineares oder verzweigtes Alkyl sein und kann z.B. Methyl, Ethyl, Propyl, n-Butyl, tert.-Butyl, Pentyl, Hexyl, Octyl, 2-Ethylhexyl, Nonyl, Decyl oder Dodecyl sein. R', Ra, Rb und R° als C1-C18-Alkyl können darüber hinaus auch z.B. Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl oder Octadecyl sein. Ra kann zweckmässig C4-C18 darstellen, so z.B. n-Butyl, tert.Butyl, n-Hexyl, 2-Ethylhexyl, Nonyl, n-Dodecyl oder Octadecyl.
- R1, Rb und RC als C7-C9-Phenylalkyl können z.B. Benzyl, 2-Phenylethyl, a-Methylbenzyl, 2-Phenylpropyl oder α,α-Dimethylbenzyl sein.
- R1 und R9 als Cycloalkyl mit 5 bis 12 C-Atomen stellen beispielsweise Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Cyclononyl, Cyclodecyl, Cycloundecyl oder Cyclododecyl dar. Cyclohexyl ist bevorzugt.
- R1 und R2 als C7-C18-Alkylphenyl können einfach oder mehrfach substituiertes Phenyl bedeuten, die lineare oder verzweigte Alkylgruppen haben. Zweckmässig sind Phenylreste, die mit einer oder zwei Alkylgruppen substituiert sind. Beispiele sind Tolyl, Ethylphenyl, Isopropylphenyl, tert.Butylphenyl, sec.Pentylphenyl, n-Hexylphenyl, tert.Octylphenyl, iso-Nonylphenyl oder n-Dodecylphenyl. Es kann sich bei R1 und R2 auch um Gemische von Alkylphenylgruppen handeln, wie sie bei technischen Alkylierungen von Diphenylamin mittels Olefinen entstehen. Bevorzugt steht die Alkylgruppe in para-Stellung des aromatischen Amins.
- Bedeuten R1 und R2 C7-C18-Alkoxyphonyl, so sind Beispiele dafür Methoxyphenyl und Ethoxyphenyl.
- Bevorzugt verwendet man als Komponente C) eine Verbindung der Formel II oder III, worin R1 C1-C4-Alkyl, C7-C9-Phenylalkyl, Cyclohexyl, Phenyl, C10-C18-Alkylphenyl oder Naphthyl bedeutet, R2 C10-C18-Alkylphenyl oder Phenyl bedeutet, R3 Wasserstoff, C1-C8-Alkyl, Benzyl, Allyl oder eine Gruppe -CH2SRg, wobei R9 -H, C1-C4-Alkyl, Phenyl oder Cyclohexyl ist, bedeutet, Ra H, C1-C18-Alkyl oder -CH2COO(C8-C18-Alkyl) bedeutet, und Rb und RC unabhängig voneinander H, C1-C12-Alkyl oder C7-C9-Phenylalkyl bedeuten.
- Weitere Verbindungen der Formel III sind solche in denen Ra zweckmässig C4-C18-Alkyl oder -CH2COO(C8-C18-Alkyl) bedeutet.
- Unter den Verbindungen der Formel II sind solche besonders bevorzugt, worin R1 und R2 unabhängig voneinander Phenyl oder C10-C18-Alkyfphenyl, insbesondere mono- oder di-tert.Butylphenyl oder tert.-Octylphenyl, bedeuten und R3 Wasserstoff ist.
- Unter den Verbindungen der Formel III sind solche besonders bevorzugt, worin Ra Wasserstoff ist und Rb und RC unabhängig voneinander H oder C4-C2-Alkyl bedeuten.
- Beispiele für Verbindungen der Formeln II und III sind:
- Diphenylamin
- N-Allyldiphenylamin
- 4-Isopropoxydiphenylamin
- N-Phenyl-1-naphthylamin
- N-Phenyl-2-naphthylamin
- Di-4-methoxyphenyl-amin
- Di-[4-(1,3-dimethylbutyl)-phenyl]-amin
- Di-[4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)-phenyl]-amin
- tert.octyliertes N-Phenyl-1-naphthylamin
- technische Gemische erhalten durch Alkylierung von Diphenylamin mit Alkenen, insbesondere mit Octenen, z.B. mit Diisobutylen (z.B. mono-, di-und trialkylierte tert.Butyl- und tert.Octyldiphenylamine) Phenothiazin
- N-Allylphenothiazin
- 3,7-Di-tert.octyl-phenothiazin
- technische Gemische erhalten durch Alkylierung von Phenothiazin mit Alkenen, insbesondere mit Octenen, z.B. mit Diisobutylen
- Besonders bevorzugt verwendet man als Komponente C) 4,4'-Di-tert.octyldiphenylamin oder 3,7-Di-tert.octyl-phenothiazin oder ein technisches Gemisch erhalten durch Reaktion von Diphenylamin mit Diisobutylen, insbesondere ein solches Gemisch, das folgende Bestandteile enthält:
- 1 bis 5 Gew.-% a) Diphenylamin
- 8 bis 18 Gew.-% b) 4-tert-Butyldiphenylamin
- 21 bis 31 Gew.-% c) einer oder mehrerer der Verbindungen i) 4-tert-Octyldiphenylamin
- ii) 4,4'-Di-tert-butyldiphenylamin
- iii) 2,4,4'-Tris-tert-butyldiphenylamin,
- 20 bis 31 Gew.-% d) einer oder mehrerer der Verbindungen
- i) 4-tert-Butyl-4'-tert-octyldiphenylamin
- ii) 2,2'- oder 2,4'-Di-tert-octyldiphenylamin
- iii) 2,4-Di-tert-butyl-4'-tert-octyldiphenylamin und
- 15 bis 29 Gew.-% e) der Verbindung
- i) 4,4'-Di-tert-octyldiphenylamin oder der Verbindungen
- i) 4,4'-Di-tert-octyldiphenylamin und
- ii) 2,4-Di-tert-octyl-4-tert-butyldiphenylamin,
- Ein besonders bevorzugtes Diphenylamin-Gemisch als Komponente C) enthält 3,2 % Diphenylamin, 13,2 % Mono-t-butyldiphenylamine, 25,3 % Mono-t-octyldiphenylamine und Di-t-butyldiphenylamine, 24,2 % t-Butyl-t-octyldiphenyl-amine, 24,3 % Di-t-octyldiphenylamine und andere höher alkylierte Diphenylamine, wobei der Gehalt an 4,4-Di-t-octyldiphenylamin 18,2 % beträgt, und weitere kleinere Mengen an Diphenylaminen mit teilweise modifizierten Seitenketten und Polymeren auf 100 %.
-
- wobei R = Methyl, Ethyl, Propyl oder Allyl bedeutet;
- eine Diphenylamin-Verbindung der Formel
- eine Diphenylamin-Verbindung der Formel
- eine Diphenylamin-Verbindung der Formel
- ein Gemisch enthaltend Diphenylamin-Verbindungen der Formeln
- ein Gemisch enthaltend Diphenylamin-Verbindungen der Formeln
- eine Diphenylamin-Verbindung der Formel
- Die Komponente (D) kann irgendein cyclisches oder nicht-cyclisches sterisch gehindertes Amin sein. Bevorzugt ist (D) ein cyclisches sterisch gehindertes Amin, insbesondere eine Verbindung, die mindestens eine Gruppe der Formel (VI)
- Von Bedeutung sind insbesondere die folgenden Klassen von Polyalkylpiperidinen.
- a) Verbindungen der Formel VII
- Bedeuten etwaige Substituenten C1-C12-Alkyl, so stellen sie z.B. Methyl, Ethyl, n-Propyl, n-Butyl, sek.-Butyl, tert.-Butyl, n-Hexyl, n-Octyl, 2-Ethyl-hexyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Undecyl oder n-Dodecyl dar.
- In der Bedeutung von C1-C18-Alkyl kann R" oder R12 z.B. die oben angeführten Gruppen und dazu noch beispielsweise n-Tridecyl, n-Tetradecyl, n-Hexadecyl oder n-Octadecyl darstellen.
- Wenn R" Cs-Cs-Alkenyl bedeutet, so kann es sich z.B. um 1-Propenyl, Allyl, Methallyl, 2-Butenyl, 2-Pentenyl, 2-Hexenyl, 2-Octenyl, 4-tert.-Butyl-2-butenyl handeln.
- R" ist als Cs-Cs-Alkinyl bevorzugt Propargyl.
- Als C7-C12-Aralkyl ist R" insbesondere Phenethyl und vor allem Benzyl.
- R" ist als C1-C8-Alkanoyl beispielsweise Formyl, Propionyl, Butyryl, Octanoyl, aber bevorzugt Acetyl und als Cs-C5-Alkenoyl insbesondere Acryloyl.
- Bedeutet R12 einen einwertigen Rest einer Carbonsäure, so stellt es beispielsweise einen Essigsäure-, Capronsäure-, Stearinsäure-, Acrylsäure-, Methacrylsäure-, Benzoe- oder β-(3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionsäurerest dar.
- Bedeutet R12 einen zweiwertigen Rest einer Dicarbonsäure, so stellt es beispielsweise einen Malonsäure-, Bernsteinsäure-, Glutarsäure-, Adipinsäure-, Korksäure-, Sebacinsäure-, Maleinsäure-, Itaconsäure-, Phthalsäure-, Dibutylmalonsäure-, Dibenzylmalonsäure-, Butyl-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)-malonsäure- oder Bicycloheptendicarbonsäurerest dar.
- Stellt R12 einen dreiwertigen Rest einer Tricarbonsäure dar, so bedeutet es z.B. einen Trimellitsäure-, Citronensäure- oder Nitrilotriessigsäurerest.
- Stellt R12 einen vierwertigen Rest einer Tetracarbonsäure dar, so bedeutet es z.B. den vierwertigen Rest von Butan-1,2,3,4-tetracarbonsäure oder von Pyromellitsäure.
- Bedeutet R'2 einen zweiwertigen Rest einer Dicarbaminsäure, so stellt es beispielsweise einen Hexamethylendicarbaminsäure- oder einen 2,4-Toluylen-dicarbaminsäurerest dar.
- Bevorzugt sind Verbindungen der Formel VII, worin R Wasserstoff ist, R" Wasserstoff oder Methyl ist, n 2 ist und R12 der Diacylrest einer aliphatischen Dicarbonsäure mit 4-12 C-Atomen ist.
- Beispiele für Polyalkylpiperidin-Verbindungen dieser Klasse sind folgende Verbindungen:
- 1) 4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin
- 2) 1-Allyl-4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin
- 3) 1-Benzyl-4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin
- 4) 1-(4-tert.-Butyl-2-butenyl)-4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin
- 5) 4-Stearoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin
- 6) 1-Ethyl-4-salicyloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin
- 7) 4-Methacryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin
- 8) 1,2,2,6,6-Pentamethylpiperidin-4-yl-ß-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat
- 9) Di-(1-benzyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-maleinat
- 10) Di-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-succinat
- 11) Di-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-glutarat
- 12) Di-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-adipat
- 13) Di-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-sebacat
- 14) Di-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl)-sebacat
- 15) Di-(1,2,3,6-tetramethyl-2,6-diethyl-piperidin-4-yl)-sebacat
- 16) Di-(1-allyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-phthalat
- 17) 1-Hydroxy-4-β-cyanoethyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin
- 18) 1-Acetyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl-acetat
- 19) Trimellithsäure-tri-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-ester
- 20) 1-Acryloyl-4-benzyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin
- 21) Diethylmalonsäure-di(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-ester
- 22) Dibutyl-malonsäure-di-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl)-ester
- 23) Butyl-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)-malonsäure-di-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl)-ester
- 24) Di-(1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-sebacat
- 25) Di-(1-cyclohexyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-sebacat
- 26) Hexan-1 ,6-bis-(4-carbamoyloxy-1-n-butyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin)
- 27) Toluol-2,4'-bis-(4-carbamoyloxy-1-n-propyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin)
- 28) Dimethyl-bis-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-oxy)-silan
- 29) Phenyl-tris-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-oxy)-silan
- 30) Tris-(1-propyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-phosphit
- 31) Tris-(1-propyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)phosphat
- 32) Phenyl-(bis-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl)]-phosphonat
- 33) 4-Hydroxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin
- 34) 4-Hydroxy-N-hydroxyethyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin
- 35) 4-Hydroxy-N-(2-hydroxypropyl)-2,2,6,6-tetramethylpiperidin
- 36) 1-Glycidyl-4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin
- b) Verbindungen der Formel (VIII)
- Stellen etwaige Substituenten C1-C12- oder C1-C18-Alkyl dar, so haben sie die bereits unter a) angegebene Bedeutung.
- Bedeuten etwaige Substituenten C5-C7-Cycloalkyl, so stellen sie insbesondere Cyclohexyl dar.
- Als C7-C8-Aralkyl ist R'3 insbesondere Phenylethyl oder vor allem Benzyl. Als C2-C5-Hydroxyalkyl ist R'3 insbesondere 2-Hydroxyethyl oder 2-Hydroxypropyl.
- R13 ist als C2-C18-Alkanoyl beispielsweise Propionyl, Butyryl, Octanoyl, Dodecanoyl, Hexadecanoyl, Octadecanoyl, aber bevorzugt Acetyl und als C3-C5-Alkenoyl insbesondere Acryloyl.
- Bedeutet R14 C2-C8-Alkenyl, dann handelt es sich z.B. um Allyl, Methallyl, 2-Butenyl, 2-Pentenyl, 2-Hexenyl oder 2-Octenyl.
- R14 als mit einer Hydroxy-, Cyano-, Alkoxycarbonyl- oder Carbamidgruppe substituiertes Cl-C4-Alkyl kann z.B. 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl, 2-Cyanethyl, Methoxycarbonylmethyl, 2-Ethoxycarbonylethyl, 2-Aminocarbonylpropyl oder 2-(Dimethylaminocarbonyl)-ethyl sein.
- Stellen etwaige Substituenten C2-C12-Alkylen dar, so handelt es sich z.B. um Ethylen, Propylen, 2,2-Dimethylpropylen, Tetramethylen, Hexamethylen, Octamethylen, Decamethylen oder Dodecamethylen.
- Bedeuten etwaige Substituenten C6-C15-Arylen, so stellen sie z.B. o-, m-oder p-Phenylen, 1,4-Naphthylen oder 4,4'-Diphenylen dar.
- Als C6-C12-Cycloalkylen ist D insbesondere Cyclohexylen.
-
- Beispiele für Polyalkylpiperidin-Verbindungen dieser Klasse sind folgende Verbindungen:
- 37) N,N'-Bis-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-hexamethylen-1,6-diamin, welche als besonders bevorzugt gilt, ferner
- 38) N,N'-Bis-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-hexamethylen-1,6-diacetamid
- 39) Bis-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-amin
- 40) 4-Benzoylamino-2,2,6,6-tetramethylpiperidin
- 41) N,N'-Bis-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-N,N'-dibutyl-adipamid
- 42) N,N'-Bis-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-N,N'-dicyclohexyl-2-hydroxypropylen-1,3-diamin
- 43) N,N'-Bis-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-p-xylylen-diamin
- 44) N,N'-Bis-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-succindiamid
- 45) N-(2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-4-yl)-ß-aminodipropionsäure-di-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-ester
- 46) Die Verbindung der Formel
- 47) 4-(Bis-2-hydroxyethyl-amino)-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin
- 48) 4-(3-Methyl-4-hydroxy-5-tert.-butyl-benzoesäureamido)-2,2,6,6-tetramethylpiperidin
- 49) 4-Methacrylamido-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin c) Verbindungen der Formel (IX)
- Bedeutet R15 C2-C8-Alkylen oder -Hydroxyalkylen, so stellt es beispielsweise Ethylen, 1-Methyl-ethylen, Propylen, 2-Ethyl-propylen oder 2-Ethyl-2-hydroxymethylpropylen dar.
- Als C4-C22-Acyloxyalkylen bedeutet R15 z.B. 2-Ethyl-2-acetoxymethylpropylen.
- Beispiele für Polyalkylpiperidin-Verbindungen dieser Klasse sind folgende Verbindungen:
- 50) 9-Aza-8,8,10,10-tetramethyl-1,5-dioxaspiro[5.5]undecan
- 51) 9-Aza-8,8,10,10-tetramethyl-3-ethyl-1,5-dioxaspiro[5.5]undecan
- 52) 8-Aza-2,7,7,8,9,9-hexamethyl-1,4-dioxaspiro[4.5]decan
- 53) 9-Aza-3-hydroxymethyl-3-ethyl-8,8,9,10,10-pentamethyl-1,5-dioxaspiro[5.5]undecan
- 54) 9-Aza-3-ethyl-3-acetoxymethyl-9-acetyl-8,8,10,10-tetramethyl-1,5-dioxaspiro[5.5]undecan
- 55) 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-4-spiro-2'-(1',3'-dioxan)-5'-spiro-5"-(1",3"-dioxan)-2''-spiro-4'''-( 2''',2''',6''',6'''-tetramethy)piperidin). d) Verbindungen der Formeln XA, XB und XC
- Bedeuten etwaige Substituenten C1-C12-Alkyl, so stellen sie z.B. Methyl, Ethyl, n-Propyl, n-Butyl, sek.-Butyl, tert.-Butyl, n-Hexyl, n-Octyl, 2-Ethyl-hexyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Undecyl oder n-Dodecyl dar.
- Etwaige Substituenten in der Bedeutung von C1-C18-Alkyl können z.B. die oben angeführten Gruppen und dazu noch beispielsweise n-Tridecyl, n-Tetradecyl, n-Hexadecyl oder n-Octadecyl darstellen.
- Bedeuten etwaige Substituenten C2-C6-Alkoxyalkyl, so stellen sie z.B. Methoxymethyl, Ethoxymethyl, Propoxymethyl, tert.-Butoxymethyl, Ethoxyethyl, Ethoxypropyl, n-Butoxyethyl, tert.-Butoxyethyl, Isopropoxyethyl oder Propoxypropyl dar.
- Stellt R17 C3-C5-Alkenyl dar, so bedeutet es z.B. 1-Propenyl, Allyl, Methallyl, 2-Butenyl oder 2-Pentenyl.
- Als C7-C9-Aralkyl sind R17, T1 und T2 insbesondere Phenethyl oder vor allem Benzyl. Bilden T1 und T2 zusammen mit dem C-Atom einen Cycloalkanring, so kann dies z.B. ein Cyclopentan-, Cyclohexan-, Cyclooctan-oder Cyclododecanring sein.
- Bedeutet R17 C2-C4-Hydroxyalkyl, so stellt es z.B. 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl, 2-Hydroxybutyl oder 4-Hydroxybutyl dar.
- Als C6-C10-Aryl bedeuten R17, T, und T2 insbesondere Phenyl, α- oder β-Naphthyl, die gegebenenfalls mit Halogen oder C1-C4-Alkyl substituiert sind.
- Stellt R17 C2-C12-Alkylen dar, so handelt es sich z.B. um Ethylen, Propylen, 2,2-Dimethylpropylen, Tetramethylen, Hexamethylen, Octamethylen, Decamethylen oder Dodecamethylen.
- Als C4-C12-Alkenylen bedeutet R17 insbesondere 2-Butenylen, 2-Pentenylen oder 3-Hexenylen.
- Bedeutet R17 C6-C12 Arylen, so stellt es beispielsweise o-, m- oder p-Phenylen, 1,4-Naphthylen oder 4,4-Diphenylen dar.
- Bedeutet Z C2-C12 Alkanoyl, so stellt es beispielsweise Propionyl, Butyryl, Octanoyl, Dodecanoyl, aber bevorzugt Acetyl dar.
- D hat als C2-C10 Alkylen, C6-C15 Arylen oder C6-C12 Cycloalkylen die unter b) angegebene Bedeutung.
- Beispiele für Polyalkylpiperidin-Verbindungen Klasse sind folgende Verbindungen:
-
- 56) 3-Benzyl-1,3,8-triaza-7,7,9,9-tetramethylspiro[4.5]decan-2,4-dion
- 57) 3-n-Octyl-1,3,8-triaza-7,7,9,9-tetramethylspiro[4.5]decan-2,4-dion
- 58) 3-Allyl-1,3,8-triaza-1,7,7,9,9-pentamethylspiro[4.5]decan-2,4-dion
- 59) 3-Glycidyl-1,3,8-triaza-7,7,8,9,9-pentamethylspiro[4.5]decan-2,4-dion
- 60) 1,3,7,7,8,9,9-Heptamethyl-1,3,8-triazaspiro[4.5]decan-2,4-dion
- 61) 2-Iso-propyl-7,7,9,9-tetramethyl-1-oxa-3,8-diaza-4-oxo-spiro-[4.5]decan
- 62) 2,2-Dibutyl-7,7,9,9-tetramethyl-1-oxa-3,8-diaza-4-oxo-spiro-[4.5]decan
- 63) 2,2,4,4-Tetramethyl-7-oxa-3,20-diaza-21-oxo-dispiro[5.1.11.2]heneicosan
- 64) 2-Butyl-7,7,9,9-tetramethyl-1-oxa-4,8-diaza-3-oxo-spiro-[4,5]decan
- 65) 8-Acetyl-3-dodecyl-1,3,8-triaza-7,7,9,9-tetramethylspiro[4,5]-decan-2,4-dion oder die Verbindungen der folgenden Formeln:
- Bedeuten etwaige Substituenten C1-C12-Alkyl, so stellen sie beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, n-Butyl, sek.-Butyl, tert.-Butyl, n-Hexyl, n-Octyl, 2-Ethylhexyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Undecyl oder n-Dodecyl dar.
- Bedeuten etwaige Substituenten C1-C4-Hydroxyalkyl, so stellen sie z.B. 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl, 3-Hydroxypropyl, 2-Hydroxybutyl oder 4-Hydroxybutyl dar.
- Bedeutet A C2-C6 Alkylen, so stellt es beispielsweise Ethylen, Propylen, 2,2-Dimethylpropylen, Tetramethylen oder Hexamethylen dar.
- Stellen R21 und R22 zusammen C4-C5-Alkylen oder Oxaalkylen dar, so bedeutet dies z.B. Tetramethylen, Pentamethylen oder 3-Oxapentamethylen.
-
- f) Oligomere oder polymere Verbindungen, deren wiederkehrende Struktureinheit einen 2,2,6,6-Tetraalkylpiperidinrest der Formel (VI) enthält, insbesondere Polyester, Polyäther, Polyamide, Polyamine, Polyurethane, Polyharnstoffe, Polyaminotriazine, Poly(meth)acrylate, Poly(meth)acrylamide und deren Copolymere, die solche Reste enthalten.
-
- Bevorzugt sind Verbindungen der Formel XII, worin R Wasserstoff oder Methyl ist und R11 Wasserstoff oder Methyl ist.
- Beispiele für solche Verbindungen sind:
- 95) 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidon (Triacetonamin)
- 96) 1,2,2,6,6-Pentamethyl-4-piperidon
- 97) 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidon-1-oxyl
- 98) 2,3,6-Trimethyl-2,6-diethyl-4-piperidon
- Die Komponente (D) kann auch ein Phenol der allgemeinen Formel V, wie oben beschrieben, darstellen. Zweckmässige Verbindungen der Formel V sind solche, worin A in der Formel V -CqH2q-Sz-Y bedeutet, q = 0 oder 1 und z = 1 oder 2 ist und Y Alkyl mit 4 bis 18 C-Atomen, Phenyl, C2- bis C8- alkylsubstituiertes Phenyl oder
- In bevorzugten Verbindungen der Formel V hat A die Bedeutung von -H, C1-C18-Alkyl, besonders bevorzugt
-
-
- Besonders zweckmässig sind Zusammensetzungen, enthaltend Verbindungen der Formel V, worin R4 die Bedeutung von Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen hat und vorzugsweise die Bedeutung von Alkyl mit 1 bis 4-C-Atomen und insbesondere von tert-Butyl hat.
- Zusammensetzungen, die einer zweckmässigen Ausführungsform entsprechen, sind solche, in denen R5 in Verbindungen der Formel V die Bedeutung von Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen und vorzugsweise von tert-Butyl hat.
-
- Bedeuten R4, R5, R6, R7, A, R' und R Alkyl mit 1 bis 24 C-Atomen, so werden damit beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, 2-Butyl, tert-Butyl, Pentyl, Isopentyl, Hexyl, Heptyl, 3-Heptyl, Octyl, 2-Ethylhexyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl oder Octadecyl, und weiteres Isoamyl, 2-Ethylbutyl, 1-Methylpentyl, 1,3-Dimethylbutyl, 1,1,3,3-Tetramethylbutyl, 1-Methylhexyl, Isoheptyl, 1-Methylheptyl, 1,1,3-Trimethylhexyl, 1-Methylundecyl, Eicosyl, Henicosyl und Docosyl umfasst.
- Bevorzugtes Alkyl für R7 ist C1-C18-Alkyl, wobei Methyl, Octyl, Nonyl, Tridecyl und Octadecyl besonders interessant sind.
- Die Bedeutung von Cycloalkyl mit 5 bis 12 C-Atomen für R4 und R5 kann Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Cyclononyl, Cyclodecyl, Cycloundecyl oder Cyclododecyl, vorzugsweise Cyclohexyl, sein oder darüberhinaus kann die C5-C12-Cycloalkylgruppe durch C1-C4-AIlcyl substituiert sein und beispielsweise 2- oder 4-Methylcyclohexyl, Dimethylcyclohexyl, Trimethylcyclohexyl oder t-Butylcyclohexyl darstellen.
- Sinngemäss lassen sich Beispiele für C, bis C18-Alkyl für Y oder R10 aus der vorstehenden Aufzählung der Alkylreste entnehmen.
- Alkylreste mit 8 bis 13 C-Atomen, wie sie für R6 genannt werden sind den obigen Beispielen zu entnehmen, iso-Verbindungen sind 2-Ethylhexyl, 1,1,3,3-Tetramethylbutyl, 1-Methylheptyl, 1,1,3-Trimethylhexyl und 1-Methylundecyl. Auch für die zu R8 und R9 genannten Alkyl- und Cycloalkylgruppen sind entsprechend der C-Kettenlänge Beispiele aus den obenstehenden Aufzählungen zuzuordnen.
- Bevorzugte Alkylgruppen für A sind Methyl-, Ethyl-, Propyl- und Butylgruppen, besonders bevorzugt ist Methyl und tert.-Butyl.
- Bedeutet A den Rest -CqH2q-N(R')(R"), so sind typische Beispiele dafür -CH2-N(C1-C4-Alkyl)2 und insbesondere -CH2-N(CH3)2.
- Die Verbindungen B) der allgemeinen Formel I sind an sich bekannt und können beispielsweise hergestellt werden, wie beschrieben in Houben-Weyl "Methoden der organischen Chemie", Band 12, Teil 2, 4. Auflage, G. Thieme Verlag, Stuttgart 1964, auf den Seiten 53-77, 143-210, 226-274, 299-376, sowie 587-748.
- Die Verbindungen der allgemeinen Formel II sind an sich ebenfalls bekannt und können beispielsweise durch Alkylierung von Diphenylamin hergestellt werden. Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung von besonders wertvollen technischen Gemischen von alkylierten Diphenylaminen, wie sie vorstehend beschrieben werden, ist gekennzeichnet durch die Reaktion von Diphenylamin mit Diisobutylen, wobei die Reaktion von Diphenylamin mit einem Ueberschuss an Diisobutylen in Anwesenheit eines aktiven Tonerde-Katalysators durchgeführt wird, die Konzentration an Diisobutylen über die Reaktionsdauer im wesentlichen konstant gehalten wird, die Reaktionstemperatur mindestens 160°C beträgt, die Reaktion solange durchgeführt wird bis der Gehalt an 4,4'-Di-tert.-octyldiphenylamin, bezogen auf die Reaktionsmasse ohne Katalysator, unter 29 Gew.-%, vorzugsweise unter 25 Gew.-%, und der Gehalt an Diphenylamin unter 5 Gew.-% liegen, der Katalysator und nicht umgesetztes Diisobutylen entfernt werden und das entstehende flüssige Produkt isoliert wird.
- Das Verfahren an sich ist ausführlich in der EP-A-0 149 422 beschrieben.
- Die wichtigsten Verfahrensschritte zeichnen sich beispielsweise dadurch aus, dass die Reaktion zweckmässig durch Einfüllen des Diphenylamins und des Katalysators in das Reaktionsgefäss und durch Aufheizen der Mischung auf mindestens 160°C, vorzugseise auf mindestens 165°C, und vorzugsweise unter Rühren durchgeführt wird. Darauf kann Diisobutylen so zum heissen Gemisch von Diphenylamin und Katalysator zudosiert werden, dass die Temperatur des Gemischs nicht unter 160°C, vorzugsweise nicht unter 165 C, absinkt.
- Unter Wärmezufuhr und Rühren wird die Temperatur auf mindestens 160°C gehalten unter häufiger Probenahme bis das Produkt, ohne Katalysator, weniger als 29 Gew.-% an 4,4'-Di-tert.-octyldiphenylamin und weniger als 10 Gew.-% an Diphenylamin enthält.
- Die Temperatur, bei der das Verfahren durchgeführt wird, beträgt mindestens 160°C, kann aber beträchtlich höher sein, z.B. bis 250 C.
- Um das Abbaurisiko zu vermindern, liegt das übliche Temperaturmaximum ungefähr bei 1900 C.
- Die Zeit, über die das Diisobutylen zum heissen Gemisch von Diphenylamin und Katalysator zugegeben werden kann, kann abhängig von der Reaktionstemperatur in einem grossen Bereich schwanken, liegt aber üblicherweise innerhalb von 3-30 Stunden.
- Das Molverhältnis von Diphenylamin zu Diisobutylen kann über einen weiten Bereich variieren, wird aber bevorzugt im Bereich von 1:1,11 bis 1:2,5, besonders bevorzugt 1:1,3 bis 1:1,75 gehalten, um die Kosten für Ausgangsmaterial zu vermindern und um die Zugabezeit von Diisobutylen möglichst klein zu halten.
- Die Rückgewinnung des Katalysators erfolgt zweckmässigerweise durch Vakuumfiltration des heissen Reaktionsgemischs. Die Rückgewinnung von überschüssigem Diisobutylen kann leicht durch Vakuumdestillation des Reaktionsgemischs erfolgen.
- Der im Verfahren verwendete aktive Tonerde-Katalysator weist vorzugsweise einen freien Feuchtigkeitsgehalt von unter 10 Gew. %, besonders bevorzugt einen solchen von unter 5 Gew.-% auf.
- Im Handel erhältliche Katalysatoren, welche sich als wirksam erweisen, sind z.B. Fulcat ® 14, Fulmont® 700C, Fulmont® 237, Katalysator K-10 (Süd-Chemie) und bevorzugt Fulcat® 22B (eine mit Schwefelsäure aktivierte Tonerde). Die Fulcat und Fulmont Katalysatoren sind im Handel von Laporte Industries erhältlich.
- Die Verbindungen der Formel III sind erhältlich beispielsweise durch Reaktion von Diphenylamin mit Schwefel (US 2 433 658).
- Die Verbindungen der Reihe der cyclischen sterisch gehinderten Amine sind nach an sich bekannten Verfahren, die sich der einschlägigen Literatur entnehmen lassen, erhältlich.
- Die Verbindungen der Reihe der Phenole mit der allgemeinen Formel V können beispielsweise gemäss den Verfahren nach der DE-A 23 64 121 oder der DE-A 23 64 126 hergestellt werden.
- Wie vorstehend erwähnt enthalten die erfindungsgemässen Zusammensetzungen A) einen Schmierstoff und ein wenigstens ternäres Gemisch aus Verbindungen die mit B), C) und D) benannt und obenstehend näher erläutert werden.
- Für C) können sowohl Verbindungen der allgemeinen Formel II, als auch III, sowie Gemische von Verbindungen der Formeln 11 und III, für D) sowohl Verbindungen der Reihe der sterisch gehinderten Amine, als auch der Phenole der allgemeinen Formel V, sowie Gemische von sterisch gehinderten Aminen und Phenolen der allgemeinen Formel V, angewendet werden. Die Bedeutung von C) und D) ist vorstehend erläutert.
- Bevorzugt sind Zusammensetzungen, enthaltend
- A) einen Schmierstoff und
- B) eine Verbindung O,O-Bis-2-ethylhexyl-natriumdithiophosphat, O,O-Bis-2-ethylhexyl-natriumthionophosphat, O,O-Bis-2-methylpropyl-natriumdithiophosphat, 0,0-Bis-nonyl-phenyl-natriumdithiophosphat oder S-[O,O-Bis-2-ethylhexylthiophosphoryl]-natriumthiogly- kolat,
- C) ein Gemisch von Diphenylamin-Verbindungen enthaltend
- 1 bis 5 Gew.-% a) Diphenylamin
- 8 bis 18 Gew.-% b) 4-tert-Butyldiphenylamin
- 21 bis 31 Gew.-% c) einer oder mehrerer der Verbindungen
-
- i) 4-tert-Octyldiphenylamin
- ii) 4,4'-Di-tert-butyldiphenylamin
- iii) 2,4,4'-Tris-tert-butyldiphenylamin,
- 20 bis 31 Gew.-% d) einer oder mehrerer der Verbindungen
- i) 4-tert-Butyl-4'-tert-octyldiphenylamin
- ii) 2,2'- oder 2,4 -Di-tert-octyldiphenylamin
- iii) 2,4-Di-tert-butyl-4'-tert-octyldiphenylamin und
- 15 bis 29 Gew.-% e) der Verbindung
- i) 4,4'-Di-tert-octyldiphenylamin oder der Verbindungen
- i) 4,4'-Di-tert-octyldiphenylamin und
- ii) 2,4-Di-tert-octyl-4'-tert-butyldiphenylamin; und
- D) eine der Verbindungen Di-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-sebacat N,N'-Bis-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-hexamethylen-1,6-diamin oder 2,2-Thiodiethylen-bis-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat oder Pentaerytrityl-tetrakis-[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-phenyl)-propionat].
- Die Zusammensetzungen nach vorliegender Erfindung können A) einen Schmierstoff und beispielsweise 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, eines Gemisches aus B), C) und D), wie oben beschrieben, enthalten.
- Zweckmässig sind 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, eines Gemisches aus B), C) und D) enthalten.
- Bevorzugt sind 0,3 bis 3 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,5 bis 2,0 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 1,0 bis 1,8 Gew.-%, des Gemisches aus B), C) und D) in der Zusammensetzung enthalten.
- Das Gemisch aus B), C) und D) kann beispielsweise 20 bis 88 Gew.-% an B), 10 bis 60 Gew.-% an C) und 2 bis 20 Gew.-% an D) enthalten, wobei die Prozentangaben auf das Gemisch bezogen sind. Vorzugsweise ist B) zu 30 bis 80 Gew.-%, C) zu 10 bis 60 Gew.-% und D) zu 4 bis 15 Gew.-% im Gemisch aus B), C) und D) enthalten.
- Ganz besonders bevorzugt sind Gemische aus B), C) und D), enthaltend an B) 40 bis 65 Gew.-%, an C) 15-50 Gew.-% und an D) 4 bis 10 Gew.-%.
- Insbesondere bevorzugt sind Gemische aus B), C) und D), enthaltend 60 bis 65 Gew.-% an B), 25 bis 35 Gew.-% an C) und 5-10 Gew.-% an D).
- In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist im Gemisch der Gewichtsanteil an Verbindungen der Reihe C) grösser als der Gewichtsanteil von Verbindungen der Reihe D), insbesondere beträgt das Verhältnis von C):D) = 3-5:1, wobei C):D) = 4:1 bevorzugt wird.
- Ganz besonders bevorzugt sind die nachfolgend angegebenen Zusammensetzungen, enthaltend A) einen Schmierstoff und
- als B) 0,8 - 1,2 Gew.%, O,O-Bis-2-ethylhe>cyl-natriumdithiophosphat, O,O-Bis-2-ethylhexylnatriumthiono- phosphat, 0,0-Bis-2-methyl-propylnatriumdithiophosphat, 0,0-Bis-nonylphenyl-natriumdithiophosphat oder S-[0,0-Bis-2-ethylhexylthiophosphoryl]-natriumthioglykolat,
- als C) 0,45-0,5 Gew.-% technisches Diphenylamin-Gemisch und
- als D) 0,1 bis 0,15 Gew.-% Di-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-sebacat, 2,2-Thiodiethylenglykol-bis-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat), N,N'-Bis-(2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)-hexamethylen-1,6-diamin oder Pentaerytrityl-tetrakis-[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-phenyl)-propionat].
- Die vorstehenden Angaben in Gew.-% für B), C) und D) beziehen sich auf die Zusammensetzung.
- Das vorstehend jeweils unter C) angegebene technische Diphenylamin-Gemisch stellt vorzugsweise eine Mischung enthaltend 3,2 % Diphenylamin, 13,2 % Mono-t-butyldiphenylamine, 25,3 % Mono-t-octyldiphenylamine und Di-t-butyldiphenylamine, 24,2 % t-Butyl-t-octyldiphenyl-amine, 24,3 % Di-t-octyldiphenylamine und andere höher alkylierte Diphenylamine, wobei der Gehalt an 4,4'-Di-t-octyldiphenylamin 18,2 % beträgt, und weitere kleinere Mengen an Diphenylaminen mit teilweise modifizierten Seitenketten und Polymeren auf 100 %, dar.
- Die Zusätze B), C) und D) können dem Schmierstoff auf an sich bekannte Weise beigemischt werden. Die Zusätze B), C) und D) können einzeln oder unter sich vorgemischt in den angegebenen Mengenverhältnissen zum Schmierstoff zugegeben werden. Die Verbindungen sind beispielsweise in Oel gut löslich. Es ist auch möglich, einen sogenannten Masterbatch herzustellen, der nach Massgabe des Verbrauchs auf Einsatzkonzentrationen mit dem entsprechenden Schmierstoff verdünnt werden kann.
- Die in Frage kommenden Schmierstoffe basieren beispielsweise auf mineralischen oder synthetischen Oelen oder Mischungen davon. Die Schmierstoffe sind dem Fachmann geläufig und in der einschlägigen Fachliteratur, wie beispielsweise in Dieter Klamann, "Schmierstoffe und verwandte Produkte" (Verlag Chemie, Weinheim, 1982), in Schewe-Kobek,"Das Schmiermittel-Taschenbuch" (Dr. Alfred Hüthig-Verlag, Heidelberg, 1974) und in "Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie", Bd. 13, Seiten 85-94 (Verlag Chemie, Weinheim, 1977) beschrieben.
- Die Schmierstoffe sind insbesondere Oele. Fette, beispielsweise basierend auf einem Mineralöl, sind aber mitumfasst.
- Eine weitere Gruppe von Schmierstoffen die zur Anwendung gelangen können sind pflanzliche oder tierische Oele, Fette, Talge und Wachse oder deren Gemische untereinander oder Gemische mit den erwähnten mineralischen oder synthetischen Oelen.
- Die Mineralöle basieren insbesondere auf Kohlenwasserstoffverbindungen.
- Beispiele von synthetischen Schmierstoffen umfassen Schmierstoffe auf der Basis der aliphatischen oder aromatischen Carboxylester, der polymeren Ester, der Polyalkylenoxide, der Phosphorsäureester, der Poly-α-olefine oder der Silicone, eines Diesters einer zweiwertigen Säure mit einem einwertigen Alkohol, wie z.B. Dioctylsebacat oder Dinonyladipat, eines Triesters von Trimethylolpropan mit einer einwertigen Säure oder mit einem Gemisch solcher Säuren, wie z.B. Trimethylolpropantripelargonat, Trimethylolpropantricaprylat oder Gemische davon, eines Tetraesters von Pentaerythrit mit einer einwertigen Säure oder mit einem Gemisch solcher Säuren, wie z.B. Pentaerythrit-tetracaprylat, oder eines komplexen Esters von einwertigen und zweiwertigen Säuren mit mehrwertigen Alkoholen, z.B. ein komplexer Ester von Trimethylolpropan mit Capryl- und Sebacinsäure oder von einem Gemisch davon. Besonders geeignet sind neben Mineralölen z.B. Poly-α-Olefine, Schmierstoffe auf Esterbasis, Phosphate, Glykole, Polyglykole und Polyalkylenglykole, sowie deren Mischungen mit Wasser.
- In vorliegenden Zusammensetzungen sind teilsynthetische Schmierstoffe bevorzugt und synthetische Schmierstoffe besonders bevorzugt. Die ganz besonders interessierenden synthetischen Schmierstoffe sind die Trimellithsäureester, Pentaerytritester, Poly-a-olefine und Adipinsäureester, sowie Gemische solcher Schmierstoffe untereineinander.
- Die Schmierstoffe können beispielsweise auch Festschmierstoffe in den an sich üblichen Mengen enthalten. Solche Festschmierstoffe können beipielsweise Graphit, Bornitrid, Molybdändisulfid oder Polytetrafluorethylen sein.
- Die Schmierstoffe können zusätzlich andere Additive enthalten, die zugegeben werden, um die Grundeigenschaften derselben noch weiter zu verbessern. Dazu gehören weitere Antioxidantien, Metalldesaktivatoren, Rostinhibitoren, Viskositätsindex-Verbesserer, Stockpunkterniedriger, Dispergiermittel, Detergentien und weitere Verschleissschutz-Additive. Beispiele dafür sind:
- 2,4,6-Tri-cyclohexylphenol, 2,6-Di-tert-butyl-4-methoxymethylphenol, o-tert-Butylphenol.
- 2,6-Di-tert-butyl-4-methoxyphenol, 2,5-Di-tert-butyl-hydrochinon, 2,5-Di-tert-amyl-hydrochinon, 2,6-Diphenyl-4-octadecyloxyphenol.
- 2,2 -Thio-bis-(6-tert-butyl-4-methylphenol), 2,2 -Thio-bis-(4-octylphenol), 4,4 -Thio-bis-(6-tert-butyl-3-methylphenol), 4,4'-Thio-bis-(6-tert-butyl-2-methylphenol).
- 2,2-Methylen-bis-(6-tert-butyl-4-methylphenol), 2,2'-Methylen-bis-(6-tert-butyl-4-ethylphenol), 2,2'-Methylen-bis-[4-methyl-6-(α-methylcyclohexyl)-phenol], 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-cyclohexylphenol), 2,2'-Methylen-bis-(6-nonyl-4-methylphenol), 2,2'-Methylen-bis-(4,6-di-tert-butylphenol), 2,2 -Ethytiden-bis-(4,6-di-tert-butylphenol), 2,2'-Ethyliden-bis-(6-tert-butyl-4- oder -5-iso-butylphenol), 2,2'-Methylen-bis-[6-(a-methylbenzyl)-4-nonylphenol], 2,2'-Methylen-bis-[6-(α,α-dimethylbenzyl)-4-nonylphenol], 4,4'-Methylen-bis-(2,6-di-tert-butyl-phenol), 4,4-Methylen-bis-(6-tert-butyl-2-methylphenol), 1,1-Bis-(5-tert-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)-butan, 2,6-Di-(3-tert-butyl-5-methyl-2-hydroxybenzyl)-4-methylphenol, 1,1,3-Tris-(5-tert-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)-3-n-dodecylmercaptobutan, Ethylenglycol-bis- [3,3-bis-(3'-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl)-butyrat], Bis-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)-dicyclopentadien, Bis-[2-(3-tert-butyl-2-hydroxy-5-methyl-benzyl)-6-tert-butyl-4-methyl-phenyl]-terephthalat.
- 1,3,5-Tri-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-2,4,6-trimethylbenzol, Bis-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-sulfid, 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl-mercaptoessigsäure-isooctylester, Bis-(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-dithiol-terephthalat, 1,3,5-Tris-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-isocyanurat, 1,3,5-Tris-(4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl)-isocyanurat, 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl- phosphonsäure-dioctadecylester, 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl-phosphonsäure-monoethylester, Calcium-salz.
- 4-Hydroxy-laurinsäureanilid, 4-Hydroxy-stearinsäureanilid, 2,4-Bis-octylmercapto-6-(3,5-di-tert-butyl-4-hy- droxyanilino)-s-triazin, N-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-carbaminsäureoctylester.
- mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen, wie z.B. mit Methanol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Neopentylglycol, Tris-hydroxyethyl-isocyanurat, Bis-hydroxyethyl-oxalsäurediamid.
- mit ein- oder mehrwertigen Alkoholen, wie z.B. mit Methanol, Diethylenglycol, Triethylenglycol, Neopentylglycol, Tris-hydroxyethyl-isocyanurat, Di-hydroxyethyl-oxalsäurediamid.
- wie z.B. N,N -Bis-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl)-hexamethylendiamin, N,N'-Bis-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl)-trimethylendiamin, N,N'-Bis-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionyl)-hydrazin.
- N,N'-Di-isopropyl-p-phenylendiamin, N,N'-Di-sec-butyl-p-phenylendiamin, N,N'-Bis(1,4-dimethyl-pentyl)-p-phenylendiamin, N,N'-Bis(1-ethyl-3-methyl-pentyl)-p-phenylendiamin, N,N'-Bis(1-methyl-heptyl)-p-phenylendiamin, N,N'-Dicyclohexyl-p-phenylendiamin, N,N'-Diphenyl-p-phenylendiamin, N,N'-Di-(naphthyl-2)-p-phenylendiamin, N-lsopropyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin, N-(1,3-Dimethyl-butyl)-N'-phenyl-p-phenylendiamin, N-(1-Methyl-heptyl)-N'-phenyl-p-phenylendiamin, N-Cyclohexyl-N'-phenyl-p-phenylendiamin, 4-(p-Toluol-sulfonamido)-diphenylamin, N,N'-Dimethyl-N,N'-di-sec-butyl-p-phenylendiamin, N-Allyldiphenylamin, 4-lsopropoxydiphenylamin, N-Phenyl-1-naphthylamin, N-Phenyl-2-naphthylamin, 4-n-Butylaminophenol, 4-Butyrylamino-phenol, 4-Nonanoylamino-phenol, 4-Dodecanoylamino-phenol, 4-Octadecanoylamino-phenol, Di-(4-methoxyphenyl)-amin, 2,6-Di-tert-butyl-4-dimethylamino-methyl-phenol, 2,4'-Diamino-diphenylmethan, 4,4'-Diamino-diphenylmethan, N,N,N',N'-Tetramethyl-4,4 -diamino-diphenylmethan, 1,2-Di-[(2-methyl-phenyl)-amino]ethan, 1,2-Di-(phenylamino)-propan, (o-Tolyl)-biguanid, Di-[4-(1',3'-dimethyl-butyl)-phenyl]amin, 2,3-Dihydro-3,3-dimethyl-4H-1,4-benzothiazin, Phenothiazin, N-Allylphenothiazin.
- Aliphatische oder aromatische Phosphite, Ester der Thiodipropionsäure oder der Thiodiessigsäure, oder Salze der Dithiocarbamid- oder Dithiophosphorsäure.
- Triazole, Benztriazole und deren Derivate, Tolutriazole und deren Derivate, 2-Mercaptobenzthiazol, 2-Mercaptobenztriazol, 2,5-Dimercaptobenztriazol, 2,5-Dimercaptobenzthiadiazol, 5,5'-Methylenbisbenztriazol, 4,5,6,7-Tetrahydrobenztriazol, Salicyliden-propylendiamin, Salicylaminoguanidin und dessen Salze.
- N-Oleoyl-sarcosin, Sorbitan-mono-oleat, Blei-naphthenat, Alkenylbernsteinsäureanhydrid, z.B. Dodecenylbernsteinsäure-anhydrid, Alkenylbernsteinsäure-Teilester und -Teilamide, 4-Nonylphenoxy-essigsäure.
-
- I. Primäre, sekundäre oder tertiäre aliphatische oder cycloaliphatische Amine und Amin-Salze von organischen und anorganischen Säuren, z.B. öllösliche Alkylammoniumcarboxylate.
- 11. Heterocyclische Verbindungen, z.B.: Substituierte Imidazoline und Oxazoline.
- Aminsalze von Phosphorsäurepartialestern oder Phosphonsäurepartialestern, Zinkdialkyldithiophosphate.
- Barium-dinonylnaphthalin-sulfonate, Calciumpetroleum-sulfonate.
- Polyacrylate, Polymethacrylate, Vinylpyrrolidon/Methacrylat-Copolymere, Polyvinylpyrrolidone, Polybutene, Olefin-Copolymere, Styrol/Acrylat-Copolymere, Polyether.
- Polymethacrylat, alkylierte Naphthalinderivate.
- Polybutenylbernsteinsäureamide oder -imide, Polybutenylphosphonsäurederivate, basische Magnesium- , Calcium-, und Bariumsulfonate und -phenolate.
- Schwefel und/oder Phosphor und/oder Halogen enthaltende Verbindungen, wie geschwefelte pflanzliche Oele, Zinkdialkyldithiophosphate, Tritolylphosphat, chlorierte Paraffine, Alkyl- und Aryldi- und tri-sulfide, Triphenylphosphorothionate, Diethanolaminomethyltolyltriazol, Di(2-ethylhexyl)aminomethyltolyltriazol.
- Die vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung von Gemischen aus B), C) und D) gemäss vorliegender Erfindung als Antioxidantien in Schmierstoffen und insbesondere in Schmierstoffen auf Basis synthetischer oder teilsynthetischer Oele. Besonders bevorzugt ist die Verwendung der Gemische aus B), C) und D) gemäss vorliegender Erfindung in Schmierstoffen für Verbrennungsmotoren mit Eigenzündung, z.B. für Verbrennungsmotoren nach dem Dieselprinzip. Die Schmierstoffe sind vorzugsweise zur Anwendung in der Kurbelgehäuseschmierung vorgesehen.
- Die nachfolgenden Beispiele illustrieren die Erfindung näher.
- Alle Angaben in Teilen oder Prozenten beziehen sich auf das Gewicht, sofern nicht anders angegeben.
- Folgende Prüfmuster werden hergestellt:
Oele: - Oel A 1) Synthetisches Oel aus 70 Gew.-% Pentaerythrityltetraester und 30 Gew.-% Poly-a-olefin mit 8 Gew.-%, bezogen auf das synthetische Oel, eines kommerziellen Additivpaketes, enthaltend Viskositäts-Index-Verbesserer, Dispergatoren, Detergentien usw., jedoch ohne Zinkdialkyldithiophosphat.
- Oel A 2) Mineralöl des Typs SAE 30 mit 8 Gew.-%, bezogen auf das Mineralöl, eines kommerziellen Additivpaketes, enthaltend Viskositätsindex-Verbesserer, Dispergatoren, Detergentien usw., jedoch ohne Zinkdialkyldithiophosphat.
- Komponente C): technisches Diphenylamin-Gemisch, aus 3,2 % Diphenylamin, 13,2 % Mono-t-butyldiphenylamine, 25,3 % Mono-t-octyldiphenylamine und Di-t-butyldiphenylamine, 24,2 % t-Butyl-t-octyldiphenyl-amine, 24,3 % Di-t-octyldiphenylamine und andere höher alkylierte Diphenylamine, wobei der Gehalt an 4,4'-Di-t-octyldiphenylamin 18,2 % beträgt, und weitere kleinere Mengen an Diphenylaminen mit teilweise modifizierten Seitenketten und Polymeren auf 100 %.
- Die Verschleissschutzwirkung wird mit einem kommerziellen Schwing-Reib-Verschleissgerät (SRV-Gerät) der Firma Optimol GmbH, München bestimmt.
- Das Verfahren ist ausführlich beschrieben in R. Schumacher, D. Landolt, H.J. Mathieu und H. Zinke, Surface Reaction of Isogeometrical Phosphorus Compounds, ASLE Transaction, 26 (1982) 94-101.
- Dieses Gerät basiert auf dem folgenden Prinzip: Eine Stahlkugel (100 Cr 6), auf die eine Kraft FN wirkt, oszilliert auf einem Stahlzylinder. Die Kugel ist in einer Halterung fixiert und führt demnach eine oszillierende Gleitbewegung aus. Die Horizontal- und Vertikalkraft wird durch einen piezoelektrischen Kraftaufnehmer bestimmt. Unter den vorliegenden Versuchsbedingungen beträgt die maximale Hertz'sche Normalspannung 2740 N/mm2, die maximale Schubspannung 850 N/mm2. Kugel und Zylinder sind aus demselben Werkzeugstahl hergestellt worden.
- Einige Tropfen Oel, welche das zu untersuchende Gemisch gelöst enthält, werden zwischen Zylinder und Kugel aufgebracht. Die folgenden Testbedingungen werden gewählt:
- Prüfbedingungen:
- Last 200 N
- Temperatur 180 ° C
- Prüfdauer 50 Stunden
- Frequenz 50 Hz
- Amplitude 1000 um
- Es ist sichtbar, dass bei erfindungsgemässer Formulierung keine Oelverdickung eintritt.
- Zur Charakterisierung des Verschleisses wird nach Testende mit einem Tastschnittgerät (Talysurf der Firma Rank Taylor Hobson, Leicester, England) ein Querprofil aufgenommen. Als Verschleissmass dient die integrierte Querprofilfläche. Bei den angegebenen Werten handelt es sich um ein relatives Verschleissmass. Der wahre Verschleisswert berechnet sich durch Multiplikation mit dem Faktor F = 2 x 10-4.
- Die thermische Alterung der Formulierungen wird in einem Druck-Differenz-Kalorimeter (Pressure-Differential-Scanning Calorimetry, PDSC) durchgeführt.
- Das Verfahren arbeitet nach dem folgenden Prinzip: Die PDSC-Zelle (Thermoanalysensystem 1090 der DuPont) besteht aus einem Heizblock aus Silber. In diesen Heizblock ist eine Konstantanplatte eingesetzt, weiche die Thermoelemente (Chromel-Alumel) enthält. Auf die etwas erhöht angebrachten Thermoelemente werden Probepfännchen und Referenzpfännchen gestellt. Der Innenraum der DSC-Zelle wird mit einem dünnen Goldfilm überzogen (Korrosionsschutz). Das Referenzpfännchen bleibt leer, in das Probepfännchen werden drei Tropfen der jeweiligen Formulierung eingefüllt. Bestimmt wird die Temperaturdifferenz zwischen Proben- und Referenzpfännchen unter isothermen Bedingungen. Die Enthalpieänderung dH/dt wird jeweils in mW angegeben. Alle Messungen werden in Luft, enthaltend 400 ppm NOx, durchgeführt. Der Druck beträgt 8 bar. Als Basisöl wird jeweils Aral RL 136, ein kommerziell erhältliches "black sludge reference oil" eingesetzt. Um die Oxidationsanfälligkeit des Oeles zu verstärken, werden diesem Oel 1 % 1-Decen zugefügt.
- Während der thermischen Alterung nimmt die Konzentration der zugefügten Additive laufend ab. Bei einer kritischen Additivkonzentration steigt die Wärmeströmung dQ/dt an. Die Zeit, die verstreicht bis dieser Anstieg erfolgt, wird als Induktionszeit (onset) bezeichnet. Demnach deuten lange Induktionszeiten auf eine hohe Alterungsstabilität der Oele hin. Die mittels PDSC charakterisierten Formulierungen sind aus Tabelle 2 ersichtlich.
- Die thermische Alterung der Formulierung gemäss Beispiel 7 wird wie in Beispielen 9-14 mit Hilfe einer PDSC-Zelle bestimmt.
-
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