EP2427536A1 - Neue schmierleistungsadditive, ein verfahren zu deren herstellung und deren verwendung - Google Patents

Neue schmierleistungsadditive, ein verfahren zu deren herstellung und deren verwendung

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EP2427536A1
EP2427536A1 EP10720142A EP10720142A EP2427536A1 EP 2427536 A1 EP2427536 A1 EP 2427536A1 EP 10720142 A EP10720142 A EP 10720142A EP 10720142 A EP10720142 A EP 10720142A EP 2427536 A1 EP2427536 A1 EP 2427536A1
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oil
oxide
lubricating
native
methyl
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Rhein Chemie Rheinau GmbH
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    • C10N2040/00Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20Metal working

Definitions

  • New lubricating performance additives a process for their preparation and their use
  • the invention relates to novel lubricating performance additives, a process for their preparation and their use.
  • Native oils and blown native oils have the disadvantage that they are not water-miscible and therefore emulsifiers must be added when used in water-miscible lubricants.
  • native and alkoxylated native oils contribute only to a limited extent to lubricating performance of lubricants.
  • the present invention therefore lubricating performance additives containing the
  • Reaction product of at least one alkylene oxide with at least one standing oil and / or a blown native oil Reaction product of at least one alkylene oxide with at least one standing oil and / or a blown native oil.
  • Alkylene oxides in the context of the invention are ethylene oxide, propylene oxide, 1, 2-butylene oxide, 2,3-butylene oxide, 1, 2-pentylene oxide, 2,3-pentylene oxide, 1, 2-hexylene oxide, 3-methyl-1, 2-pentylene oxide, 2,3-octylene oxide, 4-methyl-2,3-octylene oxide, 4-methyl-l, 2-hexylene oxide and / or 3-methyl-1,2-butylene oxide, with ethylene oxide being particularly preferred.
  • the above alkylene oxides are commercially available products, e.g. at BASF AG.
  • Preferably used are their refined variants.
  • Blown native oils in the context of the invention are air-supplied polymerized native oils, which are prepared by blowing in hot air at temperatures of preferably 100 to 150 0 C.
  • Stand oils in the context of the invention are aerated polymerised native oils, which are prepared at temperatures of 260 to 300 0 C.
  • the treatment is a
  • Stand oils typically have a kinematic viscosity (according to DIN 51562) at 40 0 C between 100 and 10,000 mm 2 / s.
  • the aforementioned floor oils are commercially available products, eg available from Alberdingk Boley GmbH.
  • the lubricating performance additives may also contain other additives which vary according to the application, e.g. commercially available defoamers, surfactants, dispersants, solubilizers, biocides, high-pressure additives, anti-wear additives, corrosion inhibitors, antioxidants, alkalizers, complexing agents, sequestering agents, demulsifiers, viscosity index improvers,
  • the lubricating performance additives of the invention may also contain emulsifiers, but the miscibility with water is already given without emulsifiers.
  • Reaction product is the product formed in the alkoxylation (reaction with the alkylene oxide) of at least one standing oil and / or a blown native oil in the presence of a catalyst.
  • alkoxylation reaction with the alkylene oxide
  • the conditions listed below under the process according to the invention apply.
  • the reaction with the alkylene oxide preferably takes place in the ratio of 1 to 99% by weight of stand oil and / or blown natural oil to 99 to 1% by weight of alkylene oxide.
  • the ratio depends on the intended water miscibility.
  • the ratio of 30-50% by weight of stand oil and / or blown native oil to 70-50% by weight of alkylene oxide is particularly preferred.
  • the reaction product of blown rapeseed oil with ethylene oxide is particularly preferred. Very particular preference is then given to a ratio of 30-50% by weight of blown rapeseed oil to 70-50% by weight of ethylene oxide.
  • the invention also relates to a process for the preparation of lubricating performance additives according to the invention, according to which at least one alkylene oxide is reacted with at least one standing oil and / or blown native oil in the presence of a catalyst.
  • the reaction product is preferably formed at a temperature of 100 to 190 0 C and a pressure of 1 to 6 bar using a nucleophilic catalyst.
  • Nucleophilic catalysts are, for. As alkoxides, preferably alkali metal, particularly preferably sodium, hydroxides, such as. B. Sodium hydroxide or amines, such as triethanolamine.
  • Reaction temperature is preferably in the range of 140 to 180 0 C, more preferably 160 to 1 80 0 C as the catalyst are preferably alkali metal, more preferably sodium methoxide used.
  • the standing oil, the blown native oil or a mixture of both oils may be used.
  • the reaction is carried out with the
  • lubricants which contain at least one inventive lubricating performance additive.
  • the term lubricants encompasses all lubricants, in particular those according to ISO 6743.
  • the present invention also includes a method for lubricating machines or for processing metal, after which at least one inventive lubricating performance additive is used.
  • the invention also provides the use of the invention
  • Lubricating power additives in all lubricants according to ISO 6743 such as Lubricants for metalworking or lubricants for machines.
  • the lubricating performance additives according to the invention are preferably used in water-miscible or water-mixed cooling lubricants. These are described in DIN 51385.
  • Example 1 Reaction product of 40% blown rapeseed oil and 60% ethylene oxide.
  • the reaction product had a kinematic viscosity (according to DIN 51562) at 40 0 C of 750 mtriVs.
  • the reaction product was dissolved at 25 ° C to 0.2%, 1% and 5% completely in demineralized water (demineralized water). This resulted in transparent solutions with weak opalescence.
  • aqueous solutions of a commercially available ethoxylated native oil namely castor oil ethoxylate with 36 moles of ethylene oxide (EO) per mole of castor oil (Emulsogen EL 360, Fa. Clariant), were tested.
  • EO ethylene oxide
  • the blank values of demineralised water are 36.8 mm 2 for the wear cup and 800 N / cm 2 for the pressure pickup.
  • the lubricating performance additive according to the invention in aqueous solution has a significantly higher pressure uptake than the commercial ethoxylated native oil used in the comparative example.
  • the lubricating performance additive of the present invention is very effective in terms of lubricating performance.

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Abstract

Die Erfindung betrifft neue Schmierleistungsadditive, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.

Description

Neue Schmierleistungsadditive, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
Die Erfindung betrifft neue Schmierleistungsadditive, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.
Schmierleistungsadditive auf Basis von nativen Ölen sind bekannt in Form von nativen Ölen selbst, als geblasene (= oxidierte) native Öle und als alkoxylierte native Öle. Native Öle und geblasene native Öle haben den Nachteil, dass sie nicht wassermischbar sind und daher bei Verwendung in wassermischbaren Schmierstoffen Emulgatoren zugesetzt werden müssen. Des Weiteren tragen native und alkoxylierte native Öle nur in einem begrenztem Umfang zur Schmierleistung von Schmierstoffen bei.
Es bestand daher die Aufgabe, sehr effektive Schmierleistungsadditive auf Basis von nativen Ölen bereitzustellen, die ohne Verwendung von Emulgatoren wassermischbar sind.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass die erfindungsgemäßen Schmierleistungsadditive diese Aufgabe lösen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Schmierleistungsadditive, enthaltend das
Reaktionsprodukt aus mindestens einem Alkylenoxid mit mindestens einem Standöl und/oder einem geblasenen nativen Öl.
Alkylenoxide im Sinne der Erfindung sind Ethylenoxid, Propylenoxid, 1 ,2-Butylenoxid, 2,3- Butylenoxid, 1 ,2-Pentylenoxid, 2,3-Pentylenoxid, 1 ,2-Hexylenoxid, 3 -Methyl- 1 ,2-pentylenoxid, 2,3-Octylenoxid, 4-Methyl-2,3-octylenoxid, 4-Methyl-l,2-hexylenoxid und/oder 3 -Methyl- 1,2- butylenoxid, wobei Ethylenoxid besonders bevorzugt ist. Bei den vorstehend genannten Alkylenoxiden handelt es sich um kommerziell erhältliche Produkte, z.B. bei der BASF AG.
Native Öle im Sinne der Erfindung sind Öle natürlichen Ursprungs, wie z. B. Babussaöl, Baumwollsaatöl, Borretschöl, Distelöl (= Safloröl), Erdnussöl, Johannisbeerkernöl, Haselnussöl, Heringsöl, Holzöl, Jojobaöl, Kokosöl, Klauenöl, Knochenöl, Lardöl (= Schweineschmalz),
Leberöl, Leinöl, Maiskeimöl, Mandelöl, Olivenöl, Palmöl, Palmkernöl, Rapsöl (= Rüböl), Rindertalg (= Rinderschmalz), Rizinusöl, Sardinenöl, Senfsaatöl, Sojabohnenöl, Sonnenblumenöl, Sheabutter, Tallöl, Traubenkernöl, Walöl und/oder Walnussöl. Bevorzugt eingesetzt werden deren raffinierte Varianten. Der Einsatz von teilhydrierten Varianten ist ebenfalls möglich. Alle vorgenannten Öle sind handelsüblich, z.B. erhältlich bei der Firma Gustav Heess. Geblasene native Öle im Sinne der Erfindung sind unter Luftzufuhr polymerisierte native Öle, welche durch Einblasen von heißer Luft bei Temperaturen von vorzugsweise 100 bis 150 0C hergestellt werden. Durch di e Behandlung erfolgt eine Molekülvergrößerung über Sauerstoffbrücken, wie z.B. beschrieben im BASF Handbuch Lackiertechnik 2002, S. 36 (ISBN 3878703244). Geblasene native Öle haben typischerweise eine kinematische Viskosität (gemäß
DIN 51562) bei 400C zwischen 100 und 10000 mm2/s. Bei den vorgenannten geblasenen nativen Ölen handelt es sich um handelsübliche Produkte, z.B. erhältlich bei der Firma Gustav Heess.
Bevorzugt ist hierbei geblasenes Rüböl (= geblasenes Rapsöl).
Standöle im Sinne der Erfindung sind unter Luftabschluss polymerisierte native Öle, welche bei Temperaturen von 260 bis 3000C hergestellt werden. Durch die Behandlung erfolgt eine
Molekülvergrößerung über Polymerisationsreaktionen der Doppelbindungen, wie z.B. beschrieben im BASF Handbuch Lackiertechnik 2002, S. 36 (ISBN 3878703244). Standöle haben typischerweise eine kinematische Viskosität (gemäß DIN 51562) bei 400C zwischen 100 und 10000 mm2/s. Bei den vorgenannten Standölen handelt es sich um handelsübliche Produkte, z.B. erhältlich bei der Firma Alberdingk Boley GmbH.
In einer Ausführungsform der Erfindung können die Schmierleistungsadditive auch weitere Additive enthalten, die je nach Anwendungszweck variieren, wie z.B. handelsübliche Entschäumer, Tenside, Dispergatoren, Lösungsvermittler, Biozide, Hochdruck-Additive, Verschleißschutz-Additive, Korrosionsinhibitoren, Antioxidantien, Alkalisatoren, Komplexbildner, Sequestriermittel, Demulgatoren, Viskositätsindexverbesserer,
Flammschutzmittel, Schmierfähigkeitsverbesserer, Duftstoffe und/oder Farbstoffe. Die erfindungsgemäßen Schmierleistungsadditive können auch Emulgatoren enthalten, jedoch ist die Mischbarkeit mit Wasser bereits ohne Emulgatoren schon gegeben.
Reaktionsprodukt steht für das bei der Alkoxylierung (Umsetzung mit dem Alkylenoxid) von mindestens einem Standöl und/oder einem geblasenen nativen Öl in Gegenwart eines Katalysators entstandene Produkt. Für die Alkoyxylierung gelten die nachstehend unter dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgeführten Bedingungen.
Vorzugsweise erfolgt die Umsetzung mit dem Alkylenoxid im Verhältnis von 1 - 99 Gewichts-% Standöl und/oder geblasenem nativen Öl zu 99 - 1 Gewichts-% Alkylenoxid. Das Verhältnis hängt von der beabsichtigten Wassermischbarkeit ab.
Besonders bevorzugt ist das Verhältnis von 30 - 50 Gewichts-% Standöl und/oder geblasenem nativen Öl zu 70 - 50 Gewichts-% Alkylenoxid. Besonders bevorzugt ist dabei das Reaktionsprodukt aus geblasenem Rüböl mit Ethylenoxid. Ganz besonders bevorzugt ist dann ein Verhältnis von 30 - 50 Gewichts-% geblasenem Rüböl zu 70 - 50 Gewichts-% Ethylenoxid.
Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schmierleistungsadditive, wonach mindestens ein Alkylenoxid mit mindestens einem Standöl und/oder geblasenen nativen Öl in Gegenwart eines Katalysators umgesetzt wird.
Das Reaktionsprodukt entsteht vorzugsweise bei einer Temperatur von 100 bis 1900C und einem Druck von 1 bis 6 bar unter Einsatz eines nucleophilen Katalysators. Nucleophile Katalysatoren sind z. B. Alkoholate, bevorzugt Alkalialkoholate, besonders bevorzugt Natriummethanolat, Hydroxide, wie z . B . Natriumhydroxid oder Amine, wie z.B. Triethanolamin. Die
Reaktionstemperatur liegt vorzugsweise im Bereich von 140 bis 180 0C, besonders bevorzugt 160 bis 1 800C. Als Katalysator werden bevorzugt Alkalialkoholate, besonders bevorzugt Natriummethanolat eingesetzt.
Bei der vorstehend aufgeführten Reaktion kann das Standöl, das geblasene native Öl oder auch eine Mischung aus beiden Ölen verwendet werden. Vorzugsweise erfolgt die Umsetzung mit dem
Alkylenoxid im Verhältnis von 1 - 99 Gewichts-% Standöl und/oder geblasenem nativen Öl zu 99 - 1 Gewichts-% Alkylenoxid. Besonders bevorzugt ist das Verhältnis von 30 - 50 Gewichts-% Standöl und/oder geblasenem nativen Öl zu 70 - 50 Gewichts-% Alkylenoxid.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung sind Schmierstoffe , die mindestens ein erfindungsgemäßes Schmierleistungsadditiv enthalten. Der Begriff Schmierstoffe umfaßt dabei alle Schmierstoffe, insbesondere die nach ISO 6743.
Die vorliegende Erfindung umfaßt zudem ein Verfahren zum Schmieren von Maschinen bzw. zur Bearbeitung von Metall, wonach mindestens ein erfindungsgemäßes Schmierleistungsadditiv eingesetzt wird.
Gegenstand der Erfindung ist zudem die Verwendung der erfindungsgemäßen
Schmierleistungsadditive in sämtlichen Schmierstoffen gemäß ISO 6743, wie z.B. Schmierstoffe für Metallbearbeitungen oder Schmierstoffe für Maschinen.
Die erfindungsgemäßen Schmierleistungsadditive werden vorzugsweise in wassermischbaren oder wassergemischten Kühlschmierstoffen eingesetzt. Diese sind beschrieben in DIN 51385.
Der Rahmen der Erfindung umfasst alle oben stehenden und im Folgenden aufgeführten, allgemeinen oder in Vorzugsbereichen genannten Definitionen, Parameter und Erläuterungen untereinander, also auch zwischen den jeweiligen Bereichen und Vorzugsbereichen in beliebiger Kombination.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung, ohne dabei limitierend zu wirken.
Ausführungsbeispiel:
In dem nachfolgenden Beispiel betreffen die Prozentangaben Gewichts-%.
Beispiel 1 : Reaktionsprodukt aus 40 % geblasenem Rüböl und 60% Ethylenoxid.
Als Edukt wurde handelsübliches geblasenes Rüböl (Lubrirob S 100, Fa. Novance) mit einer kinematischen Viskosität (gemäß DIN 51562) bei 400C von 2500 mnrVs verwendet. Die Umsetzung mit Ethylenoxid erfolgte in Gegenwart von 0,2 % Natriummethanolat bei einer Temperatur von 1800C und einem Druck von 5 bar.
Das Reaktionsprodukt hatte eine kinematische Viskosität (gemäß DIN 51562) bei 400C von 750 mtriVs. Das Reaktionsprodukt wurde bei 25°C zu 0,2 % , 1 % und 5% vollständig in vollentsalztem Wasser (VE- Wasser) gelöst. Es resultierten durchsichtige Lösungen mit schwacher Opaleszenz.
Weiterhin wurden mit den Lösungen tribologische Messungen durchgerührt. Zum Vergleich wurden wässrige Lösungen von einem handelsüblichen ethoxylierten nativen Öl, nämlich Rizinusölethoxylat mit 36 mol Ethylenoxid (EO) pro mol Rizinusöl(Emulsogen EL 360, Fa. Clariant), geprüft.
Für die Testergebnisse gilt: Je kleiner die Verschleißkalotte und je größer die Druckaufhahme ist, desto besser ist die Schmierleistung der zu untersuchenden Substanz. Die Blindwerte von VE- Wasser betragen bei der Verschleißkalotte 36,8 mm2 und bei der Druckaufhahme 800 N/cm2.
Anhand der Messwerte ist ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Schmierleistungsadditiv in wässriger Lösung eine deutlich höhere Druckaufnahme als das in dem Vergleichsbeispiel verwendete handelsübliche ethoxylierte native Öl aufweist. Somit wurde gezeigt, dass das erfindungsgemäße Schmierleistungsadditiv in Bezug auf die Schmierleistung sehr effektiv ist.

Claims

Patentansprüche
1. Schmierleistungsadditive, enthaltend das Reaktionsprodukt aus mindestens einem
Alkylenoxid und mindestens einem Standöl und/oder einem geblasenen nativen Öl.
2. Schmierleistungsadditive nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem nativen Öl um Babussaöl, Baumwollsaatöl, Borretschöl, Distelöl, Erdnussöl, Johannisbeerkernöl, Haselnussöl, Heringsöl, Holzöl, Jojobaöl, Kokosöl, Klauenöl, Knochenöl, Lardöl Leberöl, Leinöl, Maiskeimöl, Mandelöl, Olivenöl, Palmöl, Palmkernöl, Rapsöl, Rindertalg, Rizinusöl, Sardinenöl, Senfsaatöl, Sojabohnenöl, Sonnenblumenöl, Sheabutter, Tallöl, Traubenkernöl, Walöl und/oder Walnussöl sowie deren raffinierte und teilhydrierte Varianten handelt.
3. Schmierleistungsadditive nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem geblasenen nativen Öl um unter Luftzufuhr polymerisiertes natives Öl handelt.
4. Schmierleistungsadditive nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Alkylenoxid um Ethylenoxid, Propylenoxid, 1,2-
Butylenoxid, 2,3-Butylenoxid, 1 ,2-Pentylenoxid, 2,3-Pentylenoxid, 1 ,2-Hexylenoxid, 3- Methyl-l,2-pentylenoxid, 2,3-Octylenoxid, 4-Methyl-2,3-octylenoxid, 4-Methyl-l,2- hexylenoxid und/oder 3 -Methyl- 1 ,2-butylenoxid handelt.
5. Verfahren zur Herstellung der Schmierleistungsadditive nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Alkylenoxid mit mindestens einem Standöl und/oder geblasenem nativen Öl in Gegenwart eines Katalysators umgesetzt wird.
6. Schmierstoffe, dadurch gekennzeichnet, das s die s e mindestens ein Schmierleistungsadditiv nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 enthalten.
7. Verfahren zum Schmieren von Maschinen oder zur Bearbeitung von Metall, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schmierleistungsadditiv nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 eingesetzt wird.
8. Verwendung der Schmierleistungsadditive nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 als Schmierstoffe für Metallbearbeitungen oder Schmierstoffe für Maschinen.
EP10720142.8A 2009-05-05 2010-05-03 Verwendung von schmierleistungsadditiven Active EP2427536B1 (de)

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