EP2961818A1 - Trikresylphosphat-freies öl, schmierstoff oder turbinenöl - Google Patents

Trikresylphosphat-freies öl, schmierstoff oder turbinenöl

Info

Publication number
EP2961818A1
EP2961818A1 EP14702811.2A EP14702811A EP2961818A1 EP 2961818 A1 EP2961818 A1 EP 2961818A1 EP 14702811 A EP14702811 A EP 14702811A EP 2961818 A1 EP2961818 A1 EP 2961818A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
oil
turbine
oil according
lubricant
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14702811.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Schmid
Wilhelm Eckl
Heinz-Jörn Moriske
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP2961818A1 publication Critical patent/EP2961818A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
    • C10M169/04—Mixtures of base-materials and additives
    • C10M169/044—Mixtures of base-materials and additives the additives being a mixture of non-macromolecular and macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
    • C10M169/04—Mixtures of base-materials and additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/04—Elements
    • C10M2201/05—Metals; Alloys
    • C10M2201/053—Metals; Alloys used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2205/02—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
    • C10M2205/026—Butene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2205/02—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
    • C10M2205/026—Butene
    • C10M2205/0265—Butene used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/02—Hydroxy compounds
    • C10M2207/023—Hydroxy compounds having hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/02—Hydroxy compounds
    • C10M2207/023—Hydroxy compounds having hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • C10M2207/026—Hydroxy compounds having hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings with tertiary alkyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/10—Carboxylix acids; Neutral salts thereof
    • C10M2207/12—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2207/125—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of eight up to twenty-nine carbon atoms, i.e. fatty acids
    • C10M2207/126—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of eight up to twenty-nine carbon atoms, i.e. fatty acids monocarboxylic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28—Esters
    • C10M2207/281—Esters of (cyclo)aliphatic monocarboxylic acids
    • C10M2207/2815—Esters of (cyclo)aliphatic monocarboxylic acids used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28—Esters
    • C10M2207/283—Esters of polyhydroxy compounds
    • C10M2207/2835—Esters of polyhydroxy compounds used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/40—Fatty vegetable or animal oils
    • C10M2207/401—Fatty vegetable or animal oils used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2209/00—Organic macromolecular compounds containing oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2209/12—Polysaccharides, e.g. cellulose, biopolymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2209/00—Organic macromolecular compounds containing oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2209/12—Polysaccharides, e.g. cellulose, biopolymers
    • C10M2209/123—Polysaccharides, e.g. cellulose, biopolymers used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00—Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01—Physico-chemical properties
    • C10N2020/055—Particles related characteristics
    • C10N2020/06—Particles of special shape or size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/40—Low content or no content compositions
    • C10N2030/42—Phosphor free or low phosphor content compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/64—Environmental friendly compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/08—Hydraulic fluids, e.g. brake-fluids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/12—Gas-turbines
    • C10N2040/13—Aircraft turbines

Definitions

  • the present invention relates to a tricresyl phosphate-free oil which can be used as a lubricant or hydraulic oil.
  • the oil is characterized by extremely low human toxicity. This is especially true
  • Oil as turbine oil i.
  • the present invention relates to the corresponding use of the turbine oil according to the invention for the prophylaxis of the aerotoxic syndrome in the case of a fume event.
  • the invention also describes a turbine containing a corresponding turbine oil as a lubricant. Furthermore, the method for operating a turbine is specified.
  • Oils for example lubricants, are complex mixtures of substances that have a number of components to fulfill a wide variety of tasks. This allows - depending on the application - the required standards eg DIN 51517, DIN 51502, ISO 6743-6 and others. The most important components are shown in FIG. 1 using the example of a cooling lubricant.
  • oils in particular turbine oils and hydraulic oils, are generally mixed with the aid of a mixture of isomers
  • TBP Tricresyl phosphates
  • Tricresyl phosphates can be present as a mixture of isomers or as pure substances, which are defined as follows:
  • Tricresyl phosphate (mixture of isomers) (CAS No .: 1330-78-5), ⁇ , ⁇ , ⁇ - tricresyl phosphate (CAS No .: 78-30-8), m, m, m-tricresyl phosphate (CAS No .: 563-04-2) or ⁇ , ⁇ , ⁇ -tricresyl phosphate (CAS No .: 78-32-0)
  • o-isomers are strongly human toxic, since they are the enzyme
  • Inhibit cholinesterase In extreme cases, this can lead to paralysis. Incidentally, such compounds (phosphoric acid esters) have a further significance in the class of chemical warfare agents.
  • tricresyl phosphates described above are used as stabilizers in the current engine or turbine oils, in particular for aircraft gas turbines, as standard.
  • a fume event is thus a result in which the air of the cockpit and / or passenger compartment of an aircraft is contaminated by a mist containing turbine oil.
  • Tricresyl phosphates contained in the turbine oils show toxic side effects when inhaled. These symptoms of intoxication are also known as "aerotoxic syndrome.”
  • aerotoxic syndrome discusses potential health effects that may be caused by airborne pollution in the cabin of passenger aircrafts, with problems in the bleed air system as a possible cause of Called impurities in the breathing air.
  • the aerotoxic syndrome is considered a relatively unexplored disease that is still under investigation, although it has been known since the late 1950s. The term dates back to 1999 and was used by Dr. med. Harry Hoffman, Professor Chris Winder and Jean Christophe Balouet Ph.D. introduced.
  • the aerotoxic syndrome is characterized by a wide range of symptoms that can occur after inhalation of organophosphate contaminated cabin air.
  • the symptoms can be acute, for example, a short time after the flight, or chronic. Some or more of these symptoms may occur:
  • Ole especially lubricating, hydraulic or turbine oils, which can be used as a lubricant for moving parts of turbines, such as gas turbines and in particular drive turbines for aircraft, indicate that have a greatly reduced human toxicity and with which even in the case of a fume event and thus entry of a corresponding oil used as turbine oil into the cabin interior of an aircraft no toxic fog and thus the aerotoxic syndrome can be prevented prophylactically located in the aircraft interior people and / or animals ,
  • the invention also has as its object to provide corresponding uses of such a turbine oil and to provide a corresponding turbine, which uses a turbine oil according to the invention as a lubricant.
  • an oil which is used in particular as a lubricant, lubricating oil, cooling lubricant, as turbine oil for gas turbines, in particular aircraft turbines, d. H.
  • turboprob or turbofan engines or as hydraulic oil is suitable.
  • the oil is free from tricresyl phosphates.
  • a tricresyl phosphate-free state is understood to mean that said tricresyl phosphates are not included in the oil according to the invention at all or below the detection limit with any analytical method with which tricresyl phosphates can be detected.
  • the oil according to the invention contains at least one
  • Base oil at least one kind of alkyl polyglycosides and at least one phenol derivative of the general formula I.
  • R 1 in each occurrence is independently selected from the group consisting of linear or branched alkyl radicals having 1 to 18 carbon atoms and
  • R 2 in each occurrence is independently selected from the group consisting of hydrogen or linear or branched alkyl radicals having 1 to 18 carbon atoms.
  • the object of the invention is to replace the toxic additive TKP by a non-human-toxic phenol derivative of the formula I as a stabilizer.
  • a particularly preferred example of this is butylhydroxy-toluene, in particular 3,5-di-tert-butyl-hydroxytoluene (BHT).
  • BHT has e.g. an FDA approval.
  • the phenol derivatives are chemically compatible with lubricating oils and polyols (hydraulic oils) and cause chemical stabilization as radical scavengers.
  • BHT can completely replace the toxic TKP components in lubricating oils, turbine oils and hydraulic oils without negative side effects.
  • the dangerous toxic effects of, for example, fume events, in the event that the oil is used as turbine oil can thereby be causally prevented.
  • the decisive advantage of BHT incl. Its derivatives is that the chemical compatibility with these additives can be adjusted within a wide range.
  • the phenol derivative according to the general formula I is an effective oxidation stabilizer for the oil according to the present invention, so that not only nontoxic nebulae are formed in the case of a fume event, but also an excellent protection of the turbine oil from oxidative decomposition , This effect is explained in more detail below using the example of BHT.
  • BHT is capable of forming stabilized tert-butyl radicals and now intervenes in the second cycle process in the sense of an alkyl radical scavenger, thus preventing a further reaction.
  • the alkylpolyglycosides contained in the oil of the invention may be e.g.
  • the starting material for the alkyl polyglycoside synthesis is initially glucose, which is obtained from sugar- or starch-yielding plants.
  • Raw material for the formation of the alkyl radical is palm oil.
  • the glycoside preparation can be carried out according to one of the methods shown in the overview below. The process parameters are usually selected so that the degree of polymerization m of the glycoside 2-4, and the degree of polymerization n of the alkyl radical is 12-14. Corresponding compounds and production methods are already known from the prior art.
  • the alkyl glycosides take over the function of several additives at once:
  • the added alkyl glycosides act simultaneously as Dispersants and detergents.
  • Another aspect of the invention thus aims at the function of numerous additives which are used as detergents, dispersants and for
  • Peptization / solubilization can be used, is represented by only one class of nonionic alkyl polyglycosides.
  • the polyglycoside forms the hydrophilic component, while the alkyl radical acts as a hydrophobic constituent.
  • this substance class is synthesized on the basis of renewable raw materials.
  • anionic surfactants such as Na-lauryl sulfate or triethanolamine lauryl sulfate is thus unnecessary.
  • a preferred embodiment of the oil of the present invention provides that it is completely free of human toxic ingredients, such as e.g. organic phosphoric acid esters, organic phosphonic acid esters, organic phosphinic acid esters and / or organic or phenylnaphthylamines.
  • human toxic ingredients such as e.g. organic phosphoric acid esters, organic phosphonic acid esters, organic phosphinic acid esters and / or organic or phenylnaphthylamines.
  • the general compound of the formula I is selected from the group consisting of 3,5-di-tert-butyl-hydroxytoluene (BHT), 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol, 2,6- Di-tert-butylphenol and mixtures or combinations thereof.
  • BHT 3,5-di-tert-butyl-hydroxytoluene
  • 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol 2,6- Di-tert-butylphenol
  • mixtures or combinations thereof are particularly preferred.
  • 3,5-di-tert-butyl-hydroxytoluene (BHT) is particularly preferred.
  • the phenol derivative according to the formula 1 can be present in the oil in amounts of from 0.01 to 10% by weight, preferably from 0.1 to 7.5% by weight, more preferably from 0.25 to 5% by weight, in particular from 0.5 to 1.5 wt .-%, based on the total oil, be included.
  • the base oil underlying the oil is a synthetic oil and in particular is selected from the group consisting of polyol esters, in particular tri-methylolpropanol tri-nonanoate.
  • carboxylic acid esters of long-chain fatty acids ie fatty acids having at least eight carbon atoms, such as, for example
  • Decanoic-Methylester also suitable are vegetable oils, such as rapeseed oil. Depending on the application, the different oils are used here. In the event that the oil of the invention is to be used as turbine oil, the aforementioned polyol esters are preferred. For hydraulic fluids, the long-chain carboxylic acid esters are preferably used, but natural oils are also suitable. As coolants are preferably natural oil, such as rapeseed oil used. The based on natural oils, such as rapeseed oil compositions are characterized by an extremely high environmental friendliness.
  • the base oil may have a proportion of 99.799 to 30 wt .-%, preferably from 88.9 to 40 wt .-%, more preferably from 79.75 to 50 wt .-%, in particular of 67.5 to 58.5 wt .-% make up.
  • nanosilver particles are contained in the oil, preferably from 0.1 to 10 ppm, in particular from 0.1 to 1 ppm, wherein preferably the average particle size of the nanosilber particles of 1 to 100 nm , preferably 5 to 15 nm.
  • nanoparticles are e.g. in DE 10 2005 041 005 AI described. With regard to these silver particles and their preparation, reference is explicitly made to the aforementioned publication.
  • the turbine oil contains further specific additives which are selected from the group consisting of polyisobutylenes, fatty acids, in particular stearic acid and / or combinations thereof.
  • the abovementioned additives are present in an amount of from 0.1 to 30% by weight, preferably from 5 to 25% by weight, more preferably from 10 to 20% by weight, in particular from 12.5 to 17.5% by weight, based on the total turbine oil.
  • a specific and particularly preferred composition of an oil according to the invention has the following formula: a) 99.799 to 30% by weight, preferably from 88.9 to 40% by weight, more preferably from 79.75 to 50% by weight , in particular from 72 to 58.5% by weight of at least one base oil,
  • wt .-% 0.01 to 10 wt .-%, preferably from 0.1 to 7.5 wt .-%, more preferably from 0.25 to 5 wt .-%, in particular from 0.5 to 1.5 wt. % of at least one phenol derivative of the general formula I, c) 0.1 to 30% by weight, preferably 5 to 27.5% by weight, more preferably 10 to 25% by weight, in particular 15 to 22.5% by weight .-% of at least one kind of alkylpolyglycosides, as well
  • the weight ratio of the additives used alkylpolyglycosides: polyisobutylene: fatty acids in a weight ratio of 25:40:35 to 75: 50: 5, preferably from 40:35:25 to 65:25:10, more preferably from 45: 35.5: 19.5 to 55: 30.5: 14.5.
  • the invention particularly relates to a turbine oil, e.g. for gas turbines, a hydraulic oil or a cooling lubricant based on an oil described above.
  • the above-mentioned turbine oil is used in particular for the prophylaxis of the aero- toxic syndrome in the case of a fume event when used as a lubricant or lubricating oil in aircraft turbines.
  • a turbine oil according to the invention in the case of a fume event, ie in the event that a turbine oil according to the invention in the cabin interior, such as the cockpit or the guest room of an aircraft comes in näiförmiger form, the symptoms of aerotoxic Syndrome can be prevented prophylactically.
  • the invention additionally relates to the use of a tricresyl phosphate-free oil described further below as a lubricant or lubricating oil or turbine oil for aircraft turbines, for the prophylaxis of the aerotoxic syndrome in the case of a fume event.
  • the invention additionally relates to a turbine, in particular a gas turbine and particularly preferably a turbine unit for aircraft, for example turboprob or turbofan turbines, which use a previously described oil as lubricant, lubricating oil or turbine oil, in particular for the prophylaxis of the aerotoxic syndrome in the case of fumigation.
  • a turbine in particular a gas turbine and particularly preferably a turbine unit for aircraft, for example turboprob or turbofan turbines, which use a previously described oil as lubricant, lubricating oil or turbine oil, in particular for the prophylaxis of the aerotoxic syndrome in the case of fumigation.
  • a turbine in particular a gas turbine and particularly preferably a turbine unit for aircraft, for example turboprob or turbofan turbines, which use a previously described oil as lubricant, lubricating oil or turbine oil, in particular for the prophylaxis of the aerotoxic syndrome in the case of fumigation.
  • Events includes, or in which a corresponding turbine oil is used in particular
  • the present invention relates to a method for operating a turbine, for example a gas turbine and in particular an aircraft turbine such as a Turboprob or turbofan engine, be used in the aforementioned turbine oil for prophylaxis of the aerotoxic syndrome in the case of a Fume event.
  • a turbine for example a gas turbine and in particular an aircraft turbine such as a Turboprob or turbofan engine, be used in the aforementioned turbine oil for prophylaxis of the aerotoxic syndrome in the case of a Fume event.
  • Example 1 The high-performance turbine oil on which Example 1 is based has the following composition:
  • Base component polyol ester, tri-ester 92.0%
  • Emulsifiers Al kyl polyglycosides as described 1.0%
  • This example represents a recipe for a high performance turbine oil that takes special account of the chemical integration ability and compatibility of BHT.
  • a polyol ester is selected, as it shows the best performance compared to the possible alternatives for the high demands of a turbine oil.
  • the turbine oil composition according to the invention meets the minimum requirements for the approval of an oil as turbine oil.
  • the oxidation resistance and the low toxicity of such an oil are particularly advantageous.
  • Emulsifiers Al kyl polyglycosides as described 20.0%

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trikresylphosphat-freies Öl, das als Schmierstoff oder Hydrauliköl eingesetzt werden kann. Das Öl zeichnet sich durch eine äußerst geringe Humantoxizität aus. Insbesondere eignet sich das Öl als Turbinenöl, d.h. als Schmieröl in Flugzeugturbinen mit dem sich im Falle eines Fume-Events Symptomatiken des aerotoxischen Syndroms bei Fluggästen verhindern lassen. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung die entsprechende Verwendung des erfindungsgemäßen Turbinenöls zur Prophylaxe des aerotoxischen Syndroms im Falle eines Fume-Events. Die Erfindung beschreibt zudem eine Turbine, die ein entsprechendes Turbinenöl als Schmiermittel enthält. Weiterhin wird das Verfahren zum Betreiben einer Turbine angegeben.

Description

Trikresylphosphat-freies Öl, Schmierstoff oder Turbinenöl
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trikresylphosphat-freies Öl, das als Schmierstoff oder Hydrauliköl eingesetzt werden kann. Das Öl zeichnet sich durch eine äußerst geringe Humantoxizität aus. Insbesondere eigent sich das
Öl als Turbinenöl, d.h. als Schmieröl in Flugzeugturbinen mit dem sich im Falle eines Fume-Events Symptomatiken des aerotoxischen Syndroms bei Fluggästen verhindern lassen. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung die entsprechende Verwendung des erfindungsgemäßen Turbinenöls zur Prophylaxe des aerotoxischen Syndroms im Falle eines Fume-Events. Die Erfindung beschreibt zudem eine Turbine, die ein entsprechendes Turbinenöl als Schmiermittel enthält. Weiterhin wird das Verfahren zum Betreiben einer Turbine angegeben.
Öle, z.B. Schmierstoffe sind komplexe Stoffgemische, die über mehrere Komponenten zur Erfüllung verschiedenster Aufgaben verfügen. Dadurch lassen sich - je nach Anwendungsfall - die geforderten Normen z.B. DIN 51517, DIN 51502, ISO 6743-6 u.a. erfüllen. Die wichtigsten Komponenten werden in Figur 1 am Beispiel eines Kühlschmierstoffs gezeigt.
Nach dem Stand der Technik werden Öle, insbesondere Turbinen- und Hydrauliköle im Allgemeinen mit Hilfe eines Isomerengemischs von
Trikresylphosphaten (TKP) chemisch stabilisiert.
Trikresylphophate können dabei als Isomerengemisch vorliegen bzw. als Reinsubstanzen, die wie folgt definiert sind:
Trikresylphosphat (Isomerengemisch) (CAS-Nr.: 1330-78-5), ο,ο,ο- Trikresylphosphat (CAS-Nr.: 78-30-8), m,m,m-Trikresylphosphat (CAS-Nr.: 563- 04-2) bzw. ρ,ρ,ρ-Trikresylphosphat (CAS-Nr.: 78-32-0)
Besonders die o-lsomeren sind stark humantoxisch, da sie das Enzym
Cholinesterase hemmen. Dies kann im Extremfall zu Lähmungen führen. Derartige Verbindungen (Phosphorsäure-Ester) haben übrigens eine weitere Bedeutung in der Klasse der chemischen Kampfstoffe.
Die zuvor beschriebenen Trikresylphosphate werden in den heutzutage gängigen Triebwerks- bzw. Turbinenölen insbesondere für Flugzeug-Gasturbinen standardmäßig als Stabilisatoren eingesetzt.
Um eine komfortable Umgebung und einen ausreichenden Luftdruck in der Kabine zum Atmen zu haben, ist in der Flughöhe, in der Passagierflugzeuge normalerweise fliegen, warme Druckluft erforderlich. Diese Luft wird durch das Triebwerk bereitgestellt und ist so in Kontakt mit beweglichen Teilen, die mit dem Turbinenöl in Verbindung kommen. Es gibt verschiedene Dichtungen am Triebwerk, die dafür da sind um das Schmieröl und die Luft zu trennen. Durch ihre Beschaffenheit können diese Dichtungen nicht 100% effektiv sein und es wird ein bestimmter Teil des Öls in die Luft gelassen. Sie werden viel beansprucht, werden also abgenutzt und können wie jedes andere mechanische Bestandteil ausfallen. Wenn eine große Menge von Öl sich mit der sehr heißen komprimierten Luft vermischt, gelangen Dämpfe oder Rauch in die Kabine. Das ist bekannt als ein„Fume Event". Diese Definition wird auch der Terminologie der vorliegenden Erfindung zugrunde gelegt. Es gibt keine Filter in der Kabinenluftzufuhr, die es verhindern könnten.
Ein Fume-Event ist somit ein Ergebnis, bei dem die Luft des Cockpits und/oder Passagierraums eines Flugzeugs durch einen Nebel, der Turbinenöl enthält, verunreinigt wird. Diese Ereignisse sind dem Luftfahrt-Bundesamt (LBA) zu melden. Die weltweite Anzahl der Fume-Events beträgt ca. 230/Jahr, zum Teil mit dramatischem Ausgang. Die Untersuchungsberichte sind unter
http://www.aerotoxic.org/untersuchungsberichte einsehbar. Wie Turbinenöl-haltige Nebel in den Fluggastraum gelangen kann, ist gegenwärtig noch Gegenstand von Untersuchungen. Es wird von Dichtungsproblemen ausgegangen. Bei Hydraulikölen ist oft ein Versagen der Rückschlagventile ursächlich. Fakt ist, dass TKP im Gehalt von bis zu 5 Mass.-% als Stabilisator in den Turbinenölen verwendet wird. Fakt ist fernerhin, dass für die Kabinen- belüftung ein Luftstrom im Verdichter der Turbine abgezweigt wird, weil dadurch der Druckaufbau in der Kabine, wie er bei großer Flughöhe benötigt wird, und die Beheizung sehr einfach realisiert werden kann.
Im Falle der gängigen Triebwerksöle ist der Fall eines Fume-Events aus ge- sundheitlicher Sicht äußerst bedenklich, da die toxisch wirkenden
Trikresylphosphate die in den Turbinenölen enthalten sind, bei Einatmen toxische Nebenwirkungen zeigen. Diese Vergiftungserscheinungen sind auch unter dem Begriff„aerotoxisches Syndrom" bekannt. Unter dem Begriff aerotoxisches Syndrom werden mögliche Gesundheitsschädigungen diskutiert, die durch Verunreinigung der Atemluft in der Kabine von Passagierflugzeugen ausgelöst werden können. Dabei werden hauptsächlich Probleme in der Zapfluft-Anlage als mögliche Ursache von Verunreinigungen der Atemluft genannt.
Das aerotoxische Syndrom gilt als relativ unerforschtes Krankheitsbild, das gegenwärtig noch untersucht wird, obwohl es schon seit dem Ende der 1950er-Jahre bekannt ist. Der Begriff stammt aus dem Jahr 1999 und wurde von Dr. Harry Hoffman, Professor Chris Winder und Jean Christophe Balouet Ph.D. eingeführt. Das aerotoxische Syndrom zeichnet sich durch eine breite Bandbreite an Symptomatiken auf, die nach Einatmen von mit Organophosphaten verunreinigter Kabinenluft auftreten können.
Die Symptome können akut auftreten, zum Beispiel für eine kurze Zeit nach dem Flug, oder chronisch. Einige oder mehrerer dieser folgenden Symptome können auftreten:
• Ermüdung - sich sogar nach einer Schlafphase erschöpft fühlen
• Vernommenes Sehen oder Tunnelblick
• Schüttel- und Zitterzustände
• Gleichgewichtsstörungen
• Krampfanfälle
• Bewusstlosigkeit
• Beeinträchtigung des Gedächtnisses
• Kopfschmerzen
• Tinnitus
• Benommenheit, Schwindel
• Verwirrung, kognitive Beschwerden
• Vergiftungsgefühle
• Übelkeit, Brechreiz
• Durchfall
• Irritationen der Augen
• Erbrechen
• Husten
• Atemschwierigkeiten (Kurzatmigkeit)
• Druck auf der Brust
• Ausfall der Atemwege
• Erhöhung der Herzfrequenz und Herzklopfen
• Reizung von Augen, Nase und der oberen Atemwege
Nach dem Stand der Technik wird nun versucht, o-arme TKP-Isomere zu verwenden. Dies reduziert zwar die Toxizität, löst aber das Problem nicht grundlegend. Ferner ist nicht damit zu rechnen, dass trotz größter Bemühungen Fume-Events künftig kurzfristig verhindert werden können, weil die dafür verantwortlichen Betriebszustände und Randbedingungen offensichtlich sehr komplex sind. Ausgehend hiervon war es somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Ole, insbesondere Schmier-, Hydraulik- oder Turbinenöle, die als Schmiermittel für bewegliche Teile von Turbinen, wie beispielsweise Gasturbinen und insbesondere Antriebsturbinen für Flugzeuge eingesetzt werden können, anzugeben, die eine stark verminderte Humantoxizität aufweisen und mit denen insbesondere selbst im Falle eines Fume-Events und somit Eintrag eines entsprechenden Öls, das als Turbinenöl eingesetzt wird, ins Kabineninnere eines Flugzeuges keine giftigen Nebel entstehen und somit das aerotoxische Syndrom bei im Flugzeuginneren befindlichen Personen und/oder Tieren prophylaktisch verhindert werden kann. Die Erfindung stellt sich ebenso die Aufgabe, entsprechende Verwendungen eines derartigen Turbinenöls anzugeben und eine entsprechende Turbine, die ein erfindungsgemäßes Turbinenöl als Schmierstoff verwendet, anzugeben. Zudem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Turbine zu benennen. Diese Aufgabe wird bezüglich eines Öls mit den Merkmalen des Anspruchs 1, bezüglich eines Turbinenöls zur Prophylaxe des aerotoxischen Syndroms mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12, bezüglich der Verwendung eines Öls mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14, bezüglich einer Turbine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 sowie bezüglich eines Verfahrens zum Betreiben einer Turbine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche stellen dabei vorteilhafte Weiterbildungen dar.
Erfindungsgemäß wird somit ein Öl angegeben, das insbesondere als Schmierstoff, Schmieröl, Kühl-Schmierstoff, als Turbinenöl für Gasturbinen, insbesondere Flugzeugturbinen, d. h. beispielsweise Turboprob- oder Turbofan- Triebwerke oder als Hydrauliköl geeignet ist. Erfindungsgemäß ist das Öl dabei frei von Trikresylphosphaten. Unter einer Trikresylphos-phatfreiheit wird dabei verstanden, dass die genannten Trikresylphosphate gar nicht bzw. unterhalb der Nachweisgrenze mit einer beliebigen analytischen Methode, mit der Trikresylphosphate nachgewiesen werden können, im erfindungsgemäßen Öl beinhaltet ist. Das erfindungsgemäße Öl enthält dabei mindestens ein
Grundöl, mindestens eine Sorte von Alkylpolyglycosiden sowie mindestens ein Phenolderivat der allgemeinen Formel I
Formel I
wobei
R1 bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus linearen oder verzweigten Alkyl- resten mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen und
R2 bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff oder linearen oder verzweigten Alkylresten mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen.
Mit der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, das toxische Additiv TKP durch ein nicht-humantoxisches Phenolderivat der Formel I als Stabilisator zu ersetzen. Ein besonders bevorzugtes Beispiel hierfür sind Butyl-hydroxy-toluole, insbesondere 3,5-Di-tert.-butyl-hydroxytoluol (BHT). BHT besitzt z.B. eine FDA- Zulassung.
Die Phenolderivate sind chemisch zu Schmierölen und Polyolen (Hydraulikölen) kompatibel und bewirken eine chemische Stabilisierung als Radikalfänger.
Die Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, dass die erfindungsgemäß beschriebene Komponente BHT die toxischen TKP- Komponenten in Schmierölen, Turbinenölen und Hydraulikölen ohne negative Begleiterscheinungen vollständig ersetzen kann. Die gefährliche toxische Wirkung beispielsweise von Fume-Events, für den Fall, dass das Öl als Turbinenöl verwendet wird kann dadurch ursächlich verhindert werden. Der entscheidende Vorteil von BHT incl. seiner Derivate ist nun, dass die chemische Kompatibilität mit diesen Additiven in weiten Bereichen einstellbar ist.
Zusätzlich hat sich gezeigt, dass das Phenolderivat gemäß der allgemeinen Formel I einen effektiven Oxidationsstabilisator für das Öl gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, sodass im Falle eines Fume-Events nicht nur ungiftige Nebel entstehen, sondern auch ein exzellenter Schutz des Turbinenöls vor oxydativer Zersetzung gegeben ist. Dieser Effekt wird nachstehend am Beispielsfall von BHT näher erläutert.
Für die Zersetzung des Alkyl-Anteils von Ölen und Polyolen sind hauptsächlich zwei mechanistische Zyklen verantwortlich, die in Figur 2 dargestellt sind.
BHT ist zur Bildung stabilisierter tert.-Butyl-Radikale befähigt und greift nun im Sinne eines Alkyl-Radikal-Scavengers in den zweiten Kreisporzess ein und verhindert so eine Weiterreaktion.
Die im erfindungsgemäßen Öl enthaltenen Alkylpolyglykoside (beispielhafte Abbildung in nachfolgender Formel) können z.B. auf folgende Weise darge- stellt werden: Ausgangsstoff zur Alkyl-Polyglycosid-Synthese ist zunächst Glu- cose, die aus Zucker- oder Stärke liefernden Pflanzen gewonnen wird. Rohmaterial zur Ausbildung des Alkylrests ist Palmöl. Die Glycosid-Herstellung kann nach einem der in der Übersicht unten dargestellten Verfahren erfolgen. Die Verfahrensparameter werden meist so gewählt, dass der Polymerisationsgrad m des Glycosids 2-4, und der Polymerisationsgrad n des Alkylrest 12-14 beträgt. Entsprechende Verbindungen und Herstellungsverfahren sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt.
Im erfindungsgemäßen Öl übernehmen die Alkylglykoside die Funktion mehrere Additive auf einmal: Die zugesetzten Alkylglycoside wirken gleichzeitig als Dispergiermittel und Detergentien.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung zielt somit darauf ab, dass die Funktion zahlreicher Additive, die als Detergentien, Dispergiermittel und zur
Peptisierung / Solubilisierung eingesetzt werden, durch nur eine Substanzklasse der nicht-ionischen Alkyl-Polyglykoside dargestellt wird. Bei diesen multifunktionalen Molekülen bildet das Polyglycosid den hydrophilen Bestandteil, währen der Alkylrest als hydrophober Bestandteil wirkt. In Erweiterung wird darauf abgehoben, dass diese Substanzklasse auf der Basis nachwachsender Rohstoffe synthetisiert wird.
Eine übliche zusätzliche Unterstützung der oberflächenaktiven Wirkung z.B. durch anionische Tenside wie Na-Laurylsulfat oder Triethanolamin- Laurylsulfat ist somit entbehrlich.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Öls der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass es gänzlich frei von humantoxischen Inhaltsstoffen, wie z.B. organischen Phosphorsäureestern, organischen Phosphonsäureestern, organischen Phosphinsäureestern und/oder organischen oder Phenylnaphthylaminen.
Auch hier wird der Begriff„frei von" so verstanden, dass die genannten Substanzen entweder gar nicht im Öl enthalten sind oder in Mengen, die unter der Nachweisgrenze eines beliebigen analytischen Verfahrens zum Nachweis derartiger Substanzen in Ölen liegen.
Bevorzugt ist ferner wenn, die allgemeine Verbindung der Formel I ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 3,5-Di-tert.-butyl-hydroxytoluol (BHT), 2,4-Dimethyl-6-tert-butylphenol, 2,6-Di-tert-butylphenol sowie Mischungen oder Kombinationen hiervon. Hierbei ist 3,5-Di-tert.-butyl- hydroxytoluol (BHT) besonders bevorzugt.
Das Phenolderivat gemäß der Formel 1 kann im Öl in Mengen von 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 bis 7,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,25 bis 5 Gew.-%, insbesondere von 0,5 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Öl, enthalten sein. Zudem ist es bevorzugt, wenn das dem Ol zugrunde liegende Grundöl ein synthetisches Öl darstellt und insbesondere ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyol-Estern, insbesondere Tri-methylolpropanol-tri-nonanoat. Ebenso kommen Carbonsäureester langkettiger Fettsäuren, d.h. Fettsäuren mit mindestens acht Kohlenstoffatomen in Frage, wie beispielsweise
Decansäure-Methylester. Geeignet sind ebenso pflanzliche Öle, wie beispielsweise Rapsöl. Je nach Anwendungszweck kommen hierbei die verschiedenen Öle zum Einsatz. Für den Fall, dass das erfindungsgemäße Öl als Turbinenöl verwendet werden soll, sind die zuvor genannten Polyol-Ester bevorzugt. Für Hydraulik-Flüssigkeiten werden bevorzugt die langkettigen Carbonsäureester verwendet, ebenso sind jedoch natürliche Öle geeignet. Als Kühlschmierstoffe kommen bevorzugt natürliche Öl, wie beispielsweise Rapsöl zum Einsatz. Die auf natürlichen Ölen, wie beispielsweise Rapsöl basierenden Zusammensetzungen zeichnen durch eine äußert hohe Umweltfreundlichkeit aus.
Bezogen auf die Gesamtheit des Öls kann das Grundöl einen Mengenanteil von 99,799 bis 30 Gew.-%, bevorzugt von 88,9 bis 40 Gew.-%, weiter bevorzugt von 79,75 bis 50 Gew.-%, insbesondere von 67,5 bis 58,5 Gew.-% ausmachen.
Eine weiter bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass im Öl Nanosilber- Partikel enthalten sind, bevorzugt von 0,1 bis 10 ppm, insbesondere von 0,1 bis 1 ppm, wobei bevorzugt die durchschnittliche Partikelgröße der Nanosil- ber-Partikel von 1 bis 100 nm, bevorzugt 5 bis 15 nm beträgt. Derartige Nano- partikel sind z.B. in DE 10 2005 041 005 AI beschrieben. Bezüglich dieser Silberpartikel sowie ihrer Herstellung wird explizit auf die zuvor genannte Druckschrift Bezug genommen.
Zudem ist es möglich, dass das Turbinenöl weitere spezielle Additive, die a gewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyisobutylenen, Fettsäuren, insbesondere Stearinsäure und/oder Kombinationen hiervon enthält.
Im Falle der weiteren Additivierung des Öls sind die zuvor genannten Additive dabei in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt von 5 bis 25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 10 bis 20 Gew.-%, insbesondere von 12,5 bis 17,5 Gew.- %, bezogen auf das gesamte Turbinenöl, enthalten.
Eine spezielle und insbesondere bevorzugte Zusammensetzung eines erfindungsgemäßen Öls weist dabei die folgende Rezeptur auf: a) 99,799 bis 30 Gew.-%, bevorzugt von 88,9 bis 40 Gew.-%, weiter bevorzugt von 79,75 bis 50 Gew.-%, insbesondere von 72 bis 58,5 Gew.-% mindestens ein Grundöl,
b) 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 bis 7,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,25 bis 5 Gew.-%, insbesondere von 0,5 bis 1,5 Gew.- % mindestens ein Phenolderivats der allgemeinen Formel I, c) 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 5- bis 27,5 Gew.-% weiter bevorzugt 10 bis 25 Gew.-%, insbesondere 15 bis 22,5 Gew.-% mindestens einer Sorte von Alkylpolyglycosiden, sowie
d) 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt von 5 bis 25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 10 bis 20 Gew.-%, insbesondere von 12,5 bis 17,5 Gew.-% mindestens ein Additiv, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkylpolyglycosiden, Polyisobutylenen, Fettsäuren, insbesondere Stearinsäure und/oder Kombinationen hiervon,
wobei die Mengen der Bestandteile a) bis d) so gewählt sind, dass 100 Gew.-% resultieren.
Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, dass das Gewichtsverhältnis der eingesetzten Additive Alkylpolyglycoside: Polyisobutylen: Fettsäuren in einem Gewichtsverhältnis von 25:40:35 bis 75:50:5, bevorzugt von 40:35:25 bis 65:25:10, besonders bevorzugt von 45:35,5:19,5 bis 55:30,5:14,5 liegt.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Turbinenöl, z.B. für Gasturbinen, ein Hydrauliköl oder einen Kühl-Schmierstoff basierend auf einem zuvor beschriebenen Öl.
Das zuvor genannte Turbinenöl dient insbesondere der Prophylaxe des aero- toxischen Syndroms im Falle eins Fume Events bei Verwendung als Schmierstoff oder Schmieröl in Flugzeugturbinen. Überraschenderweise konnte festgestellt werden, dass mit einem erfindungsgemäßen Turbinenöl im Falle eines Fume-Events, d. h. für den Fall, dass ein Turbinenöl gemäß der Erfindung in das Kabineninnere, wie beispielsweise das Cockpit oder den Gastraum eines Flugzeuges in nebeiförmiger Form gelangt, die Symptome des aerotoxischen Syndroms prophylaktisch verhindert werden können.
Die Erfindung betrifft zudem die Verwendung eines weitervornestehend beschriebenen Trikresylphosphat-freien Öls als Schmierstoff oder Schmieröl bzw. Turbinenöl für Flugzeugturbinen, zur Prophylaxe des aerotoxischen Syndroms im Falle eines Fume Events.
Die erfindungsgemäße Verwendung des Turbinenöls greift dabei ebenso auf alle zuvor genannten Aspekte, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Öl diskutiert wurden, zurück.
Die Erfindung betrifft zudem eine Turbine, insbesondere eine Gasturbine und besonders bevorzugt ein Turbinenaggregat für Flugzeuge, beispielswiese Turboprob- oder Turbofan-Turbinen, die ein zuvor beschriebenes Öl als Schmierstoff, Schmieröl bzw. Turbinenöl, insbesondere zur Prophylaxe des aerotoxischen Syndroms im Falle eines Fume-Events beinhaltet, bzw. bei der ein entsprechendes Turbinenöl insbesondere zu den genannten Zwecken eingesetzt ist.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Turbine, beispielsweise einer Gasturbine und insbesondere einer Flugzeugturbine wie beispielsweise ein Turboprob- bzw. Turbofan-Triebwerk, be dem ein zuvor genanntes Turbinenöl zur Prophylaxe des aerotoxischen Syndroms im Falle eines Fume-Events eingesetzt wird.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Erläuterungen und Ausführungen näher erläutert, ohne die Erfindung jedoch auf die speziell dargestellten Parameter zu beschränken. Beispiel 1
Für den praxisorientierten Anwendungsfall wird ein Turbinenöl mit einer Rahmenzusammensetzung bei dem die TKP-Komponenten (von vergleichbaren handelsüblich erhältlichen Turbinenölen) durch den gleichen Gehalt an BHT ersetzt werden.
Das Beispiel 1 zugrunde liegende Hochleistungs-Turbinenöl weist dabei die folgende Zusammensetzung auf:
Turbinenöl
Rahmenzusammensetzung
Gehalt
Basiskomponente Polyol-Ester, Tri-Ester: 92,0 %
Tri-nonansäure-tri-methylol-propan-ester
Stabil isator BHT 2,0 %
Emulgatoren Al kyl-Polyglykoside wie beschrieben 1,0 %
Lösungsvermittl er " 1,0 %
Entschäumer " 1,0 %
Anti korrosion PEG 200 1,0 %
Anti mi kobiel les System Nano-Ag 10,0 ppm
Verschl eißmi nderer Steari nsäure 1,0 %
Vl-Verbesserer Poly-iso-butylen 5000 1,0 %
Dieses Beispiel stellt eine Rezeptur für ein Hochleistungs-Turbinenöl dar, das die chemische Integrationsfähigkeit und Kompatibilität von BHT in besonderer Weise berücksichtigt.
Als Basis-Öl wird ein Polyol-Ester ausgewählt, da dieser im Vergleich zu den möglichen Alternativen für die hohen Anforderungen eines Turbinenöls die beste Performance zeigt.
Damit lassen sich folgende Eigenschaften erreichen:
Wie aus der voranstehenden Tabelle ersichtlich ist, genügt die erfindungsgemäße Turbinenölzusammensetzung den Mindestanforderungen für die Zulassung eines Öls als Turbinenöl. Besonders vorteilhaft sind dabei die Oxidati- onsbeständigkeit sowie die geringe Toxizität eines derartigen Öls.
Beispiele 4-6
In Ergänzung sind die gleichen Prinzipien auch für Hydraulik-Öle und Kühlschmierstoffe anwendbar. Nachfolgend werden auch hierfür Rahmenrezepturen angegeben.
Beispiel 4
Hydraulik-Flüssigkeit schwer entflammbar vom HFD-U-Typ DIN 51502, VDMA 24317
optimiert bezüglich Kompressibilität, Schmiereigenschaften,
T-spezifischer Viskositäts-Änderung, Flammpunkt, Pourpoint,
Stabilität
Rahmenzusammensetzung
Gehalt
Basiskomponente Decansäure-Methylester 94,0 %
Stabilisator BHT 2,0 %
Emulgatoren Alkyl-Polyglykoside wie beschrieben 1,0 %
Lösungsvermittler " 1,0 %
Entschäumer " 1,0 %
Antikorrosion PEG 200 1,0 %
Antimikobielles System Nano-Ag 10,0 ppm
Beispiel 5
Hydraulik-Flüssigkeit, umweltfreundlich
vom HETG-Typ (DIN ISO 15380, VDMA 24568)
optimiert bezüglich Kompressibilität, Schmiereigenschaften,
T-spezifischer Viskositäts-Änderung, Pourpoint,
Stabilität
Rahmenzusammensetzung
Gehalt
Basiskomponente Rapsöl 94,0 %
Stabilisator BHT 2,0 %
Emulgatoren Alkyl-Polyglykoside wie beschrieben 1,0 %
Lösungsvermittler " 1,0 %
Entschäumer " 1,0 %
Antikorrosion PEG 200 1,0 %
Antimikobielles System Nano-Ag 10,0 ppm Beispiel 6
KSS Kühlschmierstoff wasserverdünnbares Konzentrat zur Emulsionsherstel l ung
Erforderliche Gehalte je nach Zerspanungsaufgabe 5 - 10 %
Rahmenzusammensetzung
Gehalt
Basiskomponente Rapsöl 58,0 %
Stabi lisator BHT 2,0 %
Emulgatoren Al kyl-Polyglykoside wie beschrieben 20,0 %
Lös u n gs ve rm i tt I e r 9,0 %
Entschäumer 1,0 %
Anti korrosion Na-Sulfonat 10,0 %
Anti mikobiel les System Nano-Ag 10,0 ppm
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass - im Unterschied zum Stand der Technik - alle Rezepturen auf toxische Verbindungen von B, N (Amine), P, S und Halogene verzichten.

Claims

Patentansprüche
Tri-kresyl-phosphat-freies Öl, enthaltend
a) mindestens ein Grundöl,
b) mindestens eine Sorte von Alkylpolyglycosiden, sowie
c) mindestens ein Phenolderivat der allgemeinen Formel I
Formel I
wobei
R1 bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus linearen oder verzweigten Alkylresten mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen und
R2 bei jedem Auftreten unabhängig voneinander ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff oder linearen oder verzweigten Alkylresten mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen.
2. Öl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es frei von organischen Phosphorsäureestern, organischen Phosphonsäureestern, organischen Phosphinsäureestern und/oder organischen Phosphanoxiden und/oder Naphtyhlaminen ist.
Öl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die allgemeine Verbindung der Formel I ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 3,5-Di-tert.-butyl-hydroxytoluol (BHT), 2,4-Dimethyl-6-tert-butylphenol, 2,6-Di-tert-butylphenol sowie Mischungen oder Kombinationen hiervon.
Öl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass die Verbindung der Formel I in Mengen von 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 bis 7,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,25 bis 5 Gew.-%, insbesondere von 0,5 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Öl, enthalten ist.
Öl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundöl ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyol-Estern, insbesondere Tri-methylolpropanol-tri-nonanoat, Carbonsäureestern, wie z.B. Decansäuremethylester oder natürlichen Ölen, wie z.B. Rapsöl.
Öl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundöl in Mengen von 99,799 bis 30 Gew.-%, bevorzugt von 88,9 bis 40 Gew.-%, weiter bevorzugt von 79,75 bis 50 Gew.-%, insbesondere von 67,5 bis 58,5 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Öl, enthalten ist.
Öl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Nanosilber-Partikel enthalten sind bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis 50 ppm, weiter bevorzugt von 0,1 bis 10 ppm, insbesondere von 0,1 bis 1 ppm und/oder die durchschnittliche Partikelgröße der Nanosilber-Partikel von 1 bis 100 nm, bevorzugt 5 bis 15 nm beträgt.
Öl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Additive, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Polyisobutylenen, Fettsäuren, insbesondere Stearinsäure und/oder Kombinationen hiervon enthalten sind, wobei die Additive bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt von 5 bis 25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 10 bis 20 Gew.-%, insbesondere von 12,5 bis 17,5 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Öl, enthalten sind. Öl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung: a) 99,799 bis 30 Gew.-%, bevorzugt von 88,9 bis 40 Gew.-%, weiter bevorzugt von 79,75 bis 50 Gew.-%, insbesondere von 72 bis 58,5 Gew.-% mindestens ein Grundöl,
b) 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 bis 7,5 Gew.-%, weiter bevorzugt von 0,25 bis 5 Gew.-%, insbesondere von 0,5 bis 1,5 Gew.- % mindestens ein Phenolderivats der allgemeinen Formel I, c) 0,1 bis 30 Gew.%, bevorzugt 5 bis 27,5 Gew.-%, weiter bevorzugt 10 bis 25 Gew.-%, insbesondere 15 bis 22,5 Gew.% mindestens einer Sorte von Alkylpolyglycosiden, sowie
d) 0,1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt von 5 bis 25 Gew.-%, weiter bevorzugt von 10 bis 20 Gew.-%, insbesondere von 12,5 bis 17,5 Gew.-% mindestens ein Additiv ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyisobutylenen, Fettsäuren, insbesondere Stearinsäure und/oder Kombinationen hiervon,
wobei die Mengen der Bestandteile a) bis d) so gewählt sind, dass 100 Gew.-% resultieren.
Öl nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von Alkylpolyglycosiden:Polyisobutylenen Fettsäuren von 25:40:35 bis 75:50:5, bevorzugt von 40:35:25 bis 65:25:10, besonders bevorzugt von 45:35,5:19,5 bis 55:30,5:14,5 beträgt.
Öl nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in Form eines Turbinenöls, insbesondere für Gasturbinen, eines Hydrauliköls oder als Kühl-Schmierstoff.
Turbinenöl nach vorhergehendem Anspruch, zur Prophylaxe des aero- toxischen Syndroms im Falle eines Fume Events bei Verwendung als Schmierstoff oder Schmieröl in Flugzeugturbinen.
Turbinenöl nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das aerotoxische Syndrom mindestens eines oder mehrere der nachfolgenden Symptome umfasst: Vernommenes Sehen oder Tunnelblick, Schüttel- und Zitterzustände, Gleichgewichtsstörungen, Krampfanfälle, Bewusstlosigkeit, Beeinträchtigung des Gedächtnisses, Kopfschmerzen, Tinnitus, Benommenheit, Schwindel, Verwirrung, kognitive Beschwerden, Vergiftungsgefühle, Übelkeit, Brechreiz, Durchfall, Irritationen der Augen, Erbrechen, Husten, Atemschwierigkeiten (Kurzatmigkeit), Druck auf der Brust, Ausfall der Atemwege, Erhöhung der Herzfrequenz und Herzklopfen und/oder Reizung von Augen, Nase und der oberen Atemwege.
14. Verwendung eines Tri-kresyl-phosphat-freien Öls 1 bis 13 als Schmierstoff oder Schmieröl für Flugzeugturbinen zur Prophylaxe des aerotoxi- schen Syndroms im Falle eines Fume Events.
15. Turbine, bevorzugt Gasturbine enthaltend ein Öl nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als Schmierstoff oder Schmieröl.
16. Verfahren zum Betreiben einer Turbine, vorzugsweise einer Gasturbine, bei dem ein Öl nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als Schmierstoff oder Schmieröl eingesetzt wird.
EP14702811.2A 2013-02-27 2014-01-31 Trikresylphosphat-freies öl, schmierstoff oder turbinenöl Withdrawn EP2961818A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013003282.2A DE102013003282B4 (de) 2013-02-27 2013-02-27 Trikresylphosphat-freies Öl und dessen Verwendung
PCT/EP2014/051935 WO2014131571A1 (de) 2013-02-27 2014-01-31 Trikresylphosphat-freies öl, schmierstoff oder turbinenöl

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2961818A1 true EP2961818A1 (de) 2016-01-06

Family

ID=50064581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14702811.2A Withdrawn EP2961818A1 (de) 2013-02-27 2014-01-31 Trikresylphosphat-freies öl, schmierstoff oder turbinenöl

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9657253B2 (de)
EP (1) EP2961818A1 (de)
CA (1) CA2902095A1 (de)
DE (1) DE102013003282B4 (de)
WO (1) WO2014131571A1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10689593B2 (en) * 2014-08-15 2020-06-23 Exxonmobil Research And Engineering Company Low viscosity lubricating oil compositions for turbomachines
WO2018125956A1 (en) * 2016-12-30 2018-07-05 Exxonmobil Research And Engineering Company Low viscosity lubricating oil compositions for turbomachines
US11230683B2 (en) 2020-05-20 2022-01-25 Nyco Use of oils comprising non-neurotoxic anti-wear additives
FR3110593B1 (fr) 2020-05-20 2022-12-16 Nyco Utilisation d’huiles comprenant des additifs anti-usure non neurotoxiques
BR112022023447A2 (pt) 2020-05-20 2022-12-20 Nyco Uso de óleos que compreendem aditivos antidesgaste não neurotóxicos
FR3110594B1 (fr) 2020-05-20 2022-09-23 Nyco Composés organophosphorés spécifiques comme agents antiusure non neurotoxiques
CN114075475A (zh) * 2020-08-20 2022-02-22 中国石油化工股份有限公司 一种含金属纳米添加剂的液压油
CN116286154B (zh) * 2023-02-27 2024-11-05 新乡市瑞丰新材料股份有限公司 一种耐碱性汽轮机油复合剂及其制备方法与应用

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3026262A (en) * 1958-08-05 1962-03-20 Eastman Kodak Co Synthetic lubricant composition
JP2525445B2 (ja) * 1988-01-29 1996-08-21 出光興産株式会社 潤滑油組成物
US20030181340A1 (en) * 2000-09-22 2003-09-25 Botz Frank K. Lubricants suitable for hydroforming and other metal manipulating applications
DE10249294A1 (de) * 2002-10-22 2004-05-13 Rohmax Additives Gmbh Stabile Polymerdispersionen und Verfahren zur Herstellung
MX221601B (en) * 2004-05-14 2004-07-22 Basf Ag Functional fluids containing alkylene oxide copolymers having low pulmonary toxicity
DE102005041005B4 (de) 2005-08-29 2022-10-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Nanopartikuläres Silber enthaltende biozide Zusammensetzung, die Verwendung dieser Zusammensetzung sowie ein Verfahren zur Herstellung von biozid ausgerüsteten Produkten mittels dieser Zusammensetzung
US7871533B1 (en) * 2006-01-12 2011-01-18 South Dakota School Of Mines And Technology Carbon nanoparticle-containing nanofluid
JP6091042B2 (ja) 2009-06-29 2017-03-08 Ｊｘエネルギー株式会社 さび止め油組成物
US8222190B2 (en) * 2009-08-19 2012-07-17 Nanotek Instruments, Inc. Nano graphene-modified lubricant

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014131571A1 (de) 2014-09-04
CA2902095A1 (en) 2014-09-04
DE102013003282A1 (de) 2014-08-28
DE102013003282B4 (de) 2016-09-29
US9657253B2 (en) 2017-05-23
US20160002565A1 (en) 2016-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013003282B4 (de) Trikresylphosphat-freies Öl und dessen Verwendung
DE69614259T2 (de) Wässerige zusammensetzung und verwendung eines netzmittels
EP2354122A1 (de) Sulfosuccinate
DE2819967A1 (de) Schmieroel-zusammensetzung
DE2457097A1 (de) Hydraulikfluid
DE3344433C2 (de) Fungicide Zusammensetzungen auf Phosphitbasis und ihre Verwendung
DE69109288T2 (de) Metallkomplex enthaltendes schmieröladditiv.
DE1906038C3 (de) Schmiermittel
EP2111440A1 (de) Kühlschmierstoff für die wässrige zerspanung von leichtmetallen mit hohem dispergiervermögen
DE3612876A1 (de) Verschleissschutzadditive fuer funktionelle fluessigkeiten
DE69202498T2 (de) Pflanzenschutz-Suspoemulsionen.
EP0302404A1 (de) Wässrige Tensideinstellungen und deren Verwendung bei der Erdölförderung
EP1245221A1 (de) Benetzungsadditiv
DE2426576B2 (de) Schäumungsverhindernde Zusätze zu Schmierölen
DE2144256A1 (de)
DE566175C (de) Salbengrundlage oder Emulgierungsmittel
DE917497C (de) Hydraulische Fluessigkeit fuer Bremsen, Stossdaempfer und andere Kraftuebertragungssysteme
DE1003901B (de) Schmierfett
AT167120B (de) Schmiermittel
DE1792013C3 (de)
DE102007042416A1 (de) Kieselsäuredispersion
DE2019140A1 (de) Stabilisierung von radialen Block-Copolymeren
WO2020038737A1 (de) Schmiermittelzusammensetzung
VON SILICIUMCARBID K. Hunold, W. Grellner
DE1056768B (de) Hochdruckschmiermittel auf Mineraloelbasis

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20150916

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20190801