EP3353271B1

EP3353271B1 - Schmierstoffzusammensetzungen

Info

Publication number: EP3353271B1
Application number: EP16770284.4A
Authority: EP
Inventors: Hans-Jürgen SCHOLZ
Original assignee: Addinol Lube Oil GmbH
Current assignee: Addinol Lube Oil GmbH
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2016-09-23
Publication date: 2023-05-24
Anticipated expiration: 2036-09-23
Also published as: US20190085259A1; CN108138073A; EP3353271A1; WO2017050982A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Schmierstoffzusammensetzungen, die insbesondere für die Schmierung von Turbinen oder (Turbo)kompressoren, die zur Verdichtung von Chlor und/oder chlorhaltigen Produkten dienen, geeignet sind.
Aus dem Stand der Technik sind Schmieröle für Turbinen und Kompressoren bekannt. So beschreibt die WO 2011/070141 eine Schmierölzusammensetzung, die neben einem Grundöl ein Bernsteinsäurederivat und eine Epoxyverbindung als Additive enthält. Die WO 2008/074760 beschreibt ebenfalls Schmierölzusammensetzungen, die als Additive ein Asparaginsäurederivat und eine Epoxyverbindung oder einen Fettsäureester eines Polyalkohols enthalten. Auch Schmierstoffe für Turbokompressoren oder Turbinen, die zur Verdichtung von Chlor bzw. chlorhaltigen Produkten dienen, sind bekannt. Diese Schmierstoffe umfassen zumeist eine hochausraffinierte Basisölmischung, eine Additivkombination zur Rost- und Oxidationsinhibierung und gegebenenfalls Entschäumer. Für den Einsatz der Schmierstoffe in Kompressoren mit Getrieben ist der Zusatz von EP (extreme pressure/Hochdruck)-Zusätzen bekannt, siehe W. J. Bartz, Additive für Schmierstoffe, expert-Verlag, Renningen-Malmsheim 1994.
Die oben genannten Schmierstoffe aus dem Stand der Technik weisen allerdings den Nachteil einer geringen Beständigkeit gegenüber Chlor oder chlorhaltigen Produkten auf und bewirken Korrosion bei Metallen, die mit den chlorhaltigen Schmierstoffen in Kontakt kommen. Üblicherweise weisen die Schmierstoffe aus dem Stand der Technik eine Beständigkeit gegenüber Chlor von bis zu höchstens 50 ppm im Öl. Dies ist jedoch ungenügend, weil Chlor sich in wesentlich höherer Menge in Schmierölen löst.
Um das Austreten von hochgiftigem Chlorgas bei der Komprimierung von Chlor in Kompressoren zu verhindern, sind für die Abdichtung nach außen besondere Sicherheitsmaßnahmen erforderlich. So werden beispielsweise Durchführungen für Hubbewegung mit Faltenbälgen ausgerüstet und Wellendurchführungen zusätzlich mit Sperrgas abgedichtet. An die Dichtheit und Zuverlässigkeit der eingesetzten Armaturen und Vorleitantriebe werden höchste Anforderungen gestellt.
Tritt trotz dieser beschriebenen Sicherheitsmaßnahmen Chlor in einen Schmierstoff aus dem Stand der Technik ein, wird der Schmierstoff sehr schnell oxidiert und altert dadurch innerhalb kürzester Zeit. Weiterhin wird dabei eine Versäuerung des Schmierstoffes beobachtet. Dies äußert sich in einem starken Anstieg der Säurezahl. Durch die gleichzeitig ablaufende Zerstörung der im Schmierstoff enthaltenen Korrosionsschutzadditive geht die Schutzfunktion des Schmierstoffs gegenüber metallischen Anlagenwerkstoffen verloren. Es tritt in der Folge ein korrosiver Angriff bei Lagern und anderen Anlagenteilen auf. Der ungeplante, korrosionsbedingte Ausbau von Anlagenteilen führt zu Anlagenabstellungen und Stillständen. Die Kosten für den Ausbau der beschädigten Anlagenteile, die Reinigung der Anlage und den Ersatz der beschädigten Anlagenteile sind sehr hoch. Durch die geringe Beständigkeit gegenüber Chlor oder chlorhaltigen Produkten weisen die Schmierstoffe aus dem Stand der Technik nur eine kurze Lebensdauer auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schmierstoffzusammensetzung bereitzustellen, die eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Chlor und chlorhaltigen Produkten aufweisen und keine Korrosion bewirken soll. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung eine Schmierstoffzusammensetzung mit den oben genannten Eigenschaften bereitzustellen, die für die Verwendung zur Schmierung von Turbinen oder (Turbo)kompressoren, die zur Verdichtung von Chlor und/oder chlorhaltigen Produkten dienen, geeignet ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schmierstoffzusammensetzung umfassend

a) ein Grundöl mit einer Viskosität von 30 bis 70 mm²/s bei 40 °C,
b) 0,05 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, einer Hydrolyseschutzkomponente, umfassend wenigstens einen epoxidierten C₁₁-C₂₂-Fettsäure-C₁-C₁₂-alkylester und/oder wenigstens ein epoxidiertes C₁₁-C₂₂-Fettsäureglycerid, mit einem Epoxidsauerstoffgehalt von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse an epoxidiertem Fettsäure-C₁-C₁₂-alkylester und/oder epoxidiertem Fettsäureglycerid, und
c) 0,05 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eines Rost- und Oxidationsinhibitors, enthaltend wenigstens ein einfach oder mehrfach C₁-C₁₂-Alkyl-substituiertes Phenol und wenigstens ein Arylamin.

Unter der Viskosität des Hydrocracköls ist die kinematische Viskosität zu verstehen, die mit einem Stabinger Viscometer SVM 3000, Anton Paar GmbH, bei 40 °C bestimmt wird.
Unter Epoxidsauerstoffgehalt ist der prozentuale Gewichtsanteil an Sauerstoff, bezogen auf die Gesamtmasse an epoxidierten Verbindungen, zu verstehen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung als Komponente a) ein Grundöl mit einem Viskositätsindex von ≥120, insbesondere ≥ 130, wobei die Viskosität bei einer Temperatur von 40°C und 100 °C mit einem Stabinger Viscometer SVM 3000, Anton Paar GmbH gemessen wurde.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Grundöl wenigstens ein Öl der Qualitätsgruppe III der Grundöle gemäß Klassifizierung des American Petroleum Institute. Unter Grundölen der Gruppe III sind Mineralöle zu verstehen, die einem starken Hydrocracking und einer weiteren Entparaffinierung unterzogen wurden. Diese Öle zeichnen sich durch sehr gute Oxidationsstabilität aus und weisen im Allgemeinen einen Viskositätsindex von mehr als 120 auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei der Komponente a) somit um ein Grundöl, das wenigstens ein Hydrocracköl umfasst.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Grundöl der Komponente a) eine Viskosität von 40 bis 60 mm²/s bei 40 °C auf.
Das Grundöl ist in der Zusammensetzung im Allgemeinen in einer Menge von mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-% und insbesondere mindestens 95 Gew.-% enthalten, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
In einer Ausführungsform umfasst die Komponente a) zusätzlich mindestens eine weitere Grundölkomponente ausgewählt unter Mineralölen, Naturölen, hydrierten Polyolefinölen, Poly-α-Olefinen von Olefinen mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel Poly-1-decen oder Oligomere verschiedener Olefine mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen, Polyisobutenen mit einem Molekulargewicht von 300 bis 6000 g/mol, Estern von aliphatischen Dicarbonsäuren, wie Azelainsäure, Sebacinsäure oder Adipinsäure, mit einem Polyglycol mit einem Molekulargewicht von 500 bis 2500 g/mol und einem primären C₆-C₁₈-Alkohol oder Estern von aliphatischen Dicarbonsäuren, wie Azelainsäure, Sebacinsäure oder Adipinsäure, mit einem Polyglycol mit einem Molekulargewicht von 500 bis 2500 g/mol und einer Monocarbonsäure (Komplexester, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Band A15, 1990, Seiten 438-440), C₆-C₁₈-Alkylestern der phosphorigen Säure, C₆-C₁₈-Alkylestern der Phosphorsäure, Diestern von C₆-C₁₂-Dicarbonsäuren mit C₆-C₁₈ Alkoholen, und Polyalkyletherölen, die perhalogeniert, z.B. perfluoriert, oder teilweise halogeniert, z.B. teilweise fluoriert, sein können. Vorzugsweise ist die weitere Grundölkomponente ausgewählt unter Mineralölen oder hydrierten Polyolefinölen.
Wenn vorhanden, liegt die Menge an weiterer Grundölkomponente im Bereich von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Grundölkomponente (a).
Die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung umfasst als Komponente b) eine Hydrolyseschutzkomponente. Die Hydrolyseschutzkomponente ist in der Zusammensetzung in einer Menge von 0,05 bis 1,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 0,9 Gew.-%, enthalten, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Fettsäure der Fettsäurealkylester und Fettsäureglyceride der Komponente b) ausgewählt unter den Fettsäuren, welche natürlichen Ölen, wie Sojabohnenöl, Distelöl, Traubenkernöl, Senföl, Korianderöl, Leinöl, Rüböl, Borretschöl, Tungöl, Nachtkerzenöl, Walnussöl, Hanföl, Sonnenblumenöl, Olivenöl, Palmöl, Erdnussöl, Kokosnussöl, Ricinusöl oder Fischöl zugrundeliegen, vorzugsweise unter den Fettsäuren, die Sojabohnenöl, Leinöl, Rüböl oder Fischöl zugrundeliegen.
Beispiele für Fettsäuren, die den oben genannten Ölen zugrundeliegen können, sind ungesättigte Fettsäuren mit 11 bis 22 Kohlenstoffatomen, zum Beispiel Undecylensäure, Myristoleinsäure, Palmitoleinsäure, Petroselinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Vaccensäure, Gadoleinsäure, Icosensäure, Cetoleinsäure, Erucasäure, Linolsäure, Alpha-Linolensäure, Gamma-Linolensäure, Calendulasäure, Punicinsäure, Alpha-Elaeostearinsäure, Beta-Elaeostearinsäure, Arachidonsäure, Timnodonsäure, Cervonsäure oder Clupanodonsäure.
Unter den C₁-C₁₂-Alkylestern der epoxidierten Fettsäuren sind die C₆-C₁₀-Alkylester, insbesondere die C₈-Alkylester, z.B. die 2-Ethylhexylester, bevorzugt. Unter C₁-C₁₂-Alkyl sind lineare oder verzweigte gesättigte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen zu verstehen.
Unter den genannten Fettsäureglyceriden sind Triester des Glycerols mit C₁₁-C₂₂-Fettsäuren zu verstehen. Das Glycerol kann dabei dreifach mit der jeweils identischen Fettsäure oder mit zwei oder drei voneinander verschiedenen Fettsäuren verestert sein.
Die epoxidierten C₁₁-C₂₂-Fettsäure-C₁-C₁₂-alkylester und epoxidierten C₁₁-C₂₂-Fettsäureglyceride können jeweils einzeln oder gemeinsam als Mischungen als Bestandteil der Hydrolyseschutzkomponente vorliegen. Vorzugsweise umfasst die Komponente b) Mischungen von epoxidierten C₁₁-C₂₂-Fettsäure-C₁-C₁₂-alkylestern und epoxidierten C₁₁-C₂₂-Fettsäureglyceriden.
Die Fettsäurealkylester können dabei als ein Fettsäurealkylester oder als Mischung von zwei oder mehreren Fettsäurealkylestern vorliegen. Die Fettsäureglyceride können als ein Fettsäureglycerid oder als Mischung von zwei oder mehreren Fettsäureglyceriden vorliegen.
Der prozentuale Massenanteil an Sauerstoff, bezogen auf die Gesamtmasse an epoxidiertem Fettsäure-C₁-C₁₂-alkylester und/oder epoxidiertem Fettsäureglycerid, beträgt in einer Ausführung der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung 3 bis 8 Gew.-%.
Die Herstellung der C₁₁-C₂₂-Fettsäure-C₁-C₁₂-alkylester und epoxidierten C₁₁-C₂₂-Fettsäureglyceride erfolgt in üblicher Weise, beispielsweise nach dem in J. Am. Chem. Soc. 62 (1945), S. 412-414 beschriebenen Verfahren. Die Bestimmung des Epoxidgehalts erfolgt in üblicher Weise, beispielsweise nach der in der EP 1693359 bzw. DIN 16945 beschriebenen Methode.
Die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung umfasst als Komponente c) einen Rost- und/oder Oxidationsinhibitor. Der Rost- und/oder Oxidationsinhibitor ist in der Zusammensetzung in einer Menge von 0,05 bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,05 bis 1,0 Gew.-%, enthalten, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Die Komponente (c) enthält wenigstens ein einfach oder mehrfach C₁-C₁₂-Alkylsubstituiertes Phenol und wenigstens ein Arylamin. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Komponente (c) außerdem wenigstens ein einfach oder mehrfach substituiertes Triazol.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das C₁-C₁₂-Alkyl-substituierte Phenol der Komponente c) ausgewählt unter C₁-C₁₂-Alkyl-substituierten Phenolen mit sterisch anspruchsvollen Substituenten, wie Isopropyl oder tert.-Butyl. Das Phenol kann mit einem Substituenten oder mit 2, 3, 4 oder 5 Substituenten substituiert sein. Vorzugsweise ist das Phenol zweifach oder dreifach substituiert.
In einer Ausführungsform sind die C₁-C₁₂-Alkyl-substituierten Phenole ausgewählt unter 2,6-Di-tert-butylphenol, 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol, 2,4,6-Tri-tert-butylphenol, 2-tert-Butylphenol, 2,6-Diisopropylphenol, 2-Methyl-6-tert-butylphenol, 2,4-Dimethyl-6-tert-butylphenol und 4-Ethyl-2,6-di-tert-butylphenol.
Die Komponente c) kann ein C₁-C₁₂-Alkyl-substituiertes Phenol oder eine Mischung von zwei oder mehreren C₁-C₁₂-Alkyl-substituierten Phenolen umfassen.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Komponente c) wenigstens ein Arylamin, das ausgewählt ist unter

Alkyldiphenylaminen der allgemeinen Formel (I)

wobei R¹, R², R³ und R⁴ gleich oder verschieden für Wasserstoff oder C₁-C₁₈-Alkyl stehen,

Phenyl-α-naphthylaminen der allgemeinen Formel (II)

wobei R⁵ für Wasserstoff oder C₁-C₁₈-Alkyl steht und

Phenyl-β-naphthylaminen der allgemeinen Formel (III)

wobei R⁶ für Wasserstoff oder C₁-C₁₈-Alkyl steht.
R¹, R², R³ und R⁴ können jeweils für Wasserstoff stehen. Vorzugsweise jedoch ist wenigstens einer der Reste eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere 8 bis 18 Kohlenstoffatomen. Die Alkylgruppen können linear oder verzweigt sein. Eine solche Alkylgruppe kann eine Methylgruppe, Ethylgruppe, n-Propylgruppe, Isopropylgruppe, n-Butylgruppe, sek.-Butylgruppe, tert.-Butylgruppe, Amylgruppe, Hexylgruppe, Heptylgruppe, Octylgruppe, 2-Ethylhexylgruppe, Nonylgruppe, Isononylgruppe, Decylgruppe, Undecylgruppe, Dodecylgruppe, Tridecylgruppe, Isotridecylgruppe, Tetradecylgruppe, Pentadecylgruppe, Hexadecylgruppe, Heptadecylgruppe, oder Octadecylgruppe sein.
In der allgemeinen Formel (II) ist R⁵ ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen. Vorzugsweise ist R⁵ eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere 8 bis 18 Kohlenstoffatomen. Die Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ist wie für R¹ bis R⁴ definiert.
In der allgemeinen Formel (III) ist R⁶ ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen. Vorzugsweise ist R⁶ eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere 8 bis 18 Kohlenstoffatomen. Die Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen ist wie für R¹ bis R⁴ definiert.
Die Komponente c) kann ein Alkyldiphenylamin der allgemeinen Formel (I) allein umfassen, aber auch Mischungen von zwei oder mehreren Alkyldiphenylaminen der allgemeinen Formel (I). Weiterhin kann die Komponente c) ein Phenyl-alphanaphthylamin der allgemeinen Formel (II) allein umfassen, oder auch Mischungen von zwei oder mehreren Phenyl-alpha-naphthylaminen (II). Weiterhin kann die Komponente c) ein Phenyl-beta-naphthylamin der allgemeinen Formel (III) allein umfassen, oder auch Mischungen von zwei oder mehreren Phenyl-alpha-naphthylaminen (III). Komponente c) kann zudem Mischungen von zwei oder mehreren der Arylamine (I), (II) und (III) umfassen.
Vorzugsweise sind Mischungen von wenigstens zwei voneinander verschiedenen Arylaminen Bestandteil der Komponente c).
Die Komponente c) kann ein einfach oder mehrfach substituiertes Triazol umfassen.
In einer Ausführungsform ist das substituierte Triazol ausgewählt unter Alkyl- und/oder Aryl-substituierten Triazolen, vorzugsweise C₁-C₁₂-Alkyl- und/oder C₆-C₁₈-Aryl-substituierten 1,2,3-Triazolen und 1,2,4-Triazolen.
Unter C₁-C₁₂-Alkyl sind lineare, verzweigte oder cyclische Alkylreste mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen zu verstehen. Unter C₆-C₁₈-Aryl sind aromatische Reste mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen, z.B. einkernige aromatische Reste oder zwei oder mehrkernige aromatische Reste, die anelliert oder über eine chemische Verbindung oder eine C₁-C₆-Alkylbrücke verbrückt sein können, zu verstehen.
Beispiele für einfach substituierte 1,2,4-Triazole sind 1-Alkyl oder Aryl-substituierte-1H-1,2,4-Triazole, 3-Alkyl oder Aryl-substituierte-1H-s-Triazole oder 4-Alkyl oder Arylsubstituierte-4H-1,2,4-Triazole. Beispiele für zweifach substituierte 1,2,4-Triazole sind 1,3-Alkyl und/oder Aryl-disubstituierte-1H-1,2,4-Triazole, 1,5-Alkyl und/oder Aryl-disubstituierte-1H-1,2,4-Triazole, 3,4-Alkyl und/oder Aryl-disubstituierte-4H-1,2,4-Triazole oder 3,5-Alkyl und/oder Aryl-disubstituierte-s-Triazole. Beispiele für dreifach substituierte 1,2,4-Triazole sind 1,3,5-Alkyl und/oder Aryl-trisubstituierte-1H-1,2,4-Triazole oder 3,4,5-Alkyl und/oder Aryl-trisubstituierte-4H-1,2,4-Triazole.
Beispiele für einfach substituierte 1,2,3-Triazole sind 1-Alkyl oder Aryl-substituierte-1H-1,2,3-Triazole oder 2-Alkyl oder Aryl-substituierte-2H-1,2,3-Triazole. Beispiele für zweifach substituierte 1,2,3-Triazole sind 1,4-Alkyl und/oder Aryl-disubstituierte-1H-1,2,3-Triazole oder 2,4-Alkyl und/oder Aryl-disubstituierte-2H-1,2,3-Triazole. Beispiele für dreifach substituierte 1,2,3-Triazole sind 1,4,5-Alkyl und/oder Aryl-trisubstituierte-2H-1,2,3-Triazole oder 2,4,5-Alkyl und/oder Aryl-trisubstituierte-1H-1,2,3-Triazole.
Geeignete Vertreter der Komponente c) sind im Handel erhältlich.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung zusätzlich einen Entschäumer. Der Entschäumer kann beispielsweise in einer Menge von 0,001 bis 0,1 Gew.-%, vorzugsweise 0,005 bis 0,05 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, in der Zusammensetzung enthalten sein.
Als Entschäumer, die als Zusatz zur erfindungsgemäßen Zusammensetzung geeignet sind, kommen Homopolymere von (Meth)-C₁-C₁₈-alkylacrylaten, Copolymere von wenigstens zwei (Meth)-C₁-C₁₈-alkylacrylaten oder Mischungen davon in Frage.
In einer Ausführungsform werden als Entschäumer Homopolymere von (Meth)-C₁-C₈-alkylacrylaten, Copolymere von wenigstens zwei (Meth)-C₁-C₈-alkylacrylaten oder Mischungen davon eingesetzt. Alkyl steht dabei für lineare oder verzweigte Alkylgruppen, wie Methyl, Ethyl-, Propyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, Pentyl-, Hexyl-, 2-Ethylhexyl-, Heptyl- oder Octylgruppen. Bevorzugt sind die Methyl-, Ethyl-, n-Butyl- und 2-Ethylhexylgruppe. Die Polymere können auch weitere Monomere eingebaut enthalten, wie (Meth)acrylsäure, (Meth)acrylamid, Hydroxy-C₂-C₆-alkyl-(meth)acrylat.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden als Entschäumer Copolymere von wenigstens zwei (Meth)-C₁-C₈-alkylacrylaten eingesetzt. Ein Beispiel für derartige Entschäumer sind Copolymere von n-Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat und Methylacrylat und/oder Ethylacrylat.
In einer Ausführungsform ist der Entschäumer im Wesentlichen silikonfrei. Im Wesentlichen silikonfrei bedeutet, dass, bezogen auf die Gesamtmasse des Entschäumers, weniger als 1 Gew.-%, bevorzugt 0 Gew.-%, an Silikonen im Entschäumer enthalten ist.
Geeignete Entschäumer sind im Handel erhältlich.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung zusätzlich einen Hochdruckzusatz (extreme pressure agent). Der Hochdruckzusatz kann beispielsweise in einer Menge von 0,001 bis 0,1 Gew.-%, vorzugsweise 0,002 bis 0,03 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, in der Zusammensetzung enthalten sein.
Hochdruckzusätze, die als Zusatz zur erfindungsgemäßen Zusammensetzung geeignet sind, sind im Allgemeinen öllöslich. Geeignete Hochdruckzusätze sind beispielsweise ausgewählt unter öllöslichen organischen Estern der Phosphorsäure, öllöslichen organischen Estern der Phosphinsäure, öllöslichen organischen Estern der Phosphonsäure, öllöslichen organischen Estern der Schwefelsäure, öllöslichen organischen Estern der Schwefligen Säure, öllöslichen organischen Estern der Sulfonsäure, Aminsalzen von Hydroxy-substituierten Phosphetanen, Aminsalzen von Hydroxy-substituierten Thiophosphetanen, Aminsalzen von Partialestern der phosphorigen Säure und Aminsalzen von Partialestern der thiophosphorigen Säure.
Phosphorsäure, Phosphinsäure, Phosphonsäure, Schwefelsäure, schwefligen Säure und Sulfonsäure sind dabei beispielsweise mit Alkoholen mit z.B. 4 bis 18 Kohlenstoffatomen verestert.
Unter den Aminsalzen von Hydroxy-substituierten Phosphetanen, Hydroxy-substituierten Thiophosphetanen, Partialestern der phosphorigen Säure und Partialestern der thiophosphorigen Säure sind beispielsweise die C₆-C₁₂-Alkylaminsalze davon zu verstehen, vorzugsweise die Octylaminsalze davon.
Partialester der phosphorigen Säure und der thiophosphorigen Säure sind nicht an allen OH-Gruppen der zugrundeliegenden freien Säuren vollständig verestert. Die teilweise Veresterung der phosphorigen Säure und der thiophosphorigen Säure kann beispielsweise mit Alkoholen mit z.B. 4 bis 18 Kohlenstoffatomen erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Zusammensetzung einen Hochdruckzusatz, der unter Alkylthiophosphatestern ausgewählt ist.
Beispiele für Alkylthiophosphatester sind C₁-C₁₈-Alkylester der Thiophosphorsäure. Die Alkylthiophosphorsäureester können dabei drei identische Alkylreste aufweisen, zwei oder drei voneinander verschiedene.
Geeignete Hochdruckzusätze sind im Handel erhältlich.
In einer Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung einen Hochdruckzusatz oder ein Gemisch von zwei oder mehreren, voneinander verschiedenen Hochdruckzusätzen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Schmierstoffzusammensetzung wenigstens einen Entschäumer und wenigstens einen Hochdruckzusatz, wobei der Entschäumer und der Hochdruckzusatz wie oben definiert sind.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Schmierstoffzusammensetzung

a) das Grundöl mit einer Viskosität von 30 bis 70 mm²/s bei 40 °C, insbesondere ein Hydrocracköl mit einer Viskosität von 40 bis 50 mm²/s bei 40 °C,
b) 0,05 bis 1,5 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 0,9 Gew.-%, der Hydrolyseschutzkomponente,
c) 0,05 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 1,0 Gew.-%, des Rost- und Oxidationsinhibitors,
d) gegebenenfalls 0,001 bis 0,1 Gew.-%, insbesondere 0,005 bis 0,05 Gew.-%, eines Entschäumers, und
e) gegebenenfalls 0,001 bis 0,1 Gew.-%, insbesondere 0,002 bis 0,03 Gew.-%, eines Hochdruckzusatzes,

In einer weiteren Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzungen keinen Bernsteinsäureester und/oder kein Asparaginsäurederivat, insbesondere keine am Stickstoffatom acylierte Asparaginsäure oder einen Ester davon. Die Bernsteinsäureester entsprechen der Formel
worin X₁ und X₂ unabhängig voneinander für H oder Alkyl, Alkenyl oder Hydroxyalkyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen stehen und X₃ 1 bis 30 Kohlenstoffatome aufweist und für Alkyl, Alkenyl, Alkyl mit Etherbindungen oder Hydroxyalkyl steht.

die Asparaginsäurederivate entsprechen der Formel

worin X₁ und X₂ für H, Alkyl oder Hydroxyalkyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen stehen, X₃ für Alkyl mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, Alkyl mit Etherbindungen oder Hydroxyalkyl steht und X₄ für gesättigte oder ungesättigte Carbonsäuregruppen aufweisende Reste, insbesondere Alkyl- oder Alkenylreste, mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen, Alkenyl oder Hydroxyalkyl steht.
Die erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzungen weisen den Vorteil einer hohen Beständigkeit gegen Chlor oder chlorhaltige Produkte auf. Insbesondere sind die erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzungen beständig gegen Chlorgehalte von über 50 ppm bis zu 2000 ppm. Damit sind die erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzungen für die Schmierung von Turbinen oder (Turbo)kompressoren, die zur Verdichtung von Chlor und/oder chlorhaltigen Produkten dienen, geeignet.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Verwendung der erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzungen zur Schmierung von Turbinen oder (Turbo)kompressoren.
Die erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzungen sind dabei besonders für die Verwendung zur Schmierung von Turbinen oder (Turbo)kompressoren, die zur Verdichtung von Chlor und/oder chlorhaltigen Produkten dienen, geeignet.
Die erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzungen werden beispielsweise durch Vermischen (unter Verwendung eines geeigneten Rührers) der oben genannten Komponenten in einer geeigneten Vorrichtung, z.B. einem Mischkessel, erhalten. Das Auftragen der Zusammensetzungen auf die zu schmierenden Teile, z.B. Durchführungen für Hubbewegungen einer Turbine oder eines (Turbo)kompressors kann beispielsweise durch Aufspritzen und/oder Verstreichen der Zusammensetzungen auf den genannten Teilen erfolgen.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung ohne sie zu begrenzen.

Beispiel 1

Die folgenden Komponenten wurden in den angegebenen Mengenverhältnissen in einen Mischkessel gegeben und darin zu einer Schmierstoffzusammensetzung vermischt.

a) 87,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung, eines Hydrocracköls mit einer Viskosität von 40 bis 55 mm²/s bei 40 °C;
b) 11,6 Gew.-% einer Formulierung, bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung, die etwa 4 Gew.-% wenigstens eines epoxidierten C₁₁-C₂₂-Fettsäure-C₁-C₁₂-alkylesters auf Basis von Rapsöl mit einem Gesamtepoxidsauerstoffgehalt von etwa 7 Gew.-% enthält (Rest Rapsöl);
c) 0,8 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung, einer Formulierung, die etwa 15 Gew.-% 2-tert-Butylphenol und Phenyl-α-naphthylamin (Gewichtsverhältnis 2:1) enthält (Rest Öl); und
d) 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Zusammensetzung, wenigstens eines polymeren Entschäumers (Rest Öl).

Bestimmung der Korrosionsschutzeigenschaften und der Beständigkeit gegenüber Chlor:
Zur Bestimmung der korrosionsschützenden Eigenschaften wurde eine in der Schmierstoffbranche übliche Methode zur Bestimmung der Korrosion nach DIN ISO 7120 modifiziert. Anstelle von Wasser und Öl wurde eine mit 2000 ppm Chlor versetzte Schmierstoffzusammensetzung gemäß Beispiel 1 als Prüfflüssigkeit vorgelegt und die verwendeten Prüfkörper über 24 Stunden bei 60 °C unter Rühren (1000 U/min) belassen. Als Prüfkörper wurden sowohl die in DIN ISO 7120 beschriebenen Prüfkörper aus Stahl, als auch aus Weißmetall verwendet, das üblicherweise als Lagermetall in Kompressoren eingesetzt wird. Nach 24 Stunden wurde der Rührvorgang beendet und die Prüfkörper wurden aus der Prüfflüssigkeit herausgenommen. Nach dem Abtropfen wurde der Prüfkörper mit Reinigungslösung abgespült und der Korrosionsgrad nach der DIN ISO 7120-Klassifikation beurteilt. Ein Prüfkörper gilt als angerostet, wenn irgendein Rostpunkt oder Roststreifen sichtbar ist. Sind beide Prüfkörper rostfrei, hat die Schmierstoffzusammensetzung die Prüfung bestanden.

Rostfrei:: Kein Rostpunkt oder Roststreifen sichtbar
Leichter Rost:: Nicht mehr als 6 Rostflecken von je höchstens 1 mm Durchmesser
Mäßiger Rost:: Mehr Rost als bei leichtem Rost, der jedoch weniger als 5% der Oberfläche der Prüfkörper bedeckt
Starker Rost:: Der Rost bedeckt mehr als 5% der Oberfläche der Prüfkörper.

Auswertung der Versuche:

Es hat sich gezeigt, dass mit der Schmierstoffzusammensetzung gemäß Beispiel 1 selbst bei einer Konzentration von 2000 ppm Chlor im Öl keine Korrosion zu beobachten ist, d.h. die Schmierstoffzusammensetzung hat die Prüfung bestanden.
Darüber hinaus war die Schmierstoffzusammensetzung weder verfärbt noch waren Ausfällungen zu beobachten. Die Schmierstoffzusammensetzung hat sich somit selbst gegenüber einem Chlorgehalt von 2000 ppm als beständig erwiesen.

Claims

Schmierstoffzusammensetzung umfassend
(a) ein Grundöl mit einer Viskosität von 30 bis 70 mm²/s bei 40 °C,

(b) 0,05 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, einer Hydrolyseschutzkomponente, umfassend wenigstens einen epoxidierten C₁₁-C₂₂-Fettsäure-C₁-C₁₂-Alkylester und/oder wenigstens ein epoxidiertes C₁₁-C₂₂-Fettsäureglycerid, mit einem Epoxidsauerstoffgehalt von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse an epoxidiertem Fettsäure-C₁-C₁₂-alkylester und/oder epoxidiertem Fettsäureglycerid, und

(c) 0,05 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eines Rost- und Oxidationsinhibitors, enthaltend wenigstens ein einfach oder mehrfach C₁-C₁₂-Alkyl-substituiertes Phenol und wenigstens ein Arylamin.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Grundölkomponente einen Viskositätsindex von ≥ 120 aufweist.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Grundölkomponente (a) wenigstens ein Hydrocracköl und gegebenenfalls zusätzlich mindestens eine weitere Grundölkomponente ausgewählt unter Mineralölen, Naturölen, hydrierten Polyolefinölen, Poly-α-Olefinen, Alkylestern von Dicarbonsäuren, Estern von Dicarbonsäuren mit einem Polyglycol und einem C₆-C₁₈-Alkohol, C₆-C₁₈-Alkylestern von Carbonsäuren, C₆-C₁₈-Alkylestern von phosphorigen Säuren und Fluorkohlenwasserstofföle umfasst.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fettsäure der Fettsäurealkylester und Fettsäureglyceride der Komponente (b) ausgewählt ist unter den Sojabohnenöl, Distelöl, Traubenkernöl, Senföl, Korianderöl, Leinöl, Rüböl, Borretschöl, Tungöl, Nachtkerzenöl, Walnussöl, Hanföl, Sonnenblumenöl, Olivenöl, Palmöl, Erdnussöl, Kokosnussöl, Ricinusöl oder Fischöl zugrundeliegenden Fettsäuren.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Komponente (c) außerdem wenigstens ein einfach oder mehrfach substituiertes Triazol umfasst.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das C₁-C₁₂-Alkyl-substituierte Phenol der Komponente (c) ausgewählt ist unter 2,6-Di-tert-butylphenol, 4-Methyl-2,6-di-tert-butylphenol, 2,4,6-Tri-tert-butylphenol, 2-tert-Butylphenol, 2,6-Diisopropylphenol, 2-Methyl-6-tert-butylphenol, 2,4-Dimethyl-6-tert-butylphenol und 4-Ethyl-2,6-di-tert-butylphenol.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Arylamin der Komponente (c) ausgewählt ist unter Alkyldiphenylaminen der allgemeinen Formel (I)

wobei R¹, R², R³ und R⁴ gleich oder verschieden für Wasserstoff oder C₁-C₁₈-Alkyl stehen, Phenyl-α-naphthylaminen der allgemeinen Formel (II)

wobei R⁵ für Wasserstoff oder C₁-C₁₈-Alkyl steht und Phenyl-β-naphthylaminen der allgemeinen Formel (III)

wobei R⁶ für Wasserstoff oder C₁-C₁₈-Alkyl steht.
Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei das substituierte Triazol ausgewählt ist unter 1 ,2,3-Triazolen und 1 ,2,4-Triazolen, die mit C₁-C₁₂-Alkyl und/oder C₆-C₁₈-Aryl substituiert sind.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zusätzlich umfassend einen Entschäumer, der vorzugsweiseausgewählt ist unter Homopolymeren von (Meth)-C₁-C₁₈-alkylacrylaten, Copolymeren von wenigstens zwei (Meth)-C₁-C₁₈-alkylacrylaten oder Mischungen davon.
Zusammensetzung nach Anspruch 9, umfassend 0,001 bis 0,1 Gew.-% des Entschäumers, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zusätzlich umfassend wenigstens einen Hochdruckzusatz, vorzugsweise 0,001 bis 0,1 Gew.-% des Hochdruckzusatzes, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, ausgewählt unter öllöslichen organischen Estern der Phosphorsäure, öllöslichen organischen Estern der Phosphinsäure, öllöslichen organischen Estern der Phosphonsäure, öllöslichen organischen Estern der Schwefelsäure, öllöslichen organischen Estern der Schwefligen Säure, öllöslichen organischen Estern der Sulfonsäure, Aminsalzen von Hydroxy-substituierten Phosphetanen, Aminsalzen von Hydroxy-substituierten Thiophosphetanen, Aminsalzen von Partialestern der Phosphorigen Säure und Aminsalzen von Partialestern der Thiophosphorigen Säure.
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend
a) das Grundöl mit einer Viskosität von 30 bis 70 mm²/s bei 40 °C, insbesondere ein Hydrocracköl mit einer Viskosität von 40 bis 50 mm²/s bei 40 °C,

b) 0,05 bis 1,5 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 0,9 Gew.-%, der Hydrolyseschutzkomponente,

c) 0,05 bis 2 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 1,0 Gew.-%, des Rost- und Oxidationsinhibitors,

d) gegebenenfalls 0,001 bis 0,1 Gew.-%, insbesondere 0,005 bis 0,05 Gew.-%, eines Entschäumers, und

e) gegebenenfalls 0,001 bis 0,1 Gew.-%, insbesondere 0,002 bis 0,03 Gew.-%, eines Hochdruckzusatzes,
jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Verwendung der Schmierstoffzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Schmierung von Turbinen oder (Turbo)kompressoren.
Verwendung der Schmierstoffzusammensetzung nach Anspruch 13 zur Schmierung von Turbinen oder (Turbo)kompressoren, die zur Verdichtung von Chlor und/oder Chlor-haltigen Produkten dienen.