EP3914677A2 - Estolide esters and use thereof as a base oil in lubricants - Google Patents

Estolide esters and use thereof as a base oil in lubricants

Info

Publication number
EP3914677A2
EP3914677A2 EP20700952.3A EP20700952A EP3914677A2 EP 3914677 A2 EP3914677 A2 EP 3914677A2 EP 20700952 A EP20700952 A EP 20700952A EP 3914677 A2 EP3914677 A2 EP 3914677A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
acid
acids
carbon atoms
hydroxycarboxylic acids
monoalcohols
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.)
Pending
Application number
EP20700952.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Wilhelm Huber
Hermann Josef Stolz
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.)
Peter Greven & Co KG GmbH
Original Assignee
Peter Greven & Co KG GmbH
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 Peter Greven & Co KG GmbH filed Critical Peter Greven & Co KG GmbH
Publication of EP3914677A2 publication Critical patent/EP3914677A2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/66—Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety
    • 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
    • C10M105/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound
    • C10M105/08—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound containing oxygen
    • C10M105/32—Esters
    • C10M105/42—Complex esters, i.e. compounds containing at least three esterified carboxyl groups and derived from the combination of at least three different types of the following five types of compound: monohydroxy compounds, polyhydroxy compounds, monocarboxylic acids, polycarboxylic acids and hydroxy carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/04—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides onto unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/08—Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides with the hydroxy or O-metal group of organic 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
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/28—Esters
    • C10M2207/30—Complex esters, i.e. compounds containing at leasst three esterified carboxyl groups and derived from the combination of at least three different types of the following five types of compounds: monohydroxyl compounds, polyhydroxy xompounds, monocarboxylic acids, polycarboxylic acids or hydroxy carboxylic acids
    • 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
    • C10M2207/30—Complex esters, i.e. compounds containing at leasst three esterified carboxyl groups and derived from the combination of at least three different types of the following five types of compounds: monohydroxyl compounds, polyhydroxy xompounds, monocarboxylic acids, polycarboxylic acids or hydroxy carboxylic acids
    • C10M2207/301—Complex esters, i.e. compounds containing at leasst three esterified carboxyl groups and derived from the combination of at least three different types of the following five types of compounds: monohydroxyl compounds, polyhydroxy xompounds, monocarboxylic acids, polycarboxylic acids or hydroxy carboxylic acids 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
    • C10N2020/02—Viscosity; Viscosity index
    • 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
    • C10N2030/02—Pour-point; Viscosity index
    • 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
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/66—Hydrolytic stability

Definitions

  • Estolide esters and their use as a base oil in lubricants are also useful as a base oil in lubricants.
  • the present invention relates to estolide esters, their production and use as base oils for lubricants and these lubricants.
  • Synthetic esters have been used as base fluids or additives for lubricants for decades.
  • the driving force behind this development was initially the concern about the finite nature of the crude oil reserves.
  • thoughts about toxicity and biodegradability also played an increasingly important role.
  • the aspect of sustainability is becoming increasingly important.
  • closed material cycles from renewable raw materials should be used.
  • a balanced C02 balance is one of the decisive factors.
  • Lubricants are said to reduce the friction between moving surfaces. This significantly reduces wear between the workpieces and prevents excessive heat build-up. To cool the lubricants the surface and ensure that particles are removed.
  • esters have a number of advantages over mineral oils. Due to the polarity of the ester group, they have a high affinity for metal surfaces. This results in good lubricating properties. They have a lower volatility than mineral oils and a high viscosity index, which means that the viscosity is less dependent on the temperature. Esterification with dicarboxylic acids allows the viscosity values of the esters to be varied within a wide range. However, esters also have disadvantages. Oxidation stability and thermal stability are not always sufficient for critical applications, especially with some unsaturated esters.
  • the saponification is carried out in a mineral oil and then filled up with ester oil, or else finished metal soaps are used.
  • ester oil or else finished metal soaps are used.
  • Other thickeners, such as polyurea, can also be used.
  • Hydroxycarboxylic acids include unsaturated hydroxycarboxylic acids with a)
  • estolide esters according to the invention are thus obtainable by esterifying hydroxy acids with one another. This creates oligomers or polymeric esters.
  • the reaction mixture also contains either monocarboxylic acids or monoalcohols. These serve as 'capping agents' because they prevent further oligomerization or polymerization.
  • polyols with at least two hydroxyl groups or carboxylic acids with at least two carboxy groups are used. These serve for further crosslinking in order to increase the degree of oligomerization or polymerization. These connections are also called composite agents.
  • monocarboxylic acids having 6 to 22 carbon atoms and monoalcohols are used together and thus serve as capping agents.
  • unsaturated hydroxycarboxylic acids are used as hydroxycarboxylic acids. It is also possible to use additionally saturated hydroxycarboxylic acids. Hydroxycarboxylic acids are carboxylic acids that carry at least one hydroxyl group, but they can also carry several hydroxyl groups.
  • Preferred lengths of the hydroxycarboxylic acids are 12 to 18 or 12 to 20 carbon atoms. They can be branched or unbranched. Preferred examples of such unsaturated hydroxycarboxylic acids are ricinoleic acid, lesquerolic acid, 15-hydroxy-linoleic acid, auricolic acid or hydroxypalmitoleic acid and mixtures thereof. Ricinoleic acid is particularly preferred.
  • the proportion of unsaturated hydroxycarboxylic acids in the hydroxycarboxylic acids is preferably 10% by weight, more preferably at least 25% by weight or at least 50% by weight or at least 80% by weight or at least 99% by weight.
  • saturated fatty acids e.g. hydrogenated ricinoleic acid, hydroxypalmitic acid or hydroxydodecanoic acid or mixtures thereof.
  • monocarboxylic acids having 6 to 22 carbon atoms, preferably 6 to 18 carbon atoms, are used as the second constituent.
  • monocarboxylic acids are hexanoic acid, caprylic acid, capric acid, pelargonic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid and behenic acid or mixtures thereof.
  • branched monocarboxylic acids are in particular isostearic acids and monomer acids.
  • Monomer acids are a by-product of the production of dimer fatty acids. Dimer fatty acids are made from different fatty acids by means of boiling. A fatty acid with conjugated double bonds (conjugic acid) and other unsaturated fatty acids are necessary.
  • fatty acids are conjugated linoleic acids.
  • the reaction takes place by means of Diels-Alder addition, which forms a partially unsaturated C6 ring.
  • trimers and monomers of the fatty acids can also be present in a mixture.
  • Monomer acids are separated from the reaction mixture by distillation.
  • Polyols are used as the third component.
  • the polyols are compounds which carry at least two hydroxyl groups. In contrast to the hydroxycarboxylic acids, they must not have a carboxylic acid function.
  • the polyols preferably contain no ⁇ -H atoms.
  • polyols are trimethylolpropane, di-trimethylolpropane, neopentyl glycol, pentaerythritol, dipentaerytrithol, monoethylene glycol (1,2 ethanediol) and mixtures thereof.
  • monoalcohols having 8 to 18 carbon atoms are used as the second component.
  • Particularly suitable monoalcohols are: a) octanol, decanol, isotridecyl alcohol, and mixtures thereof.
  • Polyvalent carboxylic acids that is to say carboxylic acids with at least two carboxy groups, are then used as the third component. In contrast to the hydroxycarboxylic acids, they must not have a hydroxy function
  • 1,4-butanedioic acid succinic acid
  • 1,6-hexanedioic acid adipic acid
  • Nonanedioic acid azelaic acid
  • 1,10-decanedioic acid sebacic acid
  • the monocarboxylic acids or monoalcohols (capping agents) are branched or at least branched compounds are contained in a mixture.
  • the carboxylic acids are branched with at least two carboxy groups or polyols (compounding agents) or at least branched compounds are contained in a mixture.
  • both compounding agents and capping agents are branched or at least branched compounds are contained in a mixture.
  • a range from 3: 1 to 1: 1 has proven to be suitable.
  • a molar ratio of hydroxycarboxylic acids to polyols has proven to be a ratio of 12: 1 to 2: 1, preferably 7: 1 to 2: 1.
  • the estolide esters according to the invention typically have a viscosity of at least 80 mm 2 / s at 40 ° C. If only monoalcohols and monoacids according to variant c) are used, the estolide esters according to the invention typically have a viscosity of at least 40 mm 2 / s at 40 ° C.
  • the invention also relates to a process for the preparation of the estolide esters according to the invention, comprising the steps of esterifying
  • hydroxycarboxylic acids with 12-24 carbon atoms, the hydroxycarboxylic acids comprising unsaturated hydroxycarboxylic acids
  • estolide esters according to the invention as a base oil for lubricants and a lubricant containing an estolide ester according to the invention.
  • Such lubricants preferably contain further additives selected from the group of antioxidants, defoamers, extreme pressure additives, wear inhibitors and pour point depressants.
  • Reaction mixture is ⁇ 30 mg KOH / g.
  • the mixture is cooled and 285.9 g of isotridecyl alcohol and 0.1 g of SnO are added as a catalyst.
  • the product is then esterified at 180-220 ° C and 10-100 mbar until the acid number is ⁇ 2 mg KOH / g. After removing the catalyst, an ester with a viscosity of approx. 46 mm 2 / s is obtained.
  • Reaction mixture is ⁇ 30 mg KOH / g.
  • the mixture is cooled and 66.8 g of TMP and 0.1 g of SnO are added as a catalyst.
  • the product is then esterified at 180-220 ° C and 10-100 mbar until the acid number Is ⁇ 2 mg KOH / g. After removing the catalyst, an ester with a viscosity of about 225 mm 2 / s is obtained.
  • the hydrolysis stability of the estolides was determined in accordance with ASTM D 2619. The difference in the acid number before and after the test was used as the measurement variable. The values of the estolides according to Examples 1-3 were compared with complex esters of the respective ISO VG class.
  • estolides according to the invention were compared.
  • the values of the estolides according to Examples 1-3 were compared with complex esters of the respective ISO VG class.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

Estolide esters obtainable by esterification of - hydroxycarboxylic acids having 12 to 24 carbon atoms, the hydroxycarboxylic acids comprising unsaturated hydroxycarboxylic acids having a) - monocarboxylic acids with 6 to 22 carbon atoms and - polyols having at least two hydroxy groups or b) - monoalcohols having 8 to 22 carbon atoms and - linear carboxylic acids having at least two carboxyl groups or c) - monocarboxylic acids having 6 to 22 carbon atoms and - monoalcohols having 8 to 22 carbon atoms.

Description

Estolidester und ihre Verwenduna als Basisöl in Schmierstoffen Estolide esters and their use as a base oil in lubricants
Die vorliegende Erfindung betrifft Estolidester, ihre Herstellung und Verwendung als Basisöle für Schmierstoffe sowie diese Schmierstoffe. The present invention relates to estolide esters, their production and use as base oils for lubricants and these lubricants.
Synthetische Ester werden seit Jahrzehnten als Basisflüssigkeiten oder Additive für Schmierstoffe verwendet. Triebkraft dieser Entwicklung war zunächst die Sorge um die Endlichkeit der Rohölvorräte. Zunehmend spielten aber auch Gedanken zur Toxizität und biologischer Abbaubarkeit eine entscheidende Rolle. Immer wichtiger wird der Aspekt der Nachhaltigkeit. Dem Beispiel der Natur folgend sollen geschlossenen Stoffkreisläufe aus regenerierbaren Rohstoffen genutzt werden. Eine ausgeglichene C02-Bilanz ist einer der entscheidenden Faktoren. Synthetic esters have been used as base fluids or additives for lubricants for decades. The driving force behind this development was initially the concern about the finite nature of the crude oil reserves. But thoughts about toxicity and biodegradability also played an increasingly important role. The aspect of sustainability is becoming increasingly important. Following the example of nature, closed material cycles from renewable raw materials should be used. A balanced C02 balance is one of the decisive factors.
Schmierstoffe sollen die Reibung zwischen beweglichen Oberflächen verringern. Hierdurch wird der Verschleiß zwischen den Werkstücken erheblich reduziert und einer übermäßigen Wärmeentwicklung vorgebeugt. Zu dem Kühlen die Schmierstoffe die Oberfläche und sorgen für einen Abtransport von Partikeln. Lubricants are said to reduce the friction between moving surfaces. This significantly reduces wear between the workpieces and prevents excessive heat build-up. To cool the lubricants the surface and ensure that particles are removed.
Die Ausprägung dieser Funktionen wird in erheblichen Umfang von den Basisflüssigkeiten der Schmierstoffe bestimmt. Mineralöle finden breite Anwendung. Aus den bereits eingangs erwähnten Gründen werden diese zunehmend durch Ester ersetzt. Ester haben gegenüber Mineralölen eine Reihe von Vorteilen. Durch die Polarität der Estergruppe weisen sie eine hohe Affinität zu Metalloberflächen auf. Daraus resultieren gute Schmiereigenschaften. Sie besitzen eine geringere Flüchtigkeit als Mineralöle und einen hohen Viskositätsindex, der eine geringerer Abhängigkeit der Viskosität von der Temperatur bewirkt. Durch Veresterung mit Dicarbonsäuren lassen sich die Viskositätswerte der Ester in einem weiten Bereich variieren. Ester haben aber auch Nachteile. Die Oxidationsstabilität und thermische Stabilität ist für kritische Anwendungen nicht immer ausreichend, insbesondere bei einigen ungesättigten Estern. Alternativen auf Basis gesättigter Fettsäure zeigen hier meist bessere Werte, schneiden aber bei den Langzeit- Kälteeigenschaften schlechter ab und besitzen oftmals eine nicht ausreichende Dichtungsverträglichkeit. Zudem ist die Esterbindung empfindlich gegenüber Hydrolyse. Dies wirkt sich zum Beispiel nachteilig bei der Herstellung von Fetten aus. In vielen Fetten werden Metallseifen als Verdicker verwendet. Häufig kommen Lithium- oder Calciumseifen zum Einsatz. Üblich ist die in-situ Verseifung von Lithium hydroxyd oder Calciumhydroxyd oder deren Mischungen mit einer geeigneten Fettsäure in Mineralöl . Dies erfolgt bei Temperaturen über 200 °C und Zugabe von Wasser. Verwendet man Ester, ist diese Methode nicht anwendbar. The extent of these functions is largely determined by the base fluids of the lubricants. Mineral oils are widely used. For the reasons already mentioned, these are increasingly being replaced by esters. Esters have a number of advantages over mineral oils. Due to the polarity of the ester group, they have a high affinity for metal surfaces. This results in good lubricating properties. They have a lower volatility than mineral oils and a high viscosity index, which means that the viscosity is less dependent on the temperature. Esterification with dicarboxylic acids allows the viscosity values of the esters to be varied within a wide range. However, esters also have disadvantages. Oxidation stability and thermal stability are not always sufficient for critical applications, especially with some unsaturated esters. Alternatives based on saturated fatty acids usually show better values here, but they perform worse in terms of long-term cold properties and often have insufficient sealing compatibility. The ester bond is also sensitive to hydrolysis. For example, this has an adverse effect on the production of fats. Metal soaps are used as thickeners in many greases. Lithium or calcium soaps are often used. It is customary to saponify lithium hydroxide or calcium hydroxide or mixtures thereof with a suitable fatty acid in mineral oil in situ. This takes place at temperatures above 200 ° C and the addition of water. If esters are used, this method cannot be used.
Alternativ wird in einem Mineralöl die Verseifung durchgeführt und anschließend mit Esteröl aufgefüllt, oder aber man verwendet fertige Metallseifen. Es lassen sich auch andere Verdicker, wie Polyharnstoff verwenden. Alternatively, the saponification is carried out in a mineral oil and then filled up with ester oil, or else finished metal soaps are used. Other thickeners, such as polyurea, can also be used.
Häufig erzielt man mit diesen Methoden aber nicht die gewünschten Resultate. Es besteht weiterhin Bedarf an alternativen Esterölen, die bevorzugt jedenfalls einen der genannten Nachteile überwinden. Gelöst wird die Aufgabe durch Estolidester erhältlich durch Veresterung von Often, however, these methods do not achieve the desired results. There is still a need for alternative ester oils, which in any case preferably overcome one of the disadvantages mentioned. The problem is solved by Estolidester available by esterification of
- Hydroxycarbonsäuren mit 12 - 24 C-Atomen, wobei die- Hydroxycarboxylic acids with 12 - 24 carbon atoms, the
Hydroxycarbonsäuren ungesättigte Hydroxycarbonsäuren umfassen mit a) Hydroxycarboxylic acids include unsaturated hydroxycarboxylic acids with a)
- Monocarbonsäuren mit 6 bis 22 C-Atomen und - Monocarboxylic acids with 6 to 22 carbon atoms and
- Polyolen mit mindestens zwei Hydroxygruppen - Polyols with at least two hydroxyl groups
oder b) Monoalkoholen mit 8 bis 22 C-Atomen und or b) Monoalcohols with 8 to 22 carbon atoms and
- linearen Carbonsäuren mit mindestens zwei Carboxygruppen - Linear carboxylic acids with at least two carboxy groups
oder c) or c)
- Monocarbonsäuren mit 6 bis 22 C Atomen und - Monocarboxylic acids with 6 to 22 C atoms and
- Monoalkoholen mit 8 bis 22 C Atomen. - Monoalcohols with 8 to 22 C atoms.
Die erfindungsgemäßen Estolidester sind also erhältlich durch Veresterung von Hydroxysäuren untereinander. Hierbei entstehen Oligomere oder polymere Ester. Zusätzlich befinden sich in der Reaktionsmischung entweder Monocarbonsäuren oder Monoalkohole. Diese dienen als 'Verkappungsmittel', weil damit ein weitere Oligomerisierung oder Polymerisierung verhindert wird . The estolide esters according to the invention are thus obtainable by esterifying hydroxy acids with one another. This creates oligomers or polymeric esters. The reaction mixture also contains either monocarboxylic acids or monoalcohols. These serve as 'capping agents' because they prevent further oligomerization or polymerization.
Weiterhin werden in den Ausführungsformen a) und b) entweder Polyole mit mindestes zwei Hydroxygruppen oder Carbonsäuren mit mindestens zwei Carboxygruppen eingesetzt. Diese dienen zur weiteren Vernetzung, um den Grad der Oligomerisierung oder Polymerisierung zu erhöhen . Diese Verbindungen werden auch als Verbundmittel bezeichnet. Furthermore, in embodiments a) and b) either polyols with at least two hydroxyl groups or carboxylic acids with at least two carboxy groups are used. These serve for further crosslinking in order to increase the degree of oligomerization or polymerization. These connections are also called composite agents.
Diese werden immer paarweise eingesetzt, also Monocarbonsäuren als Verkappungsmittel mit Polyolen als Verbundmittel oder Monoalkohole als Verkappungsmittel mit mehrwertigen Säuren als Verbundmittel . These are always used in pairs, i.e. monocarboxylic acids as capping agents with polyols as compounding agents or monoalcohols as capping agents with polyvalent acids as compounding agents.
In Ausführungsform c) werden Monocarbonsäuren mit 6 bis 22 C Atomen und Monoalkoholen zusammen eingesetzt, und dienen damit als Verkappungsmittel. In embodiment c), monocarboxylic acids having 6 to 22 carbon atoms and monoalcohols are used together and thus serve as capping agents.
Erfindungsgemäß werden als Hydroxycarbonsäuren ungesättigte Hydroxycarbonsäuren eingesetzt. Es ist auch möglich, zusätzlich gesättigte Hydroxycarbonsäuren einzusetzen. Hydroxycarbonsäuren sind Carbonsäuren, die mindestens eine Hydroxygruppe tragen, sie können aber auch mehrere Hydroxygruppen tragen. According to the invention, unsaturated hydroxycarboxylic acids are used as hydroxycarboxylic acids. It is also possible to use additionally saturated hydroxycarboxylic acids. Hydroxycarboxylic acids are carboxylic acids that carry at least one hydroxyl group, but they can also carry several hydroxyl groups.
Bevorzugte Längen der Hydroxycarbonsäuren sind 12 bis 18 oder 12 bis 20 C- Atome. Sie können verzweigt oder unverzweigt sein. Bevorzugte Beispiele für solche ungesättigten Hydroxycarbonsäuren sind Ricinolsäure, Lesquerolsäure, 15-Hydroxy-Linolsäure, Auricolsäure oder Hydroxypalmitoleinsäure und Mischungen davon. Ricinolsäure ist besonders bevorzugt. Preferred lengths of the hydroxycarboxylic acids are 12 to 18 or 12 to 20 carbon atoms. They can be branched or unbranched. Preferred examples of such unsaturated hydroxycarboxylic acids are ricinoleic acid, lesquerolic acid, 15-hydroxy-linoleic acid, auricolic acid or hydroxypalmitoleic acid and mixtures thereof. Ricinoleic acid is particularly preferred.
Bevorzugt ist der Anteil der ungesättigten Hydroxycarbonsäuren an den Hydroxycarbonsäuren 10 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 25 Gew.-% oder mindestens 50 Gew.-% oder mindestens 80 Gew.-% oder mindestens 99 Gew.- %. The proportion of unsaturated hydroxycarboxylic acids in the hydroxycarboxylic acids is preferably 10% by weight, more preferably at least 25% by weight or at least 50% by weight or at least 80% by weight or at least 99% by weight.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich praktisch - im Rahmen der Reinheit technischer Hydroxycarbonsäuren - um ungesättigte Hydroxycarbonsäuren. In a preferred embodiment, it is practically - within the purity of technical hydroxycarboxylic acids - unsaturated hydroxycarboxylic acids.
Als gesättigte Fettsäuren können z.B. hydrierte Ricinolsäure, Hydroxypalmitinsäure oder Hydroxydodecansäure oder Mischungen hiervon enthalten sein. As saturated fatty acids e.g. hydrogenated ricinoleic acid, hydroxypalmitic acid or hydroxydodecanoic acid or mixtures thereof.
In einer Ausführungsform werden als zweiter Bestandteil Monocarbonsäuren mit 6 bis 22 C-Atomen, bevorzugt 6 bis 18 C-Atomen eingesetzt. In one embodiment, monocarboxylic acids having 6 to 22 carbon atoms, preferably 6 to 18 carbon atoms, are used as the second constituent.
Als Monocarbonsäuren eignen sich insbesondere Hexansäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Pelargonsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Oleinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Arachidonsäure und Behensäure oder Mischungen davon. Des weiteren eignen sich als verzweigte Monocarbonsäuren insbesondere Isostearinsäuren und Monomersäuren. Monomersäuren sind ein Nebenprodukt der Herstellung von Dimerfettsäuren. Dimerfettsäuren werden aus unterschiedlichen Fettsäuren mittels Verkochung hergestellt. Notwendig ist eine Fettsäure mit konjugierten Doppelbindungen (Konjuensäure) sowie weitere ungesättigte Fettsäuren. Beispiele für solche Fettsäuren sind konjugierte Linolsäuren. Die Reaktion erfolgt mittels Diels- Alder-Addition wodurch sich ein teilweise ungesättigter C6-Ring bildet. Neben dem Dimer können auch Trimere sowie Monomere der Fettsäuren im Gemisch vorliegen. Monomersäuren werden aus der Reaktionsmischung durch Destillation abgetrennt. Als dritte Komponente werden Polyole eingesetzt. Die Polyole sind Verbindungen, die mindestens zwei Hydroxygruppen tragen. In Abgrenzung zu den Hydroxycarbonsäuren dürfen sie keine Carbonsäurefunktion aufweisen. Bevorzugt enthalten die Polyole keine ß-H-Atome. Particularly suitable monocarboxylic acids are hexanoic acid, caprylic acid, capric acid, pelargonic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid and behenic acid or mixtures thereof. Also suitable as branched monocarboxylic acids are in particular isostearic acids and monomer acids. Monomer acids are a by-product of the production of dimer fatty acids. Dimer fatty acids are made from different fatty acids by means of boiling. A fatty acid with conjugated double bonds (conjugic acid) and other unsaturated fatty acids are necessary. Examples of such fatty acids are conjugated linoleic acids. The reaction takes place by means of Diels-Alder addition, which forms a partially unsaturated C6 ring. In addition to the dimer, trimers and monomers of the fatty acids can also be present in a mixture. Monomer acids are separated from the reaction mixture by distillation. Polyols are used as the third component. The polyols are compounds which carry at least two hydroxyl groups. In contrast to the hydroxycarboxylic acids, they must not have a carboxylic acid function. The polyols preferably contain no β-H atoms.
Geeignete Beispiele von Polyolen sind Trimethylolpropan, Di-Trimethylolpropan, Neopentylglycol, Pentaerythritol, Dipentaerytrithol, Monoethylenglycol (1,2 Ethandiol) und Mischungen davon. Suitable examples of polyols are trimethylolpropane, di-trimethylolpropane, neopentyl glycol, pentaerythritol, dipentaerytrithol, monoethylene glycol (1,2 ethanediol) and mixtures thereof.
In einer zweiten Ausführungsform werden als zweite Komponente Monoalkohole mit 8 bis 18 C-Atomen eingesetzt. In a second embodiment, monoalcohols having 8 to 18 carbon atoms are used as the second component.
Als Monoalkohole eignen sich insbesondere: a) Octanol, Decanol, Isotridecylalkohol, und Mischungen davon. Particularly suitable monoalcohols are: a) octanol, decanol, isotridecyl alcohol, and mixtures thereof.
b) Mischungen von 2-Alkyl-Alkoholen, die nach der Guerbet Reaktion gewonnen werden sowie deren Mischungen mit a). b) Mixtures of 2-alkyl alcohols obtained after the Guerbet reaction and their mixtures with a).
Als dritte Komponente werden dann mehrwertige Carbonsäuren, also Carbonsäuren mit mindestens zwei Carboxygruppen eingesetzt. In Abgrenzung zu den Hydroxycarbonsäuren dürfen sie keine Hydroxyfunktion aufweisen Polyvalent carboxylic acids, that is to say carboxylic acids with at least two carboxy groups, are then used as the third component. In contrast to the hydroxycarboxylic acids, they must not have a hydroxy function
Als solche mehrwertigen Carbonsäuren eignen sich insbesondere 1,4- Butandisäure (Bernsteinsäure) 1,6-Hexandisäure (Adipinsäure), 1,9- Nonandisäure (Azelainsäure) und 1,10-Decandisäure (Sebazinsäure) und Mischungen davon As such polyvalent carboxylic acids, 1,4-butanedioic acid (succinic acid), 1,6-hexanedioic acid (adipic acid), Nonanedioic acid (azelaic acid) and 1,10-decanedioic acid (sebacic acid) and mixtures thereof
In einigen bevorzugten Ausführungsformen sind die Monocarbonsäuren oder Monoalkohole (Verkappungsmittel) verzweigt oder es sind zumindest verzweigte Verbindungen in einer Mischung enthalten. In some preferred embodiments, the monocarboxylic acids or monoalcohols (capping agents) are branched or at least branched compounds are contained in a mixture.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen sind die Carbonsäuren mit mindestens zwei Carboxygruppen oder Polyole (Verbundmittel) verzweigt oder es sind zumindest verzweigte Verbindungen in einer Mischung enthalten. In some preferred embodiments, the carboxylic acids are branched with at least two carboxy groups or polyols (compounding agents) or at least branched compounds are contained in a mixture.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen sind sowohl Verbundmittel als auch Verkappungsmittel verzweigt oder es sind zumindest verzweigte Verbindungen in einer Mischung enthalten. In some preferred embodiments, both compounding agents and capping agents are branched or at least branched compounds are contained in a mixture.
Als molares Verhältnis von Hydroxycarbonsäuren zu Monocarbonsäuren oder Monoalkoholen (oder bei Variante c) zur Summe aus Monocarbonsäuren oder Monoalkoholen) hat sich ein Bereich von 3: 1 bis 1 : 1 als geeignet erwiesen. Als molares Verhältnis von Hydroxycarbonsäuren zu Polyolen hat sich ein Verhältnis von 12 : 1 bis 2: 1, bevorzugt 7: 1 bis 2 : 1 bewährt. As a molar ratio of hydroxycarboxylic acids to monocarboxylic acids or monoalcohols (or in variant c) to the sum of monocarboxylic acids or monoalcohols) a range from 3: 1 to 1: 1 has proven to be suitable. A molar ratio of hydroxycarboxylic acids to polyols has proven to be a ratio of 12: 1 to 2: 1, preferably 7: 1 to 2: 1.
Die erfindungsgemäßen Estolid-Ester weisen typischerweise eine Viskosität von mindestens 80 mm2/s bei 40 °C auf. Bei Verwendung von ausschließlich Monoalkoholen und Monosäuren nach der Variante c) weisen die erfindungsgemäßen Estolidester typischerweise eine Viskosität von mindestens 40 mm2/s bei 40 °C The estolide esters according to the invention typically have a viscosity of at least 80 mm 2 / s at 40 ° C. If only monoalcohols and monoacids according to variant c) are used, the estolide esters according to the invention typically have a viscosity of at least 40 mm 2 / s at 40 ° C.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Estolid-Ester, umfassend die Schritte der Veresterung von The invention also relates to a process for the preparation of the estolide esters according to the invention, comprising the steps of esterifying
- Hydroxycarbonsäuren mit 12 - 24 C-Atomen, wobei die Hydroxycarbonsäuren ungesättigte Hydroxycarbonsäuren umfassen - Hydroxycarboxylic acids with 12-24 carbon atoms, the hydroxycarboxylic acids comprising unsaturated hydroxycarboxylic acids
mit a) With a)
- Monocarbonsäuren mit 6 bis 22 C-Atomen und - Monocarboxylic acids with 6 to 22 carbon atoms and
- Polyolen mit mindestens zwei Hydroxygruppen - Polyols with at least two hydroxyl groups
oder or
b) b)
- Monoalkoholen mit 8 bis 22 C-Atomen und - Monoalcohols with 8 to 22 carbon atoms and
- linearen Carbonsäuren mit mindestens zwei Carboxygruppen - Linear carboxylic acids with at least two carboxy groups
oder c) or c)
- Monocarbonsäuren mit 6 bis 22 C Atomen und - Monocarboxylic acids with 6 to 22 C atoms and
- Monoalkoholen mit 8 bis 22 C Atomen. - Monoalcohols with 8 to 22 C atoms.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Estolid-Ester als Basisöl für Schmierstoffe sowie ein Schmierstoff enthaltend einen erfindungsgemäßen Estolid-Ester. Bevorzugt enthalten solche Schmierstoffe weitere Zusatzstoffe ausgewählt aus der Gruppe von Antioxidantien, Entschäumern, Extreme Pressure Additiven, Verschleißhemmern und Pour Point-Erniedrigern. Another object of the invention is the use of the estolide esters according to the invention as a base oil for lubricants and a lubricant containing an estolide ester according to the invention. Such lubricants preferably contain further additives selected from the group of antioxidants, defoamers, extreme pressure additives, wear inhibitors and pour point depressants.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert. The invention is illustrated by the examples below.
Beispiel 1: Synthese eines Estolid-TMP-Esters mit C8/C10-Fettsäure (ISO-VG 150) Example 1: Synthesis of an Estolid TMP Ester with C8 / C10 Fatty Acid (ISO-VG 150)
105,4 g eines C8/C10 Fettsäuregemischs (58:42 Gew.-%) und 200 g einer Rizinolsäure werden in einem Dreihalskolben mit einem Intensivkühler und Thermometer vorgelegt und bei 180 - 250 °C und 100 - 250 mbar verestert, bis die Hydroxyzahl des Reaktionsgemisches <30 mg KOH/g beträgt. Das Gemisch wird abgekühlt und 30,0 g 1,1,1-Trimethylolpropan und 0,1 g SnO als Katalysator zudosiert. Anschließend wird das Produkt bei 185 - 220 °C und 100 - 250 mbar solange verestert, bis die Säurezahl < 2 mg KOH/g beträgt. Nach Entfernen des Katalysators erhält man den Ester mit einer Viskosität von ca. 150 mm2/s. 105.4 g of a C8 / C10 fatty acid mixture (58:42 wt .-%) and 200 g of a ricinoleic acid are placed in a three-necked flask with an intensive cooler and thermometer and esterified at 180 - 250 ° C and 100 - 250 mbar until the hydroxyl number of the reaction mixture is <30 mg KOH / g. The mixture is cooled and 30.0 g of 1,1,1-trimethylolpropane and 0.1 g of SnO are added as a catalyst. Then the product at 185 - 220 ° C and 100 - 250 mbar esterified until the acid number is <2 mg KOH / g. After removing the catalyst, the ester is obtained with a viscosity of approx. 150 mm 2 / s.
Beispiel 2: Synthese eines Estolid-NPG-Esters mit C8/C10-Fettsäure (ISO-VG 68) Example 2: Synthesis of an Estolid NPG Ester with C8 / C10 Fatty Acid (ISO-VG 68)
150.8 g eines C8/C10 Fettsäuregemischs (58:42 Gew.-%) und 333,1 g einer Rizinolsäure werden in einem Dreihalskolben mit einem Intensivkühler und Thermometer vorgelegt und bei 180 - 200 °C und 100 - 250 mbar verestert, bis die Hydroxyzahl des Reaktionsgemisches <30 mg KOH/g beträgt. Das Gemisch wird abgekühlt und 54,1 g 2,2-Dimethylolpropan und 0,1 g SnO als Katalysator zudosiert. Anschließend wird das Produkt bei 185 - 220 °C und 100 - 250 mbar solange verestert, bis die Säurezahl < 2 mg KOH/g beträgt. Nach Entfernen des Katalysators erhält man einen Ester mit einer Viskosität von ca. 70 mm2/s. 150.8 g of a C8 / C10 fatty acid mixture (58:42 wt .-%) and 333.1 g of a ricinoleic acid are placed in a three-necked flask with an intensive cooler and thermometer and esterified at 180 - 200 ° C and 100 - 250 mbar until the hydroxyl number of the reaction mixture is <30 mg KOH / g. The mixture is cooled and 54.1 g of 2,2-dimethylolpropane and 0.1 g of SnO are added as a catalyst. The product is then esterified at 185-220 ° C and 100-250 mbar until the acid number is <2 mg KOH / g. After removing the catalyst, an ester with a viscosity of about 70 mm 2 / s is obtained.
Beispiel 3: Synthese eines Estolid-TMP-Ester mit C8/C10-Fettsäure (ISO-VG 320) Example 3: Synthesis of an Estolid TMP Ester with C8 / C10 Fatty Acid (ISO-VG 320)
75.4 g eines C8/C10 Fettsäuregemischs (58:42 Gew.-%) und 333,1 g einer Rizinolsäure werden in einem Dreihalskolben mit einem Intensivkühler und Thermometer vorgelegt und bei 180 - 200 °C und 100 - 250 mbar verestert, bis die Hydroxyzahl des Reaktionsgemisches <30 mg KOH/g beträgt. Das Gemisch wird abgekühlt und 28,5 g 2,2-Dimethylolpropan und 0,1 g SnO als Katalysator zudosiert. Anschließend wird das Produkt bei 180 - 220 °C und 10 - 100 mbar solange verestert, bis die Säurezahl < 2 mg KOH/g beträgt. Nach Entfernen des Katalysators erhält man einen Ester mit einer Viskosität von ca. 320 mm2/s. 75.4 g of a C8 / C10 fatty acid mixture (58:42% by weight) and 333.1 g of a ricinoleic acid are placed in a three-necked flask with an intensive cooler and thermometer and esterified at 180 - 200 ° C and 100 - 250 mbar until the hydroxyl number of the reaction mixture is <30 mg KOH / g. The mixture is cooled and 28.5 g of 2,2-dimethylolpropane and 0.1 g of SnO are added as a catalyst. The product is then esterified at 180-220 ° C and 10-100 mbar until the acid number is <2 mg KOH / g. After removing the catalyst, an ester with a viscosity of about 320 mm 2 / s is obtained.
Beispiel 4: Synthese eines Estolid-ITD-Ester mit Adipin (ISO-VG 100)Example 4: Synthesis of an Estolid-ITD Ester with Adipin (ISO-VG 100)
233.9 g Isotridecylalkohol und 333,1 g Rizinolsäure werden in einem Dreihalskolben mit einem Intensivkühler und Thermometer vorgelegt und bei 180 - 200 °C und 100 - 250 mbar verestert, bis die Hydroxyzahl des Reaktionsgemisches <30 mg KOH/g beträgt. Das Gemisch wird abgekühlt und233.9 g of isotridecyl alcohol and 333.1 g of ricinoleic acid are placed in a three-necked flask with an intensive cooler and thermometer and esterified at 180-200 ° C and 100-250 mbar until the hydroxyl number of the reaction mixture is <30 mg KOH / g. The mixture is cooled and
62.5 g Adipinsäure (1,6-Hexandisäure) und 0,1 g SnO als Katalysator zudosiert. Anschließend wird das Produkt bei 180 - 220 °C und 10 - 100 mbar solange verestert, bis die Säurezahl < 2 mg KOH/g beträgt. Nach Entfernen des Katalysators erhält man einen Ester mit einer Viskosität von ca. 100 mm2/s. 62.5 g of adipic acid (1,6-hexanedioic acid) and 0.1 g of SnO as a catalyst. The product is then at 180 - 220 ° C and 10 - 100 mbar esterified until the acid number is <2 mg KOH / g. After removal of the catalyst, an ester with a viscosity of approx. 100 mm 2 / s is obtained.
Beispiel 5: Synthese eines Estolid-MEG-Ester mit Isostearinsäure (ISO- VG 100) Example 5: Synthesis of an Estolid-MEG-Ester with Isostearic Acid (ISO-VG 100)
399,7 g Isostearinsäure und 333,1 g Rizinolsäure werden in einem Dreihalskolben mit einem Intensivkühler und Thermometer vorgelegt und bei 180 - 200 °C und 100 - 250 mbar verestert, bis die Hydroxyzahl des Reaktionsgemisches <30 mg KOH/g beträgt. Das Gemisch wird abgekühlt und 50,3 g Monoethlyenglycol und 0,1 g SnO als Katalysator zudosiert. Anschließend wird das Produkt bei 180 - 220 °C und 10 - 100 mbar solange verestert, bis die Säurezahl < 2 mg KOH/g beträgt. Nach Entfernen des Katalysators erhält man einen Ester mit einer Viskosität von ca. 100 mm2/s. 399.7 g of isostearic acid and 333.1 g of ricinoleic acid are placed in a three-necked flask with an intensive cooler and thermometer and esterified at 180-200 ° C and 100-250 mbar until the hydroxyl number of the reaction mixture is <30 mg KOH / g. The mixture is cooled and 50.3 g of monoethylene glycol and 0.1 g of SnO are added as a catalyst. The product is then esterified at 180-220 ° C and 10-100 mbar until the acid number is <2 mg KOH / g. After removal of the catalyst, an ester with a viscosity of approx. 100 mm 2 / s is obtained.
Beispiel 6: Synthese eines Estolid-ITD-Ester mit Isostearinsäure (ISO- VG 46) Example 6: Synthesis of an Estolid-ITD Ester with Isostearic Acid (ISO-VG 46)
399,7 g Isostearinsäure und 333,1 g Rizinolsäure werden in einem 399.7 g of isostearic acid and 333.1 g of ricinoleic acid are combined in one
Dreihalskolben mit einem Intensivkühler und Thermometer vorgelegt und bei 180 - 200 °C und 100 - 250 mbar verestert, bis die Hydroxyzahl desThree-necked flask with an intensive cooler and thermometer and esterified at 180 - 200 ° C and 100 - 250 mbar until the hydroxyl number of the
Reaktionsgemisches <30 mg KOH/g beträgt. Das Gemisch wird abgekühlt und 285,9 g Isotridecylalkohol und 0,1 g SnO als Katalysator zudosiert. Anschließend wird das Produkt bei 180 - 220 °C und 10 - 100 mbar solange verestert, bis die Säurezahl < 2 mg KOH/g beträgt. Nach Entfernen des Katalysators erhält man einen Ester mit einer Viskosität von ca. 46 mm2/s. Reaction mixture is <30 mg KOH / g. The mixture is cooled and 285.9 g of isotridecyl alcohol and 0.1 g of SnO are added as a catalyst. The product is then esterified at 180-220 ° C and 10-100 mbar until the acid number is <2 mg KOH / g. After removing the catalyst, an ester with a viscosity of approx. 46 mm 2 / s is obtained.
Beispiel 7: Synthese eines Estolid-TMP-Ester mit Isostearinsäure (ISO- VG 220) Example 7: Synthesis of an Estolid-TMP Ester with Isostearic Acid (ISO-VG 220)
399,7 g Isostearinsäure und 333,1 g Rizinolsäure werden in einem 399.7 g of isostearic acid and 333.1 g of ricinoleic acid are combined in one
Dreihalskolben mit einem Intensivkühler und Thermometer vorgelegt und bei 180 - 200 °C und 100 - 250 mbar verestert, bis die Hydroxyzahl desThree-necked flask with an intensive cooler and thermometer and esterified at 180 - 200 ° C and 100 - 250 mbar until the hydroxyl number of the
Reaktionsgemisches <30 mg KOH/g beträgt. Das Gemisch wird abgekühlt und 66,8 g TMP und 0,1 g SnO als Katalysator zudosiert. Anschließend wird das Produkt bei 180 - 220 °C und 10 - 100 mbar solange verestert, bis die Säurezahl < 2 mg KOH/g beträgt. Nach Entfernen des Katalysators erhält man einen Ester mit einer Viskosität von ca. 225 mm2/s. Reaction mixture is <30 mg KOH / g. The mixture is cooled and 66.8 g of TMP and 0.1 g of SnO are added as a catalyst. The product is then esterified at 180-220 ° C and 10-100 mbar until the acid number Is <2 mg KOH / g. After removing the catalyst, an ester with a viscosity of about 225 mm 2 / s is obtained.
Bestimmung des Hydrolysestabilität ASTM D2619 Determination of hydrolysis stability ASTM D2619
Die Bestimmung der Hydrolysestabilität der Estolide wurde gemäß der ASTM D 2619 vorgenommen. Als Messgröße wurde die Differenz der Säurezahl vor und nach Test verwendet. Verglichen wurden die Werte der Estolide gemäß der Beispiele 1 - 3 mit Komplexestem der jeweiligen ISO VG-Klasse. The hydrolysis stability of the estolides was determined in accordance with ASTM D 2619. The difference in the acid number before and after the test was used as the measurement variable. The values of the estolides according to Examples 1-3 were compared with complex esters of the respective ISO VG class.
Es wurden die in Tabelle 1 aufgeführten Werte erhalten. The values listed in Table 1 were obtained.
Bestimmung des Pourpoints Determination of the pour point
Der Pourpoint der Estolide wurde gemäß der ISO 3016 : 1994 bestimmt. Verglichen wurden erfindungsgemäße Estolide und solche der Adipin- und Dimerfettsäure. Verglichen wurden auch hier die Werte der Estolide gemäß der Beispiele 1 - 3 mit Komplexestem der jeweiligen ISO VG-Klasse. The pour point of the estolides was determined in accordance with ISO 3016: 1994. Estolides according to the invention and those of adipic and dimer fatty acid were compared. Here too, the values of the estolides according to Examples 1-3 were compared with complex esters of the respective ISO VG class.
Es wurden die in Tabelle 1 aufgeführten Werte erhalten. The values listed in Table 1 were obtained.

Claims

PatentansDrüche Patent claims
1. Estolidester erhältlich durch Veresterung von 1. Estolide ester obtainable by esterification of
- Hydroxycarbonsäuren mit 12 - 24 C-Atomen, wobei die- Hydroxycarboxylic acids with 12 - 24 carbon atoms, the
Hydroxycarbonsäuren ungesättigte Hydroxycarbonsäuren umfassen mit a) Hydroxycarboxylic acids include unsaturated hydroxycarboxylic acids with a)
- Monocarbonsäuren mit 6 bis 22 C-Atomen und - Monocarboxylic acids with 6 to 22 carbon atoms and
- Polyolen mit mindestens zwei Hydroxygruppen - Polyols with at least two hydroxyl groups
oder or
b) b)
- Monoalkoholen mit 8 bis 22 C-Atomen und - Monoalcohols with 8 to 22 carbon atoms and
- linearen Carbonsäuren mit mindestens zwei Carboxygruppen - Linear carboxylic acids with at least two carboxy groups
oder c) or c)
- Monocarbonsäuren mit 6 bis 22 C Atomen und - Monocarboxylic acids with 6 to 22 C atoms and
- Monoalkoholen mit 8 bis 22 C Atomen. - Monoalcohols with 8 to 22 C atoms.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ungesättigten Hydroxycarbonsäuren eine oder mehrere Doppelbindungen enthalten. 2. The method of claim 1, wherein the unsaturated hydroxycarboxylic acids contain one or more double bonds.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, wobei die Hydroxycarbonsäuren eine oder mehrere Hydroxylgruppen enthalten. 3. The method according to claim 1 and 2, wherein the hydroxycarboxylic acids contain one or more hydroxyl groups.
4. Estolidester nach Anspruch 1 bis 3, wobei die Monocarbonsäuren oder die Carbonsäuren mit mindestens zwei Carboxygruppen gesättigte oder ungesättigte Monocarbonsäuren sind. 4. Estolidester according to claim 1 to 3, wherein the monocarboxylic acids or the carboxylic acids with at least two carboxy groups are saturated or unsaturated monocarboxylic acids.
5. Estolidester nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Hydroxycarbonsäuren 12 bis 18 C-Atomen aufweisen . 5. Estolide ester according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydroxycarboxylic acids have 12 to 18 carbon atoms.
6. Estolidester nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das molare Verhältnis von Hydroxycarbonsäuren zu Polyolen oder Carbonsäuren mit mindestens zwei Carboxygruppen im Bereich von 12 : 1 bis 2 : 1 liegt. 6. Estolide ester according to any one of claims 1 to 5, wherein the molar ratio of hydroxycarboxylic acids to polyols or carboxylic acids with at least two carboxy groups is in the range from 12: 1 to 2: 1.
7. Estolidester nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das molare Verhältnis von Hydroxycarbonsäuren zu Monocarbonsäuren oder Monoalkoholen im Bereich von 3 : 1 bis 1 : 1 liegt. 7. Estolide ester according to any one of claims 1 to 6, wherein the molar ratio of hydroxycarboxylic acids to monocarboxylic acids or monoalcohols is in the range from 3: 1 to 1: 1.
8. Estolidester nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Polyole mehrwertige Alkohole ohne ß-H-Atome sind. 8. Estolideester according to any one of claims 1 to 7, wherein the polyols are polyhydric alcohols without β-H atoms.
9. Estolidester nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Polyole aus9. Estolidester according to any one of claims 1 to 8, wherein the polyols
Trimethylolpropan, Di-Trimethylolpropan, Neopentylglycol,Trimethylolpropane, di-trimethylolpropane, neopentyl glycol,
Pentaerythritol, Dipentaerytrithol, Isotridecanol, 2-Alkylalkohole (Guerbetalkohole) und Mischungen davon ausgewählt werden . Pentaerythritol, dipentaerytrithol, isotridecanol, 2-alkyl alcohols (Guerbet alcohols) and mixtures thereof can be selected.
10. Estolidester nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die ungesättigten Hydroxycarbonsäuren ausgewählt werden aus Ricinolsäure, Lesquerolsäure, 15-Hydroxy-Linolsäure, Auricolsäure oder Hydroxypalmitoleinsäure oder Mischungen davon . 10. Estolideester according to any one of claims 1 to 9, wherein the unsaturated hydroxycarboxylic acids are selected from ricinoleic acid, lesquerolic acid, 15-hydroxy-linoleic acid, auricolic acid or hydroxypalmitoleic acid or mixtures thereof.
11. Estolidester nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Monocarbonsäuren ausgewählt werden aus Hexansäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Pelargonsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Oleinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Arachidonsäure, Behensäure, Isostearinsäuren, Monomersäuren und Mischungen davon . 11. Estolide ester according to any one of claims 1 to 10, wherein the monocarboxylic acids are selected from hexanoic acid, caprylic acid, capric acid, pelargonic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid, behenic acid, isostearic acids, monomer acids and mixtures thereof.
12. Estolidester nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Carbonsäuren mit mindestens zwei Carboxygruppen ausgewählt werden aus 1,4- Butandisäure (Bernsteinsäure) 1,6-Hexandisäure (Adipinsäure), 1,9- Nonandisäure (Azelainsäure) und 1,10-Decandisäure (Sebazinsäure) oder Mischungen davon. 12. Estolide ester according to any one of claims 1 to 11, wherein the carboxylic acids with at least two carboxy groups are selected from 1,4-butanedioic acid (succinic acid), 1,6-hexanedioic acid (adipic acid), 1,9- Nonandioic acid (azelaic acid) and 1,10-decanedioic acid (sebacic acid) or mixtures thereof.
13. Estolidester nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Monoalkohole ausgewählt werden aus Octanol, Decanol, Isotridecylalkohol, 2-Alkyl Alkoholen, die nach der Guerbet Reaktion gewonnen werden und13. Estolide ester according to any one of claims 1 to 12, wherein the mono alcohols are selected from octanol, decanol, isotridecyl alcohol, 2-alkyl alcohols, which are obtained after the Guerbet reaction and
Mischungen davon. Mixtures of these.
14. Estolidester nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Viskosität mindestens 40 mm2/s bei 40°C beträgt oder mindestens 100 mm2/s bei 25°C beträgt. 14. Estolide ester according to any one of claims 1 to 13, wherein the viscosity is at least 40 mm 2 / s at 40 ° C or at least 100 mm 2 / s at 25 ° C.
15. Verfahren zur Herstellung von Estolidestern nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend die Schritte der Veresterung von 15. A process for the preparation of estolide esters according to any one of claims 1 to 14, comprising the steps of esterifying
- Hydroxycarbonsäuren mit 12 - 24 C-Atomen, wobei die- Hydroxycarboxylic acids with 12 - 24 carbon atoms, the
Hydroxycarbonsäuren ungesättigte Hydroxycarbonsäuren umfassen mit Hydroxycarboxylic acids include unsaturated hydroxycarboxylic acids
a) a)
Monocarbonsäuren mit 6 bis 22 C-Atomen und Monocarboxylic acids with 6 to 22 carbon atoms and
Polyolen mit mindestens zwei Hydroxygruppen Polyols with at least two hydroxyl groups
oder b) or b)
- Monoalkoholen mit 8 bis 22 C-Atomen und - Monoalcohols with 8 to 22 carbon atoms and
linearen Carbonsäuren mit mindestens zwei Carboxygruppen oder c) linear carboxylic acids with at least two carboxy groups or c)
Monocarbonsäuren mit 6 bis 22 C Atomen und Monocarboxylic acids with 6 to 22 C atoms and
- Monoalkoholen mit 8 bis 22 C Atomen, - monoalcohols with 8 to 22 C atoms,
insbesondere wobei die Veresterung 2-stufig erfolgt. in particular where the esterification takes place in two stages.
16. Verwendung eines Estolidester nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als Basisöl für Schmierstoffe. 16. Use of an estolide ester according to any one of claims 1 to 14 as a base oil for lubricants.
17. Schmierstoff, enthaltend einen Estolidester nach einem der Ansprüche 1 bis 14. 17. Lubricant containing an estolide ester according to one of claims 1 to 14.
EP20700952.3A 2019-01-23 2020-01-23 Estolide esters and use thereof as a base oil in lubricants Pending EP3914677A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19153186 2019-01-23
PCT/EP2020/051661 WO2020152286A2 (en) 2019-01-23 2020-01-23 Estolide esters and use thereof as a base oil in lubricants

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3914677A2 true EP3914677A2 (en) 2021-12-01

Family

ID=65200699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20700952.3A Pending EP3914677A2 (en) 2019-01-23 2020-01-23 Estolide esters and use thereof as a base oil in lubricants

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11591535B2 (en)
EP (1) EP3914677A2 (en)
JP (1) JP2022518576A (en)
KR (1) KR20210119400A (en)
AU (1) AU2020211346A1 (en)
WO (1) WO2020152286A2 (en)

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5458795A (en) * 1994-01-28 1995-10-17 The Lubrizol Corporation Oils thickened with estolides of hydroxy-containing triglycerides
JPH07228881A (en) * 1994-02-17 1995-08-29 Ito Seiyu Kk Ester composition
CN102066539B (en) * 2008-05-14 2017-02-08 科学与工业研究委员会 Castor oil fatty acid based estolide esters and their derivatives as potential lubricant base stocks
CN102549128B (en) * 2009-09-24 2014-03-05 陶氏环球技术有限责任公司 Estolide compositions having excellent low temperature properties
US8637689B2 (en) * 2010-08-31 2014-01-28 Biosynthetic Technologies, Llc Catalytic processes for preparing estolide base oils
US20130289291A1 (en) * 2010-09-24 2013-10-31 Dow Global Technologies Llc Estolide derivatives prepared from triglycerides
US8236194B1 (en) * 2011-06-17 2012-08-07 Lubrigreen Biosynthetics, Llc Refrigerating fluid compositions comprising estolide compounds
WO2012173774A1 (en) * 2011-06-17 2012-12-20 Lubrigreen Biosynthetics, Llc Estolide compositions exhibiting high oxidative stability
US8829216B2 (en) * 2011-08-31 2014-09-09 Biosynthetic Technologies, Llc Hydroxy estolides, poly-capped estolides, and methods of making the same
SG10201600292YA (en) * 2011-12-19 2016-02-26 Biosynthetic Technologies Llc Processes For Preparing Estolide Base Oils And Oligomeric Compounds That Include Cross Metathesis
US9018406B2 (en) * 2012-03-27 2015-04-28 Biosynthetic Technologies, Llc Dicarboxylate-capped estolide compounds and methods of making and using the same
EP2855420A4 (en) * 2012-06-04 2015-07-08 Biosynthetic Technologies Llc Processes for preparing estolide base oils and lubricants that include transesterification
WO2015006352A1 (en) * 2013-07-09 2015-01-15 Biosynthetic Technologies, Llc Polyol estolides and methods of making and using the same
WO2015047903A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 Biosynthetic Technologies, Llc Two-cycle lubricants comprising estolide compounds
BR112016006787A2 (en) * 2013-10-02 2017-08-01 Biosynthetic Technologies Llc solid compositions exhibiting superior lubricant composition properties
JP6761851B2 (en) * 2015-07-24 2020-09-30 エボニック オペレーションズ ゲーエムベーハー Use of polyglycerol ester as a friction modifier in lubricant formulations
KR20180088888A (en) * 2015-11-30 2018-08-07 바이오신세틱 테크놀로지스 엘엘씨 Ultra High Viscosity Estolide Base Oil and Process for its Preparation
CN108779057A (en) * 2016-11-04 2018-11-09 亨斯迈石油化学有限责任公司 The polylactone and production and preparation method thereof of vegetable oil alcoxylates
DE102018002041A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-04 Klüber Lubrication München Se & Co. Kg New ester compounds, process for their preparation and their use
DE102018002891A1 (en) * 2017-04-13 2018-10-18 Klüber Lubrication München Se & Co. Kg New ester compounds, process for their preparation and their use
JP6518815B1 (en) * 2018-05-01 2019-05-22 第三化成株式会社 Ester compounds and lubricating base oils
US11104859B2 (en) * 2019-08-12 2021-08-31 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture Polyethylene diester viscosity modifiers
US20210115352A1 (en) * 2019-10-22 2021-04-22 University Of North Texas Lubricant compositions having enhanced estolide content, methods of making, and uses thereof

Also Published As

Publication number Publication date
AU2020211346A1 (en) 2021-08-12
JP2022518576A (en) 2022-03-15
US20220112439A1 (en) 2022-04-14
WO2020152286A3 (en) 2020-10-01
WO2020152286A2 (en) 2020-07-30
US11591535B2 (en) 2023-02-28
KR20210119400A (en) 2021-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9605231B2 (en) Grease compositions comprising estolide base oils
DE3643935C2 (en) Synthetic polyol esters
DE69516154T2 (en) METHOD FOR PRODUCING A SYNTHETIC ESTER FROM VEGETABLE OIL
WO2007082639A1 (en) Use of esters comprising branched alkyl groups as lubricants
AU2012271204A1 (en) Grease compositions comprising estolide base oils
WO2007144079A2 (en) Lubricant compounds containing complex esters
DE69714732T2 (en) BIODEGRADABLE SYNTHETIC ESTERS AS A BASIC SUBSTANCE AND MADE FROM BRANCHED OXO ACIDS
DE900737C (en) Lubricating greases and processes for their manufacture
DE69701800T3 (en) HYDRAULIC FLUID
DE112012004075T5 (en) Industrial oil with a bio-like ester
CH703629A2 (en) Ester oils.
EP3914677A2 (en) Estolide esters and use thereof as a base oil in lubricants
DE102021133469B3 (en) Process for preparing lithium complex soap and lithium calcium complex soap greases
EP2444473B1 (en) Multi-dimensional polyester, production of same and use of same as base oil for lubricants
DE2551173C2 (en) Neutral complex esters
EP0623164B1 (en) Use as hydraulic fluids of esterification products of oleic acid with 2-alkyl-1-alkanols
EP2796447B1 (en) New compounds containing sulfide bridges, method for their manufacture and use thereof
DE2339065A1 (en) SYNTHETIC ESTER LUBRICANT
EP3255128A1 (en) Complex esters and their use
EP2228425A1 (en) Lubricant
EP1958932A1 (en) Esters and mixtures thereof and their application as lubricants or in hydraulic oils
DE102011079558A1 (en) Use of carboxylic acid esters e.g. as fuel, lubricant, industrial-grease, high-performance grease, coolant, slideway oil and turbine oil, where the carboxylic acid ester is the ester of a polyhydric carboxylic acid e.g. oxalic acid
WO2002083607A2 (en) Oxidation-stable hydraulic oil
EP2192105A1 (en) Lubricant and method of its production
DE102011010910A1 (en) Forming lubricant composition, in particular for the cold forming of metallic parts

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

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

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20210818

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

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

TPAC Observations filed by third parties

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNTIPA

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
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: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20230928