FI101157B - Menetelmä voiteluaineen lisäaineväkevöitteen valmistamiseksi - Google Patents

Description

101157

Menetelmä voiteluaineen lisäaineväkevöitteen valmistamiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä voiteluaineen lisä-5 aineväkevöitteen valmistamiseksi, jonka lisäaineväkevöitteen kokonaisemäsluku (KEL) on suurempi kuin 300. Tämä keksintö liittyy menetelmään maa-alkalimetallihydrokar-bonyylifenaattien ja niiden Tikitettyjen johdannaisten valmistamiseksi. Fenaateilla on sekä korkea kokonais-10 emäsluku (KEL) että sopiva viskositeetti. Ne ovat käyttökelpoisia voiteluöljyjen lisäaineina.

Yksi yleisesti käytetty yhdisteluokka voitelyöljyssä esiintyvien happamien aineiden neutraloimiseksi on metal-lialkyylifenaatit ja Tikitetyt metallialkyylifenaatit, 15 joissa metalli on maa-alkalimetalli, kuten esimerkiksi kalsium, magnesium tai barium. Sekä "normaaleja" että "yliemäksisiä" maa-alkalimetallialkyylifenaatteja on käytetty. Termiä "yliemäksinen" käytetään kuvaamaan niitä maa-alkalimetallifenaatteja, joissa maa-alkalimetalliosan 20 ekvivalenttiluvun suhde fenoliosan ekvivalenttilukuun on suurempi kuin 1:1, ja yleensä se on suurempi kuin 1,2:1 ja se voi olla jopa 4,5:1 tai sitä korkeampi. Sitä vastoin "normaaleissa" maa-alkalimetalli-alkyylifenaateissa maa-alkalimetalliosan ja fenoliosan välinen ekvivalenttisuhde 25 on 1:1. Tästä syystä "yliemäksiset" maa-alkalimetallial-kyylifenaatit pystyvät neutraloimaan paremmin hapanta ainetta kuin vastaavat "normaalit" maa-alkalimetallialkyyli-fenaatit.

On selvästi toivottavaa saada aikaan lisäaineväkevöi-30 te, joka sisältää maa-alkalimetallihydrokarbyyli-substi- tuoituja fenaatteja tai niiden Tikitettyjä johdannaisia, joiden KEL on korkea, eli KEL on suurempi kuin 300, ja edullisesti suurempi kuin 350. Aikaisemmin ei ole ollut mahdollista saada aikaan tuotteita tällaisin korkein KEL 35 arvoin, koska maa-alkalimetalliemästen korkeampien väke- 101157 2 vyyksien käyttö johtaa hyvin viskooseihin tuotteisiin. Pyrkimykset alentaa viskositeettia karbonointikäsittelyllä käyttämällä ylimäärin hiilidioksidia tekivät tuotteet öljyyn liukenemattomiksi. Kuitenkin EP-patenttihakemuksessa 5 nro 271262 kuvataan tuotteet, joiden KEL on yli 300, ja joissakin tapauksissa yli 350, vaikka samanaikaisesti säilytetään sopiva viskositeetti, eli alle 10'3 m2/s 100 °C:ssa; tämä saadaan aikaan sisällyttämällä reaktioseokseen tietty määrä tiettyjä karboksyylihappoja, 10 joissa on vähintään 10 hiiliatomia, tai niiden johdannaisia .

Yllä mainitussa EP-patenttihakemuksessa saadaan aikaan lisäaineväkevöite, joka on sopiva sisällytettäväksi lopulliseen voiteluöljykoostumukseen, ja joka sisältää: 15 (a) voiteluöljyä ja (b) voiteluöljyyn liukoista rikitettyä tai rikittämätöntä maa-alkalimetallihydrokarbyylifenaattia muunnettuna niin, että siihen on lisätty, koostumuksen painosta laskettuna, 2 - 40 paino-% joko (i) vähintään yhtä seuraavan kaavan 20 (I) mukaista karboksyylihappoa: R1-CH-COOH (I) 25 jossa R1 on C10-C24-alkyyli- tai -alkenyyliryhmä ja R2 on joko vety, Cx-Qj-alkyyliryhmä tai -CH2-COOH-ryhmä, tai sen anhydridiä, happokloridia tai esteriä, tai (ii) di- tai polykarboksyylihappoa, joka sisältää 36 - 100 hiiliatomia, tai sen anhydridiä, happokloridia tai esteriä.

30 Lisäaineväkevöite voidaan valmistaa kohotetussa lämpö tilassa reaktiossa, johon osallistuvat 1) hydrokarbyyli-fenoli ja mahdollisesti rikki, 2) maa-alkalimetalliemäs, 3) liuotin, kuten esimerkiksi polyhydrinen alkoholi, 4) voiteluöljy, 5) hiilidioksidi ja 6) 2 - 40 painoprosenttia 35 väkevöitteen painosta aikaansaava määrä joko (i) karbok- 101157 3 syylihappoa, jolla on kaava (I) tai sen happoanhydridiä, happokloridia tai esteriä, tai (ii) di- tai polykarboksyy-lihappoa, joka sisältää 36 - 100 hiiliatomia, tai sen happoanhydridiä, happokloridia tai esteriä.

5 EP-patenttihakemuksessa 273 588 kuvataan myös tuot teet, joiden KEL on suurempi kuin 300. Tuotteet on valmistettu menetelmällä, joka on samanlainen kuin EP-patentti-julkaisussa nro 271262 kuvattu menetelmä, lukuunottamatta sitä, että lähtöaineina käytettyjen alkyylifenolien sijas-10 ta menetelmää käytettiin yliemäksisten maa-alkalimetal-lialkyylifenaattien parantamiseen.

EP-patenttijulkaisuissa 271262 ja 273588 kuvattu menetelmä voidaan suorittaa lisäainesosan läsnäollessa, joka ainesosa on reaktion katalyytti. Katalyyttinä tässä yh-15 teydessä voidaan käyttää epäorgaanista halidia, joksi sopii vetyhalidi, ammoniumhalidi tai metallihalidi. Sopivia metallihalidin metalliosuuksia ovat sinkki, alumiini ja maa-alkalimetalli, edullisesti kalsium. Halideista kloori on edullinen. Sopivia katalyyttejä ovat vetykloridi, kal-20 siumkloridi, ammoniumkloridi, alumiinikloridi ja sinkki-kloridi; edullinen on kalsiumkloridi.

Vaikka käyttämällä menetelmässä yllä mainittuja katalyyttejä saadaankin väkevöite, jonka KEL on suurempi kuin 300, menetelmän haittana on se, että käytetään klooria ; 25 sisältäviä yhdisteitä, jolloin on mahdollista että kloori- jäämiä esiintyy lopputuotteessa. Viimeksi mainittu seikka aiheuttaa mahdollisia ympäristöongelmia.

Olemme odottamatta havainneet, että tiettyjä klooria sisältämättömiä yhdisteitä, kuten esimerkiksi ammoniumase-30 taattia, voidaan hyödyllisesti käyttää yllä mainitun menetelmän reaktiossa, jolloin tuloksena voidaan valmistaa loppukoostumus, joka sisältää huomattavasti alhaisempia kloorimääriä.

Täten keksinnön kohteena on menetelmä voiteluaineen 35 lisäaineväkevöitteen valmistamiseksi, jonka väkevöitteen 101157 4 KEL on suurempi kuin 300 ja jolle menetelmälle on tunnusomaista, että se sisältää kohotetussa lämpötilassa suoritettavan reaktion, johon osallistuvat ainesosa (A); vähintään yksi yhdiste, joka on A(i) 5 maa-alkalimetallihydrokarbyyli-substituoitu fenaatti, A(ii) hydrokarbyyli-substituoitu fenoli, A(iii) maa-alka-limetallihydrokarbyyli-substituoitu fenaatti ja rikkiläh-de, A(iv) hydrokarbyyli-substituoitu fenoli ja rikkilähde, A (v) rikitetty maa-alkalimetallihydrokarbyyli-substituoitu 10 fenaatti tai A(vi) Tikitetty hydrokarbyyli-substituoitu fenoli, ainesosa (B); maa-alkalimetalliemäs lisättynä joko kertalisäyksenä tai useina lisäyksinä reaktion kulun väli-kohdissa, 15 ainesosa (C); vähintään yksi yhdiste, joka on C(i) polyhydrinen alkoholi, jossa on 2-4 hiiliatomia, C(ii) di (C2-C4) glykoli, C(iii) tri (C2-C4) glykoli, C(iv) mono- tai polyalkyleeniglykolialkyylieetteri, jolla on kaava (II) 20 R3(OR4)xOR5 (II) jossa R3 on -C6-aikyyliryhmä, R4 on alkyleeniryhmä, R5 on vety tai C^-Cg-aikyyliryhmä ja x on kokonaisluku välillä 1-6, C(v) Ci-C^-monohydrinen alkoholi, C(vi) C1-C20-keto- 25 ni, C(vii) Cj^-Cuj-karboksyylihappoesteri tai C(viii) C^-CjQ-eetteri, ainesosa (D); voiteluöljy, ainesosa (E) ; hiilidioksidi lisättynä ainesosan (B) kunkin lisäyksen jälkeen, 30 ainesosaa (F) riittävässä määrin saamaan aikaan 2-40 , paino-% väkevöitteen painosta; vähintään yksi yhdiste, joka on F(i) karboksyylihappo tai sen happoanhydridi, esteri tai suola, jolla hapolla on kaava (I) 101157 5 R1 -CH-COOH (I) J» jossa R1 on C10-C24-alkyyli- tai -alkenyyliryhmä ja R2 on 5 vety, C^-C^-alkyyliryhmä tai -CH2-COOH-ryhmä, tai F(ii) polykarboksyylihappo, joka sisältää 36 - 100 hiiliatomia, tai sen happoanhydridi, esteri tai suola, ja ainesosa (G); ammoniumalkanoaatti tai mono-, di-, tri- tai tetra-alkyyliammoniumformiaatti tai -alkanoaatti, 10 jolloin ainesosien (A) - (G) painosuhteet ovat sel laiset, että saadaan aikaan väkevöite, jonka KEL on suurempi kuin 300.

Keksinnön mukaisen menetelmän avulla voidaan valmistaa lisäaineväkevöitteitä, joiden KEL on korkea ja jotka si-15 sältävät maa-alkalimetallihydrokarbyyli-substituoituja fe- naatteja, jolloin on lähdetty hydrokarbyyli-substituoi-duista fenoleista joko rikin kera tai ilman sitä.

Keksinnön mukaisen menetelmän avulla on myös mahdollista aikaisemman kaltaisten KEL arvoiltaan matalien 20 tuotteiden tai spesifikaatioita täyttämättömien tuotteiden jatkokäsittely KEL arvoiltaan korkeiksi tuotteiksi, joilla on hyväksyttävä viskositeetti. Tässä erityistapauksessa vältetään rikkivedyn hävitysongelma, koska keksinnön mukaisen menetelmän aikan ei vapaudu rikkivetyä; vastoin me-; 25 netelmiä rikitetyn maa-alkalialkyylifenaattien valmistami seksi, jotka menetelmät käsittävät alkyylifenolin reaktion rikkilähteen kanssa; jolloin valmistus on mahdollista ympäristöherkillä alueilla ja vähemmän kehittyneellä tehtaalla .

30 Reaktiossa käytetyn ainesosan (G) määrä on sopivasti sellainen, että sitä on korkeintaan 2,0 paino-% väkevöit-teen kokonaispainosta.

Reaktioseoksen ainesosa (A) on (i) maa-alkalimetal-lihydrokarbyyli-substituoitu fenaatti, (ii) hydrokarbyyli-35 substituoitu fenoli, (iii) maa-alkalimetallihydrokarbyyli-substituoitu fenaatti ja rikkilähde, (iv) hydrokarbyyli- 101157 6 substituoitu fenoli ja rikkilähde, (v) rikitetty maa-al-kalimetallihydrokarbyyli-substituoitu fenaatti tai (vi) rikitetty hydrokarbyyli-substituoitu fenoli, tai seos, jossa on vähintään kahta aineosista A(i) - A(vi).

5 Silloin kun käytetään ainesosaa (A) (i) tai A(ii) lo pullinen lisäaineväkevöite sisältää maa-alkalimetal-lihydrokarbyyli-substituoitua fenaattia, ja silloin kun käytetään ainesosaa A(iii) , A(iv) , A(v) tai A(vi) lopullinen lisäaineväkevöite sisältää rikitettyä maa-alkalime-10 tallihydrokarbyyli-substituoitua fenaattia. Sopivia maa- alkalimetalleja ovat strontium, kalsium, magnesium ja barium, edullisesti kalsium, barium ja magnesium, edullisemmin kalsium.

Vaikka on mahdollista käyttää lähtöaineena (A) (ii) 15 hydrokarbyyli-substituoitua fenolia, A(iv) hydrokarbyy1i- substituoitua fenolia ja rikkilähdettä tai A(vi) rikitet-tyää hydrokarbyyli-substituoitua fenolia, on edullisempaa käyttää joko (A) (i), (A) (iii) tai A(v), eli parantaa en nalta muodostetun maa-alkalimetallihydrakarbyyli-substi-20 tuoitua fenaattia tai rikitettyä fenaattia. Fenaatti tai rikitetty fenaatti voi olla karbonoitua tai karbonoima-tonta.

Hydrokarbyyli-substituoidun fenolin tai maa-alkali-metallihydrokarbyylifenaatin hydrokarbyyli-substituentti ; 25 on edullisesti alkyyliryhmä. Alkyyliryhmä voi olla haa roittunut tai haaroittumaton. Sopiva alkyyliryhmä sisältää 4 -50, edullisesti 9-28 hiiliatomia. Erityisen sopiva alkyylifenoli on C12-alkyylifenoli, joka on saatu alkyloi-malla fenolia propeenitetrameerilla. Hydrokarbyyli-substi-30 tuoitu fenaatti ja hydrokarbyyli-substituoitu fenoli voi olla mono- tai polysubstituoitu yhdiste. Erityisen sopiva polysubstituoitu fenoli on dinoyylifenoli. Silloin kun ainesosa (A) sisältää rikkilähteen tai rikitetyn fenaatin, lisäaineväkevöitteeseen sisältyvä rikkimäärä on edullises-35 ti 1 - 6 paino-%, edullisemmin 1,5-3 paino-% väkevöit- 101157 7 teen kokonaispainosta. Rikkilähde voi olla esimerkiksi alkuainerikki, rikkimonohalidi tai rikkidihalidi.

Maa-aikaiimetailihydrokarbonyylifenaattien valmistusmenetelmät ovat alalla hyvin tunnettuja.

5 Maa-alkalimetalliemäs (ainesosa B) voi olla sopiva maa-alkalimetallioksidi tai -hydroksidi, edullisesti - hydroksidi. Edullisia maa-alkalimetalleja ovat kalsium, magnesium ja barium, edullisempi on kalsium. Maa-alkalime-tallia on lisättävä suhteessa ainesosaan (A) määrä, joka 10 on riittävä saamaan aikaan tuotteen, jonka KEL on yli 300, edullisesti yli 350, edullisemmin yli 370, edullisimmin yli 400. Tähän määrän vaikuttavat useat tekijät mukaanlukien fenolin tai fenaatin luonne, lisättävän voiteluaineen määrä ja se on korkeampi kuin yleensä tunnetuissa 15 tekniikoissa käytetyt määrät.

Tyypillisesti ainesosan (B) ja ainesosan (A) painosuhde on 0,2 - 50:1, edullisesti 0,4 - 10 :1. Maa-alkalimetalliemäs voidaan lisätä reagoiviin lähtöaineisiin kerralla tai osa siitä voidaan lisätä reagoiviin lähtöaineisiin 20 ja loput yhdessä tai useammassa osassa menetelmän seuraa-vassa tai seuraavissa vaiheissa.

Ainesosa (C) voi olla polyhydrinen alkoholi, jossa on 2-4 hiiliatomia. Sopiva polyhydrinen alkoholi on dihyd-rinen alkoholi, kuten esimerkiksi etyleeniglykoli tai pro-; 25 pyleeniglykoli, tai trihydrinen alkoholi, kuten esimerkik si glyseroli. Sopiva di- tai tri-(C2-C4)-glykoli voi olla joko dietyleeniglykoli tai trietyleeniglykoli. Sopiva al-kyleeniglykolialkyylieetteri tai polyoksialkyleeniglykoli-alkyylieetteri voi olla seuraavan kaavan mukainen: 30 R3(OR4)xOR5 (II) jossa R3 on Ci-Cg-alkyyliryhmä, R4 on alkyleeniryhmä, R5 on vety tai C1-C6-alkyyliryhmä ja x on kokonaisluku välillä 35 1-6. Kaavan (II) mukaisia sopivia yhdisteitä ovat ety- leeniglykolin monometyyli- tai dimetyylieetterit, diety- 101157 8 leeniglykoli, trietyleeniglykoli tai tetraetyleeniglykoli. Erityisen sopiva diglykolieetteri on metyylidigoli (CH3OCH2CH2OCH2CH2OH) . Myös glykolien ja kaavan (II) mukaisten glykolieetterien seoksia voidaan käyttää. Ainesosa (C) 5 voi olla myös Cx C20 -monohydrinen alkoholi, C1-C20-ketoni, C1-C10-karboksyylihappoesteri tai Cx-C20 -eetteri, joka voi olla alifaattinen, alisyklinen tai aromaattinen. Esimerkkejä ovat metanoli, asetoni, 2-etyyliheksanoli, syklohek-sanoli, sykloheksanoni, bentsyylialkoholi, etyyliasetaatti 10 ja asetofenoni, edullisesti 2-etyyliheksanoli.

Tämän keksinnön edullisessa väkevöitteen valmistusmenetelmässä voidaan käyttää yhdistelmässä (i) ainesosaa (C) kuten yllä on määritelty ja liuotinta (ii).

Liuottimena (ii) sopii käyttää inerttiä hiilive-15 tyä, joka voi olla alifaattinen tai aromaattinen. Sopivia liuottimia ovat esimerkiksi tolueeni, ksyleeni, nafta ja alifaattiset parafiinit, kuten esimerkiksi heksaani, ja sykloalifaattiset parafiinit.

(i):n ja (ii):n sopiva yhdistelmä on metanoli ja tolu-20 eeni. Yhdistelmän (i) ja (ii) käytön etuna on se, että voidaan välttää etyleeniglykolin käyttö. Jäännösetyleeni-glykoli voiteluöljyn lisäaineessa voi johtaa korroosioon moottorissa, jossa väkevöitettä käytetään.

Sopiva voiteluöljy (ainesosa (D) ) on eläinrasva, kas-25 viöljy tai mineraaliöljy. Sopiva voiteluöljy on polttoaineesta johdettu voiteluöljy, kuten esimerkiksi nafteeni-pohjainen, parafiinipohjainen tai sekoitettu öljy. Erityisen sopivia ovat neutraaliliuotteiset öljyt. Vaihtoehtoisesti voiteluöljy voi olla synteettinen voiteluöljy.

30 Sopivia synteettisiä voiteluöljyjä ovat synteettiset este-rivoiteluöljyt, joihin luetaan diesterit, kiuten esimerkiksi dioktyyliadipaatti, dioktyylisebasaatti ja tridekyy-liadipaatti tai polymeeriset hiilivetyvoiteluöljyt, kuten esimerkiksi nestemäiset polyisobuteenit ja polyal-35 faolefiinit. Silloin, kun ainesosa (D) on kasvisöljy, lopullisessa voiteluainekoostumuksessa käytetty voiteluöljy, 101157 9 johon sisältyy väkevöite, on myös kasvisöljy. Sopivaa voiteluöljyä voi sisältyä 10 - 90 paino-%, edullisesti 10 - 70 paino-% koostumuksen painosta.

Ainesosa (E) on hiilidioksidi, joka voidan lisätä joko 5 kaasun muodossa tai kiinteänä, edullisesti kaasuna. Silloin kun sitä käytetään kaasuna, se voidaan sopivasti puhaltaa reaktioseoksen läpi. Käytetyn hiilidioksidin määrä on edullisesti 5-20 paino-%, erityisesti 9-15 paino-% väkevöitteen painosta.

10 Silloin, kun keksinnön menetelmä on jatkokäsittelyme- netelmä, (eli ainesosa (A) sisältää A(i), A(iii) tai A(v)) on edullista, että ainesosa (B) lisätään kahdessa vaiheessa, jolloin kutakin lisäystä seuraa hiilidioksidin lisäys. Kuitenkin silloin, kun ainesosa (A) sisältää fenolin, eli 15 se sisältää A(ii), A(iv) tai A(vi), on edullista, että ainesosa (B) lisätään kertalisäyksenä, ja myös hiilidioksidi lisätään kertalisäyksenä ainesosan (B) lisäyksen jälkeen.

Ainesosa (F) on yllä määritellyn kaavan (I) mukainen 20 F(i) karboksyylihappo tai sen esteri, happoanhydridi tai suola, tai F(ii) poly-karboksyylihappo, joka sisältää 36 - 100 hiiliatomia, tai sen esteri, happoanhydridi tai suola. Yllämainitun lisäysmäärän tulisi olla riittävä muodostamaan 2-40 paino-% väkevöitteen painosta. Maa-alka-• 25 limetallihydrokarbyylifenaatti on siis tällä tavalla muun nettu. Edullisesti kaavan (I) mukaisessa karboksyylihapos-sa R1 on haaroittumaton alkyyli tai alkenyyli. Kaavan (I) mukaisia edullisia happoja ovat ne, joissa R1 on C10-C24, edullisemmin C18-C24, suoraketjuinen alkyyli, ja R2 on vety.

30 Sopivia tyydytettyjä kaavan (I) mukaisia karboksyylihap-poja ovat esimerkiksi kapriinihappo, lauriinihappo, myris-tiinihappo, palmitiinihappo, steariinihappo, isostea-riinihappo, arakishappo, beheniinihappo ja lignoseriini-happo. Sopivia kaavan (I) mukaisia tyydyttymättömiä hap-35 poja ovat esimerkiksi lauroleiinihappo, myristoleiinihap-po, palmitoleiinihappo, oleiinihappo, gadoleiinihappo, 101157 10 erusiinihappo, risinoleiinihappohappo, linoleiinihappo ja linoleniinihappo. Myös happojen seoksia voidaan käyttää, kuten esimerkiksi rapsirasvahappoa. Erityisen sopivia hap-poseoksia ovat ne kaupalliset laadut, jotka sisältävät 5 erilaisia happoja, mukaanlukien sekä tyydytetyt että tyy-dyttymättömät hapot. Tällaisia seoksia on saavissa synteettisesti tai niitä voidaan johtaa luonnon tuotteista, kuten esimerkiksi puuvillaöljystä, maapähkinäöljystä, koo-kosöljystä, pellavansiemenöljystä, palmusiemenöljystä, 10 oliiviöljystä, maissiöljystä, palmuöljystä, risiiniöljystä, soijapapuöljystä, auringonkukkasijystä, silliöljystä, sardiiniöljystä ja talista. Myös rikitettyjä happoja ja happoseoksia voidaan käyttää. Karboksyylihappojen sijasta tai niiden lisäksi voidaan käyttää hapon happoanhydridin 15 estereitä, edullisesti happoanhydridiä. Silloin, kun käytetään karboksyylihapon suolaa, on edullista, että suola on maa-alkalimetallisuola. Kuitenkin on edullista käyttää karboksyylihappoa tai karboksyylihappojen seosta. Edullinen kaavan (I) mukainen karboksyylihappo on steariini-2 0 happo.

Sen sijaan tai sen lisäksi, että käytetään (F) (i) , F(ii), joka on polykarboksyylihappo, joka sisältää 36 - 100 hiiliatomia, voidaan käyttää sen esteriä, tai happoanhydridiä. F(ii) on edullisesti dikarboksyylihappo.

25 Esimerkkejä ovat polyisobuteenisukkiniinihappo tai po ly isobuteenisukkiniinianhydridi .

Edullisesti kaavan (I) mukaista karboksyylihappoa tai -happoja tai polykarboksyylihappoa tai sen esteriä, happoanhydridiä tai suolaa käytetään 10 - 40 paino-%, edul-30 lisemmin 12 - 20 paino-%, esimerkiksi noin 16 paino-% lisäaineväkevöitteen painosta. Yli 10 paino-% karboksyylihapon tai sen johdannaisen käytön etuna on se, että yleensä saadaan suhteellisesti alhaisempi väkevöitteen viskositeetti .

35 Maa-alkalimetallia esiintyy sopivasti lisäaineväke- vöitteessä 10 - 20 paino-% väkevöitteen painosta.

11 10115/

Ainesosa (G) on ammoniumalkanoaatti tai mono-, di-, tri- tai tetra-alkyyliammoniumformiaatti tai -alkanoaatti.

Sopiva alkanoaatti on C-2“C10 -alkanoaatti, edullisesti C2-C4-alkanoaatti, kuten esimerkiksi asetaatti tai propio-5 naatti; erityisen edullista on ammoniumasetaatin käyttö. Silloin, kun käytetään substituoitua ammoniumyhdistettä, se on edullisesti tetra-(C^-C^-alkyyli)ammoniumyhdiste, erityisesti tetrametyyliammoniumyhdiste, kuten esimerkiksi tetrametyyliammoniumasetaatti.

10 Edullisesti väkevöitteen KEL on suurempi kuin 350, edullisemmin suurempi kuin 370, ja vieläkin edullisemmin suurempi kuin 400. Koostumuksen sopiva viskositeetti mitattuna 100 °C on alle 10"3 m2/s, edullisesti alle 7,5* 10'4 m2/s, vielä edullisemmin alle 5 * 10~4 m2/s.

15 Aineksien (A) - (G) reaktio voidaan sopivasti suorit taa 50 - 200 °C:ssa, edullisesti 130 - 165 °C:ssa, paine voi olla normaali ilmanpaine, alipaine tai ylipaine.

Väkevöite voidaan ottaa talteen tavanomaisin keinoin, kuten esimerkiksi ainesosan (C) tislaavalla strippauk-20 sella.

Lopuksi on edullista suodattaa saatu väkevöite.

Yleisesti ottaen, tämän keksinnön menetelmällä tuotetaan väkevöite, jonka viskositeetti on alle 10'3 m2/s 100 °C:ssa, ja sillä voidaan tuottaa väkevöitteitä, joiden 25 viskositeetti on alle 7,5 * 10'4 m2/s tai alle 5 * 10"4 m2/s 100 °C:ssa. Lisäksi yleensä väkevöitteillä on toivotun kaltaiset viskositeetti-indeksi-ominaisuudet. Tällaiset viskosimetriset ominaisuudet ovat hyödyllisiä, koska ne mahdollistavat väkevöitteen käsittelyn (suodatus mukaan-30 lukien). Kuitenkin on mahdollista tuottaa myös väkevöit teitä, joiden viskositeetti on korkeampi kuin 10"3 m2/s 100 °C:ssa, yleensä korkeammilla KEL tasoilla. Tällaisten väkevöitteiden suodatus on ongelma, joka voidaan voittaa lisäämällä laimenninta ennen suodatusta ja strippaamalla 35 laimennin pois suodatuksen jälkeen. Vaihtoehtoisesti viskositeetiltaan korkeita väkevöitteitä, esimerkiksi väke- 101157 12 vöitteitä, joiden viskositeetti 100 C:ssa on yli 10'3 m2/s, ja joilla on myös korkea KEL, esimerkiksi suurempi kuin 350, voidaan laimentaa lisäämällä lisää voiteluöljyä samanaikaisesti pitämällä KEL suurempana kuin 300, ja siten 5 mahdollistamalla suodatus.

Lisäksi tämän keksinnön mukaisesti saadaan aikaan lopullinen voiteluainekoostumus, jossa koostumus sisältää voiteluöljyä ja lisäaineväkevöitettä, joka on valmistettu, kuten aikaisemmin on kuvattu.

10 Edelleen tässä keksinnössä saadaan aikaan lisäainevä- kevöitekoostumus, joka sisältää lisäaineväkevöitettä, joka on valmistettu, kuten aikaisemmin on kuvattu, ja mahdollisesti tehokkaita määriä yhtä tai useampaa tyypiltään tavanomaista voiteluöljyn lisäainetta.

15 Lisäaineväkevöitekoostumus sisältää tietysti vähemmän voiteluöljyä kuin lopullinen voiteluainekoostumus, kuten aikaisemmin on kuvattu.

Edullisesti lopullinen voiteluainekoostumus sisältää riittävän määrän lisäaineväkevöitettä, jotta saadaan ai-20 kaan KEL alueella 0,5 - 150.

Lopullisessa voiteluainekoostumuksessa esiintyvä lisä-aineväkevöitteen määrä riippuu lopullisen käytön luonteesta. Siis merialusten voiteluaineissa esiintyvä lisäaine-väkevöitteen sopiva määrä on se, jolla saadaan aikaan KEL 25 9 - 100 ja autojen moottorien voiteluaineissa sopiva määrä on se, jolla saadaan aikaan KEL 4-20.

Lopullinen voiteluaine voi sisältää myös tehokkaita määriä yhtä tai useampaa erityyppistä tavanomaista voiteluaineen lisäainetta, kuten esimerkiksi viskositeetti-30 indeksin parannusainetta, kulutuskestävyyden parannusai-netta, hapetuksen estoainetta, dispergointiainetta, ruos-teenestoainetta, jähmepisteen alennusainetta tai muita vastaavia, jotka lisäaineet voidaan sisällyttää koostumukseen joko suoraan tai väkevöitekoostumuksen välityksellä.

35 Seuraavaksi keksintöä valaistaan viittaamalla seuraa- viin esimerkkeihin.

101157 13

Termiä "KEL" käytetään viittaamaan kokonaisemäslukuun mg KOH/g mitattuna ASTM D 2896 menetelmällä. Viskositeetti mitattiin ASTM D445 menetelmällä. Esimerkissä 1 ADX 402, kaupallisesti saatava rikitetty kalsiumalkyylifenaatti 5 on johdettu ADX 100:sta, kaupallisesti saatavasta C12-alkyylifenolista, joka on saatu alkyloimalla fenolia pro-pyleenitetrameerilla, jota fenolia käytetään esimerkissä 2. Sekä ADX 100 että ADX 402 ovat saatavissa Adibis:lta. Esimerkki 1 10 Panos:

Kaupallinen rikitetty kalsiumalkyylifenaatti (250 KEL) ADX402 230 g

Voiteluöljy 26 g

Ammoniumasetaatti 3 g 15 Sammuttamaton kalkki 66 g

Steariinihappo 63 g

Menetelmä:

Yllä mainittu panos lämmitettiin 90 °C/93 kN/m2 (700 mm Hg), ja seosta sekoitettiin 1 tunti. Sen jälkeen 20 lämpötila nostettiin 115 °C:seen, jossa lämpötilassa lisättiin 2-etyyliheksanoli (151 g). Sen jälkeen lämpötila nostettiin 145 °C:seen/ 93 kN/m2 ja lisättiin nopeasti (1 minuutissa) etyleeniglykoli (32 g) . Seosta pidettiin 5 minuuttia 145 °C/93 kN/m2:ssa . Sen jälkeen lisättiin hii-25 lidioksidi (66 g) 145 °C/102 kN/m2 (1 bar) . Liuotin otettiin talteen 210 °C/1333 N/m2 (10 mm Hg), jolloin saatiin liuo-tintisle (186 g) . Sen jälkeen suodatettiin stripattu tuote (384 g). Tuotteen koostumus suodatuksen jälkeen oli seu-raava: 30 Kalsium: 15,0 % p/p

Rikki 2,0 % p/p C02 10,5 % p/p KEL 431 mg KOH/g

Viskositeetti 100 °C 711· 10'6 m2/s 101157 14

Esimerkki 2 Panos:

Kaupallinen alkyylifenoli ADX 100 64 g

Voiteluöljy 111 g 5 Rikki 23 g

Steariinihappo 59 g 2-etyylihaksanoli 130 g

Yllä mainittu panos lämmitettiin 120 °C/93 kN/m2 ja lisättiin poltettu kalkki (50 g). 2-etyyliheksanoliin 10 (57 g) liuotettu ammoniumasetaatti (3 g) lisättiin hitaas ti reaktioseokseen, joka sen jälkeen lämmitettiin 145 °C/ 93 kN/m2. Sen jälkeen lisättiin etyleeniglykoli (31 g) reaktioseokseen, joka oli samanaikaisesti lämmitetty 165 °C/102 kN/m2. Lisättiin hiilidioksidi (34 g) ja reak-15 tioseos jäähdytettiin 125 °C:seen. Lisättiin vielä poltettua kalkkia (30 g) ja reaktiolämpötila kohosi jälleen 165 °C/93 kN/m2 ja se pidettiin siinä 10 minuuttia. Lisättiin hiilidioksidi (17 g) 165 °C/102 kN/m2 ja sen jälkeen reaktioseos lämmitettiin 200 °C:seen, kun samanaikaisesti 20 nostettiin alipaine 1333 N/m2 liuottimen poiston aikaan saamiseksi. Sen jälkeen stripattu tuote (340 g) suodatettiin. Tuotteen koostumus suodatuksen jälkeen oli seuraava:

Kalsium: 13,5 % p/p :. 25 Rikki 3,1 % p/p KEL 3 81 mg KOHg"1

Viskositeetti 100 °C 204· 10'6 m2/s

Claims (10)

101157 15

1. Menetelmä voiteluaineen lisäaineväkevöitteen valmistamiseksi, jonka lisäaineväkevöitteen kokonaisemäs-5 luku (KEL) on suurempi kuin 300, tunnettu siitä, että menetelmä sisältää kohotetussa lämpötilassa suoritettavan reaktion, johon osallistuvat ainesosa (A); vähintään yksi yhdiste, joka on A(i) maa-aikaiimetai1ihydrokarbyyli-substituoitu fenaatti,

10 A(ii) hydrokarbyyli-substituoitu fenoli, A(iii) maa-alka- limetallihydrokarbyyli-substituoitu fenaatti ja rikkiläh-de, A(iv) hydrokarbyyli-substituoitu fenoli ja rikkilähde, A (v) rikitetty maa-alkalimetallihydrokarbyyli-substituoitu fenaatti tai A(vi) rikitetty hydrokarbyyli-substituoitu 15 fenoli, ainesosa (B); maa-alkalimetalliemäs lisättynä joko kertalisäyksenä tai useina lisäyksinä reaktion kulun väli-kohdissa, ainesosa (C); vähintään yksi yhdiste, joka on C(i) 20 polyhydrinen alkoholi, jossa on 2 - 4 hiiliatomia, C(ii) di (C2-C4) glykoli, C(iii) tri (C2-C4)glykoli, C(iv) mono- tai polyalkyleeniglykolialkyylieetteri, jolla on kaava (II) R3(OR4)xOR5 (II) 25 jossa R3 on Cj^-Cs-alkyyliryhmä, R4 on alkyleeniryhmä, R5 on vety tai Ci-Cg-alkyyliryhmä ja x on kokonaisluku välillä 1 - 6, C(v) Cx-CjQ-monohydrinen alkoholi, C(vi) C^-C^-keto-ni, C(vii) Ci-Cm-karboksyylihappoesteri tai C(viii)

30 Ci-C^-eetteri, ainesosa (D); voiteluöljy, ainesosa (E) ; hiilidioksidi lisättynä ainesosan (B) kunkin lisäyksen jälkeen, ainesosaa (F) riittävässä määrin saamaan aikaan 2-40 35 paino-% väkevöitteen painosta; vähintään yksi yhdiste, 101157 16 joka on F(i) karboksyylihappo tai sen happoanhydridi, esteri tai suola, jolla hapolla on kaava (I) R^CH-COOH (I) 5 h jossa R1 on C10-C24-alkyyli- tai -alkenyyliryhmä ja R2 on vety, C-L-C^-alkyyliryhmä tai -CH2-COOH-ryhmä, tai F(ii) polykarboksyylihappo, joka sisältää 36 - 100 hiiliatomia, 10 tai sen happoanhydridi, esteri tai suola, ja ainesosa (G); ammoniumalkanoaatti tai mono-, di-, tri- tai tetra-alkyyliammoniumformiaatti tai -alkanoaatti, jolloin ainesosien (A) - (G) painosuhteet ovat sellaiset, että saadaan aikaan väkevöite, jonka KEL on suu-15 rempi kuin 300.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainesosa (A) on vähintään yksi aineista A(i) , A(iii) ja A(v) .

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että ainesosa (B) on kalsiumoksidi tai -hydroksidi.

4. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainesosa (C) on etyleeniglykoli tai 2-etyyliheksanoli. •.25

5. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-4 mukai nen menetelmä, tunnettu siitä, että ainesosa (F) on steariinihappo tai sen suola.

6. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainesosa (G) 30 on ammoniumalkanoaatti tai tetra-alkyyliammoniumalkanoaat-ti .

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu alkanoaatti on C2-C4-alka-noaatti. 101157 17

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ainesosa (G) on ammoniumase-taatti.

9. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-8 mukai-5 nen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun voiteluaineen lisäaineväkevöitteen viskositeetti 100 °C:ssa on alle 10° m2/s.

10. Lopullinen voiteluainekoostumus, tunnet -t u siitä, että se sisältää voiteluöljyä ja voiteluöljyn 10 lisäaineväkevöitettä, joka on valmistettu minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-9 mukaisella menetelmällä. 101157 18