FI85159B - I smoerjmedel anvaendbar reaktionsprodukt av triaxol och aminfosfat. - Google Patents

Description

1 85159

Voiteluaineissa käytettävä triatsolin ja amiinifosfaatin reaktiotuote Tämä hakemus kohdistuu triatsolin ja amiinifosfaatin reaktio-tuotteeseen, joka sopii käytettäväksi lisäaineena mm. voiteluaineissa.

Triatsoleja tiedetään käytetyn voiteluaineseoksissa metalli-deaktivaattoreina, kuten osoittaa US-patentti 3 597 353, jossa selostetaan 4,5,6,7-tetrahydrobentsolitriatsolin käyttöä metal-lideaktivaattorina luonnon ja synteettisissä voiteluaineissa.

US-patentissa 4 060 491 selostetaan 5-alkyylibentsolitriat-solien käyttöä, joissa alkyyliryhmä sisältää 4-16 hiiliatomia, menetelmässä, jolla pienennetään kulumista liikkuvien teräs/teräspintojen välillä.

US-patentissa 3 788 993 neuvotaan, että bentsotriatsolit reagoivat alkyyli- tai alkenyylimeripihkahappoanhydridien kanssa muodostaen reaktiotuotteita, jotka antavat voiteluöljyille korroosiota ehkäiseviä ominaisuuksia.

Nyt on havaittu, että aromaattisten triatsoliyhdisteiden ja amiinifosfaattien määrätyn tyyppiset adduktit antavat erinomaisen hapettumisstabiilisuuden, kulumista estävän ja ruostetta ehkäisevän suorituskyvyn voiteluaineseoksille, joihin niitä lisätään. Ne ovat erityisen tehokkaita sekä syntetisoitujen että mineraalipohjäisten teollisten voiteluaineiden suhteen. Yleensä tämän keksinnön adduktit muodostetaan antamalla esim. tolyylitriatsolin (TTE) reagoida aromaattisen amiinifosfaatin kanssa.

Keksinnölle on tunnusomaista, että reaktiotuote on saatu antamalla triatsolin ja amiinifosfaatin reagoida moolisuhteessa 1:3-3:1 lämpötilassa 80-125°C 1-8 tunnin ajan ympäristön tai korkeammissa paineissa, ja triatsolilla on seuraava kaava 2 85159

R

Λι—‘N

Γ jl I

H

jossa R on vety tai alempi alkyyli, ja amiinifosfaatilla on kaava 0

II

(Η0)χ - P - (CTNH$ - AR)y jossa x + y = 3 ja AR on aromaattinen ryhmä.

Tämän keksinnön adduktit voidaan muodostaa antamalla triat-soliyhdisteen reagoida aromaattisen amiinin kanssa TTZ:n ja amiinin välisessä moolisuhteessa 1:3-3:1. Reaktiolämpötilat vaihtelevat välillä 80°-125°C alueen 95-100°C ollessa edullinen. Yleensä reagenssit saatetaan kosketukseen 1-8 tunniksi 2-4 tunnin ollessa edullinen aika. Reaktio suoritetaan tavallisesti ympäristön paineissa; korkeampia paineita voidaan kuitenkin haluttaessa käyttää. Kuten alaan perehtyneet tietävät, kulloinkin käytetyt reaktioparametrit riippuvat valitusta lämpötilasta ja paineesta ja käytetyistä spesifisistä reagensseista. Niinpä korkeammissa lämpötiloissa ja paineissa reaktioaika voi olla lyhyempi kuin aika alemmissa lämpötiloissa ja paineissa annetulla reagenssiparilla.

Reaktio voi tapahtua katalyytin läsnäollessa tai ilman sitä. Kuitenkin luonteeltaan hapanta katalyyttiä, kuten etikkahap-poa, propionihappoa, tolueenisulfonihappoa, fosfori- tai poly-fosfori- ja metaanisulfonihappoja voidaan tehokkaasti käyttää. Emäksisiä katalyyttejä voidaan myös käyttää. Tyypillisiä esimerkkejä ovat natrium- tai kaliumalkoksidit ja natrium- tai kaliummetallit tai -hydroksidit.

Erityinen merkitys tässä keksinnössä on adduktien kyvyllä parantaa hapettumisen kestokykyä ja aikaansaada parantuneet korroosionesto-ominaisuudet öljyisille materiaaleille, kuten voiteluväliaineille, jotka voivat sisältää nestemäisiä öljyjä joko mineraali- tai synteettisen öljyn muodossa, 3 85159 jolla on voiteleva viskositeetti tai rasvan muodossa, jossa edellä mainittuja öljyjä voidaan käyttää kantoaineena.

Yleensä kun sekä paraffiinistä, nafteenista että niiden seosten mineraaliöljyä käytetään voiteluaineen tai rasvan kanto-aineena, sillä voi olla mikä tahansa sopiva voiteleva visko-siteettialue. Esimerkiksi n. 45-6000 SSU 37,8°C:ssa ja edullisesti 50-250 SSU 93,4°C:ssa. Näillä öljyillä voi olla viskositeetti-indeksit, jotka vaihtelevat aina n. 100 taan asti tai yli sen. Viskositeetti-indeksit 70-95 ovat edullisia. Näiden öljyjen keskimolekyylipainot voivat vaihdella välillä 250-800.

Kun voiteluainetta on määrä käyttää rasvan muodossa, voitelu-öljyä käytetään yleensä riittävä määrä tasapainottamaan koko rasvaseos sen jälkeen, kun ensin on otettu huomioon paksun-nosaineen ja muiden rasvaseokseen sisältyvien lisäainekompo-nenttien haluttu määrä. Suurta joukkoa eri materiaaleja voidaan käyttää paksunnos- tai geelitysaineina. Näitä voivat olla mitkä tahansa tavanomaiset metallisuolat tai -saippuat, joita on dispergoitu voitelevaan kantoaineeseen rasvan muodostavat määrät siihen asteeseen asti, että tuloksena oleva rasvaseos saa halutun konsistenssin. Muut paksunnosaineet, joita voidaan käyttää rasvaseoksessa, voivat sisältää ei-saippuaisia paksunnosaineita, kuten pintamodifioituja savia ja piidioksideja, aryyliureoita, kalsiumkomplekseja ja vastaavia materiaaleja. Yleensä käytetään rasvapaksuntimia, jotka eivät sula ja liukene, kun niitä käytetään vaaditussa lämpötilassa määrätyssä ympäristössä; kuitenkin kaikissa muissa suhteissa mitä tahansa materiaalia, jota normaalisti käytetään hiilivetynesteiden paksuntamiseen tai geelittäni!seen rasvan muodostamiseksi, voidaan käyttää valmistettaessa tämän keksinnön mukaisia parannettuja rasvoja.

Tapauksissa joissa halutaan synteettisiä öljyjä tai rasvan kantoaineena käytettyjä synteettisiä öljyjä mieluummin kuin mineraaliöljyä tai yhdessä niiden kanssa, erilaisia tämän tyyppisiä seoksia voidaan menestyksellä käyttää. Tyypillisiä syn * 85159 teettisiä kantoaineita ovat polyisobuteeni, polybuteenit, hydratut polydekeenit, polypropyleeniglykoli, polyetyleeni-glykoli, trimetylolipropaaniesterit, neopentyyli- ja penta-erytritoliesterit, di-(2-etyyliheksyyli)sebasaatti, di(2-etyy-liheksyyli)adipaatti, dibutyyliftalaatti, fluorihiilivedyt, silikaattiesterit, silaanit, fosforia sisältävien happojen esterit, nestemäiset ureat, ferroseenijohdannaiset, hydratut mineraaliöljyt, ketjutyyppiset polyfenyylit, siloksaanit ja silikonit (polysiloksaanit), alkyylisubstituoidut difenyyli-eetterit, joista tyypillisiä esimerkkejä ovat butyylisubsti-tuoidut bis<p-fenoksifenyyli)eetteri, fenoksifenyylieetterit.

On kuitenkin ymmärrettävä, että tässä tarkasteltavat seokset voivat sisältää myös muita materiaaleja. Esimerkiksi korroosion-estoaineita, äärimmäisten paineiden kestoaineita, viskositeetti-indeksiä parantavia aineita, kera-antioksidantteja ja kulumisen-estoaineita voidaan käyttää. Nämä materiaalit eivät vähennä tämän keksinnön seosten arvoa, pikemminkin nämä materiaalit toimivat antaen tavanomaiset ominaisuutensa juuri niille seoksille, joihin ne on liitetty.

Mineraaliöljypohjäisillä lämmönvaihtonesteillä, joita erityisesti tarkastellaan tämän keksinnön mukaisesti, on seuraavat ominaispiirteet: hyvä terminen stabiilisuus, korkea alkukiehu-mispiste, pieni viskositeetti, suuri lämmönkuljetuskyky ja pieni syövytystaipumus.

Lisäksi toiminnallisten nesteiden, kuten hydrauliikkanesteiden ja kierto/vaihteistoöljyjen hapetuksen ja korroosion kestokykyä voidaan merkittävästi parantaa tämän keksinnön addukteilla.

Tämän keksinnön addukteja voidaan käyttää mikä tahansa määrä, joka on tehokas aikaansaamaan halutunasteisen hapettumisen paranemisen, tai kulumiseneston paranemisen tai korroosioneston tämän keksinnön mukaisesti. Monissa sovellutuksissa addukteja käytetään tehokkaasti 0,01-10 p-%:n määrät ja edul- 5 85159 lisesti 0,1-1,0 % seoksen koko painosta.

Seuraava esimerkki ja vertailutulokset toimivat kuvaten tämän keksinnön uusia addukteja ja sanottuja addukteja sisältävien öljyisten materiaalien hapetuksenesto-, ruosteenesto- ja kulu-misenesto-ominaisuuksien merkittävää parannusta. On kuitenkin ymmärrettävää, ettei keksintöä ole tarkoitettu rajoitettavaksi tässä kuvattuja addukteja sisältäviin määrättyihin seoksiin. Kyseisten adduktien ja seosten eri muunnoksia voidaan käyttää, kuten alaan normaalisti perehtyneille helposti selviää.

Esimerkki

Tolyylitriatsolin ja aromaattisen amiinifosfaatin addukti Seos, jossa oli 100 g tolyylitriatsolia ja 300 g aromaattista amiinifosfaattisuolaa, joka oli saatu kaupallista tietä (Ciba-Geigy Irgalube 349) lämmitettiin hitaasti 95°C:n lämpötilaan sekoittaen. Kun seosta oli sekoitettu tässä lämpötilassa kahden tunnin ajan, saatu tuote muuttui aivan kirkkaaksi ja reaktio keskeytettiin välittömästi. Reaktiotuote jäähdytettiin huoneenlämpötilaan jatkuvasti sekoittaen. Lopullinen tuote oli kirkas ja erittäin viskoosi huoneenlämpötilassa.

Samaa menetelmää käytettiin tolyylitriatsolin tai bentsotriat-solin ja muiden amiinifosfaattisuolojen seosten kanssa. Nämä seokset antoivat vastaavia tuotteita. Kun tolyylitriatsolin ja amiinifosfaattisuolojen välistä painosuhdetta vaihdeltiin, lopputuotteen viskositeetti vaihteli identtisillä valmistusmenetelmillä .

Kolmea eri seosta tai vertailuöljyä käytettiin tämän keksinnön adduktien arvostelemiseen. Niiden vastaavat koostumukset esitetään taulukossa 1.

Synteettisten kierto/vaihteistoöljyjen hapettumisstabiilisuus-, kulumisenesto- ja ruosteenesto-ominaisuudet määritettiin ja tulokset esitetään taulukossa 2. Sen jälkeen vertailtiin seu-raavia synteettisen perusöljyn A seoksia: seosta, joka sisälsi (alkyyli)dinonyylifenyylifosfonaattia (näyte A); seosta, joka sisälsi aromaattisia amiinifosfonaatteja (näyte B) ja seosta (näyte C), joka sisälsi keksinnön mukaista 6 85159 (esimerkki) aromaattisen amiinifosfaatin ja tolyylitriatsolin adduktia. Jokainen seos sisälsi yhtä suuret määrät määriteltyä lisäainetta. Perusöljy ei sisältänyt muita lisäaineita kuin mitä esitetään taulukossa 1.

Pyörivän pommin hapetuskoe (RBOT) - ASTM D-2272 Koeöljy, vesi ja kuparikatalyyttikierukka, jotka sisältyvät peitettyyn las isä iliöön, asetetaan pommiin, joka on varustettu painemittarilla. Pommiin syötetään happea 721,9 kPa:n paineeseen, se asetetaan vakiolämpötilaiseen öljyhauteeseen, joka on asetettu 150°C:een ja pyöritetään aksiaalisesti nopeudella 100 rpm 30°:n kulmassa vaakatasosta.

Aika, joka koeöljyltä kuluu reagoimiseen annetun happitila-vuuden kanssa mitataan; ajan päättymistä osoittaa ominainen paineen lasku.

Ruostumiskoe - ASTM D-665 Tässä menetelmässä sekoitetaan seosta, jossa on 300 ml testattavaa öljyä ja 30 ml tislattua tai synteettistä merivettä riippuen vaatimuksesta, 60°C:n lämpötilassa sylinterimäisen teräskoekappaleen kanssa, joka on täysin upotettu siihen.

On tapana ajaa koetta 24 tuntia; koejakso voi kuitenkin sopimusosapuolten kesken olla sovittu lyhyemmäksi tai pitemmäksi. Tässä testissä testiä ajettiin 24 tuntia käyttäen synteettistä merivettä 60°C:ssa.

Katalyyttinen hapetuskoe

Adduktit sekoitettiin vastaaviin perusöljyihin. öljyt saatettiin sitten ilmavirtaukseen, jonka nopeus oli 5 1/h, 163°C:n lämpötilassa 40 tunnin ajaksi metallien läsnäollessa, joilla on hapettumista edistäviä ominaisuuksia: raudan, kuparin, lyijyn ja alumiinin. Lyijynäyte punnittiin ennen koetta ja sen jälkeen, sillä lyijy on eräs hapetuskorroosiolle herkimmästä metalleista. Testimittaukset ovat: happamuus-tai neutralointiluvun muutos mitattuna ASTM D-974-menetel-mällä, kinemaattisen viskositeetin muutos 98,9°C:ssa, lyijyhäviö milligrammoissa ja liete. Testien tulokset esi-

II

7 85159 tetään taulukossa 2 ja taulukossa 3.

Taulukko 1

Vertailuöljyjen koostumus

Synteettinen Synteettinen Mineraali- öljy A öljy B pohjainen öljy x)c

Synteettistä 79,50 80,00 - hiilivetynestettä (SHF)

Esteriä 20,00 20,00 - 2,54 cm SPN - - 99,75

Estettyä fenolia 0,50 - - DBPC (2,6-di-6- butyyli-p-kresoli) - - 0,25 x) Neutraali, liuottimena puhdistettu mineraaliöljy, jonka viskositeetti 37,8°C:ssa on 150 SUS.

Taulukko 2

Synteettisten kierto/vaihteistoöljyjen vertailu

Perusöljy Näyte a Näyte b Näyte c

Synteettinen öljy 100 99,80 99,80 99,80 A (SHF)

Alkyylifenyylifosfo- 0,20 naatti

Aromaattinen amiini- - 0,20 fosfaatti

Aromaattisen amiini-fosfaatin ja tolyyli-triatsolin addukti (Esimerkki 1) - - 0,20 ASTM-ruostekoe, tislattu vesi, epäonnis- epäonnis- onnis- onnis- 24 h/60°C tunut tunut tunut tunut

Pyörivän pommin hapetuskoe, minuuttia 250 255 220 480

Katalyyttinen hapetuskoe (163°C, 72 h)

Viskositeetin kasvu % 59,2 68,4 94,0 16,2

Neutralointiluvun kasvu 10,4 9,7 11,9 0,7 8 85159

Taulukko 3

Mineraalipohjaisten kiertovaihteistoöljyjen vertailu Näyte d Näyte e Näyte f

Mineraalipohjäinen 99,80 99,80 99,80 öljy

Kaupallinen lisäaine (öljyhappo + pitkäket- juinen pent amiini) 0,20

Aromaattinen amiini- 0,20 fosfaatti

Aromaattisen amiini-fosfaatin ja tolyyli-triätsoi in addukti x) (Esimerkki 1) 0,20

Bnulsion pysyvyysaste, minuuttia 0 ml:aan 25 11 9 ASTM-ruostekog, tislattu Qnnis- Onnis- Qinis- vesi, 24 h/60°C tunut tunut tunut

Pyörivän ponmin hapetuskoe, min 320 300 640

Mobil'in katalyyttinen hapetuskoe (163ÖC, 72 h)

Viskositeetin kasvu, % 51,1 19,3 12,6

Neutralointiluvun kasvu, % 3,8 3,0 0,7

Visuaalinen liete Raskas Kevyt Jälkiä x) Tämän keksinnön mukainen liuottimena puhdistettu mineraaliöljyn perusraaka-aine.

Tämän keksinnön mukaisten adduktien tehokkuutta arvosteltiin myös kulumista estävinä ja äärimmäisen paineen lisäaineina käyttäen standardia neljän pallon kulutuskoetta ja Timken'in kuormituskoetta. Synteettistä vertailuöljyä B käytettiin tähän arvosteluun. Eräs esimerkki, näyte g sisälsi ainoastaan standardilisäainepaketin, joka koostui Tikitetystä isobuteenista, silikonivaahdon poistajasta ja BASF Wyandotte'n Pluronic-polyoleista. Toinen esimerkki, näyte h sisälsi standardilisäainepaketin ynnä tämän keksinnön mukaisen esimerkin 1 ainetta. Esimerkin 1 tehokkuutta kulumista 9 85159 estävänä ja EP-lisäaineena osoittavat taulukossa 4 esitetyt tulokset.

Standardi neljän pallon kulutuskoetta on selostettu US-pa-tentissa n:o 3 423 316. Yleisesti tässä kokeessa pidetään kolmea 52-100-terästä olevaa teräskoepalloa pallokupissa.

Neljäs pallo, joka on sijoitettu pyörivälle pystyakselille, saatetaan kosketukseen kyseisten kolmen pallon kanssa ja pyöritetään niitä vasten. Voimaa, jolla neljättä palloa pidetään kolmea kiinteää palloa vasten, voidaan vaihdella halutun kuorman mukaan. Koevoiteluainetta lisätään pallo-kuppiin ja se toimii pyörityksen voiteluaineena. Kokeen lopussa teräspalloja tutkitaan kulumisnaarmujen suhteen; naarmuuntumisen määrä edustaa voiteluaineen tehokkuutta kulumista estävänä aineena (taulukko 2) .

Timken-kuormituskoe-ASTM D 2782 voidaan tiivistää seuraavasti: Se määrittää voitelunesteiden kuormankestokyvyn

Timken'in äärimmäisen paineen testauslaitteen avulla. Tes-tauslaitteessa käytetään teräksistä testikuppia, joka pyörii teräksistä testilaattaa vasten. Pyörimisnopeus on 800 +_ 5 rpm. Nestenäytteet esilämmitetään 37,8 + 2,8°C:een ennen testin aloittamista. Timken'in OK-kuorma on maksimi kuorman arvo, jolla pyörivä kuppi ei riko voiteluainekalvoa ja aiheuta uurtumista tai kiinnileikkautumista pyörivän kupin ja kiinteän laatan välillä.

1° 85159

Taulukko 4 EP/kulumisenesto-ominaisuudet Näyte g Näyte f

Synteettinen öljy B 98,60 97,90 X )

Standardi 1isäainepaketti 1,40 1,40

Esimerkki 1 - 0,70

Neljän pallon kulutuskoe,mm 0,70 0,35 40 kg, 1800 rpm, 93,3°C, 1 h

Timken'in OK-kuorma, N 50 65+

Esimerkki 1 testattiin myös mineraalipohjaisessa öljyssä. Tulokset esitetään taulukossa 3.

x) Koostumuksen suhteen katso sivu 10.

Taulukkojen 2, 3 ja 4 tuloksista käy ilmi, että tämän keksinnön adduktit ovat merkittävän tehokkaita ei vain hapetusstabi-lisaattoreina, vaan myös kulumista estävinä ja ruostetta ehkäisevinä lisäaineina sekä mineraali- että synteettisissä öljyissä.

Claims (12)

1. Triatsolin ja amiinifosfaatin reaktiotuote, joka sopii käytettäväksi lisäaineena mm. voiteluaineissa, tunnettu siitä, että se on seuraavan kaavan mukaisen triatsolin R -N J N H jossa R on vety tai alempi alkyyli, ja seuraavan kaavan mukaisen amiinifosfaatin O II (Η0)χ - P - (0"NH^ - AR)y jossa x+y=3jaAR edustaa aromaattista ryhmää, reaktiotuote, joka on saatu saattamalla mainitut yhdisteet reagoimaan toistensa kanssa moolisuhteessa 1:3-3:1 ja lämpötilassa 80-125°C.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen reaktiotuote, tunnettu siitä, että triatsoli käsittää tolyylitriatsolin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen reaktiotuote, tunnettu siitä, että triatsoli käsittää bentsotriatsolin.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen reaktiotuote, tunnettu siitä, että amiinifosfaatti käsittää aromaattisen amiinifosfaatin.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-4 mukaisen reaktiotuotteen käyttö voiteluaineseoksessa, joka käsittää suuremman osan voiteluviskositeettia omaavaa öljyä tai siitä valmistettua rasvaa ja pienemmän osan mainittua reaktiotuotetta. i2 85 1 59

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että reaktiotuotteen pitoisuus on välillä 0,001-10 paino-%.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että reaktiotuotteen pitoisuus on 0,1-1,0 paino-%.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että voitelevan viskositeetin omaava öljy on mineraaliöljy tai sen fraktio, synteettinen öljy tai mineraaliöljyn ja synteettisen öljyn seos.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että voiteluöljy on kierto/vaihdeöljy.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 5-9 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että mainittua reaktiotuotetta käytetään stabilisaattorina voiteluaineseoksessa.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 5-9 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että mainittua reaktiotuotetta käytetään kulumista vähentävänä lisäaineena voiteluaineseoksessa.

11 85159

12. Jonkin patenttivaatimuksen 5-9 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että mainittua reaktiotuotetta käytetään ruos-teenestoaineena voiteluaineseoksessa. i3 351 59