DE112006003061T5

DE112006003061T5 - Rostschutzmittel für hochparaffinische Grundschmieröle

Info

Publication number: DE112006003061T5
Application number: DE112006003061T
Authority: DE
Inventors: Mark E. Alameda OKAZAKI
Original assignee: Chevron USA Inc
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2026-10-18
Also published as: US7910528B2; US7906466B2; CN101578354A; US20090042754A1; US7732386B2; BRPI0617810A2; US7947634B2; ZA200803886B; CA2626796C; WO2007050451A2; US20100105587A1; CA2626796A1; US20100173809A1; CN101578354B; CN102504911A; US20100105591A1; DE112006003061B4; US7651986B2; US7683015B2; WO2007050451A3

Abstract

Rostschutzmittel, umfassend:
a) einen Löslichkeitsverbesserer mit einem Anilinpunkt kleiner 100°C,
b) ein Gemisch aus Aminphosphaten; und
c) eine Alkenylbernsteinsäure-Verbindung, ausgewählt aus einem Säurehalbester, einem Anhydrid, einer Säure und Gemischen davon;
wobei das Rostschutzmittel den 4-Stunden-TORT B-Rosttest besteht, wenn es in einer Menge kleiner 25 Gewichtsprozent in einem fertigen Schmiermittel verwendet wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein besseres Rostschutzmittel und fertige Schmiermittel hiermit. Das bessere Rostschutzmittel schützt im Gemisch mit hochparaffinischen Grundschmierölen vor Rost in einem synthetischem Meerwasser gemäß ASTM D 665-02.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein wirksamer Rostschutz in Fertigölen mit hochparaffinischen Grundschmierölen ist nur sehr schwer zu erreichen. Die hochparaffinischen Grundschmieröle umfassen Grundöle der API-Gruppe II mit mehr als 65% Kohlenstoffatomen in der paraffinischen Kette gemäß ASTM D 3238, Grundöle der Gruppe API-III mit mehr als 65% Kohlenstoffatomen in der paraffinischen Kette gemäß ASTM D 3238, Grundöle der API-Gruppe IV, innere Polyolefine, hydroisomerisiertes Fischer-Tropsch-Wachs und nach Fischer-Tropsch oligomerisierte Olefine. Andere versuchen sich an diesem Problem durch synergistische Gemische verschiedener Additive und Grundölgemische, wobei man die Menge an hochparaffinischem Grundöl im Fertigöl reduziert. Die gängigen Lösungsansätze bestehen aber nicht stets den 4-Stunden-TORT-B-Rosttest mit synthetischem Meerwasser gemäß ASTM D 665-02. Das Problem ist insbesondere dringlich bei höherviskosen Ölen des Typs ISO 100 und höher.
Andere stellen Schmierstoffzusammensetzungen mit gutem Rostschutz her, aber diese herkömmlichen Zusammensetzungen enthalten entweder eine andere Rostschutzformulierung und/oder sie werden mit anderen Grundölen hergestellt als in den erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsformen. Das US-Patent 4 655 946 offenbart beispielsweise ein Turbinenmotoröl, welches gegen Meerwasserkorrosion beständig ist, und das ein spezifisches Additivgemisch enthält, welches sich von dem hier offenbarten unterscheidet; und das vorzugsweise ein Syntheseester-Grundöl enthält. Das US-Patent 4 701 273 beschreibt Schmierstoffzusammensetzungen mit guter Metalldesaktivierung, die Antioxidationsmittel, Aminphosphate und ein bevorzugtes Benzotriazol-Derivat enthalten.
Es gibt eine Reihe von Patente, die duale Phosphor- und Schwefel-Additive in Kombination mit Aminphosphaten zur Herstellung besserer Belastungs-Schmiermittel beschreiben. Diese Patente umfassen US 5 801 130 ; US 5 789 358 ; US 5 750 478 ; US 5 679 627 ; US 5 587 355 ; US 5 585 029 und US 5 582 760 . Keines dieser Patente lehrt Schmieröle, die mit hochparaffinischen Grundölen hergestellt sind, welche einen wirksamen Rostschutz in Meerwasser bieten.
Das US-Patent 6 180 575 lehrt Schmieröle mit Rostschutzeigenschaften auf der Basis hochwertiger Grundöle wie Polyalphaolefinen oder hydroisomerisiertem Wachs (Petroleum oder Fischer-Tropsch) mit einem sekundären Grundöl, vorzugsweise einem langkettigen alkylierten Aromaten. Es wird eine synergistische Kombination von Additiven verwendet, die sich von der erfindungsgemäßen unterscheidet. Im Gegensatz zu dieser Erfindung umfasst das Additivgemisch kein Gemisch von Phosphataminen. Die Schmieröle in US-Patent 6 180 575 enthalten Löslichkeitsverbesserer in viel höheren Mengen, als es bei den erfindungsgemäßen bevorzugten Ausführungsformen nötig ist.
Das US-Patent 5 104 558 lehrt eine vo Rost schützende Özusammensetzung zur Verwendung bei der Oberflächenbehandlung von Stahlblechen, umfassend mindestens ein Mineralöl oder ein synthetisches Öl als Grundöl mit einer kinematischen Viskosität bei 40°C im Bereich von 5 bis 50 cSt. Das im US-Patent 5 104 558 eingesetzte synthetische Öl ist ausgewählt aus der Gruppe Polybuten, alpha-Olefin-Oligomer, Alkylbenzol, Alkylnaphthalin, Diester, Polyolester, Polyglycol, Polyphenylether, Tricresylphosphat, Silikonöl, Perfluoralkylether, Normalparafffin und Isoparaffin. Wenngleich dieses frühere Patent Alkylnaphthalin und Polyolester als geeignete Syntheseöle für Zusammensetzung beschreibt, enthält es keine Auswahl oder Angaben dahin, dass das synthetische Öl als Löslichkeitsverbesserer auch potentiell den Rostschutz verbessern kann. Alkylnaphthalin und Poylolester wurden mit anderen Syntheseölen mit hohen Anilinpunkten gruppiert, die keine erfindungsgemäßen Löslichkeitsverbesserer sind. Das US-Patent 5 104 558 verwendet auch andere Rostschutzadditive als die erfindungsgemäßen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Erfindung stellt ein Rostschutzmittel bereit, umfassend einen Löslichkeitsverbesserer mit einem Anilinpunkt unter 100°C; ein Gemisch von Aminphosphaten; und eine Alkenylbernsteinsäure-Verbindung, ausgewählt aus einem Säurehalbester, einem Anhydrid, einer Säure, und Gemischen davon, wobei das Rostschutzmittel den 4-Stunden-TORT B-Rosttest besteht, wenn es in einer Menge von weniger als 25 Gewichtsprozent in einem fertigen Schmierstoff verwendet wird.
Die Erfindung stellt auch ein fertiges Schmiermittel bereit, umfassend ein Rostschutzmittel, und ein Grundschmieröl in einer Menge zwischen etwa 60 bis etwa 98,5 Gewichtsprozent. Das Rostschutzmittel umfasst: a) einen Löslichkeitsverbesserer in einer Menge zwischen etwa 0,10 bis etwa 20 Gewichtsprozent, b) ein Gemisch aus Aminphosphaten in einer Menge zwischen etwa 0,001 bis etwa 2 Gewichtsprozent und c) eine Alkenylbernsteinsäure-Verbindung, ausgewählt aus einem Säurehalbester, einem Anhydrid, einer Säure und Gemischen davon in einer Menge zwischen etwa 0,0005 bis etwa 1,0 Gewichtsprozent.
Diese Erfindung stellt auch ein fertiges Schmiermittel mit einer kinematischen Viskosität bei 40°C zwischen etwa 90 und 1700 cSt bereit, das den 4-Stunden-TORT B-Rosttest besteht, umfassend mehr als 65 Gewichtsprozent Grundöl der API-Gruppe III, Grundöl der API-Gruppe IV, inneres Polyolefingrundöl oder Gemische davon, und zwischen etwa 0,10 Gewichtsprozent und etwa 5 Gewichtsprozent Löslichkeitsverbesserer mit einem Anilinpunkt von weniger als 50°C.
Die Erfindung stellt auch ein fertiges Schmiermittel bereit, umfassend eine größere Menge hydroisomerisiertes Fischer-Tropsch-Wachs, nach Fischer-Tropsch oligomerisierte Olefine, oder Gemische davon, und zwischen etwa 0,10 und etwa 5 Gewichtsprozent eines Löslichkeitsverbesserers mit einem Anilinpunkt von weniger als 10°C; wobei das fertige Schmiermittel den 4-Stunden-TORT B-Rosttest besteht.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Schmierstoffs, umfassend das Vermischen von a) etwa 0,001 bis etwa 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierstoffs, von einem Gemisch der Aminphosphate; b) etwa 0,001 bis etwa 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierstoffs, einer Alkenylbernsteinsäure-Verbindung, ausgewählt aus einem Säurehalbester, einem Anhydrid, einer Säure und Gemischen davon; c) etwa 0,10 bis etwa 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmierstoffs, eines Löslichkeitsverbesserers, und d) etwa 60 bis etwa 98,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches, eines Grundschmieröls, ausgewählt aus einem Grundöl der API-Gruppe II mit mehr als 65% Kohlenstoffatomen in der paraffinischen Kette, gemäß ASTM D 3238, einem Grundöl der API-Gruppe III mit mehr als 65% Kohlenstoffatomen in der paraffinischen Kette gemäß ASTM D 3238, einem Grundöl der API-Gruppe IV, einem inneren Polyolefin-Grundöl, einem hydroisomerisierten Fischer-Tropsch-Wachs, einem nach Fischer-Tropsch oligomierisierten Olefin-Grundöl, und Gemischen davon, wobei das Schmierstoff den 4-Stunden-TORT B-Rosttest besteht.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Verbesserung des Rostschutzes durch ein Schmieröl bereit, umfassend das Einbringen von etwa 0,10 Gewichtsprozent bis etwa 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmieröls, eines Löslichkeitsverbesserers mit einem Anilinpunkt kleiner 10°C, zu dem Schmieröl, wobei es der Einbringungsschritt ermöglicht, dass das Schmieröl den 4-Stunden-TORT B-Rosttest besteht.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein Rostschutzmittel ist ein Additiv, das mit einem Grundschmieröl gemischt wird, damit die Fertigschmierstoff-Anwendungen Rost verhindern. Beispiele für kommerzielle Rostschutzmittel sind Metalsulfonate, Alkylamine, Alkylaminphosphate, Alkenylbernstein säuren, Fettsäuren und Säurephosphatester. Rostschutzmittel umfassen gelegentlich ein oder mehrere Wirkstoffe. Beispiele für Anwendungen, bei denen Rostschutzmittel benötigt werden, umfassen Verbrennungsmotoren, Turbinen, elektrische und mechanische Drehmaschinen, Hydraulikanlagen, Getriebe und Verdichter. Rostschutzmittel wechselwirken mit den Stahloberflächen, so dass ein Oberflächenfilm erhalten wird oder Säuren neutralisiert werden. Die erfindungsgemäßen Rostschutzmittel sind in fertigen Schmierstoffen wirksam, wenn sie in einer Menge von weniger als 25 Gewichtsprozent, vorzugsweise in einer Menge von weniger als 10 Gewichtsprozent der Gesamt-Zusammensetzung verwendet werden. In bevorzugten Ausführungsformen schaffen sie einen wirksamen Rostschutz in Schmierölen in einer Menge von weniger als 1 Gewichtsprozent.
Der Rostschutz von Schmierölen wird mittels ASTM D 665-02 bestimmt. ASTM D 665-02, auf den hier verwiesen wird, betrifft einen Test, mit dem bestimmt wird, wie gut das Öl das Rosten eisenhaltiger Teile verhindert, sollte sich Wasser mit dem Öl mischen. In diesem Test wird ein Gemisch von 300 ml Testöl mit 30 ml destilliertem Wasser oder künstlichem Meerwasser bei einer Temperatur von 60°C gerührt, wobei eine zylindrische Stahlprobe 4 Stunden lang voll darin eingetaucht wird, wenngleich auch längere und kürzere Zeiten möglich sind. TORT A betrifft den ASTM D 665-02-Rosttest mit destilliertem Wasser. TORT B betrifft den ASTM D 665-02 Rosttest mit künstlichem Meerwasser. Die Ergebnisse des TORT A und TORT B-Rosttests sind entweder "bestanden" oder "nicht bestanden".
Fertige Schmierstoffe, die mit hochparaffinischen Grundschmierölen hergestellt werden, insbesondere solchen mit hochkinematischen Viskositäten, lassen sich schwer zu fertigen Schmierstoffen formulieren, die übereinstimmend den 4-Stunden-TORT B-Rosttest mit künstlichem Meerwasser bestehen. Das erfindungsgemäße Rostschutzmittel besteht erstmalig durchwegs den 4-Stunden-TORT B-Rosttest mit künstlichem Meerwasser, wird es mit hochparaffinischen Grundschmierölen verwendet, und zwar sogar mit Grundschmierölen mit hohen kinematischen Viskositäten.
Hochparaffinische Grundschmieröle umfassen API-Gruppe II, API-Gruppe III, API-Gruppe IV, innere Polyolefine, hydroisomerisiertes Fischer-Tropsch-Wachs, und nach Fischer-Tropsch oligomerisierte Olefine. Für diese hochparaffinischen Grundschmieröle, die zur API-Gruppe II oder API-Gruppe III gehören, ist im Zusammenhang dieser Offenbarung "hochparaffinisch" durch eine Menge zwischen mehr als 65 Gewichtsprozent und 100 Gewichtsprozent Kohlenstoffatomen in der paraffinischen Kette gemäß ASTM D 3238 definiert.
Im Zusammenhang dieser Offenbarung bedeutet eine "größere Menge" einer Komponente in einer Formulierung mehr als 50 Gewichtsprozent.
Löslichkeitsverbesserer:
Erfindungsgemäß geeignete Löslichkeitsverbesserer sind Flüssigkeiten mit niedrigen Anilinpunkten, die mit den Grundschmierölen kompatibel sind. Sie haben vorzugsweise eine kinematische Viskosität im Grundschmieröl-Bereich (2,0–75 cSt bei 100°C). Ihr Anilinpunkt ist kleiner als 100°C, vorzugsweise kleiner als 50°C, stärker bevorzugt kleiner als 20°C. Die Anilinpunkte steigen mit dem Molekulargewicht oder der Viskosität und sinken mit steigendem Gehalt an Naphthenen und Aromaten. Beispiele für geeignete Löslichkeitsverbesserer sind bestimmte herkömmliche Mineralöle und synthetische Schmierstoffe wie alkylierte Aromaten, organische Ester, alkyliertes Cyclopentadien oder alkyliertes Cyclopenten. Natürlich vorkommende und synthetische organische Ester können als Löslichkeitsverbesserer verwendet werden.
Der Anilinpunkt ist die niedrigste Temperatur, bei der gleiche Volumina von Anilin in einer bestimmten Menge Rohölprodukt löslich sind, wie bestimmt durch das Verfahren ASTM D 611-01a; somit ist es ein empirisches Maß für die Lösungsmittel-Kraft eines Kohlenwasserstoffs. Mit sinkendem Anilinpunkt eines Kohlenwasserstoffs steigt gewöhnlich die Löslichkeit des Kohlenwasserstoffs. Paraffinische Kohlenwasserstoffe haben höhere Anilinpunkte als aromatische Kohlenwasserstoffe. Einige typische Anilinpunkte für verschiedene Arten von Grundschmierölen sind:
Polyalphaolefin (API-Gruppe IV) → 115°C, API-Gruppe III → 115°C, API-Gruppe II → 102°C, API-Gruppe I – 80 bis 125°C
Die Menge an Löslichkeitsverbesserer in dem erfindungsgemäßen Rostschutzmittel wird derart ausgewählt, dass die Effizienz des Rostschutzmittels verbessert wird. Die Menge Löslichkeitsverbesserer ist gewöhnlich kleiner als 50 Gewichtsprozentdes Gesamtgemischs wenn es in ein Grundschmieröl zur Herstellung eines Schmierstoffs eingemischt wird. Die Menge Löslichkeitsverbesserer ist vorzugsweise zwischen etwa 0,10 und etwa 20 Gewichtsprozentdes Gesamtgemischs, stärker bevorzugt zwischen etwa 0,10 und etwa 15 Gewichtsprozent. Bei einer Ausführungsform, wenn der Löslichkeitsverbesserer einen Anilinpunkt von weniger als 10°C hat, kann es bei einer noch niedrigeren Menge verwendet werden; vorzugsweise zwischen etwa 0,10 und etwa 10 Gewichtsprozent oder vorzugsweise in einer Menge zwischen etwa 0,10 und etwa 5 Gewichtsprozent oder in einigen Fällen in einer Menge zwischen etwa 0,10 und 2 Gewichtsprozent des Gesamtgemischs, im Gemisch mit Grundschmieröl.
Synthetische Schmierstoff-Löslichkeitsverbesserer:
Beispiele für synthetische Schmierstoff-Löslichkeitsverbesserer, welche sich für das erfindungsgemäße Rostschutzmittel eignen, sind alkylierte Aromaten, organische Ester, alkyiertes Cyclopentadien und alkyliertes Cyclopenten. Alkylierte Aromaten sind synthetische Schmierstoffe, hergestellt aus der Alkylierung von Aromaten mit Halogenalkanen, Alkoholen oder Olefinen in der Anwesenheit eines Lewis- oder Brønsted-Säure-Katalysators. Ein Überblick über die alkylierten aromatischen Schmiermittel ist enthalten in Synthetic and High-Performance Functional Fluids, Hrsg. von Ronald L. Shubkin, 1993, S. 125–144. Beispiele für alkylierte Aromaten sind alkyliertes Naphthalin und alkyliertes Benzol. Nicht-einschränkende Beispiele für alkylierte Naphthaline, welche sich für die erfindungsgemäßen Rostschutzmittel eignen, sind Mobil MCP-968, ExxonMobilSynesstic^TM 5, ExxonMobil Synesstic^TM 12 und Gemische davon. Synesstiv^TM ist ein Warenzeichen der ExxonMobil Corporation.
Organische Ester aus tierischen oder pflanzlichen Quellen werden seit mehr als 4000 Jahren als Schmierstoff verwendet. Die polare Natur der Ester macht sie zu hervorragenden Löslichkeitsverbesserern. Natürlich vorkommende organische Ester finden sich in tierischen Fetten wie Spermöl und Talgöl oder in Pflanzenölen wie Rapsöl und Rizinusöl. Organische Ester werden durch Umsetzen von organischen Säuren mit Alkoholen synthetisiert. Der Anilinpunkt und andere Eigenschaften des organischen Esters werden von der Auswahl der Säure und Alkohol beeinflusst. Die erfindungsgemäß geeigneten organischen Ester sind Löslichkeitsverbesserer mit Anilinpunkten kleiner 100°C, vorzugsweise kleiner 50°C, stärker bevorzugt kleiner 20°C. Ein Überblick über die organischen Ester befindet sich in Synthetic Lubricants and High-Performance Functional Fluids, Hrsg. von Ronald L. Shubkin, 1993, S. 41–65. Die synthetischen organischen Estern umfassen Monoester, Diester, Phthalat, Trimellitat, Pyromellitat, Dimerat, Polyol und Polyoleat. Besondere Beispiele für Monoester sind 2-Ethylpelargonat, Isodecylpelargonat und Isotridecylpelargonat. Monoester werden hergestellt durch Umsetzen von einwertigen Alkoholen mit monobasischen Fettsäuren, die ein Molekül mit einer einzelnen Esterbindung und linearen oder verzweigten Alkylgruppen erzeugen.

Diese Produkte haben gewöhnlich eine sehr niedrige Viskosität (gewöhnlich unter 2 cSt bei 100°C) und besitzen sehr niedrige Gießpunkte und hohe Viskositätszahlen. Diester werden durch Umsetzen von einwertigen Alkoholen mit dibasischen Säuren hergestellt, so dass man ein Molekül erhält, das linear, verzweigt oder aromatisch sein kann und zwei Estergruppen aufweist. Die üblicheren Diestertypen sind Adipate, Azelate, Sebacate, Dodecandionate, Phthalate und Dimerate. Der Begriff "Polyolester" steht kurz für Neopentylpolyolester, die hergestellt werden durch Umsetzen monobasischer Fettsäuren mit polyedrischen Alkoholen mit einer "Neopentyl"-Struktur. Wie Diester sind viele verschiedene Säuren und Alkohole zur Herstellung von Polyolestern verfügbar, und tatsächlich ist eine noch größere Anzahl von Permutationen aufgrund mehrfacher Esterbindungen möglich. Im Gegensatz zu Diestern werden Polyolester nach dem Alkohol benannt und nicht nach der Säure, und die Säuren werden oft durch ihre Kohlenstoffketten länge veranschaulicht. Ein durch Umsetzen eines Gemischs von nC8- und nC10-Fettsäuren mit Trimethylolpropan hergestellter Polyolester wird beispielsweise als "TMP"-Ester bezeichnet und wird durch TMPC8C10 veranschaulicht. TMP-Trifettsäureester sind die bevorzugten erfindungsgemäßen Löslichkeitsverbesserer. Die folgende Tabelle zeigt die üblichsten Materialien, die zur Synthese der Polyolester verwendet wird.

POLYOLESTER UND ZUR VERFÜGUNG STEHENDE SAUREN
Allgemeine Alkohole	Anzahl an Estergruppen	Familie	Verfügbare Säuren
Neopentylglycol	2	NPG	Valerian- (nC5) Isopentan- (iC5) Hexan- (nC6) Heptan- (nC7) Octan- (nC8) Isooctan- (iC8) 2-Ethylhexan- (2EH) Pelargon- (nC9) Isononan- (iC9) Decan- (nC10)
Trimethylolpropan	3	TMP
Pentaerythritol	4	PE
Dipentaerythritol	6	DiPE

Alkyliertes Cyclopentadien oder alkyliertes Cyclopenten sind synthetische Grundöle mit niedrigen Anilinpunkten, die gute Löslichkeitsverbesserer zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Rostschutzmittel schaffen. Beispiele für Grundöle dieses Typs sind in den US-Patenten 5 012 023 , 5 012 022 , 4 929 782 , 4 849 566 und 4 721 823 , beschrieben.
Gemisch von Aminphosphaten:
Das erfindungsgemäße Rostschutzmittel umfasst ein Gemisch aus Aminphosphaten. Das Gemisch umfasst mehr als ein Alkyl- oder Arylaminphosphat. Das Gemisch aus Aminphosphaten kann Filme oder Komplexe auf Metalloberflächen, vorzugsweise Stahloberflächen, bilden. Das Gemisch aus Aminphosphaten ist in dem Rostschutzmittel in einer derartigen Menge zugegen, dass es im Gemisch mit den anderen Komponenten des Rostschutzmittels zum Rostschutz beiträgt. Die Menge des Gemischs der Aminphosphate ist vorzugsweise zwischen etwa 0,001 Gewichtsprozent und etwa 2 Gewichtsprozent im Gesamtgemisch, wenn das Rostschutzmittel mit dem Grundschmieröl gemischt wird, so dass man ein fertiges Schmiermittel erhält. Ein bevorzugtes Gemisch von Aminphos phaten ist ein Gemisch aus Mono- und Disäureaminphosphatsalzen. Das Gemisch der Aminphosphate hat vorzugsweise Lebensmittelqualität. Nichteinschränkende Beispiele für Gemische von Aminphosphaten, die in den erfindungsgemäßen Rostschutzmitteln wirksam sind, sind NA-LUBE^® AW 6010, NA-LUBE^® AW 6110, Vanlube^® 672, Vanlube^® 692, Vanlube^® 719, Vanlube^® 9123, Ciba^® IRGALUBE^® 349, Additin^® RC 3880, and Gemische davon. Ciba^® IRGALUBE^® 349 ist in der US-Patentanmeldung 20040241309 eingehend beschrieben. NA-LUBE^® ist eine eingetragene Marke der King Industries Specialty Chemicals. Vanlube^® ist eine eingetragene Marke von RT. Vanderbilt Company, Inc. Ciba^® und IRGALUBE^® sind eingetragene Marken der Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. Additin^® ist eine eingetragene Marke der RheinChemie Rheinau GmbH.
Alkenylbernsteinsäure-Verbindung
Das erfindungsgemäße Rostschutzmittel enthält eine Alkenylbernsteinsäure-Verbindung, ausgewählt aus einem Säurehalbester, einem Anhydrid, einer Säure, und Gemischen davon. Erfindungsgemäß geeignete Alkenylbernsteinsäure-Verbindungen sind Korrosionsschutzmittel, die mit Metalloberflächen wechselwirken, so dass ein chemischer Schutzfilm gebildet wird.
Bernsteinsäure [110-15-6] (Butandisäure; 1,2-Ethandicarbonsäure; Ambersäure), C₄H₆O₄ kommt häufig in der Natur als solches vor oder in der Form ihrer Ester. Bernsteinsäureanhydrid [108-30-5] (3,4-Dihydro-2,5-furandion; Butandisäureanhydrid; Tetrahydro-2,5-dioxofuran; 2,5-Diketotetrahydrofuran; Succinyloxid), C₄H₄O₃ wurde erstmalig erhalten durch Dehydrierung von Bernsteinsäure. Bernsteinsäure und ihr Anhydrid sind durch die Reaktivität der beiden Carbonsäurefunktionen und der beiden Methylengruppen gekennzeichnet. Alkenylbernsteinsäurehalbester, Alkenylbernsteinsäureanhydrid und Alkenylbernsteinsäure leiten sich her von Bernsteinsäure oder Bernsteinsäureanhydrid. Beispiele für die Herstellung der Alkenylderivate sind in EP765374B1 beschrieben, auf die verwiesen wird. Ein Beispiel für ein geeignetes Polyalkenylbernsteinsäureanhydrid-Molekül ist Polyisobutylenbernsteinsäureanhydrid (PIBSA), wobei die Polyisobutylen-Gruppe ein Molekulargewicht von 900 bis 1500 hat.
Bevorzugte Alkenylbernsteinsäure-Verbindungen sind Säurehalbester, die in Kombination mit phenolischen Antioxidationsmitteln und/oder Metalldesaktivatoren arbeiten. Ein nichteinschränkendes Beispiel dieses Typs des bevorzugten Alkenylbernsteinsäurehalbesters ist Ciba^® IRGACOR^® L-12, Ciba^® IRGACOR L-12 ist eine klare viskose gelbe bis braune Flüssigkeit mit einer Viskosität von etwa 1500 cSt bei 40°C.
Die Menge an Bernsteinsäurehalbester, Alkenylbernsteinsäureanhydrid, Alkenylbernsteinsäure oder deren Gemischen ist derart ausgewählt, dass ein verbesserter Rostschutz im Gemisch mit anderen Komponenten des Rostschutzmittels bereitgestellt wird. Die Menge des Alkenylbernsteinsäure-Halbesters, Bernsteinsäureanhydrids, der Alkenylbernsteinsäure, oder von deren Gemischen ist zwischen etwa 0,0005 Gewichtsprozent und etwa 1,0 Gewichtsprozent (stärker bevorzugt zwischen etwa 0,001 Gewichtsprozent und etwa 0,5 Gewichtsprozent) des Gesamtgemisches im Gemisch mit dem Grundschmieröl. Die bevorzugte Alkenylgruppe in dem Alkenylbernsteinsäurehalbester, Alkenylbernsteinsäureanyhdrid, der Alkenylbernsteinsäure oder in deren Gemischen hat 3 bis 100 Kohlenstoffatome, stärker bevorzugt 5 bis 35 Kohlenstoffatome.

Die Angaben für die Grundschmieröle sind in den API-Interschange-Guidelines (API-Publication 1509) definiert.

API-Gruppe	Schwefel, ppm	und/oder und und	gesättigte Stoffe, %	VI
I	> 300		< 90	80–120
II	≤ 300		≥ 90	80–120
III	≤ 300		≥ 90	> 120
IV	Alle Polyalphaolefine (PAOs)
V	Alle Grundöle, die nicht in den API-Gruppen I–IV enthalten sind

Innere Polyolefine (PIOs) sind eine neue Klasse synthetischer Grundschmieröle mit ähnlichen Eigenschaften wie Polyalphaolefine. PIOs werden aus verschiedenen Ausgangsmaterialien mit höheren Molekulargewichten als PAOs hergestellt. PIOs verwenden innere C₁₅- und C₁₆-Olefine, wohingegen PAOs gewöhnlich C₁₀-alpha-Olefine verwenden.
Fertige Schmiermittel umfassen in der Regel ein Grundschmieröl und mindestens ein Additiv. Fertige Schmiermittel werden in Ausrüstung verwendet, wie Autos, Dieselmotoren, Gasmotoren, Achsen, Getrieben und bei einer großen Vielzahl von industriellen Anwendungen. Fertige Schmiermittel müssen die Vorgaben für ihre vorgesehene Anwendung erfüllen, wie sie von der jeweiligen Regierungsbehörde festgelegt werden. Eine der Vorgaben, der man häufig begegnet, ist die Anforderung für ein Bestehen entweder bei den TORT A und/oder TORT B Rosttests gemäß ASTM D 665-02. Der TORT B-Rosttest ist der strengere Test für den Rostschutz eines fertigen Schmiermittels.
Die erfindungsgemäßen fertigen Schmiermittel können ein oder mehrere Schmiermitteladditive neben dem erfindungsgemäßen Rostschutzmittel aufweisen. Additive, die zusätzlich mit der fertigen Schmiermittel-Zusammensetzung gemischt werden können, umfassen solche, die bestimmte Eigenschaften des fertigen Schmiermittels verbessern sollen. Typische Additive umfassen beispielsweise Verdickungsmittel, VI-Verbesserer, Antioxidationsmittel, Korrosionsschutzmittel, Metalldesaktivatoren, Detergentien, Dispersionsmittel, Extremdruck(EP)mittel, Gießpunktverbesserer, Dichtungsschwellmittel, Demulgatoren, Antiverschleißmittel, Schlupfmittel, Schaumhemmer und dergleichen. Die Gesamtmenge der Additive (einschließlich Rostschutzmittel) in dem fertigen Schmiermittel liegt im Bereich von etwa 1 bis etwa 30 Gewichtsprozent. Die Verwendung der Additive bei der Formulierung der fertigen Schmiermittel ist in der Literatur gut dokumentiert und entspricht dem Können des Fachmanns. Daher sollte eine weitere Erklärung in dieser Offenbarung nicht notwendig sein.
Das erfindungsgemäße Rostschutzmittel ist besonders geeignet in einer großen Reihe von fertigen industriellen Schmiermitteln, beispielsweise Kompressor-, Lager-, Papiermaschinen-, Turbinen-, Hydraulik-, Umlauf- oder Getriebeöl. Eine Reihe industrieller Schmiermittel hat höhere kinematische Viskositäten und ebenfalls anspruchsvolle (oder stark gewünschte) Vorgaben an den Rostschutz.
Bei einer Ausführungsform stellt diese Erfindung erstmalig ein fertiges Schmiermittel bereit, das den 4-Stunden-TORT B-Rosttest besteht und eine kinematische Viskosität bei 40°C zwischen etwa 90 cSt (ISO 100) und mehr aufweist, umfassend mehr als 65 Gewichtsprozent (oder mehr als 90 Gewichtsprozent) API-Gruppe III, API-Gruppe IV, inneres Polyolefin-Grundöl oder Gemische davon, und zwischen etwa 0,10 und etwa 5 Gewichtsprozent Löslichkeitsverbesserer mit einem Anilinpunkt kleiner als 50°C. Mit der Zugabe der Verdickungsmittel kann das erfindungsgemäße fertige Schmiermittel eine kinematische Viskosität bei 40°C von sogar ISO 46000 haben. Das fertige Schmiermittel hat vorzugsweise eine kinematische Viskosität bei 40°C zwischen etwa 90 cSt (ISO 100) und 1700 cSt (ISO 1500 und höher). Das fertige Schmiermittel dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform hat stärker bevorzugt eine kinematische Viskosität bei 40°C zwischen etwa 198 cSt (ISO 220) und 1700 cSt, und noch stärker bevorzugt zwischen etwa 414 cSt (ISO 460) und 1700 cSt. Je höher die kinematische Viskosität des fertigen Schmiermittels, desto schwieriger ist in der Regel die Erzielung eines effektiven Rostschutzes, was diese Erfindung besonders wertvoll macht. Wünschenswerte fertige Schmiermittel dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform können Industrieöle sein, wie Kompressor-, Lager-, Papiermaschinen-, Turbinen-, Hydraulik-, Umlauf- oder Getriebeöle. Bevorzugte Ausführungsformen haben einen absoluten Wert der Kupfergewichtsänderung nach ASTM D 2619-95 kleiner gleich 0,10 mg pro cm² und eine ASTM-Farbe nach ASTM D 1500-98 von 1,0 oder weniger.
Bei einer weiteren Ausführungsform stellt diese Erfindung erstmals ein fertiges Schmiermittel bereit, das den 4-Stunden-TORT B-Rosttest besteht, umfassend eine größere Menge an hydroisomerisiertem Fischer-Tropsch-Wachs, nach Fischer-Tropsch oligomerisierten Olefinen oder einem Gemisch davon; und zwischen etwa 0,10 und etwa 5 Gewichtsprozent eines Löslichkeitsverbesserers mit einem Anilinpunkt kleiner als 10°C. Die kinematische Viskosität der fertigen Schmiermittel dieser Ausführungsform kann von etwa 13,5 cSt. (ISO 15) bis etwa 1700 cSt (ISO 1500 oder mehr) bei 40°C reichen. Die fertigen Schmiermittel dieser Ausführungsform können Industrieöle, beispielsweise Kompressor-, Lager-, Papiermaschinen-, Turbinen-, Hydraulik-, Umlauf- oder Getriebeöle sein. Das fertige Schmiermittel dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform, das eine größere Menge an hydroisomerisiertem Fischer-Tropsch-Wachs umfasst, besteht vorzugsweise auch den 24-Stunden-TORT B Rosttest. Überraschenderweise ist ein bevorzugtes Schmiermittel dieser Ausführungsform ein Öl, das die Anforderungen von MIL-PRF-17331J erfüllt.
Bei bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung haben die fertigen Schmiermittel eine sehr helle Farbe, vorzugsweise eine ASTM-Farbe gemäß ASTM D 1500-02 von 1,0 oder weniger. Die ASTM-Farbe ist eine wichtige Qualitätseigenschaft der Grundschmieröle und der fertigen Schmiermittel, da die Farbe gern von den Verbrauchern der Produkte beachtet wird. Sie wird gemäß ASTM D 1500-02 gemessen. Die Kunden assoziieren helle Farbe oft mit der Produktqualität, und sie bevorzugen heller gefärbte Produkte. Die bevorzugten fertigen Schmiermittel der vorliegenden Erfindung widerstehen auch der Kupferkorrosion. Beim Test gemäß ASTM D 2619-95(2002) haben sie einen absoluten Wert der Kupfergewichtsänderung von kleiner gleich 0,10 mg pro cm², vorzugsweise kleiner gleich 0,05 mg pro cm².
Das Öl, das den Anforderungen von MIL-PRF-17331J entspricht, ist ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes fertiges Schmiermittel, das nun erfolgreich mit einer größeren Menge des hochparaffinischen Grundschmieröls gemischt werden kann. Öl, das den Anforderungen von MIL-PRF-17331J entspricht, wird in der US-NAVY am meisten verwendet (etwa 12000 Gallonen pro Schiff) und hat das höchste Entsorgungsvolumen. Es ist ein Turbinenöl, das vorwiegend als Umlaufsystemöl für Schiffsgetriebeturbinensätze verwendet wird. Die Anforderungen von MIL-PRF-17331J umfassen eine Vorgabe, dass die Flüssigkeit einen 24-Stunden-TORT B-Rosttest und einen Wasserwasch-Rosttest bestehen muss. MIL-PRF-17331 ist eine Anforderung für Umlauföl. In bevorzugten Ausführungsformen können die fertigen Öle der vorliegenden Erfindung diese Vorgabe erfüllen.
Hydroisomerisiertes Fischer-Tropsch-Wachs: Hydroisomerisierte Fischer-Tropsch-Wachse sind Grundschmieröle mit einer hohen Viskositätszahl, niedrigem Gießpunkt, hervorragender Oxidationsstabilität, und geringer Flüchtigkeit, die gesättigte Komponenten mit isoparaffinischem und gegebenenfalls cycloparaffinischem Charakter umfassen. Die Hydroisomerisierung der Fischer-Tropsch-Wachse wurde gut in der Literatur beschrieben. Beispiele für Verfahren zur Herstellung der hydroisomerisierten Fischer-Tropsch-Wachse sind in den US-Patentanmeldungen Nr. 10/897,501 und 10/980 572; in der US-Veröffentlichungs-Nr. 20050133409 ; in den US-Patenten 5 362 378 ; 5 565 086 ; 5 246 566 ; 5 135 638 ; 5 282 958 ; und 6 337 010 ; sowie in EP 710710 , EP 321302 und EP 321304 ; beschrieben. Bevorzugte hydrosiomerisierte Fischer-Tropsch-Wachse, die Weißöleigenschaften besitzen, sind in der US-Patentanmeldung 10/897501 beschrieben.
Nach Fischer-Tropsch isomerisierte Olefine: Olefine, welche aus Fischer-Tropsch-Produkten hergestellt werden, können so oligomerisiert werden, dass Grundöle mit einem breiten Bereich von Viskositäten, hoher VI und hervorragenden Niedertemperatureigenschaften produziert werden. Je nachdem, wie eine Fischer-Tropsch-Synthese erfolgt, enthält das Fischer-Tropsch-Kondensat verschiedene Mengen an Olefinen. Zudem enthält der Großteil des Fischer-Tropsch-Kondensats einige Alkohole, die sich leicht durch Dehydrierung in Olefine umwandeln lassen. Das Kondensat kann ebenfalls ein durch einen Crack-Vorgang angereichertes Olefin sein, d. h. entweder durch Hydrocracken, oder stärker bevorzugt durch thermisches Cracken. Während der Oligomerisierung werden die leichteren Olefine nicht nur in schwerere Moleküle umgewandelt, sondern das Kohlenstoffgerüst der Oligomere zeigt an den Stellen der Molekül-Addition auch eine Verzweigung. Aufgrund der Einbringung der Verzweigung in das Molekül wird der Gießpunkt der Produkte gesenkt.
Die Oligomerisierung der Olefine ist in der Literatur beschrieben, und eine Reihe von kommerziellen Verfahren ist verfügbar. Siehe beispielsweise US-Patent Nr. 4 417 088 ; 4 434 308 ; 4 827 064 ; 4 827 073 ; 4 990 709 ; 6 398 946 , 6 518 473 und 6 605 206 . Verschiedene Typen von Reaktorkonfigurationen können eingesetzt werden, wobei entweder ein Katalysatorfestbett oder ionische Flüssigkeitsmedienreaktoren verwendet werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform stellt diese Erfindung ein neues Verfahren zur Verbesserung des Rostschutzmittels eines Schmieröls bereit. Ein Schmieröl, das den 4-Stunden-TORT B-Rosttest nicht besteht, kann durch dieses Verfahren derart verbessert werden, dass es den TORT B-Rosttest durchweg besteht. Dieses Verfahren umfasst das Einbringen von etwa 0,10 Gewichtsprozent bis etwa 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmieröls, eines Löslichkeitsverbesserers mit einem Anilinpunkt kleiner als 10°C, vorzugsweise kleiner als 5°C, in ein Grundschmieröl. Wir haben entdeckt, dass der Löslichkeitsverbesserer beispielsweise ein oder mehrere phenolische Antioxidationsmittel umfassen kann. Dieses Verfahren ist besonders bei Verwendung in einem Schmieröl mit einer größeren Menge eines hochparaffinischen Grundöls geeignet. Wie vorher offenbart sind Beispiele für hochparaffinische Basisiöle API-Gruppe II-Grund öle mit mehr als 65% Kohlenstoffatomen in der paraffinischen Kette gemäß ASTM D 3238, API Gruppe III-Grundöle mit mehr als 65% Kohlenstoffatomen in der paraffinischen Kette gemäß ASTM D 3238, innere Polyolefingrundöle, API-Gruppe-IV-Grundöle und Gemische davon. Andere Beispiele für hochparaffinische Grundöle, die von diesem Verfahren einen Nutzen ziehen können sind hydroisomerisiertes Tischer-Tropsch-Wachs-Basis-Öl, nach Fischer-Tropsch oligomerisiertes Grundöl oder Gemische davon. In bevorzugten Ausführungsformen ermöglicht das erfindungsgemäßen Verfahren, dass das Schmieröl zusätzlich einen 24-Stunden-TORT B-Rosttest besteht.
BEISPIELE
Beispiel 1, Beispiel 2, und Vergleichsbeispiel 3
Drei verschiedene Gemische (Beispiele 1, 2 und Vergleichsbeispiel 3) von fertigem Schmiermittel mit der Qualität ISO 460 wurden hergestellt. Alle drei Gemische enthielten eine identische Additiv-Packung außer dem Rostschutzmittel; und das gleiche Grundschmieröl. Das Grundschmieröl war ein Gemisch aus 30,4 Gewichtsprozent Chevron UCBO 7 und 69,6 Gewichtsprozent Mobil SHF 1003. Das Chevron UCBO 7 ist ein Grundöl der API-Gruppe III mit etwa 86% Kohlenstoffatomen in der paraffinischen Kette gemäß ASTM D 3238. Mobil SHF 1003 ist ein Grundöl der API-Gruppe IV (PAO). Die Additiv-Packung ohne Rostschutzmittel wurde zu dem Grundschmieröl in einer Behandlungsrate von 1,35 Gewichtsprozent gegeben. Die Additive in der Additiv-Packung (ohne Rostschutzmittel) waren Antioxidationsmittel, ein EP-Mittel, ein Gießpunkt-Verbesserer und ein Antischaummittel.

Die Rostschutzmittel unterschieden sich leicht von den drei Gemischen. Die Gewichtsprozente jeder Komponente des Rostschutzmittels in dem fertigen Ölgemischen waren wie folgt: TABELLE I

Rostschutzmittel-Komponente	Handelsübliche Warenbezeichnung	Gew.-%
Gemisch aus Mono- und Disäureaminphosphat-Salzen	Ciba^® IRGALUBE 349	0,01
Alkenylbernsteinsäure-Halbesterlösung in Mineralöl	Ciba^® IRGACOR L-12	0,075
Löslichkeitsverbesserer	variiert	5,0

Ciba^®, IRGALUBE^®, und IRGACOR^® sind eingetragene Warenzeichen von Ciba Specialty Chemicals Holding Inc.
Die Beispiele 1 & 2 sind Beispiele für fertige Schmiermittel der Erfindung, und sie umfassen jeweils das erfindungsgemäße Rostschutzmittel. Beispiel 1 enthält Mobil MCP-968, alkyliertes Naphthalin, als Löslichkeitsverbesserer. Beispiel 2 hat Emery^® 2925 als Löslichkeitsverbesserer. Emery^® 2925 ist TMP Trifettsäureester, eine Form eines Polyolesters. Emery^® ist ein eingetragenes Warenzeichen der Cognis Corporation.
Das Vergleichsbeispiel 3 ist kein Beispiel für ein erfindungsgemäßes fertiges Schmiermittel, und es enthält auch kein erfindungsgemäßes Rostschutzmittel. Das Vergleichsbeispiel 3 hat ein aus Ciba^® IRGALUBE 349, Ciba^® IRGACOR^® L-12 und Citgo Bright Stock 150 hergestelltes Rostschutzmittel. Citgo Bright Stock 150 ist ein Grundöl der API-Gruppe I. Es ist kein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Löslichkeitsverbesserer, da es einen Anilinpunkt von 127°C hat, d. h. gut über dem erforderlichen Anilinpunkt von 100°C.

Die Eigenschaften der in den Beispielen 1, 2 und in dem Vergleichsbeispiel 3 verwendeten drei verschiedenen Löslichkeitsverbesserer sind in der Tabelle II gezeigt. TABELLE II

Eigenschaft	Mobil MCP-968	Emery^® 2925	Citgo Bright Stock 150
Kinematische Viskosität bei 100°C, D 445	13,0	4,4	31,2
Viskositätszahl, D 2270	108	136	98
Anilinpunkt, °C, D 611	84	0	127
Gießpunkt, °C, D 5950	–33	–57	–15

Die drei verschiedenen Gemische des fertigen Schmiermittels mit der Qualität ISO 460 wurden im Doppelansatz im 4 Stunden und 24 Stunden TORT B-Rosttest gemäß ASTM D 665-02 untersucht. Die Ergebnisse dieser Analysen sind in der nachstehenden Tabelle III gezeigt. TABELLE III

Leistungstests	Beispiel	Beispiel 2	Vergleichsbeispiel 3
Viskosität bei 40°C, cSt D 445	433,08	430,1	438,5
4 Std. TORT B Rost, D 665-02	bestanden/bestanden	bestanden/bestanden	Nicht bestanden/bestanden
24 Std. TORT B Rost, D 665-02	Nicht bestand./bestanden	bestanden/bestanden	Nicht bestanden/Nicht bestanden

Die Ergebnisse für die Beispiele 1 und 2 zeigen die Wirksamkeit für das erfindungsgemäße Rostschutzmittel zur vollständigen Verhinderung von Rost in den 4 Std. TORT B Rosttests. Das Vergleichsbeispiel 3 ergab nicht übereinstimmende Ergebnisse in den doppelten 4-Stunden-TORT-B Rosttests. Die 24-Stunden-TORT B-Rosttests ergaben, dass das Rostschutzmittel mit Emery^® 2925 als Löslichkeitsverbesserer besseren Rostschutz ergab als das Rostschutzmittel mit Mobil MCP-968. Emery^® 2925 hatte den niedrigsten Anilinpunkt der beiden untersuchten Löslichkeitsverbesserer, was zeigt, dass der Rostschutz umso besser ist, je niedriger der Anilinpunkt des verwendeten Löslichkeitsverbesserers ist, der in dem Rostschutzmittel und in den fertigen Schmiermitteln, die dieses umfassen, verwendet wird.

Drei identische Gemische für Beispiel 1, Beispiel 2 und das Vergleichsbeispiel 3 wurden hergestellt und auf kinematische Viskosität, Farbe und hydrolytische Stabilität untersucht. Die Ergebnisse dieser Analysen sind in der nachstehenden Tabelle IV gezeigt. TABELLE IV

Leistungstests	Bsp. 1	Bsp. 2	Vgl.-Bsp.3
Viskosität bei 40°C, cSt D 445	437,1	433,6	444,2
ASTM Farbe, D 1500	L 0,5	L 0,5	L 1,5
hydrol. Stabilität, D 2619-95			Nicht untersucht
Kupfer-Gew.-Änderung	–0,02	–0,006
Unlösl., mg	6,9	6,4
Säurezahländ., D 974	–0,12	–0,07
Viskositätsänd. bei 40°C	0,34	–0,07
Kupferaussehen, D 130	1b	1b

Die fertigen Schmiermittel, die das erfindungsgemäße Rostschutzmittel enthalten, hatten auch eine gute hydrolytische Stabilität, eine sehr helle Farbe und eine niedrige Kupferkorrosivität. Das Vergleichsbeispiel hatte eine dunklere Farbe, was weniger bevorzugt ist.
BEISPIEL 4

Die Eigenschaften von zwei verschiedenen Löslichkeitsverbesserern und einer 50/50-Mischung der beiden Löslichkeitsverbesserer sind in der nachstehenden Tabelle III gezeigt. Beide Löslichkeitsverbesserer sind als flüssige phenolische Antioxidationsmittel im Handel erhältlich. TABELLE III

Eigenschaft	flüssiges phenolisches Antioxidationsmittel #1	flüssiges phenolisches Antioxidationsmittel #2	50/50-Gemisch
Kinem. Viskosität bei 100°C, D 445	123
Anilinpunkt, °C, D 611	< 2	< 2	< 2

Der Anilinpunkt der einzelnen flüssigen phenolischen Antioxidationsmittel und derjenige der Mischung waren extrem niedrig, was eine hohe Wirksamkeit als Löslichkeitsverbesserer in dieser Erfindung anzeigt.

Das 50/50-Gemisch der in der Tabelle III gezeigten flüssigen phenolischen Antioxidationsmittel wurde in ein fertiges Schmiermittel gemischt, das die Anforderungen von MIL-PRF-17331J erfüllt. Die Zusammensetzung des formulierten MIL-PRF-17331J-Fluids ist in der Tabelle IV gezeigt. TABELLE IV

Rostschutzmittel-Komponente	Weitere Beschreibung	Gew.-%
Gemisch von Aminphosphaten	Ciba^® IRGALUBE^® 349	0,01
Alkenylbernsteinsäurehalbester-Lösung in Mineralöl	Ciba^® IRGACOR^® L-12	0,08
Löslichkeitsverbesserer	50/50-Gemisch der flüssigen phenolischen Antioxidationsmittel #1 und #2	0,30
Andere Additive		Gew.-%
Dialkyldithiodiphosphat, aschefreies EP/Antiverschleiß-Additiv	Antiverschleißmittel	0,03
Tolutriazol-Derivat-Metalldesaktivator	Metalldesaktivator	0,04
Grundölkomponenten		Gew.-%
Pennzoil 230-HC	Grundöl der API-Gruppe II	35,39
Pennzoil 575-HC	Grundöl der API-Gruppe II	64,15
GESAMT		100,00

Nach dem Mischen wurde eine kleine Menge Antischaummittel in der unten gezeigten Menge zugegeben.

Antischaummittel Gewichtsprozent

Verdünnung des Polydimethylsiloxan-Polymerschaumhemmers 0,066

Die beiden in der Mischung verwendeten Grundöle waren Grundöle der API-Gruppe II einer mittleren bis hohen Viskosität. Die Eigenschaften der beiden in der Mischung verwendeten Grundöle sind in der Tabelle V gezeigt. TABELLE V

Hersteller des Grundöls	Pennzoil
Produktcode	230-HC	575-HC
kinematische Viskosität @ 40°C, cSt	43,3	116,0
kinematische Viskosität @ 100°C, cSt	6,50	12,5
Viskositätszahl	101	98
Gießpunkt, °C, ASTM D 5850	–12	–12
Kohlenstoffatom der paraffinischen Kette, Gew.-%, ASTM D 3238	65,25	68,73

Die Mischung des Öls, das die Anforderungen von MIL-PRF-17331J erfüllt, wurde im Doppelansatz in den 4 Std. und 24 Std. TORT B Rosttests gemäß ASTM D 665-02 untersucht. Die Ergebnisse dieser Analysen sind in der nachstehenden Tabelle VI gezeigt. TABELLE VI

Leistungstests Beispiel 4

Viskosität bei 40°C, cSt, D 445 79,80

4 Std. TORT B Rost, D 665-02 bestanden/bestanden

24 Std. TORT B Rost, D 665-02 bestanden/bestanden
Diese Ergebnisse zeigen, dass ein Öl, das die Anforderungen von MIL-PRF-17331J erfüllt, erfolgreich mit dem erfindungsgemäßen Rostschutzmittel gemischt werden kann. Alle vorherigen Mischungen dieses fertigen Schmiermittels mittels hochraffinierten Gruppe II-Grundölen ohne den Nutzen des erfindungsgemäßen Rostschutzmittels hatten die strengen TORT B Rosttests von MIL-PRF-17331J nicht übereinstimmend bestanden. Bemerkenswerterweise war die verwendete Menge Löslichkeitsverbesserer sehr niedrig (0,30 Gewichtsprozent), aber da dessen Anilinpunkt (< 2°C) sehr niedrig war, war noch eine kleine Menge sehr wirksam.
Diese Beispiele zeigen die bessere Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Rostschutzmittels. Das Rostschutzmittel ist wirksam bei hochparaffinischen Grundölen der API-Gruppe II, API-Gruppe III, innerem Polyolefin, und der API-Gruppe IV, und stellen auch einen hervorragenden Rostschutz in Grundölen bereit, die aus hydroisomerisiertem Fischer-Tropsch-Wachs und nach Fischer-Tropsch oligomerisierten Olefinen hergestellt werden.
Sämtliche Veröffentlichungen, Patente und Patentanmeldungen, die in dieser Anmeldung zitiert sind, sind hiermit durch Bezugnahme in dem gleichen Maße vollinhaltlich aufgenommen, als wäre die Offenbarung jeder einzelnen Veröffentlichung, Patentanmeldung oder des Patentes vollinhaltlich durch Bezugnahme aufgenommen.
Viele Modifikationen beispielhafter Ausführungsformen der vorstehend offenbarten Erfindung sind dem Fachmann geläufig. Die Erfindung soll demnach alle Strukturen und Verfahren enthalten, die im Schutzbereich der beigefügten Ansprüche liegen
ZUSAMMENFASSUNG
Rostschutzmittel und fertige Schmiermittel hiermit auf der Basis von Grundschmierölen, welche auch in Gegenwart von Meerwasser vor Rost schützen. Das Rostschutzmittel, enthält einen Löslichkeitsverbesserer mit einem Anilinpunkt kleiner 100°C, ein Gemisch von Aminphosphaten und eine Alkenylbernsteinsäure-Verbindung, ausgewählt aus Säurehalbester, Anhydrid, Säure sowie Gemischen davon. Das Rostschutzmittel liegt im fertigen Schmiermittel, soll es den 4-Stunden-TORT B-Rosttest bestehen, in einer Menge von bis 25 Gewichtsprozent vor.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- EP 765374 B1 [0027]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

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Claims

Rostschutzmittel, umfassend: a) einen Löslichkeitsverbesserer mit einem Anilinpunkt kleiner 100°C, b) ein Gemisch aus Aminphosphaten; und c) eine Alkenylbernsteinsäure-Verbindung, ausgewählt aus einem Säurehalbester, einem Anhydrid, einer Säure und Gemischen davon; wobei das Rostschutzmittel den 4-Stunden-TORT B-Rosttest besteht, wenn es in einer Menge kleiner 25 Gewichtsprozent in einem fertigen Schmiermittel verwendet wird.
Rostschutzmittel nach Anspruch 1, wobei der Löslichkeitsverbesserer einen Anilinpunkt kleiner 50°C hat.
Rostschutzmittel nach Anspruch 2, wobei der Löslichkeitsverbesserer einen Anilinpunkt kleiner 20°C hat.
Rostschutzmittel nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Löslichkeitsverbesserer um ein oder mehrere phenolische Antioxidationsmittel handelt.
Rostschutzmittel nach Anspruch 1, wobei der Löslichkeitsverbesserer ausgewählt ist aus alkylierten Aromaten, organischen Estern, alkyliertem Cyclopentadien, alkyliertem Cyclopenten und Gemischen davon.
Rostschutzmittel nach Anspruch 5, wobei der alkylierte Aromat alkyliertes Naphthalin ist.
Rostschutzmittel nach Anspruch 5, wobei der organische Ester Polyolester ist.
Rostschutzmittel nach Anspruch 1, wobei das Gemisch aus Aminphosphaten Extremdruck-, Antiverschleiß- und Rostschutz-Aktivität aufweist.
Rostschutzmittel nach Anspruch 1, wobei das Gemisch aus Aminphosphaten ein Gemisch aus Mono- und Disäureaminphosphatsalzen ist.
Rostschutzmittel nach Anspruch 1, wobei der Alkenylbernsteinsäurehalbester ein Korrosionsschutzmittel ist, das in Kombination mit phenolischen Antioxidationsmitteln oder Metalldesaktivatoren arbeitet.
Rostschutzmittel nach Anspruch 1, wobei die Alkenylgruppe zwischen 5 und 25 Kohlenstoffatome hat.
Rostschutzmittel nach Anspruch 1, wobei der Alkenylbernsteinsäurehalbester in einer Lösung mit einer kinematischen Viskosität bei 40°C größer 1000 cSt vorliegt.
Fertiges Schmiermittel, umfassend: a) ein Rostschutzmittel, umfassend: i. einen Löslichkeitsverbesserer in einer Menge zwischen etwa 0,10 bis etwa 20 Gewichtsprozent, ii. ein Gemisch aus Aminphosphaten in einer Menge zwischen etwa 0,001 bis etwa 2 Gewichtsprozent und iii. eine Alkenylbernsteinsäure-Verbindung, ausgewählt aus einem Säurehalbester, einem Anhydrid, einer Säure und Gemischen davon in einer Menge zwischen etwa 0,0005 bis etwa 1,0 Gewichtsprozent, und b) ein Grundschmieröl in einer Menge zwischen etwa 60 und etwa 98,5 Gewichtsprozent.
Fertiges Schmiermittel nach Anspruch 13, wobei eine größere Menge Grundschmieröl API-Gruppe II, API-Gruppe III, API-Gruppe IV, inneres Polyolefin, oder Gemische davon ist.
Fertiges Schmiermittel nach Anspruch 13, wobei eine größere Menge Grundschmieröl hydroisomerisiertes Fischer-Tropsch-Wachs, nach Fischer-Tropsch oligomerisierte Olefine, oder Gemische davon sind.
Fertiges Schmiermittel nach Anspruch 13, zudem umfassend ein oder mehrere zusätzliche Schmiermittel-Additive, ausgewählt aus einem Verdickungsmittel, Viskositätszahl-(VI)-Verbesserer, Antioxidationsmittel, Antiverschleißmittel Korrosionsschutzmittel, Metalldesaktivator, Detergens, Disper sionsmittel, Extremdruck(EP)mittel, Gießpunktverbesserer, Dichtungs-Schwellmittel und Schaumhemmer.
Fertiges Schmiermittel nach Anspruch 13, d. h. Kompressor-, Lager-, Papiermaschinen-, Turbinen-, Hydraulik-, Umlauf- oder Getriebeöl.
Fertiges Schmiermittel nach Anspruch 13, das die Anforderungen der MIL-PRF-17331J-Vorgabe erfüllt.
Fertiges Schmiermittel mit einer kinematischen Viskosität bei 40°C zwischen etwa 90 cSt und 1700 cSt, das den 4-Stunden-TORT B-Rosttest besteht, umfassend: a) mehr als 65 Gewichtsprozent Grundöl der API-Gruppe III, Grundöl der API-Gruppe IV, inneres Polyolefingrundöl oder Gemische davon, und b) zwischen etwa 0,10 Gewichtsprozent und etwa 5 Gewichtsprozent Löslichkeitsverbesserer mit einem Anilinpunkt kleiner 50°C.
Fertiges Schmiermittel nach Anspruch 19, wobei die kinematische Viskosität bei 40°C zwischen etwa 198 und 1700 cSt liegt.
Fertiges Schmiermittel nach Anspruch 19, wobei die kinematische Viskosität bei 40°C zwischen etwa 414 und 1700 cSt liegt.
Fertiges Schmiermittel nach Anspruch 19, umfassend mehr als 90 Gewichtsprozent Grundöl der API-Gruppe III, Grundöl der API-Gruppe IV, inneres Polyolefingrundöl oder Gemische davon
Fertiges Schmiermittel nach Anspruch 19, d. h. Kompressor-, Lager-, Papiermaschinen-, Turbinen-, Hydraulik-, Umlauf- oder Getriebeöl.
Fertiges Schmiermittel nach Anspruch 19 mit einem absoluten Wert der Kupfergewichtsänderung nach ASTM D 2619-95 kleiner gleich 0,10 mg pro cm²
Fertiges Schmiermittel nach Anspruch 19 mit einer ASTM-Farbe nach ASTM D 1500-98 von 1,0 oder weniger.
Fertiges Schmiermittel, umfassend: a) eine größere Menge hydroisomerisiertes Fischer-Tropsch-Wachs, nach Fischer-Tropsch oligomerisierte Olefine, oder Gemische davon, und b) zwischen etwa 0,10 und etwa 5 Gewichtsprozent eines Löslichkeitsverbesserers mit einem Anilinpunkt kleiner 10°C; wobei das fertige Schmiermittel den 4-Stunden-TORT B-Rosttest besteht.
Fertiges Schmiermittel nach Anspruch 26, umfassend zwischen etwa 0,10 und etwa 2 Gewichtsprozent eines Löslichkeitsverbesserers mit einem Anilinpunkt kleiner 10°C.
Fertiges Schmiermittel nach Anspruch 26, d. h. Kompressor-, Lager-, Papiermaschinen-, Turbinen-, Hydraulik-, Umlauf- oder Getriebeöl.
Fertiges Schmiermittel nach Anspruch 26, das zudem den 24-Stunden-TORT B-Rosttest besteht.
Fertiges Schmiermittel nach Anspruch 26, das die Anforderung der MIL-PRF-17331J-Vorgabe erfüllt.
Verfahren zur Herstellung eines Schmiermittels, umfassend das Vermischen von a) etwa 0,001 bis etwa 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmiermittels von einem Gemisch der Aminphosphate; b) etwa 0,001 bis etwa 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmiermittels, einer Alkenylbernsteinsäure-Verbindung, ausgewählt aus einem Säurehalbester, einem Anhydrid, einer Säure und Gemischen davon; c) etwa 0,10 bis etwa 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemischs, eines Löslichkeitsverbesserers, und d) etwa 60 bis etwa 98,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemischs, eine Grundschmieröls, ausgewählt aus einem Grundöl der API-Gruppe II mit mehr als 65% Kohlenstoffatomen in der paraffinischen Kette gemäß ASTM D 3238, einem Grundöl der API-Gruppe III mit mehr als 65% Kohlenstoffatomen in der paraffinischen Kette gemäß ASTM D 3238, einem Grundöl der API-Gruppe IV, einem inneren Polyolefin-Grundöl, einem hydro isomerisierten Fischer-Tropsch-Wachs-Grundöl, einem nach Fischer-Tropsch oligomierisierten Olefin-Grundöl, und Gemischen davon, wobei das Schmiermittel den 4-Stunden-TORT B-Rosttest besteht.
Verfahren zur Verbesserung des Rostschutzes eines Schmieröls, umfassend: das Einbringen von etwa 0,10 Gewichtsprozent bis etwa 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmieröls, eines Löslichkeitsverbesserers mit einem Anilinpunkt von weniger als 10°C, zu dem Schmieröl, wobei der Einbringungsschritt es ermöglicht, dass das Schmieröl den 4-Stunden-TORT B-Rosttest besteht.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei der Anilinpunkt kleiner 5°C ist.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei der Löslichkeitsverbesserer ein oder mehrere phenolische Antioxidationsmittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei das Schmieröl eine größere Menge Grundöl umfasst, ausgewählt aus API-Gruppe II mit mehr als 65% Kohlenstoffatomen in der paraffinischen Kette gemäß ASTM D 3238, API Gruppe III mit mehr als 65% Kohlenstoffatomen in der paraffinischen Kette gemäß ASTM D 3238, innerem Polyolefin, API-Gruppe IV und Gemischen davon.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei das Schmieröl ausgewählt ist aus hydroisomerisiertem Fischer-Tropsch-Wachs, nach Fischer-Tropsch oligomierisiertem Olefin oder Gemischen davon
Verfahren nach Anspruch 32, wobei der Einbringungsschritt es zudem ermöglicht, dass das Schmieröl den 24-Stunden-TORT B-Rosttest besteht.