DE1668780B2 - Verwendung von Säure-Amin-Phosphatprodukten als Stabilisierungsmittel in Schmierstoffen - Google Patents
Verwendung von Säure-Amin-Phosphatprodukten als Stabilisierungsmittel in SchmierstoffenInfo
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- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
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Description
C-OH
«5
in der X Halogen, Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, mindestens
zwei X Halogen, Y Halogen, Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen
bedeuten, η 0 oder 1 ist und ρ im Bereich von 0 bis 4 liegt, oder deren
Anhydrid mit
b) einem Polyamin und weiterer Umsetzung des Zwischenproduktes mit
c) einem Alkylphosphat oder einem Alkylthiophosphat unter Anwendung von 3 bis 30 Molanteilen
des Zwischenproduktes je Molanteil Phosphat
erhalten worden sind, als Stabilisierungsmittel für Schmiermittel gegen Zersetzung bei der Lagerung
nach Patent 1 273 106.
2. Verwendung von Säure-Amin-Phosphatprodukten, die durch Umsetzung von a) 5,6,7,8-Hexachloro
- l,2,3,4,4a,5,8a - octahydro - 5,8 - methylennaphthalin - 2,3 - dicarbonsäure; 5,6,7,8,9 - Hexachloro
- l,2,3,4,4a,5,8a - octahydro - 1,4,5,8 - dimethi len - naphthalin - 2,3 - dicarbonsäure; 1,4,5,
6,7,7 - Hexachlorodicyclo - (2,2,1) - hepien - 2,3 - dicarbonsäure
oder dem entsprechenden Anhydrid mit Komponente b) und weitere Umsetzung mit Komponente c) erhalten worden sind, als Stabilisierungsmittel
nach Anspruch 1.
3. Verwendung von Säure-Amin-Phosnhatprodukten, die durch Umsetzung von Komponente a)
mit einem Alkylenpolyamin a's Komponente b) und weitere Umsetzung mit Komponente c) erhalten
worden sind, als Stabilisierungsmittel nach Anspruch 1.
4. Verwendung von Säure-Amin-Phosphatprodukten,
die durch Umsetzung von Komponente a) mit N-alkyliertem Diaminoaikan mit etwa 8 bis
25 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe als Komponente b) und weitere Umsetzung mit
Komponente c) erhalten worden sind, als Stabilisierungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
5. Verwendung von S&ure-Amin-Phosphatprodukten,
die durch Umsetzung von Komponente a) mit Komponente b) und nachfolgende Umsetzung
mit einem Gemisch aus Mono- und Dialkylphosphaten mit etwa 6 bis 20 Kohlenstoffatomen in
der Alkylgruppe als Komponente c) erhalten worden sind, als Stabilisierungsmittel nach einem
der Ansprüche 1 bis 4.
6. Verwendung von Säure-Amin-Phosphatprodukten,
die durch Umsetzung von Komponente a) mit Komponente b) und nachfolgende Umsetzung
mit einem Dialkyldithiophosphat mit etwa 6 bis 20 Kohlenstoffatomen in den Alkylgruppen als
Komponente c) erhalten worden sind, als Stabilisierungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Säure-Amin-Phosphatproduktes,
welches durch Umsetzung einer bestimmten Art von Dicarbonsäure bzw. eines Anhydrides dieser Dicarbonsäure mit einem Polyamin
und einem Phosphat oder Thiophosphat erhalten worden ist, als Zusatzstoff zu Schmiermitteln, die
zu einem wesentlichen Anteil ein öl von Schmierviskosität enthalten.
Das Patent 1 273 106 schützt die Verwendung von Säure-Amin- Phosphatprodukten, die durch Umsetzung
a) einer Polyhalogenpolyhydropolycyclodicarbonsäure der allgemeinen Formel
-. O
C-OH
60
1 C-OH
in der X Halogen, Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, mindestens zwei X Halogen,
Y Halogen, Wasserstoff oder Alkylreste mit bis 10 Kohlenstoffatomen bedeuten, m 1 und η 0
oder 1 ist und ρ im Bereich von 0 bis 4 liegt, oder deren Anhydrid mit b) einem aliphatischen oder
aromatischen Di- oder Polyamin und c) einem Alkylphosphat oder ein--m Alkylthiophosphat, gegebenenfalls
in Gegenwart eines Lösungsmittels, vorzugsweise bei Temperaturen unter 700C erhalten worden
sind, als Stabilisierungsmittel für Schmiermittel.
Die Herstellung des Produktes erfolgt vorzugsweise dadurch, daß 0,5 bis 4, zweckmäßig etwa 1 Molanteil
Phosphorverbindung mit einem Molanteil des Reaktionsproduktes der Säure bzw. ihres Anhydrides
und des Polyamine unter Bildung des gewünschten Fertigerzeugnisses umgesetzt werden. Anders ausgedrückt:
es werden 0,25 bis 2 Molanteile dieses Reaktionsproduktes mit 1 Molanteil der Phosphorverbindung
umgesetzt.
überraschenderweise wurde nun gefunden, daß weit bessere Ergebnisse erhalten werden, wenn das
Reaktionsprodukt aus Säure und Polyamin im wesentlichem
Überschuß, nämlich in einer Menge von etwa bis 30 Molanteilen je Molanteil Phosphorverbindungen
angewendet wird.
Die Erfindung besteht demgemäß in der Verwendung von Säure-Amin-Phosphatprodukten, die durch
Umsetzung
a) einer Polyhalogenpolyhydropolycyclodicarbonsäure der allgemeinen Formel ^
OH
IS
in der X Halogen, Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, mindestens
zwei X Halogen, Y Halogen, Wasserstoff oder Alkylreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeuten
und η 0 oder 1 ist und ρ im Bereich von
0 bis 4 liegt oder deren Anhydrid mit
b) einem Polyamin, und weiterer Umsetzung des Zwischenproduktes mit
c) einem Alkylphosphat oder einem Alkylthiophosphat unter Anwendung von 3 bis 30 Molanteilen
des Zwischenproduktes je MolaMeil des Phosphates erhalten worden sind, als Stabilisierungsmittel
für Schmiermittel gegen Zersetzung bei der Lagerung nach Patent 1 273 106.
3° Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform
wird ein Alkylphosphat verwendet, das sowohl Alkylorthophosphate
als auch Alkylpyrophosphate enthalt. Als Alkylorthophosphat kann der Monoalkylester,
Dialkylester oder ein Gemisch beider Ester verwendet werden. Vorzugsweise enthält mindestens
eine Alkylgruppe zumindest 6 Kohlenstoffatome, insbesondere 6 bis etwa 20 oder mehr Kohlenstoffatome.
Bei einer anderen Ausführungsform wird die Phosphorverbindung durch Oxyalkylenierung eines
Alkohols hergestellt, der von aliphatischer oder aromatischer Struktur sein kann, worauf man hieraus
das Phosphat bildet. Noch andere geeignete Phosphorverbindungen sind z. B. Alkylthiophosphate, vorzugsweise
Diaikyldithiophosphate sowie Thiophosphate und Dithiophosphate der oxyalkylenierten aliphatischen
oder aromatischen Alkohole. Geeignete Phosphorverbindungen sind in der deutschen Patentschrift
1 273 106 näher beschrieben.
Die obige Strukturformel erläutert die Dicarbonsäuren. Das entsprechende Anhydrid ist nicht dargestellt,
aber es ergibt sich einfach aus der obigen Struktur. Besonders bevorzugte saure Verbindungen lf
sind z. B. die 5,6,7,8,9,9 - Hexachloro - l,2,3,4,4a,5, 8,8a - octahydro - 5.8 - methano - 2,3 - naphthalindicarbonsäure,
die 5,6,7,8,9,9 Hexachloro - l,2,3,4,4a,5, 8,8a - octahydro -1,4,5,8 - dimethano - 2,3 - naphthalindicarbonsäure
und die 1,4,5,6,7,7-HeXaChIOrOdJCyCIo-(2,2,l)-5-hepten-2,3-dicarbonsäure.
Andere spezifische Säuren und Einzelheiten ihrer Herstellung sind aus der deutschen Patentschrift 1 273 106 zu entnehmen.
Die Säure bzw. ihr Anhydrid wird mit dem Polyamin umgesetzt. Die Aminogruppen des Polyamins
können primär, sekundär und/oder tertiär gebunden sein. Vorzugsweise ist mindestens eine Aminogruppe
primär oder sekundär gebunden. In der obenerwähnten Patentschrift werden im einzelnen die geeigneten
Polyaminklassen beschrieben. Zu diesen gehören
a) unsubstituierte und substituierte Alkylenpolyamine wie das Äthylendtemin, das N-Alkyläthylendiamin,
das N'.N^Dialkyldiäthylentriarofn,
ähnlich substituierte Dipropylentriamine, das N1^1N2 ,N4 - Tetraalkyltriäthylentetriimin
und ähnlich substituiertes Trihexylentetramin;
b) N-Alkyl-diaminoalkane, insbesondere N-Alkyl-1,3-diaminopropane
in denen die Alkylgruppe etwa 8 bis 25 Kohlenstoffatome enthält (einschließlich des im Handel erhältlichen
»Duomeen T« und »Diam 26«, worin die Alkylgruppe aus Talg stammt);
c) aromatische Diamine wie o-, m- und p-Phenylendiamin,
N-alkylierte, Ν,Ν-dialkylierte,
Ν,Ν,Ν'-triaikylierte und Ν,Ν,Ν',Ν'-tetiaalkylierte
Phenylendiamine, Diaminodiphenylalkane, Diaminodiphenyläther, Diaminodiphenylsulfid,
Diaminodiphenylamin und Diaminodiphenylverbindungen;
d) /Ϊ-Alkylpolyamine, in denen mindestens eine Alkylgruppe
am Stickstoffatom am ß- oder zweiten Kohienstoffatome der Alkylgruppe angelagert
ist (beispielsweise das Handelsprodukt »Duomen L 15«, das ein N-/i-Alkylpropylendiamin
ist, worin die Alkylgruppe 17 Kohlenstoffatome enthält [N-1 -Methylheptadecylpropylendiamin]).
Die Säure bzw. ihr Anhydrid wird mit dem Polyamin, wie in der obengenannten Patentschrift beschrieben,
unter Bildung eines Salzes oder Neutralisationsproduktes umgesetzt, wobei man Bedingungen
anwendet, die entweder die Freisetzung von Wasser verursachen oder ausschalten. Die Umsetzung gleicher
Molanteile Säure und Polyamin ergibt das Mono- oder Halbsalz, während die Umsetzung von 1 Mol
Säure und 2 Mol Amin das Doppelsalz ergibt. Es werden milde Bedingungen angewandt, und vorzugsweise
wird ein aromatisches Kohlenwasserstofflösungsmittel verwendet. Wenn die Umsetzung unter
Freisetzung von Wasser durchgeführt wird, wobei man 1 Mol Säure auf I bis 2 Mol Polyamin oder
gleiche Molanteile Anhydrid und Polyamin verwendet, werden die Reaktionspartner in Gegenwart
eines geeigneten Lösungsmittels unter 1 3 bis 34 atm Druck üblicherweise auf 80 bis etwa 250° C erhitzt
(Rückflußbedingungen), während das innerhalb der Reaktion gebildete Wasser kontinuierlich aus der
Reaktionszone entfernt wird. Das unter Freisetzung von Wasser hergestellte Reaktionsprodukt ist vermutlich
ein Imid-Amin.
Das Phosphat oder Thiophosphat des Reaktionsproduktes von Säure bzw. Anhydrid und Polyamin
wird in irgendeiner geeigneten Weise hergestellt. Wie schon dargelegt wurde, ist es wesentlich, daß die
phosphorhaltige Verbindung in beträchtlich weniger als stöchiometrischen Anteilen umgesetzt wird. Demgemäß
wird ein Molanteil Phosphorverbindung mit 3 bis etwa 30, vorzugsweise 6 bis etwa 12 Molanteilen
des Reaktionsproduktes umgesetzt. Das Salz wird in geeigneter Weise, und zwar zweckmäßig durch
Vermischen des Reaktionsproduktes mit der Phosphorverbindung bei Umgebungstemperatur oder
erhöhter Temperatur gewonnen, die im allgemeinen etwa 70°C nicht überschreiten soll. Die Mischung
erfolgt bei Luftdruck oder gewünschtenfalls überdruck
im Bereich von etwa 0,34 bis 6,8 atü. Die Mischdauer liegt im Bereich vom Bruchteil einer
Stunde bis 24 Stunden oder mehr und beträgt im
al'gemeinen etwa 7* Stunde bis 4 Stunden. Gewünschtenfalls
kann die phosphorhaltige Verbindung als Lösung in einem geeigneten Lösungsmittel
zubereitet und dann mit dem Reaktiomprodukt vermischt werden. Zweckmäßig wird dasselbe Lösungsprodukt
wie in der früheren Verfahrensstufe verwendet, und das Salz wird als Lösung im Lösungsmittel
gewonnen und in dieser Form als Zusatzstoff zu organischen Substraten verwendet. Wenn das
Produkt jedoch in Abwesenheit eines Lösungsmittels ι ο gewonnen wird oder praktisch im Substrat nicht
löslich ist, kann die gewünschte Löslichkeit dadurch erzielt werden, daß man das Reaktionsprodukt in
einem Lösungsmittel auflöst. Geeignete Lösungsmittel Tür diesen Zweck sind Phenole und besonders
Alkylphenole oder Polyalkylphenole, in denen die Alkylgruppen 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten.
Das Phenol kann in einer Konzentration von 5, vorzugsweise von 20 bis 200 Gewichtsprozent des Salzes
gebraucht werden. Es wurde jedoch festgestellt, daß das Salz nach der Erfindung in dem Substrat leichter
löslich ist als das früher hergestellte Salz und daß infolgedessen die Verwendung eines Lösungsmittels
nicht unbedingt erforderlich ist.
Wie vorstehend dargelegt wurde, eignet sich das Salz nach der Erfindung besonders gut für die Verwendung
in Schmierölen, besonders auch in solchen Schmierölen, an die sehr scharfe Anforderungen
gestellt werden. Es ist zu betonen, daß das Salz nach der Erfindung Halogen, Stickstoff und Phosphor bei
der einen Ausführungsform und außerdem Schwefel bei der anderen Ausführungsform enthält. Die Erfahrung
hat gezeigt, daß Verbindungen, welche diese Elemente enthalten, sich ebenfalls besonders gut Tür
die Verwendung in normalen Schmierölen und in Schmierölen, welche scharfen Bedingungen unterliegen,
eignen. Ein anderer Vorteil der Massen nach der Erfindung besteht darin, daß gewisse dieser Verbindungen
während des Gebrauchs kein Nachdunkeln des Öls hervorrufen.
Das Schmieröl kann natürlichen oder synthetischen Ursprungs sein. Zu den natürlichen ölen gehören
solche, die aus Erdöl gewonnen werden oder die tierischen oder pflanzlichen Ursprungs sind oder die
aus Meeresprodukten gewonnen werden. Die künstlichen Schmieröle sind von verschiedener Art (s. obengenannte
Patentschrift). Die Erzeugnisse nach der Erfindung eignen sich auch für die Verwendung in
Schmierfetten, die man durch Vereinigung eines oder mehrerer Verdickungsmittel mit einem öl natürlichen
oder künstlichen Ursprungs erhält.
Das Salz nach der Erfindung wird als Zusatzstoff in Schmierölen oder Fetten zum Zwecke der Stabilisierung
in kleiner Menge verwendet. Je nach der Art der Anwendung können die Zusatzsalze in einer
Konzentration von etwa 0,01 bis etwa 25%, vorzugsweise von etwa 0,05 bis 10 Gewichtsprozent des Öls
gebraucht werden. Diese und die folgenden Konzentrationen sind auf den aktiven Bestandteil bezogen
und schließen nicht das Lösungsmittel oder löslich machende Phenol ein, soweit dieses verwendet wird.
Bezeichnende Konzentrationen sind z.B.: Für übliches Schmieröl 0,01 bis 2%; für schärfere Arbeitszwecke etwa 1 bis etwa 20%; Für Schneidöl, Walzöl,
lösliches öl oder ein Ziehmittel, 0,1 bis 10%; für Konservierungsöl 0,1 bis 15%. Wenn man es in dem
Ansatz eines Fettes gebraucht, wird das Zusatzmittel in einer Konzentration von etwa 0,5 bis etwa 5 Gewichtsprozent
der ölkomponente verwendet.
Nachfolgend wird die Herstellung der als Stabilisierungsmittel zu verwendenden Säure-Amin- Phosphatprodukte
beschrieben.
Herstellung der Säure
1. Wie schon erwähnt, werden die Salze durch Verwendung des Umsetzungsproduktes in einem Überschuß
von 3 bis etwa 20 Molanteilen je Molanteil Phosphorverbindung hergestellt, weil diese Salze verbesserte
Eigenschaften gegenüber den Salzen zeigen, die unter Verwendung entweder stöchiometrischer
Anteile des Reaktionsproduktes und der Phosphorverbindung oder eines Überschusses der Phosphorverbindung
hergestellt sind. Diese Tatsache wird in den nachstehenden Beispielen erläutert, in welchen
die Herstellung der Salze mit verschiedenen Anteilen Phosphorverbindung beschrieben wird.
Ein Stammsatz des Reaktionsproduktes wurde zubereitet, und dann wurden getrennte Chargen hiervon
zur Herstellung der verschiedenen Salze gebraucht. Der Stammsatz des Reaktionsproduktes wurde hergestellt,
um das Imid-Amin zu bilden, indem man praktisch gleiche Molanteile 5,6,7,8,9,9-Hexachloro-1,2,3,4,4a,5,8,8a
- Octahydro - 5,8 - methano - 2,3 - naphthalindicarbonsäureanhydrid
(in der obengenannten Patentschrift und im nachstehenden als A-Anhydrid bezeichnet) mit N-Alkyl-l,2-diaminopropan umsetzte,
worin das Alkyl 18 Kohlenstoffatome enthielt. (Dieses Amin ist im Handel unter dem Warenzeichen »Duomeen
L-15« erhältlich und besteht aus einem /i-Alkyldiamin.)
Das Reaktionsprodukt wurde hergestellt, indem man bei einer Temperatur bis zu 120°C unter
Rückfluß 1700 g (4MoI Α-Anhydrid), 150 g (4 Mol + 10% Überschuß) N-Alkyl-l,2-diaminopropan (Alkvl
mit 18 C-Atomen) und 300 g Toluol erhitzte.
-Amin-Phosphatprodukte
Ungefähr 92 ml Wasser wurden während der RückfSußerhitzung
entfernt; diese wurde fortgesetzt, bis kein Wasser mehr freigesetzt wurde. Die Reaktionsmischung wurde mit wasserfreiem Kaliumcarbonat
behandelt und filtriert. Eine 100-g-Probe der Reaktionsmischung
wurde destilliert, um das Lösungsmittel zu entfernen. Das lösungsmittelfreie Produkt
war ein leicht bernsteinfarbenes öl. Bei seiner Analyse zeigte sich, daß es ein basisches Stickstoffäquivalent
von 1,50 mg/g enthielt, was dem theoretischen basischen Stickstoffäquivalent von 1,515 entspricht.
Wie oben erwähnt, wurden verschiedene Phosphatsalze hergestellt. Das in diesem Beispiel verwendete
Phosphat ist eine Mischung von Mono- und Di-Tridecyl-orthosäurephosphat. Verschiedene Salze
wurden hergestellt, indem man die erforderlichen Anteile des Phosphates mit dem Reaktionsprodukt innig
vermischte und bei einer Temperatur von etwa 97° C auf einem Dampfbad erhitzte. Diese verschiedenen
Salze enthielten das Reaktionsprodukt und das Phosphat in solchen Anteilen, daß sich ein Verhältnis von
basischem Äquivalent (Reaktionsprodukt) zu saurem Äquivalent (Phosphat) von 1:1, 2:1 und S: I ergab.
Das Salz mit dem Verhältnis 1:1 wurde hergestellt,
indem man 100 g der Reaktionsproduktlösung und 27 g des Phosphates vermischte, worauf das Toluollösungsmittel
durch Destillation unter Vakuum bei 97° C entfernt und das Salz als dunkelbernsteinfarbige
schwere Paste gewonnen wurde.
Das Salz mit dem Verhältnis 2:1 wurde hergestellt,
indem man 100 g der Reaktionsproduktlösung mit 13,5 g des Phosphates vermischte. Das Toluollösungsmittel
wurde durch Vakuumdestillation entfernt und das Salz als dunkelbernsteinfarbiges schweres öl
gewonnen.
Das Salz mit dem Verhältnis 8:1 wurde durch Vermischung
von 120 g Reaktionsproduktlösung und 4 g Phosphat hergestellt. Das Toluollösungsmittel
wurde durch Vakuumdestillation entfernt, und das Salz wurde als hellbernsteinfarbiges viskoses öl
gewonnen.
2. Das an dieser Stelle beschriebene Salz ist das polyoxyäthylenierte Nonylphenolphosphatsalz des
Reaktionsproduktes aus Α-Anhydrid mit Diäthylentriamin mit einem Base-Säureverhältnis von 6:1.
Das Reaktionsprodukt wurde hergestellt, indem man allmählich 213 g (0,5 Mol Α-Anhydrid) im Verlauf
einer Stunde zu 258 g (2,5 Mol Diäthylentriamin) gab. Anschließend wurden 200 ml Benzol zugesetzt,
und die Mischung wurde etwa 1,5 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Während der Rückflußerhitzung
wurden annähernd 9 ml Wasser entfernt. Das Benzol wurde durch Destillation auf einem Dampfbad abgetrieben,
überschüssiges Diäthylentriamin wurde durch Destillation unter hohem Vakuum entfernt.
In diesem Augenblick war die Reaktionsmischung ein gelb- bis orangefarbener brüchiger fester Stoff
mit einem basischen Stickstoffäquivalentgewicht von 220 g. Das Produkt wurde zu einem feinen Pulver
vermählen und mehrmals mit Wasser gewaschen, in Methanol aufgelöst und mit wasserfreiem Natriumsulfat
getrocknet. Anschließend wurde filtriert und Methanol abgedampft, um eine rote viskose klare
Flüssigkeit zu hinterlassen, die beim Stehen zu einer roten Substanz kristallisierte. Das Produkt hatte ein
basisches Stickstoffäquivalentgewicht von 262 g. Dies entspricht einem theoretischen Stickstoffäquivalent
von 255 für das gleichmolige Reaktionsprodukt, das wie oben dargelegt, vermutlich ein Imid-Amin ist.
Das Salz wurde hergestellt, indem man bei Zimmertemperatur unter starkem Rühren sechs basische
Äquivalente des A-Anhydrid-diäthylentriaminreaktionsproduktes mit einem sauren Äquivalent des
polyoxyäthylenierten Nonylphenolphosphates vermischte. Das Produkt wurde als braune viskose
Flüssigkeit gewonnen.
3. Das zu beschreibende Salz ist das Dithiophosphatsalz des gemäß den Angaben von 2) hergestellten
Reaktionsproduktes mit einem Base-SäureverhäUnis von 8:1. Das verwendete Dithiophosphat ist das
Di-Sec-octyl-dithiophosphat. Das Salz wurde hergestellt, indem man bei Zimmertemperatur unter
starkem Rühren acht basische Äquivalente des A-Anhydrid-diäthylentriaminreaktionsproduktes
mit einem sauren Äquivalent des Di-Sec-octyl-dithiophosphates vermischte. Das Produkt wurde als braune viskose
Flüssigkeit gewonnen.
4. Es wurde ein Salz mit dem Base-Säureverhältnis 10:1 hergestellt aus den gemischten Mono- und
Dioctylsäureorthophosphatsalzen des Monosalzes, das durch Umsetzung gleicher Molanteile von
Α-Säure und »Duomeen T« erhalten worden ist. Wie schon erwähnt wurde, ist »Duomeen T« N-Alkyl-l,3-diaminopropan,
worin die Alkylgruppe 12 bis 20 Kohlenstoffatome und meistens 16 bis 18 Kohlenstoffatome
enthält. Die Α-Säure und »Duomeen T« wurden in gleichen Molteilen bei Zimmertemperatur
unter starkem Rühren vermischt. Zur Erleichterung der Handhabung und Umsetzung wurde die A-Säure
als Lösung in Benzol zubereitet und mit dem »Duomeen T« versetzt. Nach Beendigung der Umsetzung
wurde das Lösungsmittel aus der Mischung entfernt und das Monosalz als viskoses Material gewonnen.
Dieses Produkt wurde mit 0,1 Äquivalentteilen der vermischten Mono- und Dioctylsäureorthophosphate
versetzt und bei Zimmertemperatur bis zur vollständigen Umsetzung stark gerührt.
5. Es wurde ein Salz mit dem Base-Säureverhältnis von 8:1 aus vermischten Mono-Didecyldithiophosphaten
und dem Reaktionsprodukt von A-Säure und »Duomeen T« hergestellt durch Umsetzung von
2 Molteilen »Duomeen T« mit einem Molteil A-Säure bei Zimmertemperatur unter starkem Rühren. Gewöhnlich
wird die Umsetzung in Benzol als Lösungsmittel durchgeführt, und das Doppelsalz wird im
Lösungsmittel gewonnen. Die gemischten Mono-Didecyldithiophosphate werden in einem Verhältnis
von einem sauren Äquivalent zu acht basischen Äquivalenten zugesetzt. Das Salz wird durch innige
Vermischung der Reaktionspartner bei Zimmertemperatur hergestellt.
6. Es wurde ein Salz hergestellt aus gleichen Molteilen B-Anhydrid (5,6,7,8,9,9-Hexachloro-1,2,3,4,4a,
5,8,8a - octahydro -1,4,5,8 - dimethano - 2,3 - naphthalindicarbonsäureanhydrid)
und »Diam 26«. Wie schon erwähnt wurde, ist »Diam 26« praktisch dasselbe wie »Duomeen T«. Diese Reaktion erfolgte bei Rückflußerhitzung
des B-Anhydrids und »Diam 26« im Benzol als Lösungsmittel bei gleichzeitiger Entfernung
des sich während der Reaktion bildenden Wassers. Nach beendeter Umsetzung wurde 0,1 Äquivalentteil
polyoxyäthylenierten Nonylphenolphosphates mit im Mittel etwa fünf polyoxyäthylenierten
Gruppen mit dem Reaktionsgemisch von B-Säure-Anhydrid und »Diam 26« vermengt. Die erhaltene
Mischung wurde bei Zimmertemperatur ausreichend lange gerührt, um die Salzbildung zu bewirken.
7. Es wurde ein Salz hergestellt, indem man zunächst gleiche Molteile von »HET«-Säure (1,4,5,6,
6,6 - Hexachlorodicyclo - (2,2,1)- hepten - 2,3 - dicarbonsäure) und »Duomeen T« in Gegenwart von Äthyläther
als Lösungsmittel, bei Zimmertemperatur innig durchrührt, bis die Reaktion beendet ist. Dann wird
die Reaktionsmischung mit 0,125 Äquivalentteilen Dodecylthiophosphat versetzt und darauf bei Zimmertemperatur
gerührt, bis die Salzbildung erfolgt ist.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und ihrer Vorteile.
Gewisse vorstehend beschriebene Salze wurden Schmierölen zugesetzt und diese in der Falex-Maschine
geprüft. Dieses Verfahren ist in dem Buch »Lubricant Testing« von E.G. Ellis, Verlag Scientific
publications (Great Britain) limited 1953, S. 150 bis 154, beschrieben. Die Falex-Maschine besteht aus
einem Drehzapfen, der zwischen zwei V-förmigen Lagern umläuft, die gegen den Zapfen federbelastet
und mit Einrichtungen zur Veränderung der Last ausgerüstet sind. Das zu prüfende öl wird in einen
Metallnapf gegossen, worin der Zapfen und die Lager teilweise untergetaucht sind. Die Maschine wird
10
jeweils 5 Minuten bei Lasten betrieben, die um Teilbeträge von 113,3 kg zunehmen, bis Fressung auftritt.
Die aufgezeichneten Werte umfassen die Temperatur des Öles bei jeder Last und das Drehmoment
in cm-kg bei jeder Last sowie die Abnutzung, die dadurch ermittelt wird, daß man die Anzahl der Einkerbungen
zählt, bei welchen ein Belastungsmechanismus vorgeschoben wird, um die gewünschte Last
aufrechtzuerhalten. Jede Kerbe entspricht ungefähr 0,000056 cm. Bevorzugte Zusatzstoffe sind solche,
die eine niedrige Temperatur, niedriges Drehmoment und geringe Abnutzung ergeben. Die Maximallast
und die Zeit in Minuten bei dieser Last bis zur Fressung werden aufgezeichnet und ebenso die Temperatur
des Öles. In diesem Fall ist die höhere Temperatur bevorzugt, weil sie bedeutet, daß das öl
bei höherer Temperatur in befriedigender Weise arbeitet.
Das in diesem Beispiel verwendete Schmieröl ist eine Mischung aus handelsüblichen Schmierölen, frei
von Zusatzstoffen verschnitten, mit einer Viskosität
von 113,8 es bei 38° C und von 11,73 es bei 1000C,
entsprechend einem SAE-Wert von 85.
Der in der folgenden Tabelle aufgeführte Versuch Nr. 1 wurde unter Verwendung eines kein Zusatzmittel
enthaltenden Schmieröles durchgeführt und gilt daher als Leer- oder Kontrollversuch.
Versuch Nr. 2 wurde mit einer anderen Probe des Schmieröles durchgeführt, der 10 Gewichtsprozent
des gemäß Herstellungsvorschrift 1 hergestellten SaI-zes mit einem Base-Säureverhältnis von 1:1 zugesetzt
worden war.
Versuch Nr. 3 wurde unter Verwendung einer anderen Probe des Schmieröles durchgeführt, dem
10 Gewichtsprozent des nach Herstellungsvorschrift hergestellten Salzes mit einem Base-Säureverhältnis
von 2:1 zugesetzt worden war.
Versuch Nr. 4 wurde unter Verwendung einer anderen Probe des Schmieröles durchgeführt, dem
10 Gewichtsprozent des nach Herstellungsvorschrift 1 hergestellten Salzes mit einem Base-Säureverhältnis
8:1 zugesetzt worden war.
113 | 226 | Belastung in kg | 453 | 566 | 680 | |
340 | ||||||
Versuch Nr. 1 | 104 8—10 0 |
146 11,5—S 0—S |
— | — | — | |
Temperatur in ° C Drehmoment cm-kg ... Abnutzung, Kerben ... |
— | |||||
Versuch Nr. 2 | 79 8—10 0 |
123 16—19,5 0 |
179 26—30 7 |
210—S 32— > 126 5—5 |
— | |
Temperatur in 0C Drehmoment cm-kg... Abnutzung, Kerben ... |
156 22—26 2 |
|||||
Versuch Nr. 3 | 76 7—10 0 |
116 13—18 0 |
189 25—27,5 8 |
218—S 30— > 126 0—S |
— | |
Temperatur in °C Drehmoment cm-kg ... Abnutzung, Kerben ... |
167 22—24 2 |
|||||
Versuch Nr. 4 | 63 6—10 0 |
102 11,5—17 0 |
178 22—26 5 |
193 26—30 8 |
216 29—34,5 10 |
|
Temperatur in 0C Drehmoment cm-kg ... Abnutzung, Kerben ... |
136 16—19,5 4 |
|||||
S = Einfressung.
Tabelle II
Einfreßbedingungen
Einfreßbedingungen
Versuchs | Last | Zeit in | Temperatur |
nummer | kg | Minuten | Ui0C |
1 | 266 | 1,1 | 146 |
2 | 566 | 1,1 | 260 |
3 | 566 | 0,8 | 218 |
4 | 793- | 0 | 238 |
Die Versuche mit Salzen eines Base-Säureverhältnisses von 1:1 (Versuch Nr. 2) und 2:1 (Versuch
Nr. 3) zeigten, daß bei der Verwendung von diese Salze enthaltenden ölen Anfressungen bei Belastungen
von 566 kg auftraten. Im Gegensatz hierzu gab das öl mit dem Salz eines Base-Säureverhältnisses von
8:1 (Versuch Nr. 4) keine Anfressung bis zu einer Last von 793 kg. Die Werte zeigen auch, daß die
Abnutzung sehr gering war, sie beweisen den überragenden Effekt, der erzielt wird, wenn man ein Sah
anwendet, welches durch Einwirkung des Zwischenproduktes im Überschuß auf die Phosphorverbin
dung erhalten worden ist.
In diesem Beispiel werden die Ergebnisse, die mi Salzen eines Base-Säureverhältnisses von 1:1, 2:1
10:1 und 15:1 erhalten wurden, ausgewertet um verglichen. Diese Versuche wurden im wesentliche!
in der selben Weise wie im vorstehenden Beispie durchgeführt, jedoch bestand das in diesem Beispic
verwendete Schmieröl aus einem handelsüblichen SAE-90 Getriebegrundöl, das frei von Zusatzstoffen
erhalten wurde. Die in diesem Beispiel verwendeten Salze wurden mit denselben Ausgangsstoffen und in
der selben Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt.
Versuch Nr. 5 wurde mit einer Probe des Schmieröles durchgeführt, das keinen Zusatzstoff enthielt,
und damit handelt es sich um einen Leer- oder Kontrollversuch.
Versuche 6 bis 9 wurden mit Proben desselben Schmieröles mit einem Gehalt von lOGewichtsprozent
des Salzes durchgeführt, das ein Base-Säureverhältnis von 1:1, 2:1, 10:1 bzw. 15:1 hatte. Die
Versuchsergebnisse finden sich in den folgenden Tabellen III und IV.
113 | 226 | 340 | ielastung in kg | 566 | 680 | 793 | |
453 | |||||||
Versuch Nr. 5 (Kontrolle) | 81 | 110—S | — | — | — | — | |
Temperatur in 0C | 7—« | S | — | — | — | — | — |
Drehmoment cm-kg | 0 | 0—S | — | — | — | — | — |
Abnutzung, Kerben | — | ||||||
Versuch Nr. 6 (1:1) | 75 | 134 | 173 | 232 | — | — | |
Temperatur in CC | 6—7 | 16—18 | 22—25 | 195 | 32—115 | — | — |
Drehmoment in ° C | 0 | 0 | 4 | 25—29 | 0—S | — | — |
Abnutzung, Kerben | 9 | ||||||
Versuch Nr. 7 (2:1) | 76 | 138 | 174 | 238 | — | — | |
Temperatur in ° C | 4,5 7 | 15—18 | 19,5—22 | 196 | 20—115 | — | — |
Drehmoment cm-kg | 0 | 0 | 2 | 23—26 | 3—S | — | — |
Abnutzung, Kerben | 7 | ||||||
Versuch Nr. 8 (10:1) | 68 | 118 | 149 | 211 | 248 | 393 | |
Temperatur in ° C | 4,5—6 | 11—16 | 16—18 | 184 | 26—29 | 30—34,5 | 40—121 |
Drehmoment cm-kg | 0 | 0 | 5 | 22—24 | 12 | 20 | >111 |
Abnutzung, Kerben | 8 | ||||||
Versuch Nr. 9 (15:1) | 73 | 117 | 147 | 218 | 274 | — | |
Temperatur in 0C | 6—7 | 14—19,5 | 18—22 | 185 | 30—36 | 38—92 | — |
Drehmoment cm-kg | 0 | 0 | 7 | 24—27,5 | 12 | 115 | — |
Abnutzung, Kerben | 6 | ||||||
S = Einfressung.
Tabelle IV
Einfreßbedingungen
Einfreßbedingungen
Versuchs | Last | Zeit in | Temperatur |
nummer | kg | Minuten | in 0C |
5 | 226 | <0,l | 110 |
6 | 566 | 1,57 | 232 |
7 | 566 | 1,57 | 238 |
8 | 793 | 1 | 393 |
9 | 680 | 2,17 | 274 |
45
55 Es ist ersichtlich, daß die mit den Salzen eines
Base-Säureverhältnisses von 1:1 (Versuch Nr. 6) und ·
2:1 (Versuch Nr. 7) durchgeführten Versuche beide eine Anfressung bei 566 kg ergaben. Versuch Nr. 8,
der mit dem Salz eines Base-Säureverhältnisses von 10:1 durchgeführt wurde, ergab keine Anfressung
bis zu einer Last von 793 kg. Der Versuch unter Verwendung des Salzes mit dem Base-Säureverhältnis
von 15:1 ergab keine Anfressung bis zu einer Last von 680 kg. Diese Werte zeigen wiederum die überraschenden
Vorteile der Anwendung eines Salzes mit kritischen Base-Säureverhältnissen, wie sie in
der vorliegenden Anmeldung angegeben sind.
Das Salz mit einem Base-Säureverhältnis von 8:1, das in der Weise der Vorschrift 1 hergestellt war,
wurde in einer Konzentration von 1 Gewichtsprozent als Zusatz in Fett verwendet. Der Zusatzstoff wurde
in ein handelsübliches Mittel-Kontinentschmieröl von einer SAE-Viskosität von 20 eingearbeitet. Ungefähr
92% des Schmieröles wurden dann mit ungefähr 8 Gewichtsprozent Lithiumstearat vermischt. Das
Gemisch wurde auf etwa 232° C unter ständigem Rühren erhitzt. Anschließend wurde das Fett unter
Rühren auf ungefähr 121°C abgekühlt, und dann langsam weiter auf Zimmertemperatur abgekühlt.
Die Stabilität des Fettes wurde in Übereinstimmung mit der ASTM D-942-Methode geprüft, wonach
eine Probe des Fettes in eine Bombe eingebracht unc auf einer Temperatur von 121° C gehalten wird. Ir
die Bombe wird Sauerstoff eingelassen, und es wire die Zeit als Induktionsperiode angenommen, die füi
einen Druckabfall von 0,34 atm erforderlich ist. Ein< Probe des Fettes ohne Zusatzstoff wird eine Induk
tionsperiode von etwa 8 Stunden haben. Anderer seits hatte eine Probe des Fettes mit 1 Gewichts
prozent des Zusatzstoffes eine Induktionsperiode voi mehr als 100 Stunden.
Claims (1)
1. Verwendung von Säure-Amin-Phosphatprodukten, die durch Umsetzung
a) einer Polyhalogenpolyhydropolycyclodicarbonsäure der allgemeinen Formel
C-OH
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