CH638559A5 - Lubricating oil mixtures - Google Patents

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CH638559A5
CH638559A5 CH1098778A CH1098778A CH638559A5 CH 638559 A5 CH638559 A5 CH 638559A5 CH 1098778 A CH1098778 A CH 1098778A CH 1098778 A CH1098778 A CH 1098778A CH 638559 A5 CH638559 A5 CH 638559A5
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Gerarda Jacoba Klaver
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Description

Die Erfindung betrifft Schmierölgemische, die ein hydrogecracktes Schmieröl als Grundöl und ein Gemisch von bestimmten öllöslichen Polyalkyl(meth)acrylaten als Pour-point-Erniedriger enthalten. Hydrogecrackte Schmieröle, wie die in der NE-PS 7613854 beschriebenen Öle, können mit sehr hohem Viskositätsindex hergestellt werden und sind deshalb als Grundöle für Mehrbereichsmotoröle, insbesondere für Mehrbereichsbenzinmotor- und -dieselmotoröle, sehr geeignet.
Bei hydrogecrackten Grundölen mit besonders hohem Viskositätsindex (XHVI-Öle mit einem Viskositätsindex von mindestens 140 gemäss ASTM D-2270) scheint es jedoch nicht möglich zu sein, den Pourpoint gemäss ASTM D-97 der normalerweise bei etwa — 15 bis —33°C oder darunter liegt, zu erniedrigen, auch dann nicht, wenn man speziell für HVI-Öle, einschliesslich der hydrogecrackten HVI-Öle, bestimmte Pour-point-Erniedriger verwendet, wie die in der GB-PS 1347713 beschriebenen Polyalkylmethacrylate. Diese Pourpoint-Erniedrigung ist aber in kaltem Klima von besonderer Bedeutung.
Die in der GB-PS 1347713 beschriebenen Polyalkylmethacrylate haben ein mittleres Molekulargewicht (Zahlenmittel) von 2 x IO3 bis 106, die mittlere Anzahl von Kohlenstoffatomen ,in den Alkylketten mit 9 bis 18 Kohlenstoffatomen beträgt 12,4 bis 13,7 und unter diesén Alkylketten mit 9 bis 18 Kohlenstoffatomen befinden sich mindestens 6 mit einer unterschiedlichen Kohlenstoffzahl.
Es wurde nun festgestellt, dass man dieses Problem durch Verwenden einer speziellen Kombination von zwei verschiedenen Klassen von PolyalkyI(meth)acrylaten lösen kann.
Die Erfindung betrifft daher das im Patentanspruch 1 definierte Schmierölgemisch.
In der US-PS 2655479 ist bereits offenbart, dass man eine synergistische Pourpoint erniedrigende Wirkung erhalten kann, wenn man ein Gemisch von zwei verschiedenen Polyal-kylmethacrylaten verwendet. Dieses Gemisch enthält hauptsächlich Polyalkylmethacrylate mit Alkylketten mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, wobei die mittlere Alkylkettenlänge etwa 12,7 bzw. etwa 13,5 beträgt. Diese Patentschrift bezieht sich auf lösungsmittelextrahierte Öle (konventionelle Öle), es findet sich kein Hinweis auf die Pourpoint-Emiedrigung von hydrogecrackten Schmierölen (unkonventionelle Öle).
Das im erfindungsgemässen Schmierölgemisch verwendete Grundöl kann ein in der NE-PS 7613854 beschriebenes Öl sein, einschliesslich eines XHVI-Öls. Vorzugsweise hat das Grundöl einen Viskositätsindex von mindestens 120, insbesondere von mindestens 140.
Diese Grundöle können mit anderen Ölen vermischt sein, wie mit lösungsmittelextrahierten Schmierölen, tierischen oder pflanzlichen Ölen, synthetischen Ölen, wie Polyolefinen, Esterölen oder Polyoxyalkylen-Ölen, sowie mit Rückstandsfraktionen, wie Brighstock, oder mit hydrierend behandelten Fraktionen, wie hydrierend behandelten Extrakten von Destillaten oder Rückständen.
Das im erfindungsgemässen Schmierölgemisch verwendete Zusatzmittel a) wirkt als Viskositätsindexverbesserer. Ist kein anderer Viskositätsindexverbesserer vorhanden, so wird das Zusatzmittel a) vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 10 Gewichtsprozent verwendet. Bei Anwesenheit eines anderen Viskositätsindexverbesserers genügt im allgemeinen eine Menge von 0,05 bis 1 Gewichtsprozent des Zusatzmittels a), um die synergistische Pourpoint erniedrigende Wirkung mit dem Zusatzmittel b) zu erreichen.
Die 12 bis 15 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkylketten des Zusatzmittels a) leiten sich vorzugsweise von einem Gemisch von geradkettigen und verzweigten synthetischen Alkoholen ab, die man durch Hydroformylierung erhält, insbesondere durch Umsetzen eines Gemisches von Olefinen mit 11 bis 14 Kohlenstoffatomen, mit Kohlenmonoxid und Wasserstoff in Gegenwart eines komplexen Katalysators, der aus Kobalt, Kohlenmonoxid und einer Phosphorverbindung besteht. Die dabei entstehenden Alkohole enthalten im allgemeinen 5 bis 25 Gewichtsprozent verzweigte Alkylketten.
Im Zusatzmittel a) dürfen weniger als 25 Gewichtsprozent der Alkylacrylate oder Alkylmethyacrylate von anderen Alkoholen stammen, insbesondere von primären Alkoholen, wie synthetischen (geradkettigen und verzweigten, z.B. 5 bis 25 Gewichtsprozent verzweigten) Alkoholen mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen, synthetischen oder vorzugsweise natürlichen (geradkettigen) Ci6_i8-Alkoholen, von niederen Alkoholen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder von Alkoholen mit über 18 Kohlenstoffatomen.
5
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Auch Zusatzmittel a), die zusätzlich zu einem oder mehreren dieser Monomeren höchstens 10 Gewichtsprozent, polare Monomere enthalten, wie gegebenenfalls substituierte Vinyl-pyridine, gegebenenfalls substituierte Vinylpyrrolidone oder Hydroxylgruppen enthaltende Monomere, können ebenfalls verwendet werden.
Die Zusatzmittel a) haben ein mittleres Molekulargewicht (Gewichtsmittel Mw) von 2 x IO3 bis 106, insbesondere von 5 x 104 bis 5 x 105. Um eine gute Scherstabilität zu gewährleisten, sollten sie eine niedrige Molekulargewichtsverteilung haben, d.h. das Verhältnis von Gewichtsmittel (Mw) zu Zahlenmittel (Mn) sollte niedrig sein, z.B. 1,5 bis 5, insbesondere 2 bis 4, betragen (Q = Mw/Mn). Gegebenenfalls können die Zusatzmittel vor der Verwendung einer Scherbehandlung unterworfen werden. Die im erfindungsgemässen Schmierölgemisch verwendeten Zusatzmitttel a) können als Pourpoint-Erniedriger wirken; im allgemeinen jedoch hat ein Zusatzmittel a) allein keine Wirkung auf den Pourpoint eines XHVI-Öls.
Als Zusatzmittel b) für das erfindungsgemässe Schmierölgemisch sind die in den GB-PSen 1 163807 und insbesondere 1347713 beschriebenen Verbindungen geeignet. D.h., dass die für das Zusatzmittel a) beschriebenen Ci2_i5-Alkylketten bevorzugt sind, wogegen die anderen Alkylketten sich vorzugsweise von synthetischen Alkoholen mit 9 bis 11 Kohlenstoffatomen und/oder von synthetischen oder vorzugsweise natürlichen Alkoholen mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen und gegebenenfalls Alkoholen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder von Alkoholen mit über 18 Kohlenstoffatomen ableiten. Die Anwesenheit von Alkoholen mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen in Mengen von mindestens 10 Gewichtsprozent ist besonders erwünscht. Das Zusatzmittel b) kann auch höchstens 10 Gewichtsprozent, an polaren Monomeren, wie die für das Zusatzmittel a) beschriebenen, enthalten.
Das Zusatzmittel b) wird im erfindungsgemässen Schmierölgemisch vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 2 Gewichtsprozent verwendet.
Die Zusatzmittel b) haben ein mittleres Molekulargewicht (Gewichtsmittel, Mw) von 2 x IO3 bis 106, insbesondere von 2 x 10" bis 5 x 105. Der Q-Wert sollte vorzugsweise niedrig sein und z.B. 1,5 bis 5, insbesondere 2 bis 4, betragen.
Die Zusatzmittel a) und b) können dem Grundöl als solche oder in Form eines Konzentrates von Zusatzmittel a) und/ oder Zusatzmittel b) in einem Trägeröl zugesetzt werden. Dieses Konzentrat kann z.B. 20 bis 75 Gewichtsprozent Zusatzmittel a) und/oder b) in z.B. einem Mineralschmieröl als Trägeröl enthalten.
Im erfindungsgemässen Schmierölgemisch können auch noch andere Zusatzmittel verwendet werden, wie Antioxidantien, Reinigungsmittel, andere Viskositätsindexverbesserer, korrosionshemmende Mittel, Hochdruckmittel und schaumbremsende Mittel.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiele 1 bis 4
Die Zusatzmittel a) und b) werden in verschiedenen hydrogecrackten Grundölen getestet.
Grundöl 1 : hydrogecracktes Schmieröl mit einem Pourpoint von —15 °C und einem Viskositätsindex von 149.
Grundöl 2: Grundöl 1 und handelsübliche Zusatzmittelkombination für Benzinmotoröle.
Grundöl 3: 88 Gewichtsprozent Grundöl 1 und 12 Gewichtsprozent hydrierend behandelter Brightstock mit einem Viskositätsindex von 95. (Der Viskositätsindex des Gemisches beträgt 144.)
Grundöl 4: Grundöl 3 und Zusatzmittelkombination des Grundöls 2.
Grundöl 5: 89 Gewichtsprozent Grundöl 1,11 Gewichtsprozent hydrierend behandelter Brightstock (wie in Grundöl 3) und handelsübliche Zusatzmittelkombination für Dieselmo-toröl, einschliesslich eines Viskositätsindexverbesserers (ein hydriertes Styrol/Isopren-Blockcopolymerisat).
Zusatzmittel ai : Poly-Cn is-alkylmethacrylat, das sich von verzweigten und geradkettigen (Gewichtsverhältnis 15:85) synthetischen Alkoholen mit 12 bis 15 Kohlenstoffatomen ableitet (20 Gewichtsprozent C12,30 Gewichtsprozent C13, 30 Gewichtsprozent Cm und 20 Gewichtsprozent Cis). Mn = 1, 35 x 105; Mw = 5,35 x 105; Q = 4,0.
Zusatzmittel a.2: statistisches Copolymerisat aus 92,3 Gewichtsprozent C|2-i5-Alkylmethacrylat (wie Zusatzmittel ai) und 7,1 Gewichtsprozent 2-Vinylpyridin. Mw = 63 000; Mn = 223 000; Q = 2,8.
Zusatzmittel a3i Copolymerisat aus 98,0 Gewichtsprozent C|2_i5-Alkylmethacrylat (wie Zusatzmittel ai), 0,9 Gewichtsprozent Cçm rAlkylmethacrylat (vgl. Zusatzmittel bi) und 1,1 Gewichtsprozent Ci6_i8-Alkylmethacrylat (vgl. Zusatzmittel bi). IViw = 310 000; Mn = 93 700; Q = 3,3.
Zusatzmittel bi: Poly-C^jg-alkylmethacrylat, das sich von 43,5 Gewichtsprozent verzweigten und geradkettigen (Gewichtsverhältnis 15:85) synthetischen C9_n-Alkoholen (20 Gewichtsprozent Cs, 50 Gewichtsprozent C10 und 30 Gewichtsprozent Cu), 10,0 Gewichtsprozent C12-15-Alkoholen (vgl. Zusatzmittel ai) und 44,5 Gewichtsprozent natürlichen C16/18-Alkoholen (30 Gewichtsprozent Cis und 58 Gewichtsprozent Cis) ableitet. Mw = 420 000; Mn = 55 000; Q = 7,7.
Zusatzmittel bî: gleiche Zusammensetzung wie Zusatzmittel bi, jedoch Mn = 21 200; Mw = 46 500; Q = 2,2.
Beispiel 1 (Grundöl 1)
Tabelle I: Pourpoint in °C.
ai,
bi, Gewichtsprozent
Gew.-%
0
0,1
0,2 0,3
0
-15
-21
-21/-24
0,1
-15
-24
-24
0,2
-15
-24/-27
-30 -30
0.3
-15
-27
-30
0,4
-15
-30
-33
Beispiel 2 (Grundöl 2)
Tabelle II; Pourpoint in °C
ai b2, Gewichtsprozent
Gew.-%
0
0,1
0,2
0
-15
-21
-24
4,0
-15
-36
-36
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
638 559
Beispiel 3
4
Tabelle III: Pourpoint in C°
Grundöl ai,
Gew.-"o bi, Gewichtsprozent 0 0,03 0,05
0,1
0,2
0,4
b:, Gewichtsprozent 0 0,03 0,05
0,1
0,2
0,4
0,6
3
0
-12
-27
-30
3
7,4
-27
-33
-33
-36
-36
-33
-27
-33
-33
-33
-33
-33
_
4
7,4
-18
-33
-33
-33
-33
-33
-18
-33
-33
-33
-33
-33
_
5
0
-12
-
-
-24
-24
-27
-12
-24
-27
-27
_
5
0,4
-
-
-
-
-30
-30
-
-27
-
-30
-30
-30
-30
5
0,6
-12
-18
-30
-33
-33
-33
-12
-27
-30
-33
-33
-33
-
5
0,8
-15
-27
-33
-
-33
-33
-15
-33
-33
-
-33
-33
-
Beispiel 4 (Grundöl 2)
Tabelle IV: Pourpoint in °C
Zusatz-mittel
Gew.-%
02, Gewichtsprozent 0 0,1
0,2
ai
0
-15
-21
-24
4,0
-15
-36
as
0
-15
-21
-24
4,0
-21
-36
-36
G

Claims (9)

638 559
1. Schmierölgemisch, enthaltend ein hydrogecracktes Schmieröl als Grundöl und a) 0,001 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Schmierölgemisch eines öllöslichen Polymers mit viskositätsindexver-bessernden Eigenschaften und einem mittleren Gewichtsmittel des Molekulargewichts von IO3 bis 106, wovon mindestens 90 Gew.-% der Monomereinheiten sich von Alkylacrylaten und/ oder Alkylmethacrylaten ableiten, worin über 75 Gewichtsprozent der Alkylketten 12 bis 15 Kohlenstoffatome haben, und b) 0,001 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Schmierölgemisch, eines öllöslichen Polymers mit Pourpoint erniedrigenden Eigenschaften und einem mittleren Gewichtsmittel des Molekulargewichts von IO3 bis 106, wovon mindestens 90 Gew.-% der Monomereinheiten sich von Alkylacrylaten und/ oder Alkylmethacrylaten ableiten, worin höchstens 75 Gewichtsprozent der Alkylketten 12 bis 15 Kohlenstoffatome und 10 bis 90 Gewichtsprozent der Alkylketten mindestens 16 Kohlenstoffatome haben.
2. Schmierölgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrogecrackte Grundöl einen Viskositätsindex von mindestens 120 hat.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Schmierölgemisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel a) ein Polyalkymetha-crylat mit verzweigten und geraden Alkylketten mit 12 bis 15 Kohlenstoffatomen ist.
4. Schmierölgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zusatzmittel a) und/ oder b) von Monomeren, von denen höchstens 10 Gewichtsprozent polare Gruppen enthalten, ableiten.
5. Schmierölgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel b) ein Polyal-kylmethacrylat mit mindestens sechs verschiedenen Alkylre-sten mit 9 bis 18 Kohlenstoffatomen ist.
6. Schmierölgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzmittel b) ein Polyal-kylmethacrylat ist, in dem sich die Alkylreste von verzweigten und geradkettigen Alkoholen mit 9 bis 15 Kohlenstoffatomen und von geradkettigen Alkoholen mit 16 und 18 Kohlenstoffatomen ableiten.
7. Schmierölgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkylreste mit 9 bis 15 Kohlenstoffatomen 5 bis 25 Gewichtsprozent verzweigte Ketten enthalten.
8. Schmierölgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Gewichtsmittel zu Zahlenmittel des Molekulargewichts des Zusatzmittels a) oder b) 1,5 bis 5 beträgt.
9. Konzentrat für das Schmierölgemisch nach Anspruch 1, das die Zusatzmittel a) und b) in einem Trägeröl enthält.
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