DD225433B1 - Additiveskombination zue verbesserung des kaelteverhaltens von niedrigviskosen komponenten in schmieroelqualitaet - Google Patents

Additiveskombination zue verbesserung des kaelteverhaltens von niedrigviskosen komponenten in schmieroelqualitaet

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DD225433B1
DD225433B1 DD26484384A DD26484384A DD225433B1 DD 225433 B1 DD225433 B1 DD 225433B1 DD 26484384 A DD26484384 A DD 26484384A DD 26484384 A DD26484384 A DD 26484384A DD 225433 B1 DD225433 B1 DD 225433B1
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Erich Will
Hans-Ulrich Reichardt
Ruediger Sachse
Herbert Schulze
Hans-Dieter Kipping
Guenther Schuelert
Dietlinde Keilich
Wolfgang Nette
Hiltrud Taeubert
Erika Onderka
Manfred Gebauer
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Zeitz Hydrierwerk
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Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Additiveskombination zur Verbesserung des Kälteverhaltens von niedrigviskosen Komponenten auf Mineralölbasis oder carbochemischen Ursprungs in Schmierölqualitat.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Der Einsatz von Schmierölen bzw. Schmierölkomponenten in der Kalte wird durch die Art und Menge der enthaltenen festen n-Paraffinkohlenwasserstoffe bestimmt. Diese η-Paraffine scheiden sich beim Abkühlen und Erreichen der Löslichkeitsgrenze in kristallischer Form als Nadeln oder Platten aus, die ein verfilztes Netzwerk bilden und zum „Stocken" des Oles führen. Es ist bekannt, den Stockpunkt von Schmierölkomponenten durch Stockpunkterniedriger, insbesondere vom „Paraflow-Typ", das sind nach US-PS 1815022 durch Umsetzung von Naphthalin mit chloriertem Hartparaffin nach Friedel-Crafts gewonnene Verbindungen, abzusenken.
Des weiteren ist aus DE-OS 2227786 bekannt, daß niedermolekulare Ethylen-Vinylacetat-Copolymere allein oder mit anderen Stoffen, wie chloriertes Polyethylen (US-PS 3.337.313. DE-OS 2156425), oder nach DE-PS 200572 mit Kohlenwasserstoff-Polymeren und polaren, öllöslichen Stickstoffverbindungen die Ersetzbarkeit von Erdölfraktionen erweitern können, da sie die Kristallisation der η-Paraffine beeinflussen können.
Bekannt ist auch der Einsatz von hochmolekularen plast- bzw. elastartigen Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren (US-PS 3.947.368), deren Einsatz, aber bedingt durch die geringe Öllöslichkeit Grenzen gesetzt sind. Es ist weiterhin aus DE-OS 2339175 bekannt, daß zur Regulierung der Wachskristallgröße bei Brennstoff- und Heizölen Additivkombinationen aus Friedel-Crafts-Kondensationsprodukten mit verschiedenen polymeren Stockpunkterniedrigern zugesetzt werden können. Die Wirkung derartiger Additives bzw. Additivkombinationen ist aber stark abhängig von der Zusammensetzung, der Siedelage und der Schnittbreite der Erdölfraktionen.
Die der DE-OS 2339175 zugrunde liegenden Destillat-Brennstofföle, wie Kerosin, Dieseltreibstoffe, Düsentreibstoffeund Heizöle, weisen neben einer breiten Siedelage, beginnend ab ca. 120"C einen 90-%-Siedepunkt von maximal 390°C auf. Demgegenüber ist für Schmieröle laut Ullmanns Enc. d. technischen Chemie Bd. 10,4. Auflage, S. 646 eine wesentlich engere Schnittbreite charakteristisch, die außerdem herstellungsbedingt durch einen höheren Siedebereich von etwa 370 bis 500/540°C gekennzeichnet ist (s. Schmierstoffe v.G. Jäger und Mitarbeiter, I.Auflage, S. 30).
Auf die unterschiedlichen Wirkungen von Stockpunkterniedrigern auf Erdölfraktionen unterschiedlicher Schnittbreite und Siedelage wird bereits in der DE-AS 1147799 hingewiesen. In der DE-OS 19Ί4756 wird vorgeschlagen, die Große der Wachskristalle durch Einsatz eines Copolymeren zu steuern, das einen geringen Grad an Seitenkettenverzweigung aufweist. Die Wirksamkeit wird für Heizöle hervorragend, für Dieselöle akzeptabel und für Mineralschmierole mäßig eingeschätzt. Dies zeigt, daß hohe Ansprechbarkeiten bei einem hohen Siedeende und einem breiten Siedebereich und bei Vermeidung einer scharfen Fraktionierung erreicht werden. Die bekannten Additives bzw. AdditivkombSnationen versagen bzw. erfordern eine unökonomisch hohe Menge an Additiv bei Fraktionen, die einen engen und/oder niedrigen Siedebereich aufweisen. Nachteilig ist, daß die bekannten Zusätze in erster Linie den Endpunkt der Kristallisation der n-Paraffinkohlenwasserstoffe beeinflussen, kaum jedoch das Kalteverhalten des dispersen Systems feste und flussige Kohlenwasserstoffe über den gesamten Temperaturbereich bis zum Stockpunkt. Hinzu kommt, daß sie oft in ihrer thermischen, oxidativen und chemischen Stabilität sowie der Scherfestigkeit den Ansprüchen über den gesamten Einsatzzeitraum und die gesamte Anwendungsbreite hinweg nicht genügen und außerdem teilweise nur bei relativ hohen Konzentrationein wirken. Letzteres kann dazu fuhren, daß besonders in wenig oder kaum entparaffinieren Ölen bei längerer Lagerung und häufigen Temperaturwechseln, ein sogenannter „Stockpunkt-Rückfair auftritt, daß heißt Ausschaltung der Wirkung der Stockpunkterniedriger, wie in Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Band 20, Verlag Chemie-Weinheim, 1981, Seite 548 ausgeführt wird.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Additiveskombination zur Verbesserung des Kalteverhaltens von niedrigviskosen Komponenten in Schmierölqualitat, die kostengünstig auf der Basis verfugbarer Rohstoffe mit geringem technologischen Aufwand herstellbar ist.
-2- 225 433 Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Additiveskombination zur Verbesserung des Kälteverhaltens zu schaffen, die das Kälteverhalten von unterschiedlich vorbehandelten Mineralölkomponenten odercarbochemischen Produkten über den gesamten Bereich bis hin zum Stockpunkt über einen langen Zeitraum entscheidend verbessert, ohne daß andere für Schmierölkomponenten wesentliche Gebrauchseigenschaften negativ beeinflußt werden.
Erfindungsgemäß besteht die Additiveskombination zur Verbesserung des Kälteverhaltens von niedrigviskosen Komponenten in Schmierölqualität aus
83bis96Ma.-% eines durch Friedel-Crafts-Alkylierung gewonnenen Umsetzungsproduktes aus Alkylnaphthalin und
Chlorparaffin mit einem Chorgehalt von 12 bis 20Ma.-% in Form einer SO%igen öligen Lösung und 4 bis 17Ma.-% eines Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren mit einer gewichtsmittleren Molmasse von 500 bis 10000 und einem Vinylacetatgehalt von 25 bis 35Ma.-%, bei dem 0,5 bis 3,5Ma.-% des Vinylacetats verseift sind.
Überraschenderweise zeigte sich, daß der Zusatz von 0,1 bis 1,2Ma.-% der erfindungsgemäßen Additiveskombination zu Schmierölkomponenten im Viskositätsbereich von 10 bis 80mmVs bei 200C, die entweder mittels klassischer Verfahren der Erdölaufbereitung oder bei der hydrierenden Behandlung von Erdölvakuumdestillaten oder der mikrobiellen Entparaffinierung von Erdölfraktionen oder der Aufarbeitung carbochemischer Rohstoffe oder der Altölaufarbeitung gewonnen wurden, eine wesentliche Verbesserung des Kälteverhaltens über den gesamten Bereich ergibt ohne daß andere, für Schmieröle bedeutsame Gebrauchswerteigenschaften, wie z. B. Alterungsbeständigkeit, Korrosionsschutz und das Verhalten gegenüber Wasser bzw. Luft negativ beeinträchtigt werden.
Die erfindungsgemäße Additiveskombination ist in den angegebenen Konzentrationen in den Grundölen vollständig löslich und mit den üblicherweise angewendeten Schmieröladditives uneingeschränkt verträglich. Sie ist vorteilhaft für paraffinreiche Komponenten für einen Einsatz auch über einen langen Zeitraum hinweg geeignet, ohne daß es zum sogenannten „Stockpunkt-Rückfair kommt.
Es war überraschend, daß die Einzelkomponenten in der Additiveskombination durch eine synergistische Wechselwirkung nicht nur die Erreichung einer wesentlichen Stockpunktabsenkung weit unter den Stockpunkt der Einzelkomponenten in vergleichbarer Menge ermöglichen, sondern auch eine deutliche Erniedrigung der Kälteviskosität und damit eine Erweiterung des Temperatureinsatzbereiches ermöglichen. Dies ist um so überraschender, da beide Komponenten als Einzelkomponenten die Kälteviskositäten nicht wesentlich beeinflussen.
Beispiel 1
Eine Fraktion eines paraffinbasischen, schwefel- und stickstoffhaltigen Erdöles, welches hydroraffiniert und atmosphärisch destilliert wurde und eine Viskosität von 21,5mm2/s bei 2O0C aufweist, wird mit 0,42 Ma.-% der Additivkombination, bestehend aus 95 Teilen einer 50%igen Lösung eines Umsetzungsproduktes von Alkylnaphthalin und Chlorparaffin mit einem Chlorgehalt von 13,6% und 5 Teilen eines Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisates mit einem Vinylacetatanteil von 28,4Ma.-%, wobei 0,52 Ma.-% des Vinylacetates verseift sind und einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 7350 intensiv gemischt. Es wurden folgende Stockpunkte (TGL 0-51583) und Kälteviskositäten (TGL 29202/04) ermittelt. Im Vergleich dazu sind die Werte mit analogen Mengen der Einzelkomponenten mit aufgeführt.
Viskosität Stockpunkt
bei-2O0C
(mm2/s) (0C)
Produkt gemäß Beispiel 1 550,9 -38
Grundöl ohne Zusätze nicht be- +9
stimmbar
Grundöl plus 0,5Ma.-% 809,4 -13
desAlkylnaphthalinproduktes
Grundöl plus 0,05 Ma.-% 1813,3 ±0
des EVA-Copolymerisates
Beispiel 2
Eine Fraktion eines paraffinbasischen, schwefel- und stickstoffhaltigen Erdöles, welche durch mikrobielle Entparaffinierung und atmosphärische Destillation mit einer Viskosität von 17,0mm2/s bei 200C, einer Dichte bei 200C von 0,865g/cm3 und einem Schwefelgehalt von 0,18Ma.-% gewonnen würde, wird mit 0,45Ma.-% der Additivkombination, bestehend aus 91 Teilen einer 50%igen Lösung eines Umsetzungsproduktes von Alkylnaphthalin und Chlorparaffin mit einem Chlorgehalt von 12,5% und 9 Teilen eines Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisates mit einem Vinylacetatanteil von 25,6Ma.-%, wobei 0,56Ma.-% des Vinylacetats verseift sind und einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 9720 intensiv gemischt. Es wurde folgendes Kälteverhalten erreicht:
Produkt gemäß Beispiel 2 Grundöl ohne Zusätze Grundöl plus 1,0Ma.-% des Alkylnaphthalinproduktes Grundöl plus 0,1 Ma.·% des EVA -Copolymerisates Grundöl plus 0,1 Ma.-%
des EVA-Copolymerisates 235 -17
(unverseift)
Viskosität Stockpunkt
bei-10°C
(mmVs) (0C)
164 -48
nicht bestimmbar + 2
394 -47
201,5 -20
Beispiel 3
Eine Fraktion eines paraffinbasischen, schwefel- und stickstoffhaltigen sowjetischen Erdöles, welches atmosphärisch destilliert wurde und eine Viskosität von 19,6 mmVs bei 20 °C aufweist, wird im Verhältnis 1:1 mit einem vorgestrippten und atmosphärisch destillierten Zweitraffinat, dessen Viskosität bei 2O0C 104mmVs beträgt, gemischt. Die Mischung mit einer Viskosität von 64,6 mmVs wird mit 0,4Ma.-% der Additivkombination, beetehend aus 85 Teilen einer 50%igen Lösung eines Umsetzungsproduktes von Alkvlnaphthalin von Chlorparaffin mit einem Chlorgehalt von 17,6Ma.-% und 15 Teilen eines Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisates mit einem Vinylacetatanteil von 34,6Ma.-%. wobei 3,5Ma.-% des Vinylacetates verseift sind und einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 570 intensiv gemacht
Die Kennwerte des Kälteverhaltens sind nachfolgender Darstellung zu entnehmen:
Produkt gemäß Beispiel 3 Grundöl plus 0,4 Ma.-% desAlkylnaphthalinprodukts Grundöl plus0,05 Ma.-% des EVA-Copolymerisates Grundöl plus 0,05 Ma.-% des EVA-Copolymerisates (unverseift)
Stockpunkt
CC)
-20
-14 -13
-11
Viskosität bei -10'C (mmVs) 194
408 267,3
298,4

Claims (1)

  1. Additiveskombination zur Verbesserung des Kälteverhaltens von niedrigviskosen Komponenten in Schmierölqualität im Viskositätsbereich von 10 bis 80mm2s~1 bei 200C, gekennzeichnet dadurch, daß sie aus
    83bis96Ma.-% eines durch Friedel-Crafts-Alkylierung gewonnenen Umsetzungsproduktes aus Alkylnaphthalin und Chlorparaffin mit einem Chlorgehalt von 12 bis 20 Ma.-% im Form
    einer 50%igen öligen Lösung und
    4bis17Ma.-% eines Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren mit einer gewichtsmittleren Molmasse von 500 bis 10000 und einem Vinylacetatgehaltvon 25bis35Ma.-%, bei dem 0,5 bis 3,5Ma.-% des Vinylacetats verseift sind, besteht.
DD26484384A 1984-07-02 1984-07-02 Additiveskombination zue verbesserung des kaelteverhaltens von niedrigviskosen komponenten in schmieroelqualitaet DD225433B1 (de)

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