DD299532A5

DD299532A5 - PROCESS FOR ADDITIVATING LUBRICANTS WITH EP ADDITIVES

Info

Publication number: DD299532A5
Application number: DD33356689A
Authority: DD
Inventors: Rainer Buechner; Ingrid Pinn; Erwin Schreier; Horst Viola
Original assignee: Addinol Mineraloel Gmbh Luetzkendorf,De; Tu Dresden,De
Priority date: 1989-10-13
Filing date: 1989-10-13
Publication date: 1992-04-23

Abstract

Die Herstellung von hochbelastungsfaehigen Schmierstoffen ist durch die Verwendung von Kombinationen bestehend aus Thioglykolsaeureestern und aromatischen Nitroverbindungen charakterisiert. Die Kombination hat einen synergistischen Effekt, so dasz damit legierte Schmierstoffe ein hervorragendes Lasttragevermoegen mit guter Rezepturstabilitaet und Kupferkorrosionsfreiheit aufweisen. Die Anwendung erfolgt vorrangig in Schmiermitteln zum Betrieb von Getrieben, Hydrauliken und Lagern.{Schmierstoffe; EP-Zusaetze; Thioglykolsaeureester; aromatische Nitroverbindungen; Synergismus; Lasttragevermoegen; Kupferkorrosionsfreiheit; Stabilitaet; Getriebe- und Hydraulikschmiermittel}The production of high load lubricants is characterized by the use of combinations of thioglycolic acid esters and aromatic nitro compounds. The combination has a synergistic effect, so that alloyed lubricants have excellent load bearing capacity with good formulation stability and copper corrosion resistance. It is mainly used in lubricants for the operation of gearboxes, hydraulics and bearings. {Lubricants; EP additives; thioglycolic; aromatic nitro compounds; synergism; Lasttragevermoegen; Copper corrosion resistance; Stability; Gear and hydraulic lubricant}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für Schmierstoffe durch Additivierung mit einer Zusatzkombination, die insbesondere in Getriebe- und Hydraulikölen vorteilhaft einzusetzen ist.The invention relates to a production process for lubricants by addition of an additive combination, which is particularly advantageous to use in gear and hydraulic oils.

Charakteristik des bekennten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es ist bekannt, zur Schmierung von Maschinen und Aggregaten den dafür verwendeten Schmierölen Schwefel- oder Schwefelverbindungen zuzusetzen, um damit verbunden eine Erhöhung der Druckaufnahmefähigkeit der Öle zwecks Senkung des Verschleißes während des Betriebes zu erreichen. Der Schwefel bildet auf der Metalloberfläche eine Reaktionsschicht, die dem Verschleiß entgegenwirkt. Die Wirksamkeit derartiger Schwefelverbindungen hängt in entscheidendem Maße von der Reaktionsfähigkeit und dem Gehalt des Schwefels ab.It is known to add for the lubrication of machinery and aggregates the lubricating oils used for sulfur or sulfur compounds, in order to achieve an associated increase in pressure capacity of the oil in order to reduce wear during operation. The sulfur forms a reaction layer on the metal surface, which counteracts the wear. The effectiveness of such sulfur compounds depends critically on the reactivity and the content of the sulfur.

So ist bekannt, daß organische Polysulfide diesen Ansprüchen am besten gerecht werden, wobei die Wirksamkeit mit steigendem Schwefelgehalt wächst. Bekannt sind Schwefelverbindungen mit 5 bis 50% Schwefelgehalt. Die Herstellung und Anwendung derartiger Polysulfide wird in GB-PS 2016419 sowie in US-PS 4204969 beschrieben.Thus, it is known that organic polysulfides best meet these requirements, the efficacy increasing with increasing sulfur content. Sulfur compounds with 5 to 50% sulfur content are known. The preparation and use of such polysulfides is described in GB-PS 2016419 as well as in US-PS 4204969.

Es ist weiterhin bekannt, daß durch Zugabe organischer Nitroverbindungen in Kombination mit schwefelhaltigen EP-Zusätzen ein synergistischer Effekt im Lasttragevermögen auftritt. Dieser synergistische Effekt wird von MÜLLER (Schmierungstechnik 1986, H3, S.84) für reibungsmindernde Schmierstoffzusätze dargestellt. Beispielsweise werden synergistische Wirkungen bei Kombinationen von Sulfanen (Disulfiden) und Sulfonen vom Typ der Dicyclopentadien-Trithiolane mit Nitroaromaten beschrieben. Weitere synergistische Wirkungen werden für Thioharnstoffe, organische Halogenverbindungen, Dithiophosphorsäurederivate u.a. angegeben. Dagegen tritt bei Kombination mit organischen Estern und Säuren als zusätzlichen funkiionellen Gruppen im System Nitrogruppen/Schwefelverbindungen Antagonismus auf. Beispielsweise wird von MÜLLER bei der Testung von 1 % Trithiolandodecylester auf der Almen-Wieland-Maschine eine Absenkung des Lasttragevermögens durch Zugabe von 0,5% Dinitrotoluol von 12500N auf 6500N festgestellt.It is also known that by adding organic nitro compounds in combination with sulfur-containing EP additives, a synergistic effect in the load bearing capacity occurs. This synergistic effect is represented by MÜLLER (Schmierungstechnik 1986, H3, p.84) for friction-reducing lubricant additives. For example, synergistic effects are described for combinations of sulfanes (disulfides) and sulfones of the dicyclopentadiene trithiolane type with nitroaromatics. Other synergistic effects are reported for thioureas, organic halogen compounds, dithiophosphoric acid derivatives, and the like. specified. In contrast, occurs when combined with organic esters and acids as additional funkiionellen groups in the system nitro groups / sulfur compounds antagonism. For example, when testing 1% trithiolane dodecyl ester on the Almen-Wieland machine, MÜLLER found a reduction in the load carrying capacity by adding 0.5% dinitrotoluene from 12500N to 6500N.

Diese gegensätzlichen Erscheinungen werden damit erklärt, daß Ester- und Nitrogruppen eine gleichsinnige elektronegative Ladungsfunktion ausüben und somit infolge gegenseitiger Abstoßung die chemischen Schichtbildungsreaktionen auf der Metalloberfläche stören. Damit wird grundsätzlich von einem Antagonismus der Kombination von Zusätzen aus organischen, schwefelhaltigen Estern und Nitroaromaten ausgegangen. ' ,These contradictory phenomena are explained by the fact that ester and nitro groups exert the same electronegative charge function and thus interfere with the chemical film formation reactions on the metal surface as a result of mutual repulsion. This is basically based on an antagonism of the combination of additives from organic, sulfur-containing esters and nitroaromatics. ',

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Additivierung von Schmierstoffen mit einer EP-wirksamen Additivekombination in geringer Konzentration.The aim of the invention is the addition of lubricants with an EP-effective additive combination in low concentration.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unlegierten oder legierten Schmierstoffen eine EP-wirksame Additivekombination zuzumischen, die den Schmierstoffen sowohl ein hervorragendes Lasttragevermögen bei sehr guter Rezepturstabilität als auch ausgezeichnete Kupferkorrosionseigenschaften verleiht und es erforderlichenfalls darüber hinaus gestattet, die wirksame Konzentration der EP-Zusätze im Schmierstoff zu verringern.The invention has for its object to mix unalloyed or alloyed lubricants an EP-effective additive combination that gives the lubricants both excellent load-bearing capacity with very good formulation stability and excellent copper corrosion properties and, if necessary, beyond, the effective concentration of EP additives in the lubricant to reduce.

Erfindungsgemäß ist das Verfahren zur Additivierung von Schmierstoffen mit EP-Zusätzen durch Vermischen des unlegierten oder legierten Schmierstoffs mit 0,1 % bis 10Ma.-% einer Additivekomtf nation aus aromatischen Nitroverbindungen in Mono- und/oder Disubstitution und schwefelorganischen Verbindungen im M/isseverhältnis 1:2 bis 1:100 im wesentlichen dadurch charakterisiert, daß als schwefelotganische Verbindungen Thioglykolsäureester mit einer Alkylkohlenstoffanzahl von C₄ bis C₁₈ sowohl in normaler als auch in Isostruktur oder deren Gemische eingesetzt werden. Optimale Wirkungs- und Anwendungseigenschaften zeigen solche Ester im Alkylkohlenstoifanzahlbereich von C₆ bis C₁₂.According to the invention, the process for the addition of lubricants with EP additives by mixing the unalloyed or alloyed lubricant with 0.1% to 10Ma .-% of an additive comitf nation of aromatic nitro compounds in mono- and / or disubstitution and organic sulfur compounds in M / isseverhältnis 1 : 2 to 1: 100 essentially characterized in that the sulfur-organic compounds used are thioglycolic acid esters having an alkyl carbon number of C ₄ to C _{18 in} both normal and isostructure or mixtures thereof. Optimal efficacy and application properties show such esters in Alkylkohlenstoifanzahlbereich of C ₆ to C _12th

Wie bekannt, sind als aromatische Nitroverbindungen sowohl Mono- als auch Dinitroaromaten geeignet. Die Aromaten können durch weitere Reste wie Alkyl-, Halogen- oder Estergruppen substituiert sein. Besonders geeignet sind beispielsweise Nitrobanzen, Nitrotoluen und Dinitrotoluen. Das Verhältnis Nitroaromat:Thioglykolsäureester beträgt 1:2 bis 1:100.As is known, both mono- and dinitro aromatic compounds are suitable as aromatic nitro compounds. The aromatics may be substituted by further radicals such as alkyl, halogen or ester groups. For example, nitrobinners, nitrotoluenes and dinitrotoluenes are particularly suitable. The ratio of nitroaromatic: thioglycolic ester is 1: 2 to 1: 100.

Für die Herstellung der ölrezepturen sind sowohl mineralische öle als auch synthetische öle geeignet. Als mineralische öle können solche auf Basis von Erdölen, Teerölen usw. verwendet werden, wie sie nach den bekannten Raffinationsverfahren hergestellt werden. Es sind weiterhin tierische, pflanzliche und synthetische öle, wie beispielsweise Olefinpolymere, Esteröle und Polyalkylenglykole, verwendbar.Both mineral oils and synthetic oils are suitable for the production of oil formulations. As mineral oils, those based on petroleum, tar oils, etc. can be used, as they are prepared by the known refining. Further, animal, vegetable and synthetic oils, such as olefin polymers, ester oils and polyalkylene glycols, are useful.

Weiterhin ist auch die Verwendung anderer bekannter Zusätze in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Einsatz der Kombination aus Nitroaromaten und Thioglykolsäure6stern möglich. So können, wie bekannt, Detergentzusätze, VP/erbesserer, Oxidationsinhibitoren, Korrosionsinhibitoren usw. eingesetzt werden.Furthermore, the use of other known additives in connection with the inventive use of the combination of nitroaromatics and Thioglykolsäure6stern is possible. Thus, as known, detergent additives, VP / improvers, oxidation inhibitors, corrosion inhibitors, etc. can be used.

Überraschend wurde gefunden, daß bei der Verwendung einer Kombination aus Estern der Thioglykolsäure mit aromatischen Nitroverbindungen in Schmierstoffen ein sehr starker synergistischer Effekt bezüglich des Lasttragevermögens auftritt. Der von MÜLLER festgestellte antagonistische Effekt für Kombinationen Ester/Nitroaromaten (Schmierungstechnik 1986, H 3, S. 84) trifft für die Ester der Thioglykolsäure als schwefelorganische Esterkomponente nicht zu. So werden im Lasttragevermögen, gemessen Im VKA, sehr hohe Werte erhalten. Die öllösungen bleiben stabil, und es ist keine Kupferkorrosion zu verzeichnen. Damit kann die Konzentration der Additivekombination Im Mineralöl zur Erzielung eines hohen Lasttragevermögons abgesenkt werden bzw. es können außerordentlich hohe Lasttragewerte erreicht werden.Surprisingly, it has been found that when using a combination of esters of thioglycolic acid with aromatic nitro compounds in lubricants a very strong synergistic effect with respect to the load carrying capacity occurs. The antagonistic effect for combinations ester / nitroaromatics found by MÜLLER (Schmierungstechnik 1986, H 3, p. 84) does not apply to the esters of thioglycolic acid as an organic sulfuric ester component. Thus, in the load carrying capacity, measured in the VKA, very high values are obtained. The oil solutions remain stable and there is no copper corrosion. Thus, the concentration of the additive combination in the mineral oil can be lowered to achieve a high load carrying capacity or it can be achieved extremely high load bearing values.

Ausfuhrungsbeisplele The invention will be explained in more detail with reference to the following examples: example 1

In einem entparaffinieren Mineralolhydroraffinat der Viskositätslage 60mm V bei 5O⁰C werden 3Gew.-% Thioglykolsäure-2-ethylhexylester sowie 0,1 Gew.-% m-Dinitrobenzen gelöst. Diese Lösung weist einen überdurchschnittlichen VKA-Wert von 3600N auf, bleibt stabil und klar und zeigt einen Kupferkorrosionswert nach TGL18622 von 0.In a dewaxing Mineralolhydroraffinat the viscosity level 60mm V at 5O ⁰ C 3Gew .-% thioglycolic acid 2-ethylhexylester and 0.1 wt .-% m-dinitrobenzene are dissolved. This solution has an above-average VKA value of 3600N, remains stable and clear and shows a TGL18622 copper corrosion value of 0.

Example 2

In einem entparaffinierten Mineralolhydroraffinat der Viskositätslage60mmV bei 60°C werden 3 Gew.-% Thioglykolsäure-n· hexylester sowie 0,1 Gew.-% m-Dinitrobenzen gelöst. Der VKA dieser Lösung beträgt 3700N. Die Lösung bleibt stabil und klar und zeigt einen Kupferkorrosionswert nach TGL18622 von 0.3% by weight of thioglycolic acid n-hexyl ester and 0.1% by weight of m-dinitrobenzene are dissolved in a dewaxed mineralolhydroraffinate with a viscosity of 60 mmV at 60 ° C. The VKA of this solution is 3700N. The solution remains stable and clear and shows a copper corrosion value according to TGL18622 of 0.

Darstellung des synergistischen Effektes der erfindungsgemäßen KombinationPresentation of the synergistic effect of the combination according to the invention ölrezeptur nach Beispiel 1Oil formulation according to Example 1 Beispiel 2Example 2 3%Thioglykolsäureester ohne Dinitrobenzene Thioglykolsäure-2- Thioglykolsäure-n- ethylhexylester hexylester3% thioglycolic acid ester without dinitrobenzene Thioglycolic acid 2-thioglycolic acid N-ethylhexyl ester hexyl ester 2400 0 sehr gut2400 0 very good Anwendunge eigenschaftenApply properties 3600 0 sehrgut3600 0 very good 3700 0 sehr gut3700 0 very good 2300 0 sehrgut2300 0 very good Lasttragevermögen VKA(N) Cu-Kcrrosion n. TGI. 18622 ölstabilitätLoad carrying capacity VKA (N) Cu-ccr. N. TGI. 18622 oil stability

Claims

1. A method for Additivlerung of lubricants with EP additives by mixing the unalloyed or alloyed lubricant with 0.1 to 10Ma .-% of an additive combination of aromatic nitro compounds in mono- and / or disubstitution and organosulfur compounds in a mass ratio of 1: 2 to 1 : 100, characterized in that are used in the additive combination as sulfur organic compounds thioglycolic acid esters having an alkyl carbon number of C ₄ to Ci _{8 in} both normal and in isostructure or mixtures thereof.

2. The method according to claim 1, characterized in that are used in the additive combination as sulfur organic compounds thioglycolic acid ester having an alkyl carbon number of C ₆ to C _{12 in} both normal and in isostructure or mixtures thereof.