DE69200055T2

DE69200055T2 - Schmiermittelzusammensetzungen.

Info

Publication number: DE69200055T2
Application number: DE69200055T
Authority: DE
Inventors: Quang N Le; Joosup Shim
Original assignee: Mobil Oil AS
Current assignee: Mobil Oil AS
Priority date: 1991-01-11
Filing date: 1992-01-03
Publication date: 1994-06-09
Anticipated expiration: 2012-01-04
Also published as: DE69200055D1; EP0496486A1; EP0496486B1; US5602086A; ATE102243T1; DK0496486T3; JPH04325594A; AU1005792A; ES2051608T3; AU662117B2

Description

Die Anmeldung betrifft Schmiermittelzusammensetzungen, ihre Verwendung als Betriebsfluide und ein Verfahren zum Verbessern der Stabilität synthetischer Schmiermittelbasisstoffe. Die Anmeldung betrifft insbesondere alkylierte aromatische Basisfluide als Stoffe zum Mischen mit Poly-α-olefin-Basisfluiden, wobei synthetische Schmiermittelzusammensetzungen bereitgestellt werden, die hinsichtlich der thermischen Stabilität, der Oxidationsstabilität, der Löslichkeit, der Verträglichkeit mit Elastomeren und der Hydrolysestabilität deutlich verbessert sind.
Das US Patent 3812036 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines synthetischen Kohlenwasserstoffschmiermittels. Dieses enthält ein Gemisch aus langkettigen, im wesentlichen linearen, alkylsubstituierten Arylkohlenwasserstoffen, welche insgesamt 12 bis 42 Kohlenwasserstoffatome in dem langkettigen Alkylrest oder in den langkettigen Alkylresten aufweisen, mit linearen Monoolefin-Oligomeren. Das Verfahren umfaßt:
(a) Herstellen eines Gemisches aus
(I) etwa 0.1 bis etwa 10 Mole C&sub6;-C&sub1;&sub6;-α-Olefinen,
(II) etwa 1 Mol (A) einkerniger aromatischer Kohlenwasserstoffe mit 6 bis 10 Kohlenwasserstoffatomen oder (B) einem Gemisch aus einer Hauptmenge einkerniger aromatischer Kohlenwasserstoffe mit 6 bis 10 Kohlenwasserstoffatomen und einer kleineren Menge einkerniger aromatischer Kohlenwasserstoffe, die 6 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten und geradkettige C&sub6;-C&sub1;&sub6;-Alkylreste gebunden aufweisen,
(III) etwa 0,1 bis 10 Gewichtsprozent mit Nitromethan modifiziertem Aluminiumchlorid oder Aluminiumbromid, das etwa 1 bis etwa 25 Mol Nitromethan pro Mol Aluminiumchlorid oder Aluminiumbromid enthält.
(b) Umsetzen des Gemisches der Stufe (a) unter die Reaktionfördernden Zeitbedingungen im Bereich von etwa einer viertel Stunde bis zwölf Stunden und einer Temperatur im Bereich von etwa 30 bis 80ºC, bis etwa 15 bis etwa 90 Gewichtsprozent der linearen Monoolefine zu Produkten mit höherem Molekulargewicht umgesetzt worden sind, und
< c) Gewinnen des gewünschten Gemisches langkettiger, im wesentlichen linearer, alkylsubstituierter Arylkohlenwasserstoffe und linearer Olefinoligomere aus dem Reaktionsprodukt der Stufe (b).
Mit dieser Erfindung sollen synthetische Schmiermittelfluide, insbesondere auf Poly-α-olefine (PAO) basierende Fluide, mit verbesserter thermischer Stabilität und Oxidationsstabilität, Elastomerverträglichkeit, Additivlöslichkeit und Additivstabilität zur Verfügung gestellt werden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Zusammensetzung angegeben, die folgendes aufweist:
(1) ein Poly-α-olefin-Fluid
(2) ein aromatisches Fluid, enthaltend ein alkyliertes Naphthalin und/oder ein alkyliertes Biphenyl,
wobei das Poly-α-olefin-Fluid 25 bis 99 Gewichtsprozent und das alkylierte aromatische Fluid 1 bis 50 Gewichtsprozent ausmachen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Vorzugsweise umfaßt die Zusammensetzung der Erfindung eine Additivpackung.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung von 1 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eines alkylierten aromatischen Basisstoffes zum Verbessern der thermischen Stabilität und der Oxidationsstabilität, der Löslichkeit, der Elastomerverträglichkeit und der Hydrolysestabilität von synthetischen Poly-α-olefin-Fluiden als Basisstoffe mit Schmierviskosität, wobei die Zusammensetzung 25 bis 99 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, an Poly-α-olefin-Fluid enthält.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung von 1 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eines hier definierten alkylierten aromatischen Basisstoffes zum Formulieren eines synthetischen Betriebsfluids (z.B. eines Kurbelgehäuse- oder Motoröls, eines Schneidöls, eines Transformatorenöls, eine Transmissionsflüssigkeit, einer Bremsflüssigkeit, einer Lenkhilfeflüssigkeit oder einer Hydraulikflüssigkeit) aus synthetischen Poly-α-olefin-Fluiden als Basisstoffen mit Schmierviskosität, wobei die Zusammensetzung 25 bis 99 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung an Poly-α-olefin-Fluiden, zählt.
Geeignete alkylierte Aromaten schließen hochmolekulare alkylierte Biphenyle und alkylierte Naphthaline ein, z.B. mit einem Molekulargewicht von 250 bis 3000. Bevorzugt sind alkylierte Naphthaline, hauptsächlich monoalkylierte Naphthaline.
Die alkylierten Aromaten, wie alkylierte Naphthaline, können auf irgend eine geeignete, bekannten Art hergestellt werden, aus Naphthalin selbst oder aus substituierten Naphthalinen, die einen oder mehrere kurzkettige Alkylreste mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen, wie eine Methyl-, Ethyl- oder Propylgruppe, enthalten können. Geeignete alkylsubstituierte Naphthaline sind z.B. α-Methylnaphthalin, Dimethylnaphthalin und Ethylnaphthalin. Es ist bevorzugt, alkylierte Naphthaline aus unsubstituiertem Naphthalinen herzustellen, da die erhaltenen monoalkylierten Produkte eine bessere thermische Stabilität und eine bessere Oxidationsstabilität als die höher alkylierten Stoffe aufweisen.
Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, die Alkylnaphthaline mit einem Verhältnis von α:β von mindestens 0,5 bis 1 (Molar), z.B. mit einem Wert von 0,8, zur Verbesserung der thermischen Stabilität und der Oxidationsstabilität einzusetzen.
Die Herstellung von Alkylnaphthalinen mit Verhältnissen von von mindestens 1 unter Anwendung von Friedel-Crafts- oder Säurekatalysatoren ist in Yoshida et al., US Patent Nr. 4714794, beschrieben. Ein bevorzugter Katalysator ist der Zeolith MCM-22, der in dem US Patent Nr. 4954325 beschrieben und ein hochlinearer Alkylierungsproduktbildner ist.
Im allgemeinen wird die Bildung von Alkylnaphthalinen mit Verhältnissen von α:β von mindestens 1 durch den Einsatz von Zeolithkatalysatoren, wie Zeolith β oder Zeolith Y, vorzugsweise durch den Zeolith USY, mit gesteuerter Azidität, vorzugsweise mit einem α-Wert unter etwa 200 und für beste Ergebnisse unter 100, z.B. mit einem α-Wert von 25 bis 50, begünstigt.
Der α-Wert des Zeoliths ist eine angenäherte Angabe der katalytischen Crackaktivität der Katalysators, verglichen mit einem Standardkatalysator. Der α-Test gibt die relative Geschwindigkeitskonstante (Geschwindigkeit der n-Hexan- Umwandlung pro Volumen des Katalysators pro Zeiteinheit) des ein α-Wert von 1 (Geschwindigkeitskonstante = 0,016 s&supmin;¹) zugeordnet wird, an. Der α-Test ist im US Patent 3354078 und in J. Catalysis, Band 4, Seite 527 (1965), und Band 6, Seite 278 (1966), sowie in Band 61, Seite 395 (1980), beschrieben. Zur Beschreibung des Tests wird darauf Bezug genommen. Die Versuchsbedingungen des angewandten Tests zur Bestimmung der α-Werte, auf die in der vorliegenden Beschreibung Bezug genommen wird, beinhalten eine konstante Temperatur von 538ºC und eine variable Strömungsgeschwindigkeit, wie es im einzelnen in J. Catalysis, Band 61, Seite 395 (1980), beschrieben ist.
Ein bequemes Verfahren zum Herstellen der dargestellten alkylierten Naphthaline erfordert es, daß mit langen Alkylresten substituierte Naphthaline durch Alkylieren von Naphthalin mit einem Olefin, z.B. mit einem α-Olefin oder einem anderen Alkylierungsmittel, wie einem Alkohol oder einem Alkylhalogenid mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 10 bis 30 Kohlenstoffatomen und insbesondere 12 bis 20 Kohlenstoffatomen, z.B. mit 14 Kohlenstoffatomen, in Gegenwart eines Alkylierungskatalysators hergestellt werden. Dieser Katalysator enthält einen Zeolith, der Kationen mit einem Radius von mindestens 2,5 Å aufweist. Kationen dieser Größe können durch hydrierte Kationen, wie hydrierte Ammonium-, Natrium- oder Kaliumkationen oder Organoammoniumkationen, wie Tetraalkylammoniumkationen, bereitgestellt werden. Der Zeolith ist im allgemeinen ein großporiger Zeolith USY. Die Anwesenheit von voluminösen Kationen in dem Zeolith erhöht die Selektivität des Katalysators für die Herstellung von mit langkettigen Alkylresten monosubstituierten Naphthalinen, denen gegenüber den höher substituierten Produkten der Vorzug gegeben wird.
Geeignete Poly-α-olefine können von α-Olefinen abgeleitet werden, die - ohne darauf begrenzt zu sein - z.B. C&sub2;- bis etwa C&sub3;&sub2;-α-Olefine, vorzugsweise C&sub8;- bis C&sub1;&sub6;-α-Olefine, wie etwa C&sub3;&sub2;-α-Olefine, vorzugsweise C&sub8;- bis C&sub1;&sub6;-α-Olefine, wie 1-decen und 1-dodecen, darstellen. Dementsprechend ist Poly- 1-decen oder Poly-1-dodecen ein bevorzugtes Poly-α-olefine.
Poly-α-olefin-Fluide können auf bequeme Weise durch Polymerisieren eines α-Olefines in Gegenwart eines Polymerisationskatalysators, z .B. eines Friedel-Crafts- Katalysators, wie Aluminiumtrichlorid, Bortrifluorid oder Komplexen des Bortrifluorid mit Wasser, Alkoholen, wie Ethanol, Propanol oder Butanol, Carbonsäuren oder Estern, wie Ethylacetat oder Ethylpropionat, hergestellt werden.
Die Poly-α-olefin-Schmiermittelfluide können auf irgend eine bequeme und bekannte Art erhalten werden. Beispielsweise können die von Hamilton et al. in US 4149178 und von Brennan in US 3382291 beschriebenen Verfahren bequem angewandt werden. Andere Druckschriften, die nützliche Mittel zum Herstellen des Poly-α-olefinbasisstoffes zur Verfügung stellen können, sind z.B. die folgenden US Patente: 3742082 (Brennan); 3769363 (Brennan); 3876720 (Heilman); 4239930 (Allphin); 4967032 (Ho et al.); 4926004 (Pelrine et al.); 4914254 (Pelrine); 4827073 (Wu); und 4827064 (Wu). Es wird darauf hingewiesen, daß das Verfahren zum Herstellen der Basisstoffe nicht Teil der Erfindung ist. Es ist auch festzustellen, daß die PAO-Fluide andere Substituenten, wie Carbonsäureester, enthalten können und im allgemeinen auch enthalten.
Das durchschnittliche Molekulargewicht des Poly-α-olefins liegt bei 250 bis 10000, mit einem bevorzugten Bereich von 300 bis 3000, mit einer Viskosität von 3 bis 300 mm²/s (cS) bei 100ºC. Es enthält 25 bis 99 Gewichtsprozent, vorzugsweise 30 bis 95 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Basisstoff kann 1 bis weniger als 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 bis 45 Gewichtsprozent oder 5 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, betragen. Das durchschnittliche Molekulargewicht des alkylierten aromatischen Fluids beträgt 250 bis 3000 mit einer Viskosität von 4 bis 30 mm²/s (cS) bei 100ºC. Die PAO- Fluide oder Gemische gemäß der Erfindung können einen Carbonsäureestergehalt bis zu aber noch weniger als etwa 10 Gewichtsprozent umfassen. Die bevorzugten Ester sind Ester aus einwertigen Alkoholen, vorzugsweise mit 9 bis 20 Kohlenstoffatomen, und zweibasigen Carbonsäuren, vorzugsweise mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie Adipin- oder Azelainsäure. Additive, die wegen ihres bekannten Zweckes verwendet werden, können bis zu etwa 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,001 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, dieser Schmiermittelzusammensetzungen ausmachen.
Die für die Verwendung im vorliegenden Zusammenhang in Betracht kommenden Additive sind beispielsweise Rost- und Korrosionsinhibitoren, Metallpassivatoren, Dispergiermittel, Antioxidationsmittel, Thermostabilisatoren und EP- Antiverschleißmittel. Diese Additive beeinträchtigen den Wert der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen nicht, vielmehr dienen sie dazu, den speziellen Zusammensetzungen, in die sie eingearbeitet werden, ihre bekannten Eigenschaften zu verleihen.
Die erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzungen können in irgendeinen geeigneten Bereich der Schmiermittelviskosität fallen, z.B. in den Bereich von 3 bis 300 cS bei 100ºC, vorzugsweise in den Bereich von 4 bis 250 mm²/s (cS) bei 100ºC. Die durchschnittlichen Molekulargewichte dieser Öle können bei 200 bis 10000, vorzugsweise bei 250 bis 3000, liegen. können bei 200 bis 10000, vorzugsweise bei 250 bis 3000, liegen.
Diese PAO/AN-Gemische können in einer Vielzahl von Betriebsfluiden, wie Schneidölen, Transformatorenölen, Bremsflüssigkeiten, Transmissionsflüssigkeiten, Lenkhilfeflüssigkeiten, Dampf- oder Gasturbinenzirkulationsölen und Kompressorölen, verschiedenen Hydraulikflüssigkeiten und ähnlichen Ölen sowie in Motor- und Kurbelgehäuseölen und verschiedenen Schmierfetten verwendet werden.
In Fällen, in denen das Schmiermittel in Form eines Fettes eingesetzt werden soll, wird das Schmieröl im allgemeinen in einer Menge eingesetzt, die ausreicht, um den Rest in der gesamten Schmierfettzusammensetzung zu bilden, nachdem die gewünschte Menge des Verdickungsmittels und anderer Additivkomponenten, die in die Schmierfettformulierung aufgenommen werden sollen, berücksichtigt wurden.
Für Verdickungs- oder Geliermittel kommt eine große Anzahl von Stoffen in Betracht. Diese können z.B. irgendwelche übliche Metallsalze oder Seifen, welche in dem Schmiermittelträger in fettbildenden Mengen in solchem Umfang eingesetzt werden, daß der erhaltenen Fettzusammensetzung die gewünschte Konsistenz verliehen wird.
Andere Verdickungsmittel, die in der Schmierfettformulierung benutzt werden können, umfassen die Verdickungsmittel, welche keine Seifen darstellen, wie oberflächenmodifizierte Tone und Siliziumoxide, Arylharnstoffe, Calciumkomplexe und ähnliche Stoffe. Im allgemeinen können Fettverdickungsmittel benutzt werden, die nicht schmelzen und sich nicht lösen, wenn sie bei der erforderlichen Temperatur in einer speziellen Umgebung verwendet werden. Jedoch können in jeder anderen Hinsicht irgendwelche Stoffe, die normalerweise zum Verdicken oder Gelieren von Kohlenwasserstofffluiden zur Bildung von Schmierfetts gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
Bevorzugte Verdickungsmittel für PAO-Schmierfette sind die in der US 3514401 (Armstrong) beschriebenen organophilen Tone.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung:

BEISPIEL I

HERSTELLUNG VON AN-5

In diesem Beispiel wurde ein alkyliertes Naphthalinfluid, das eine Viskosität von etwa 4,8 mm²/s (cS) bei 100ºc aufweist, durch Alkylieren von Naphthalin mit α-C-16-Olefin über einem USY-Katalysator hergestellt. Die Eigenschaften dieses monoalkylierten Naphthalinfluids mit der Bezeichnung AN-5 sind in der Tabelle I angegeben.

BEISPIEL II

HERSTELLUNG VON AN-13

Das in diesem Beispiel hergestellte alkylierte Naphthalin weist eine Viskosität von etwa 13 mm²/s (cS) bei 100ºC auf. Es wurde durch die Reaktion von Naphthalin mit α-C-14-Olefin unter Einsatz einer homogenen Lösung eines Säurekatalysators (Trifluormethansulfonsäure) hergestellt. Die Eigenschaften des erhaltenen polyalkylierten Naphthalins mit der Bezeichnung AN-13 sind in der Tabelle I angegeben.

BEISPIEL III

HERSTELLUNG VON PAO-5

Ein Poly-α-olefin-Grundstoff mit der Bezeichnung PAO-5 wurde durch die Oligomerisation von 1-Decen unter Verwendung eines Verfahrens ähnlich jenem der US 3382291 (Brennan) hergestellt. Die Eigenschaften von PAO-5 sind in der Tabelle I angegeben.

BEISPIEL IV

HERSTELLUNG VON PAO-100

In diesem Beispiel wurde ein Poly-α-olefin, das eine Viskosität von etwa 100 mm²/s (cS) bei 100ºC aufweist, aus 1- Decen auf ähnliche Weise wie im Beispiel III synthetisiert. Die Eigenschaften dieses sehr hochviskosen Poly-α-olefins mit der PAO-100 sind in der Tabelle I angegeben.

BEISPIEL V

HERSTELLUNG VON ESTER-5

In diesem Beispiel wurde ein Adipinsäureester (oder Diisotridecyladipat) durch Umsetzung von Adipinsäure mit Isodecylalkohol hergestellt. Der erhaltene Ester mit der Bezeichnung Ester-5 hat eine Viskosität von etwa 5,3 mm²/s (cS) bei 100ºC. Seine Eigenschaften sind in der Tabelle I angegeben. TABELLE I EIGENSCHAFTEN VERSCHIEDENER SYNTHETISCHER BASISFLUIDE BEISP. BASISSTOFF EIGENSCHAFTEN Flammpunkt,ºC Pourpunkt,ºC Viskosität mm²/s (cS) Viskositätsindex

PRODUKTBEWERTUNG

Verschiedene PAO/AN-Mischungen wurden mit nicht-inhibiertem PAO-Basisstoff bezüglich der Oxidationsstabilität bewertet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II angegeben. Die in dieser Tabelle angegebenen Daten der Oxidationsstabilität von nicht-inhibierten PAO/AN-Mischungen zeigen, daß das Poly-α- olefin-Fluid PAO-5 (Beispiel III) leicht oxidiert wird, unerwarteterweise aber das alkylierte aromatische Fluid AN-5 (Beispiel I) eine außergewöhnliche Oxidationsstabilität und längere DSC- und RBOT-Induktionszeiten mit niedrigerer B-10- Viskosität und kleinerer NN-Zunahme aufweist. Darüber hinaus nimmt die Oxidationsstabilität von PAO-5 (Beispiel III) mit steigenden Zugaben an AN-5-Fluid deutlich zu. Es ist aus der Tabelle II ersichtlich, daß der Basisstoff mit alkyliertem Naphthalin stabiler ist, als paraffinisches PAO und das ihre Mischungen auf die Stabilität eine günstige Wirkung haben. Dies wird in der Figur graphisch dargestellt, worin die Wirkungen der AN-Konzentration auf den RBOT-Wert gezeigt wird.

Bemerkung:

(1) Das RBOT-Testprotokoll ist in der Vorschrift ASTM D 2272 beschrieben.
(2) Der B-10 Oxidationstest wird benutzt, um synthetische und auf Mineralöl basierende Schmiermittel entweder mit oder ohne Additive zu bewerten. Die Bewertung basiert auf der Beständigkeit des Schmiermittels gegenüber Oxidation durch Luft unter speziellen Bedingungen, was durch die Bildung von Schlamm, die Korrosion einer Bleiprobe und Veränderungen der Neutralisationszahl und der Viskosität gemessen wird. Bei dieser Methode wird die Probe zusammen mit Eisen-, Kupfer-, und Aluminiumkatalysatoren sowie einer abgewogenen Bleikorrosionsprobe in eine Oxidationszelle aus Glas gegeben. Die Zelle und ihr Inhalt werden in einem Bad auf einer speziellen Temperatur gehalten, und man läßt für die Dauer des Tests ein abgemessenes Volumen trockener Luft durch die Probe hindurchperlen.
Die Zelle wird aus dem Bad genommen, und die Katalysatoranordnung wird aus der Zelle entfernt. Das Öl wird auf Anwesenheit von Schlamm geprüft, und die Neutralisationszahl (ASTM D664) sowie die kinematische Viskosität bei 100ºC (ASTM D445) werden bestimmt. Die Bleiprobe wird gesäubert und gewogen, um den Gewichtsverlust zu bestimmen.
Die Oxidationsstabilität wurde durch Differenzialabtast- Kalorimetrie-Tests (DSC) gemessen. Diese Methode wurde von R.L. Blaine in "Thermal Analytical Characterization of Oils and Lubricants", American Laboratory, Band 6, Seiten 460 bis 463 (Januar 1974) sowie F. Noel und G.E. Cranton in "Application of Thermal Analysis to Petroleum Research", American Laboratory, Band 11, Seiten 27-50 (Juni 1979) beschrieben. Die DSC-Zelle wurde isotherm bei 180ºC gehalten. Es wurde eine Sauerstoffatmosphäre benutzt, die auf etwa 3550 kPa (500 psig) gehalten wurde. Bei diesem Testverfahren wird die Induktionszeit gemessen, bis ein exothermes Freiwerden von Wärme den Beginn der Oxidationsreaktion anzeigt.
Die konvexe Kurve in Figur 1 für die RBOT-Daten bei PAO-5/AN- 5-Gemischen ist unerwartet. Wenn zwei Kohlenwasserstoffe ungleicher Stabilität gemischt werden, könnte eine dazwischenliegende Stabilität vorausgesagt werden, bestenfalls eine einer geraden Linie entsprechende Beziehung, oder eher eine konkave Kurve, gemäß welcher die Komponente mit der niedrigeren Stabilität vorzugsweise oxidiert worden ist. Diese überraschende RBOT-Kurve scheint ein synergistisches Verhalten der PAO/AN-Gemische aufzuzeigen. Die Tabelle II faßt diese günstigen Eigenschaften für PAO-5/AN-5-Gemische zusammen. Ähnliche Vorteile wurden an PAO-5/AN-13-Gemischen aufgezeigt, die in der Tabelle III zusammengefaßt sind.
Die Bewertung von inhibierten PAO-5/AN-5-Gemischen wurde in den gleichen Tests wiederholt, um das Ansprechen des Antioxidationsmittels zu zeigen. Die in der Tabelle IV zusammengefaßten Ergebnisse demonstrieren, daß PAO-5, AN-13 und ihre Mischungen ein ähnliches Ansprechen wie bei einem Antioxidationsmittel in Form eines gehinderten Biphenols (Ethyl 702) aufweisen.
Die Tabelle V illustriert die Additivlöslichkeit und die Stabilität eines AN-Basisstoffs für PAO/AN-Mischungen im Stabilitätstest für Hochtemperaturlagerung (14 Tage bei 150ºC).
Die UC-Bewertungen (ein Maßstab für die Reinheit, 1 = rein) werden mit zunehmender Konzentration an AN-5 in den PAO/AN- Gemischen verbessert. Die Additivpackung A entwickelt starke Sedimente in PAO-5 sowie in PAO-100.
Die Tabelle VI zeigt Daten zur Elastomerverträglichkeit in PAO/AN-Mischungen und zeigt, daß die Zugabe von AN- Basisstoffen in PAO-Basisstoffen ein Elastomerschrumpfen verhindern würde. Dieses Verhalten mit Buna-N wurde klar durch die Beispiele 24 bis 29 demonstriert.
Die Tabelle VII vergleicht die hydrolytische Stabilität einer PAO/Ester-Mischung mit jener einer PAO/AN-Mischung und zeigt, daß das potentielle Hydrolyseproblem durch Ersetzen von Estern durch AN-Basisstoffe eliminiert werden kann, ohne die Lösefähigkeit von PAO/AN-Mischungen, dargestellt in den Tabellen IV und V, zu beeinträchtigen. TABELLE II OXIDATIONSSTABILITÄT VON (PAO-5)/(AN-5)-GEMISCHEN (BEIPS.III/BEISP.I) GEMISCHE BEISP. LEISTUNGSFÄHIGKEIT DSC-IP, 180ºC, min B-10-Oxidation (40/h, 93ºC/200ºF) Viskositätszunahme % NN-Zunahme RBOT, min TABELLE III OXIDATIONSSTABILITÄT VON (PAO-5)/(AN-13)-GEMISCHEN (BEISP. III/BEISP.II) GEMISCHE BEISP. LEISTUNSFÄHIGKEIT DSC-IP, 180ºC, min RBOT, min TABELLE IV OXIDATIONSSTABILITÄT VON INHIBIERTEN (PAO-5)/(AN-5 )-GEMISCHEN (BEISP.III/BEISP. I) GEMISCHE BEISP. Antioxidationsmittel (Ethyl 702), Gew.-% LEISTUNGSFÄHIGKEIT DSC-IP, 180ºC, min B-10-Oxidation (40/h, 126ºC/260ºF) Viskositätszunahme % NN-Zunahme RBOT, min TABELLE V ADDITIVLÖSLICHKEIT/STABILITÄT Additivpackung A, Gew.-% Hochtemperatur-Lagerstabilität (14/h. 150ºC) UC-Bewertung (1 = rein) TABELLE VI ELASTOMERE VERTRÄGLICHKEIT GEMISCHE BEISP. ADDITIVPACKUNG A, Gew.-% LEISTUNGSFÄHIGKEIT Gummiquellung (336 h, 93ºC) % Volumenänderung Buna-N TABELLE VII HYDROLYSESTABILITÄT GEMISCHE BEISP. ESTER-5, Gew.-% Additivpackung A, Gew.-% LEISTUNSGFÄHIGKEIT Hydrolysestabilität (ASTM D-2619) Kupferkorrosion, mg/cm² Viskositätsänderung, % TAN/Änderung, mg KOH/g Gesamtazidität des Wassers, mg KOH
Die Additivpackung A enthält eine Standardadditivpackung mit bekannten Antioxidations-, Antiverschleiß-, Rostinhibierungs und Metallpassivierungskomponenten.
Wie in den verschiedenen Tabellen oben gezeigt wurde, führen die PAO-AN-Gemische gemäß der Erfindung zu einer verbesserten Oxidationsstabilität durch eine Einstellung beispielsweise der Viskositätszunahme und der Neutralisationszahl und durch Zunahme der Induktionszeiten (vergleiche die Tabellen II, III und IV), sie führen zu einer Additivstabilität/Löslichkeit (vergleiche die Tabelle V), sie führen zu einer Elastomerverträglichkeit durch Einstellen der Gummiquellung (vergleiche Tabelle VI) und sie führen zu einer Hydrolysestabilität durch Einstellen der Azidität (siehe Tabelle VII).

Claims

1. Zusammensetzung mit einem Gehalt an einem Gemisch aus synthetischen Kohlenwasserstofffluiden mit Schmierviskosität, enthaltend:

(1) ein Poly-α-olefin-Fluid und

(2) ein aromatisches Fluid, enthaltend ein alkyliertes Naphthalin und/oder ein alkyliertes Biphenyl,

wobei das Poly-α-olefin-Fluid 25 bis 99 Gewichtsprozent und das alkylierte aromatische Fluid 1 bis 50 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, umfaßt.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die eine Additivpackung enthält.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin (1) eine Viskosität von 3 bis 300 mm²/s (cS) bei 100ºC aufweist.

4. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin (1) von C&sub2;- bis C&sub3;&sub2;-α-0lefinen abgeleitet ist.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, worin (1) von 1-Decen abgeleitet ist.

6. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin (2) ein alkyliertes Naphthalin und/oder ein alkyliertes Biphenyl mit einem Molekulargewicht von 250 bis 3000 enthält.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, worin (2) ein monoalkyliertes Naphthalin enthält.

8. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin (2) von einem C&sub6;- bis C&sub3;&sub0;-Alkylierungsmittel abgeleitet ist.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 8, worin (2) von einem C&sub1;&sub4;- bis C&sub1;&sub6;-α-Olefin abgeleitet ist.

10. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin (2) eine Viskosität von 4 bis 30 mm²/s (cS) bei 100ºC aufweist.

11. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das Gemisch 30 bis 95 Gewichtsprozent von (1) und 5 bis 45 Gewichtsprozent von (2), jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, enthält.

12. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ferner weniger als 10 Gewichtsprozent eines Carbonsäureesters enthält.

13. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das Gemisch 0,001 bis 10 Gewichtsprozent der Additivpackung enthält.

14. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, worin das Gemisch eine Viskosität von 3 bis 300 mm²/s (cS) bei 100ºC aufweist.

15. Verwendung von 1 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eines alkylierten aromatischen Basisstoffes nach einem der vorstehenden Ansprüche zum Verbessern der thermischen Stabilität und der Oxidationsstabilität, der Löslichkeit, der Elastomerverträglichkeit und der Hydrolysestabilität von Basisstoffen in Form eines synthetischen Poly-α-olefin- Fluids mit Schmierviskosität, wobei die Zusammensetzung 25 bis 99 Gewichtsprozent, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, des Poly-α-olefin-Fluids enthält.

16. Verwendung von 1 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, eines alkylierten aromatischen Basisstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 14 zur Formulierung eines synthetischen Betriebsfluid (z.B. eines Kurbelgehäuseöls, Motoröls, Schneidöls, Transformatorenöls, einer Transmissionsflüssigkeit, einer Bremsflüssigkeit, Lenkhilfeflüssigkeit oder Hydraulikflüssigkeit) aus Basisstoffen in Form eines synthetischen Poly-α-olefin-Fluids mit Schmierviskosität, wobei die Zusammensetzung 25 bis 99 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, des Poly-α-olefin-Fluids enthält.