DE1913857A1

DE1913857A1 - Schmieroelzusaetze

Info

Publication number: DE1913857A1
Application number: DE19691913857
Authority: DE
Inventors: Herbert Schreiber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-03-19
Filing date: 1969-03-19
Publication date: 1970-10-01

Description

Schmierölzusätze Gegenstand der Erfindung sind viscstatische Zusätze zur Verringerung der Viskositäts-Temperatr-Abhängigkeit von Schmierölen. Die erfindungsgemässen Schmierölzusätze bestehen aus Pfropfcopolymeren, die dadurch gekennzeichnet sind, dass eine oder mehrere Ketten von Polymeren (A), die in dem zu verbessernden Schmieröl gut löslich sind, auf polymere Verbindungen (B), die in dem zu Serbessernden Schmieröl nur oberhalb einer im Bereich der Anwendungstemperatur der Schmieröle liegenden Temperatur löslich und unterhalb dieser Temperatur unlöslich sind, aufgepfropft sind. Als Pfropfcopolymere sind auch die sogenannten Blockcopolymeren, bei denen nur eine oder zwei Polymerketten auf ein Basispolymeres, und zwar an dessen Enden, gepfropft sind, zu betrachten.
Die bisher als Schmierölzusätze beschriebenen Pfropfcppolymeren lassen sich in zwei Gruppen einteilen: Bei der einen sind sowohl das Basispolymere als tuch das aufgepfropfte Polymere gut löslich. Bei der andern Gruppe ist nur die eine dieser beiden Komponenten Löslich, Während die andere Komponente über den ganzen Anwendungs-Xemperatur-Beriich unlöslich ist. Es wurde jedoch bisher nicht erkannt, dass die viscostatische Wirksamkeit wesentlich verbessert wird, wenn, wie bei den erfindungsgemässen Pfropfcopolymernn die Basisketten nuf bei höheren Xemperaturen löslich sind. Während die Lösungen der bisher bekannten viscostatischen Schmierölzusätze in Schmierölin eine, wenn auch etwas flachere, aber immer noch steile Viskostäts-Temperatur-Kurve zeigen, besitzen die erfindungsgemässen Zusätze eine deraft ausgeprägte Wirkung, dass sich die Steigung dieser Kurve iei etwas konzentrierteren Lösungen sogar umkehrt. In einem bestimmten Temperaturbereich nimmt die Viskosität dieser Lösungen mit steigender Temperatur reversibel zu. Ein solcher Effekt war bisher unbekannt.
Auch der experimentelle Aufwand für die Entwicklung wirksamer viscostatischer Schmierälzusätze kann durch die Erfindu wesentlich verringert werden. du sich für die Zusammensetzung und den Aufbau eines Pfropfcopolymeren aus z.B. 3 verschiedenen Monomeren unendlich viele Variationsmöglichkeiten bieten, waren bisher für die Entwicklung brauchbarer Polymerer zahlreiche 1>olymerisationsversuche erforderlich, wobei die Wirksamkeit der erhaltenen Produkte durch umständliche Viskositätsmessungen bei verschiedenen Temperaturen bestimmt werden musste. Dagegen macht es die Erfindung durch eine dem Fachmann ohne Schwierigkeit mögliche Auswahl der Basispolymeren und der das aufzupfropfende Polymere bikdenden Monomeren möglich , unmittelbar Schmierölzusätze mit höchster Wirksamkeit zu herzustellen.
Die Herstellung der Pfropfcopolymeren kann in an sich bekannter Weise durch rEdikalisch, anionisch, kationisch oder mittels energiereicher Strahlung initiierte Polymerisation der Grundmonomeren der Ketten (A) in Gegenwart der Basispolymeren (B) hergestellt werden. Durch den Einbau reaktionsfähiger Gruppen in das Basispolymere, die als Initiatoren, tJbertragungs- oder Abbruchregler wirken, kann der Pfropfungsgrad erhöht und gesteuert werden.
Die erfindungsgemässen Pfropfcopolymeren eignen sich als viscostatische Zusätze sowohl für natürliche Öle wie Mineralöle oder fette Öle tierischen und pflanzlichen Ursprungs als auch für sythtische Schmieröle. Die zusammensSzung der sate.
insbesondere diejenige der Basisketten (B), muss dem Lösungsvermögen der Schmieröle angepasst sein. Unter Berücksichtigung der dem Fachmann bekannten Löslichkeitseigenscheften der Polymeren und Copolymeren in den verschiedenenv Schmierölen lassen sich geeignete Polymerisate ohne Schwierigkeit auswählen.
Bei den Zusätzen für die wirtschaftlich besonders interessanten mineralischen Schmieröleneignen sich als Basispolymere (B) insbesondere die Polymeren und Copolymeren der Monomeren Gruppen: aliphatische und aromatische ungesättigte Kohlenwasserw stoffe, Ester ,-ungesättigter Carbonsäuren, insbesondere der Acryl-, Methacryl-, Pumar- und Maleinsäure, Ester und Äther ungesättigter Alkohole, insbesondere Vinylester und Vinyläther. Zum Aufbau der aufgepfropften, gut löllichen Polymerkatten (A) sind insbesondere Monomere aus folgenden Gruppen geeignet: aliphati sche Kohlenwasserstoffe, insbesondere isobuten, Ester a-ge sättigter Carbonsäuren wie der Acryl-, Methacryl, Fumar- und Maleinsäure ait mindestens 8 C-Atomen im Alkoholrest, Fettsäureester ungesättigter Alkohole, insbesondere Vinyl-Fettsäure-Ester mit mindestens 10 C-Atomen im Fettsäurerest, Äther ungesättigter Alkohole, insbesondere Vinyläther mit mindestens 8 C-Atomen im Alkoholrest.
Besonders geeignet fUr den Aufbau der erfindungsgemässen Pfropfcopolymerisate sind di Ester der Acryl- und Methacrylsäure, da deren Polymerisate neben den erforderlichen Löslichkleitseigenschaften such eine gute Scherstabilität besitzen. Ausserdem lassen sich mit diesen Monomerem und Polymeren durch anionische Polymerisation besonders leicht definierte Pfropfcopolymere herstellen. Als Basispolymere (B) einen sich insbesondere Polymerisa to oder Copolymerisate der Acryl- und Methacrylsäueester aliphatischer Alkohle mit bis 8 C-Atomen im Alkoholrest. Die aufgepfropften Polymerisatketten (A) können vorwiegend aus Acryl-und Methacrylsäureestern der aliphatischen Alkohole mit 10 bis 16 C-Atomen im Alkochlrest hergestellt werles.
Neben diesen im Wesentlien @@@@ppl@ren @@@@@@@ kö@nen auch Monomers mit polaren Gruppen @un Ersielung besonderer Eigenschaften susätzlich eingebaut werden.
Die erfindungsgenässen Schmierölzusätze zeigen ihre stärkste Wirkmamkeit in dem Temperaturbereich, in dem sich das Basispolymere (B) löst. Sollen Schmierölze mit guter Wirkung über einen breiteren Temperaturbereich hergestellt werden, so empfiehlt es sich, von Mischungen der Basispolymeren (B) mit verschiedener Monomerenzusammensetzung auszugehen, deren einzelne Kompomenten bei verschiedenen Temperaturen in Lösung gehen. Man kann auch Basispolymere verwenden, deren Zusammensetzung sich in der Kette sukzessive ändert.
Beispiel 1: In einer Lösung von 4 g des Ammoniumsalzes von Dodecyl-Phenol-Polyglykoläther-Monosulfat in 150 g Wasser wird die Mischung von 70 g Butylmethacrylat und 30 g Laurylmethacrylat emulgiert und unter Rühren 24 Stunden bei 65° polymerisiert.
Als Initiator wird allmählich eine Lösung von 0,2 g persulfat in 5 g Wasser zugesetzt. Eine isolierte Probe des entstandenen Polymerisats ist bei etwa 130° in Mjnrralöl löslich. Der Polymerisatlösung werden nun 40 g Laurylmethacrylat zugerührt und weitere 20 Stunden bei 65° unter Zusatz von 0,1 g Kaliumpersulfat polymerisiert. Durch Zugabe von Methanol wird das Pfropfoopolymerisat ausgefällt. Man erhält ein Pfropfcopolymerisat mit einer bei ca. 130° in Lösung gehenden Basiskette, auf die gut lösliche Seitenketten aus Polyaurylmethacrylat aufgapfropft sind.
Das Pfopfropolymere kann bei etwa 150° in aliphatischen Mineral ölen gelöst werden. Beim Abkühlen auf Raumtemperatur bleiben diese Lösungen homogen Eine 10 @ige Lösung geliert beim Erwärmen bei etwa 130° und verflüssigt sich wieder beim Abkühlen.
In Tabelle 1 sind die Viskositäten des reinen Mineralöles und einer 5 %igen Lösung angegeben Tabelle 1 Temperatur 25° 52° 70° 100° 125° 150° Mineralöl cSt 66 20,2 9,6 5,4 3,5 2,4 Lösung 5 % cSt 235 8593 47,0 3699 44,5 35,0 Die Viskosität der 5 %igen Lösung verhält sich im Bereich von 25 bis 1000 normal. Von 100 auf 125° nimmt sie deutlich eu und von 125 auf 150° nur wenig ab.
Beispiel 2 : Wie in Beispiel 1 wird ein Emulsionspolymerisat hergestellt, mit dem Unterschied, dass in der 1. Stufe eine Mischung von 60 g Octylmethacrylat mit 40 g Butylmethacrylat und in der 2. Stufe 20 g Laurylmethycrylat polymerisiert werden. Das in der 1,. Stufe hergestellte Basispolymere löst sich in einem alihatisehen Mineralöl bdi 45 bis 500. Eine 10 %ige Lösung des Pfropfcopolymerisats mit geliert beim Erwärmen bei 50 bis 600 und wird beim Abküh@len wieder flüssig. Eine 3,3 und eine 1 %ige Lösung zeigen die in Tabelle 2 angegebenen Viskositäten.
Tabelle 2 Temperatur 37,8° 98,8% m-Wert # (1) Mineralöl cSt 36,0 5,5 3,79 Lösung 3,3 % cSt 76,0 37,0 1,00 Lösung 1 % @St 44,1 11,15 2,50 (1) m-Wert = Steilheitsfunktion n@ch C. Walther

Claims

Patentansprüche Anspruch 1: Verewndung von Pfrppfeopolymeren als viscostatisch wirkende Schmierölzusätze, die dadurch gekenneichnet sind, dass in den Pfropfcopolymeren eine oder mehrere Kettdn von Polymeren CA), die in dem zu verbessernden Schmieröl gut löslich sind, auf polymere Verbindungen1(B), die in dem zu verbessernden Schmieröl öl nur oberhalb einer im Bereich der Anwendungstemperatur der Schmieröle liegenden Temperatur löslich und unterhalb dieser Temperatur unlöslich sind, aufgepfropft sind.

Anspruch 2: Schmierölzusätze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Pfropfcopolymeren aus Acryl- und/oder Methacrylsäureestern aufgebaut sind.

Anspruch 3: Schmierölzusätze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die pol erden Ketten (A) aus Polymeren oder Copolymeren von Acryl- und oder Methacrylsäureestern aliphatischer Alkohole mit 10 bis 18 O-Atomen im Alkoholrest aufgebaut sind.

Anspruch 4: Schmierölzusätze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dasp die polymeren Verbindungen (B) aus Polymeren oder Oopolymerin von Acryl- und/oder Methacrylsäureestern aliphatischer Alkohole mit bis 8 C-Atomen im Alkoholrest aufgebaut sind.