DE2755346A1

DE2755346A1 - Austauschmaterial fuer geschwefeltes spermoel, verfahren zu seiner herstellung und verwendung als zusatzstoff in schmiermitteln

Info

Publication number: DE2755346A1
Application number: DE19772755346
Authority: DE
Inventors: Jamil Mikhael Wakim
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1976-12-14
Filing date: 1977-12-12
Publication date: 1978-06-15
Also published as: IT1089962B; JPS5374504A; FR2374406A1; CA1083564A; US4134845A; GB1553351A

Description

SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ B.V. Den Haag, Niederlande

Austauschmaterial für geschwefeltes Spermöl, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung als Zusatzstoff in Schmiermitteln

beanspruchte

Priorität: 14. Dezember I976 - Kanada - Nr. 267 827

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Austauschmaterial für geschwefeltes Spermöl. Geschwefeltes Spermöl ist ein an sich sehr bekanntes und außerordentlich wirksames Höchstdruckzusatzmittel und Antiverschleißmittel für Schmierstoffe. Infolge der Schutzgesetze für Wale steht jedoch Spermöl in immer geringeren Mengen zur Verfügung.

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Austauschmaterial für geschwefeltes Spermöl zur Verfügung zu stellen, ohne daß dabei Jedoch auf eßbare öle zurückgegriffen werden muß. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß nicht-eßbares Talgöl oder Alkoholyseprodukte desselben für den vorstehend genannten Austauschzweok außerordentlich gut geeignet sind.

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_ 2 7 b b 3 4 b

Die Erfindung betrifft daher ein Austauschmaterial für geschwefeltes Spermöl, bestehend aus

(a) einem nicht-eßbaren Talgöl und/oder dessen Alkoholyseprodukten, jeweils in geschwefelter Form, gegebenenfalls in Form einer Mischung

(b) mit einem geschwefelten Ester aus einer ungesättigten Fettsäure mit 12 bis J50 Kohlenstoffatomen im Molekül und einem Alkanol, wobei der Ester von den Alkoholyseprodukten des nicht-eßbaren Talgöls verschieden ist, und/oder ein von einem nicht-eßbaren Talgöl verschiedenes Triglycerid ist.

Das nicht-eßbare Talgöl wird vorzugsweise erhalten, indem man einen nicht-eßbaren Talg in einem selektiven Lösungsmittel auflöst, die Lösung auf eine geeignete Temperatur abkühlt, die Feststoffe abfiltriert und das Lösungsmittel aus dem Filtrat abdampft. Geeignete selektive Lösungsmittel für ein solches Herstellungsverfahren sind beispielsweise Ketone, wie Aceton und Methyläthylketon, ferner Alkane vom Typ des Pentans und Hexans sowie niedrigmolekulargewichtige Ester vom Typ des Methylacetats und Äthylacetats. Die für die Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Temperaturen hängen von der gewünschten Jodzahl des herzustellenden Talgöls ab. PUr Jodzahlen im Bereich von 65 bis 75 eignen sich Behandlungstemperatüren im Bereich von 0 bis -25°C.

Das Lösungsmittel kann auch aus der festen Phase abgedampft werden, wodurch man einen nicht-eßbaren Talg hoher Qualität erhält, der dem säurefreien Talg entspricht, wie er üblicherweise 7. .D. in der Erdölindustrie verwendet wird.

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Der nicht-eßbare Talg wird vorzugsweise vorher gereinigt, um Fremdstoffe daraus zu entfernen und den Gehalt an freier Fettsäure zu verringern. Geeignete Reinigungsverfahren bestehen darin, daß man beispielsweise eine Extraktion mit einem niedrigmolekularen Alkohol mit z.B. 1 bis 5 Kohlenstoffatomen im Molekül durchführt, insbesondere mittels Methanol. Eine andere geeignete Reinigungsmethode besteht darin, daß man die im Talg vorhandenen freien Fettsäuren mit Alkali neutralisiert und dann die so gebildeten Seifen mittels üblicher Maßnahmen abtrennt, beispielsweise durch Filtration oder Zentrifugieren. Diese Neutralisationsbehandlung kann an dem Rohtalg durchgeführt werden oder an der Lösung, die bei der Behandlung mit dem selektiven Lösungsmittel anfällt.

Alkoholyseprodukte des nicht-eßbaren Talgöls werden vorzugsweise durch Umesterung des nicht-eßbaren Talgöls unter Verwendung eines Alkanols mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise 1 bis Kohlenstoffatomen hergestellt. Für diesen Zweck besonders geeignet ist Methanol.

Der von einer ungesättigten Fettsäure mit 12 bis 30 Kohlenstoffatomen im Molekül und einem Alkanol abgeleitete Ester kann beispielsweise unter Verwendung eines Alkanols erhalten worden sein, das 1 bis 30 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatome im Molekül enthält. Besonders geeignet für diesen Zweck ist Methanol. Eine besonders geeignete ungesättigte Ausgangsfettsäure ist ölsäure. Es können für die Esterbildung auch Mischungen ungesättigter Fettsäuren und/oder Mischungen von Alka

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Sehr geeignete Ester dieses Typs sind die Alkoholyseprodukte von Triglycerlden, die von dem nicht-eßbaren Talgöl verschieden sind.

Für die erfindungsgemäßen Zwecke geeignete Ester können auch durch direkte Umsetzung eines Alkanols mit einer freien Fettsäure unter üblichen Veresterungsbedingungen hergestellt werden.

Bevorzugt sind Triglyceride mit einer Jodzahl von 70 bis 120 g/100 g. Sehr geeignete Triglyceride sind Rapsöl, Canbraöl (eine besondere Art von Rapsöl), Specköl, Erdnußöl, Safloröl, Baumwollsaatöl und Klauenöl. Auch Soyaöl mit einer Jodzahl von etwa l40 kann für diesen Zweck eingesetzt werden.

Eine bevorzugte Maßnahme zur Herstellung des erfindungsgemäßen Austauschmaterials besteht darin, daß man eine Mischung aus einem nicht-eßbaren Talgöl und einem Alkoholyseprodukt eines solchen Öls und/oder einem Alkoholyseprodukt eines Triglycerids, welches sich von dem nicht-eßbaren Talgöl unterscheidet, sulfuriert. Eine besonders zweckmäßige Herstellungsmaßnahme besteht darin, daß man eine Mischung von öl und Estern der unter (a) und (b) beschriebenen Art sulfuriert, wobei das öl und/oder der Ester von dem nicht-eßbaren Talgöl abgeleitet sind, wobei das Gewichtsverhältnis von öl zu Ester in der Mischung im Bereich von 90 : 10 bis 10 : 90 variieren kann und ein entsprechendes Verhältnis im Bereich von 70 : JO bis 30 : 70 bevorzugt ist. Für den gleichen Zweck können auch Mischungen aus Estern und/oder Triglyceriden verwendet werden.

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Obwohl das Austauschraaterial vorzugsweise hergestellt wird, indem man die betreffenden Komponenten zusammen sulfuriert, kann man auch die Komponenten einzeln sulfurieren und dann miteinander vermischen.

Es hat sich gezeigt, daß dieses Austauschmaterial sehr wirksam und relativ preiswert ist und sulfuriertes oder geschwefeltes Spermöl in Schmiermitteln ohne weiteres ersetzen kann. Insbesondere Mischungen, welche JO bis 70 % nicht-eßbares Talgöl enthalten, wie sie vorstehend beschrieben worden sind und als Gemisch sulfuriert worden sind, haben ausgesprochen günstige Eigenschaften, da sie weder die Pourpoints der Schmiermittel noch die Viskosität derselben bei tiefen Temperaturen wesentlich verändern.

Die erfindungsgemäßen Austauschmaterialien können beliebigen Schmiermittelmischungen als Additive zugesetzt werden, beispielsweise Schmierölen, wie Getriebeölen, Metallbearbeitungsflüssigkeiten, Werkzeugmaschinenölen, hydraulischen ölen_/und außerdem Schmierfetten, die mittels Seifen, Tonmaterialien oder organischen Komponenten bis zur Schmierfettkonsistenz verdickt worden sind.

Solche Schmiermittel enthalten das erfindungsgem&ße Austauschmaterial im allgemeinen in einer Menge von 0,1 bis 20 Gewichtsprozent und vorzugsweise von 1 bis 10 Gewichtsprozent, besogen auf das fertige Schmiermittel.

Bei dem betreffenden Scnaleröl handelt es «Ich vorzugsweise im ein Mineralschmieröle obwohl auch synthetische Kohlenwasssrstoff-

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schmieröle und andere synthetische Schmieröle für diesen Zweck verwendet werden können, beispielsweise Esteröle, auch im Gemisch mit Mineralölen und synthetischen ölen. Es muß nur darauf geachtet werden, daß diese Schmierölmischungen dazu geeignet sind, das erfindungsgemäße Austauschmaterial als Zusatzstoff aufzulösen.

Geeignete Mineralschmieröle sind beispielsweise solche mit hohem Viskositätsindex, ferner Brightstocks, Extrakte aus Brightstocks sowie Schmieröle mit mittlerem und niedrigem Viskositätsindex. Der Viskositätsindex der Basisöle kann beispielsweise im Bereich von -I50 bis +150 liegen. Die Viskosität solcher Schmieröle kann, gemessen bei 98,9°C, im Bereich von 2 bis 14O cS liegen. FUr die gleichen Zwecke können auch hydrierte Öle eingesetzt werden.

In den betreffenden Schmiermitteln können außerdem andere übliche Schmierölzusatzstoffe vorliegen, wie Antioxidantien, Antikorrosionsmittel, Antischaummittel, Pourpointerniedriger sowie weitere Verschleißverhindernde und die Belastbarkeit unter hohem Druck verbessernde Zusatzstoffe. '

Der Schwefelgehalt des erfindungsgemäßen Austauschmaterials liegt üblicherweise im Bereich von 1 bis 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise im Bereich von 5 bis 30 Gewichtsprozent, beispielsweise bei etwa 10 Gewichtsprozent. Je nach der Art der Herstellung des Austauschmaterials kann es sich bei dem Schwefel um Inaktiven und/ oder aktiven Schwefel handeln. Die Schwefelung kann.erfolgen, Indes Mm daa Auegangsoaterial mit Sohwefel zusammen erhitzt oder es mit schwefelhaltigen Verbindungen umsetzt, beispielsweise mit Schwefelmonochlorid oder Schwefeldichlorid sowie mit Phosphor-

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pentachlorid.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Ausführungsbeispiele

100 Gewichtsteile nicht-eßbarer Talg mit einer Säurezahl von 7,2 mg KOH/g und einer Jodzahl von 62 werden mittels Aceton bei 0⁰C entwachst,wodurch man 58,0 Gewichtsteile eines Talgöls mit einer Säurezahl von 10,8 mg KOH/g und einer Jodzahl von 75 sowie 42,0 Gewichtsteile feste Phase mit einer Säurezahl von 2,6 und einer Jodzahl von 42 erhält.

107,5 Gewichtsteile nicht-eßbarer Talg werden mittels Methanol extrahiert, wodurch man 100 Gewichtsteile nicht-eßbaren Talg mit einer Säurezahl von 1,1 mg KOH/g und einer Jodzahl von 56 erhält. Durch Entwachsen mit Aceton bei O⁰C erhält man daraus 44,1 Gewichtsteile Talgöl mit einer Säurezahl von 1,9 mg KOH/g und einer Jodzahl von 72 sowie 55,9 Gewichtsteile einer festen Phase mit einer Säurezahl von 0,6 mg KOH/g und einer Jodzahl von

Mischungen aus dem mit Methanol extrahierten Talgöl oder dem daraus erhaltenen Methylester werden bis zu einem Schwefelgehalt von 9*5 Gewichtsprozent bzw. 5 Gewichtsprozent sulfuriert und diese geschwefelten Produkte werden dann einem Schmieröl des Typs SAE 90 zugesetzt. Die hierdurch erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt.

Eine 5gewichtsprozentige Lösung eines sulfurierten Spermöls mit

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einem Schwefelgehalt von 9,5 Gewichtsprozent im gleichen Basisöl zeigte eine Timken-Belastbarkeit von 18,144 kg sowie beim 4-Kugel-Verschleißtest eine Verschleißriefe mit einem Durchmesser von mm.

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Tabelle 2 3 4 ___5

oo ο co

CD Ni

CO

cn

3D Ö

m σ

t Esterart (Methylester) Gehalt in Gew.% (bezogen auf Ester und öl)	Canbra 55	Talg 55	Talg 55	Talg 55	— —	Talg 100	Talg 30	Talg 70	Soya 55
ölart	Talg	Canbra	Talg	Soya	Talg	--	Talg	Talg	Talg
Gehalt in Gew.%	45	45	45	45	100		70	30	45
(bezogen auf Ester und öl)
Schwefelgehalt,	9,5	9,5	9,5	9,5	9,5	9,5	9,5	9,5	9,5
Viskosität bei 37,8⁰C cS	94,2	147	71,0	110	2040	18,1	179	55,1	96,2
Eigenschafter einer 5 % Lösung in SAE 90 Basisöl
Tirr.ken OK-Bela stung, kg	22,68	20,41	22,68	20,41	15,88	18,14	15,88	22,68	18,14
4-Kugelapparat, Ver schleißriefe Durch messer (mm)	0,54	0,54	0,57	0,54	0,53	0,55	0,55	0,55	0,54
Viskosität bei -17,78⁽ Poise	³C 185	204	204	199	215	177	204	199	177
Lebensdauer im RBOT- * Test, Min.ASTMD2272	315	365	355	280	305	235	260	255	245
Pourpoint, ⁰C	-15,0	-9Λ	*-9Λ*	-9,4	-17,8	-9A	j-15,0	-12,2	-15,0

* Rotatingcn Bomb W OxidaticfcP

Claims

1. Austauschmaterial für geschwefeltes Spertnöl, bestehend aus

(a) einen nicht-eßbaren Talgöl und/oder dessen Alkoholyseprodukten, jeweils in geschwefelter Form, gegebenenfalls in Fora einer Mischung

(b) mit einem geschwefelten Ester aus einer ungesättigten Fettsäure mit 12 bis JO Kohlenstoffatomen im MolekUl und einem Alkanol, wobei der Ester von den Alkoholyseprodukten des nicht-eßbaren Talgöls verschieden ist und/oder ein von einem nicht-eßbaren Talgöl verschiedenes Triglycerid ist.

2. Austauschmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in der Mischung (b) als Ester ein Alkoholyseprodukt eines von Talgöl verschiedenen Triglycerids enthält.

JJ. Austauschmaterial nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkoholyseprodukt sich von einem Alkanol mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen ableitet.

4. Austauschmaterial nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Alkoholyseprodukt sich von einem Alkanol mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen ableitet.

5· Austauschmaterial nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es in der Mischung (b) ein Triglycerid mit einer Jodzahl von 70 bis 120 g/100 g enthält.

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6. Austauschmaterial nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß es in der Mischung (b)als Triglycerid Sojaöl enthält.

7. Austauschmaterial nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß es in der Mischung (b) als Triglycerid Rapsöl enthält.

8. Austauschmaterial nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es geschwefeltes nicht-eßbares Talgöl und geschwefeltes Alkoholyseprodukt in einem Gewichtsverhältnis von J>0 : bis 70 : ?0 enthält.

9· Verfahren zur Herstellung eines Austauschmaterials nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung aus nicht-eßbarem Talgöl und dessen Alkoholyseprodukt und/oder dem Alkoholyseprpdukt eines von nicht-eßbarem Talgöl verschiede nen Triglycerids sulfuriert.

10. Verfahren zur Herstellung eines Austauschmaterials nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung aus einem Alkoholyseprodukt von nicht-eßbarem Talgöl und einem von letzterem verschiedenen Triglycerid sulfuriert.

11. Verfahren nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-eßbare Talgöl durch Behandeln von nicht-eßbarem Talg mit einem selektiven Lösungsmittel, Abkühlen der Lösung, Abfiltrieren der festen Bestandteile und Abdampfen des Lösungsmittels aus dem Filtrat erhalten worden ist.

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12. Verfahren nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-eßbare Talgöl unter Verwendung von Aceton als selektivem Lösungsmittel erhalten worden ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-eßbare Talg zuerst einer Extraktion mit einem niedrigen Alkanol unterworfen worden 1st.

14. Verwendung des Austauschmaterials nach Anspruch 1 bis 13 als Zusatzstoff in einem Schmiermittel, vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bi& 20 Gewichtsprozent.

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