DE68920723T3

DE68920723T3 - Thermisch und oxydativ stabile synthetische fluidkomposition.

Info

Publication number: DE68920723T3
Application number: DE68920723T
Authority: DE
Inventors: Richard M. Euclid Oh 44123 Lange; Mary F. Cleveland Heights Oh 44118 Salomon
Original assignee: Lubrizol Corp
Current assignee: Lubrizol Corp
Priority date: 1988-04-18
Filing date: 1989-04-07
Publication date: 1999-07-22
Anticipated expiration: 2009-04-08
Also published as: ZA892794B; JPH03502588A; ATE117288T1; WO1989010345A1; IL89909A; AU616010B2; CA1339451C; AU3445389A; DE68920723D1; JP2991732B2; DE68920723T2; EP0376997B1; EP0376997B2; EP0376997A1; MX173426B; IL89909A0

Description

THERMISCH- UND OXIDATIV-STABILE SYNTHETISCHE FLÜSSIGKEITSZUSAMMENSETZUNGEN

Die Erfindung betrifft aromatische Carbonsäureester und die Verwendung solcher Ester als neue thermisch- und oxidativ-stabile synthetische Flüssigkeiten. Insbesondere betrifft die Erfindung das Gebiet der Schmierung mit thermisch-oxidativ stabilen Flüssigkeiten.
Es sind viele Typen synthetischer Flüssigkeiten als Schmieröle verfügbar, einschließlich hydrierte Poly-alpha-Olefine, aliphatische Ester von aliphatischen, zweibasigen Säuren, aliphatische Trimethylolpropanester, aliphatische Pentaerythritester, Silikone, Silikatester und Phosphatester. Bezüglich einer ausführlichen Diskussion vgl. R.C. Gunderson und A.W. Hart, Hrsg., "Synthetic Lubricants" (1962). Diese Flüssigkeiten wurden als Verbesserung im Vergleich zu Mineralölraffinaten entwickelt, die Vorteile wie verbesserte thermische Stabilität, verbesserte Oxidationsstabilität, überlegene Flüchtigkeitseigenschaften, bessere Viskositäts- /Temperatureigenschaften und verbesserte Reibungseigenschaften verleihen. Die Anwendung von synthetischen Schmiermitteln hat in den letzten Jahren beträchtlich zugenommen. Neue Verwendungen für synthetische Flüssigkeiten bringen neue Anforderungen an die Leistungsfähigkeit mit sich. Änderungen bei geschmierten Einrichtungs- bzw. Maschinenanlagen und bei Betriebstemperaturen bedingen weitere Erfordernisse für verbesserte Flüssigkeitsleistungsfähigkeit.
US-PS 3,947,369 beschreibt ein synthetisches Öl, das als Grundöl für Düsen bzw. Strahltriebwerksschmieröle verwendbar ist. Zusammenfassend ist in der Patentschrift ein Schmiergrundöl beschrieben, das sowohl das Erfordernis der Anfangsviskosität bei 99ºC (210ºF) als auch das Erfordernis des Nichteinfrierens während 72 Stunden erfüllt. Das Grundöl ist aus einer Mischung aus (I) einem Pentaerythritesterprodukt, im wesentlichen bestehend aus Pentaerythritmaterial, das vollständig durch geradkettiges C&sub4;-C&sub1;&sub0;-Alkansäurematerial verestert ist, und (2) Trimellitsäureesterprodukt, im wesentlichen bestehend aus Trimellitsäure, die vollständig durch C&sub4;-C&sub1;&sub3;-Alkanolmaterial verestert ist, zusammengesetzt. Das Gewichtsverhältnis von Trimellitsäureesterprodukt zu Pentaerythritesterprodukt in der Mischung liegt gewöhnlich im Bereich von etwa 1:10 bis etwa 1:1.
US-PS 3,974,081 betrifft eine verbesserte Schmierflüssigkeit, insbesondere ein Additiv für eine solche Flüssigkeit, das seine Dichtungsquelleigenschaften verbessert, ohne gleichzeitig irgendeine ungünstige Wirkung darauf auszuüben. Die Erfindung betrifft ferner Additivkonzentratgebinde, die für die Formulierung in Mineralöl-Ausgangsmaterialien dienen sollen, um Getriebeflüssigkeiten mit verbesserten Dichtungsquelleigenschaften zur Verfügung zu stellen, wobei die Flüssigkeitsretention verbessert wird. Diese Getriebeflüssigkeiten eignen sich als Schmiermittel für Drehkolbenmotoren. Das Additiv ist ein öllöslicher, gesättigter, aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffester mit 10 bis 60 Kohlenstoffatomen und 2 bis 4 Esterbindungen. Für einige Anwendungen ist erwünscht, daß ein aliphatischer Alkohol mit 8 bis 13 Kohlenstoffatomen bis zu einer Menge, die gleich der des Esters ist, als Co-Quellmittel vorliegt. Unter der vorstehenden Klasse von Estern ist Dihexylphthalat und unter der vorstehenden Klasse von Alkoholen ist Tridecylalkohol bevorzugt.
US-PS 4,157,990 betrifft die Entwicklung von Schmiermittel- und Antiklebemittel-Zusammensetzungen mit einem Gehalt an
A. gemischten Estern mit Hydroxyl- und Säurezahlen von 0 bis 6 aus
(a) aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder aromatischen Dicarbonsäuren,
(b) aliphatischen Polyolen,
(c) aliphatischen Monocarbonsäuren mit 12 bis 30 Kohlenstoffatomen im Molekül, und
8. Estern aus langkettigen, aliphatischen monofunktionellen Alkoholen mit 32 bis 72 Kohlenstoffatomen im Molekül und langkettigen Monocarbonsäuren mit 18 bis 72 Kohlenstoffatomen im Molekül, wobei das Gewichtsverhältnis von gemischten Estern (A) zu Estern (B) 9:1 bis 1:3 beträgt.
GB-PS 851,205 betrifft Alkoholester von aromatischen Tetracarbonsäuren, die als Schmieröle geeignet sind.
EP-A3-0 157 583 betrifft Schmiermittelzusammensetzungen auf Ölbasis, umfassend Ester aromatischer Polycarbonsäuren.
Die vorliegende Erfindung stellt einen aromatischen Carbonsäureester der allgemeinen Formel (I) bereit,
in der Ar ein aromatischer Rest der Rest R ein Neohydrocarbylrest mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, daß R kein Cycloalkyl-substituierter Neohydrocarbylrest ist, der Rest R&sub1; ein ein-, zwei-, drei- oder vierwertiger Neohydrocarbylrest mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, n eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist und die Gesamtzahl der Carbonsäureestergruppen am aromatischen Rest darstellt, der Rest R&sub2; ein Hydrocarbylrest ist der sich von einem Diol mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen ableitet, x eine ganze Zahl von 0 bis 4 ist und a eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, und wenn a den Wert 1 hat, der Rest R&sub1; einwertig ist, wenn a den Wert 2 hat, der Rest R&sub1; zweiwertig ist, wenn a den Wert 3 hat, der Rest R&sub1; dreiwertig ist und sich von einem Triol der allgemeinen Formel
ableitet, in der R&sub6; ein Hydrocarbylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen ist, und wenn a den Wert 4 hat, der Rest R&sub1; vierwertig ist und sich von einem Tetraol der allgemeinen Formel
ableitet, in der die Reste Ra, Rb, Rc und Rd gleich oder verschieden sind und Hydrocarbylreste mit 0 bis 3 Kohlenstoffatomen sind, und wenn die Hydrocarbylreste Ra, Rb, Rc und Rd keine Kohlenstoffatome enthalten, R&sub1; sich von Pentaerythrit ableitet, mit der Maßgabe, wenn der Rest Ar ein einziger Ring ist, a den Wert 1 und x den Wert 0 hat und n eine ganze Zahl verschieden von 4 ist.
Es ist ein primäres Ziel dieser Erfindung, eine neue thermisch- und oxidativ-stabile synthetische Flüssigkeitszusammensetzung bereitzustellen, die einen aromatischen Carbonsäureester umfaßt.
Es ist ein Merkmal der neuen Erfindung, daß die aromatischen Carbonsäureester, die in der neuen thermisch- und oxidativ-stabilen synthetischen Flüssigkeitszusammensetzung wirken, einfach und wirtschaftlich hergestellt werden können.
Es ist ein Vorteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, daß die aromatischen Carbonsäureester Schmiereigenschaften liefern, die für synthetische Flüssigkeitszusammensetzungen erwünscht sind.
Es werden nun verschiedene bevorzugte Merkmale und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Unter der thermischen Stabilität einer chemischen Verbindung versteht man ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Veränderungen, die einzig und allein durch thermische Energie hervorgebracht werden. Die Geschwindigkeit der thermischen Zersetzung als Funktion der Temperatur definiert genau diese Eigenschaft.
Im gegenwärtigen Düsenilug- und Raumflugzeitalter wird mehr und mehr Wert auf thermische Stabilität gelegt. Höhere Betriebstemperaturen für verbesserte Maschinenleistungsfähigkeit fordern thermisch stabilere Schmiermittel. Bei Schmiermitteln und Hydraulikflüssigkeiten ist es offensichtlich, daß weitere Eigenschaften, wie Viskosität, Stockpunkt, Oxidationsstabilität und Dampfdruck sehr wichtig sind, jedoch sind solche Eigenschaften der Verbesserung durch Additive und geringe strukturelle Abänderungen zugänglicher, als es die thermische Stabilität ist.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß bestimmte aromatische Carbonsäureester einen hohen Grad thermischer und oxidativer Stabilität besitzen. Die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendeten aromatischen Carbonsäureester sind Verbindungen der allgemeinen Strukturformel:
in der die Reste R, R&sub1;, R&sub2;, Ar und die Indices n, x und a wie vorstehend für Formel (I) definiert sind.
Der aromatische Carbonsäureester wird durch Umsetzung eines Alkohols mit einer aromatischen Carbonsäure oder einem aromatischen Carbonsäureanhydrid oder deren Ester (wie bei Umesterung) hergestellt. Zur Vervollständigung der Veresterungsreaktion wird ein Überschuß des Alkohols eingesetzt. Normalerweise liegt die Gesamtmenge an Alkohol, bezogen auf eine Äquivalentbasis, in einem 100%igen Überschuß vor. Vorzugsweise liegt der Alkohol in einem 50%igen Überschuß vor. Der nicht umgesetzte Alkohol kann nach beendeter Veresterungsreaktion durch Destillation entfernt werden und in künftigen Veresterungsreaktionen wieder verwendet werden.
Normalerweise werden der Alkohol und die aromatische Carbonsäure oder das Anhydrid bei Raumtemperatur in einem Reaktionsgefäß vorgelegt. Das Rühren wird begonnen, und ein saurer Katalysator wird zugesetzt, um die Umsetzung zu beschleunigen. Katalysatoren, die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind Methansulfonsäure, p-Toluolsulfonsäure und Tetraalkyltitanate. Der Katalysator der Wahl ist p-Toluolsulfonsäure. Nach der vollständigen Veresterung wird der Katalysator mit einer geeigneten Base, wie wäßrigem Natriumhydroxid oder Calciumhydroxid, neutralisiert. In der vorliegenden Beschreibung und den Patentansprüchen bezeichnet der Ausdruck "Hydrocarbyl" einen Rest mit einem Kohlenstoffatom, das direkt an den Rest des Moleküls gebunden ist, und der im Sinne der vorliegenden Erfindung vorwiegend Kohlenwasserstoffcharakter besitzt. Solche Reste beinhalten die folgenden:
(1) Kohlenwasserstoffreste, d.h. aliphatische (z.B. Alkyl, aromatische, aliphatisch-substituierte aromatische, aromatisch-substituierte aliphatische und alicyclische Reste und dergleichen). Typische Kohlenwasserstoffreste sind bekannt. Diese Kohlenwasserstoffreste können einwertig sowie zwei-, drei- oder vierwertig sein. Das heißt, es können eine oder mehrere Bindungsstellen von den Kohlenwasserstoffresten zu den Carboxylresten im gleichen komplexen Estermolekül vorhanden sein. Beispiele beinhalten die Octyl-, Decyl-, Octadecyl-, Propylen-, Butylen-, Butantriyl-, Pentantriylgruppe, den vierwertigen Rest, der von Pentaerythrit abgeleitet ist, usw.
(2) Heteroreste, d.h. Reste, die, während sie im Sinne der vorliegenden Erfindung überwiegend Kohlenwasserstoffcharakter besitzen, andere Atome als Kohlenstoffatome in einer Kette oder in einem Ring enthalten, die bzw. der ansonsten aus Kohlenstoffatomen zusammengesetzt ist. Geeignete Heteroatome sind bekannt und beinhalten z.B. Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel.
Im allgemeinen werden nicht mehr als etwa 3 Substituenten oder Heteroatome, und vorzugsweise nicht mehr als einer bzw. eines pro 10 Kohlenstoffatome im Hydrocarbylrest vorhanden sein.
Der aromatische Rest Ar kann ein einziger aromatischer Kern, wie ein Benzolkern, oder ein mehrkerniger aromatischer Rest sein. Solche mehrkernigen Reste können kondensierte Reste sein, d.h. Reste, in denen wenigstens zwei aromatische Kerne an zwei Stellen an einen anderen Kern ankondensiert sind, wie dies bei Naphthalin, Anthracen usw. der Fall ist. Solche aromatischen Reste können auch vom verbundenen Typ sein, bei dem wenigstens zwei Kerne durch verbrückende Bindungen aneinander gebunden sind. Solche verbrückende Bindungen können aus Kohlenstoff Kohlenstoff Einfachbindungen, Etherbindungen, Keto- bzw. Oxobindungen, Alkylenbindungen und Gemischen solcher zweiwertigen verbrückenden Bindungen ausgewählt werden.
Der aromatische Rest Ar ist in allen Fällen von aromatischen Carbonsäuren, aromatischen Carbonsäureanhydriden und aromatischen Carbonsäureestern abgeleitet. Spezielle Beispiele von Verbindungen der Formel (I), die Ar-Reste mit einem einzigen Ring enthalten, sind die folgenden, in denen der Rest R&sub1; und a die vorstehend angegebene Bedeutung haben:
worin n = 2, x = 0
worin n = 3, x = 0
worin n = 4, x = 0
Spezielle Beispiele von Verbindungen der Formel (I), die aromatische Reste Ar mit kondensiertem Ring enthalten, sind:
worin n = 2,x = 0
worin n = 3,x = 0
worin n = 4, x = 0
Beispiele für Verbindungen der Formel (I), in denen Ar ein verbundener mehrkerniger aromatischer Rest ist, beinhalten:
und
worin Z aus den Gruppen
und -O- ausgewählt ist, und worin n den Wert 4, a den Wert 1 und x den Wert 0 hat und der Rest R&sub1; gleich dem Rest R ist.
Gewöhnlich sind alle Carbonsäure-tragenden Ar-Reste anderweitig unsubstituiert, mit Ausnahme von stabilen Hydrocarbylresten, Hydrocarbylenresten und jeglichen verbrückenden Resten.
Geeignete aromatische Carbonsäuren, welche zur Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte verwendet werden können, haben die allgemeine Formel Ar-(-COOH)n, in der Ar ein aromatischer Rest ist und n eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist. Aromatische Carbonsäuren, welche unter die Parameter der vorliegenden Struktur fallen, beinhalten Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Hemimellitsäure, Trimellitsäure, Pyromellitsäure, Trimesinsäure, Naphthalin-1,8-dicarbonsäure, Naphthalin-2,3-dicarbonsäure, Naphthalin- 1,4-dicarbonsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure und Naphthalin-2,3,6-tricarbonsäure.
Anhydride, die jedem der vorstehenden Carbonsäureester entsprechen, können ebenso dazu verwendet werden, die erfindungsgemäßen Produkte herzustellen. Anhydride haben die allgemeine Formel
in der Ar wie vorstehend definiert ist und Z einen Wert von 1 bis 3, vorzugsweise von 1 bis 2 besitzt. Geeignete Anhydride sind Phthalsäureanhydrid, 1,8-Naphthalsäureanhydrid, 2,3- Naphthalsäureanhydrid, 2,3,7,8-Naphthalsäuredianhydrid, Trimellitsäureanhydrid, Pyromellitsäureanhydrid, Mellitsäureanhydrid und Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid.
Aromatische Carbonsäureester zur Herstellung von erfindungsgemäßen Produkten durch Umesterung haben die allgemeine Formel
Ar -(-COOR&sub7;)n
in der der Rest Ar und n die vorstehend angegebene Bedeutung haben und der Rest R&sub7; ein Hydrocarbylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist. In der vorliegenden Erfindung verwendbare aromatische Ester sind Dimethylphthalat, Trimethyltrimellitat, Diethylphthalat und Dimethylnaphthalin-2,6-dicarboxylat.
Aus Kostengründen, Gründen der Verfügbarkeit, Leistungsfähigkeit usw. ist der Rest Ar gewöhnlich ein Benzolkern, ein ketoverbrückter Benzolkern oder ein Napthalinkern.

Der Neohydrocarbylrest R

Der Neohydrocarbylrest R ist ein aliphatischer Rest. Der Neohydrocarbylrest R enthält 5 bis 18 Kohlenstoffatome, mit der Maßgabe, daß der Rest R ein Neohydrocarbylrest ist, der von einem Cycloalkyl-substituierten Neohydrocarbylrest verschieden ist. Der Neohydrocarbylrest R hat die allgemeine Formel
in der die Reste R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; unabhängig geradkettige Hydrocarbylreste, verzweigtkettige Hydrocarbylreste oder deren Gemische sind. Vorzugsweise enthält der Neohydrocarbylrest 8 bis 16 Kohlenstoffatome und insbesondere ist der Neohydrocarbylrest ein Neooctylrest. In allen Fällen ist der Hydrocarbylrest gewöhnlich von einem Alkohol abgeleitet.
Spezielle Beispiele für Hydrocarbylreste R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; beinhalten Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, sek.-Butyl- und tert.-Butylgruppen. Nicht einschränkende Beispiele für bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendbare Neoalkohole sind: 2,2-Dimethyl-1-heptanol, 2,2-Dimethyl-1-octanol, 2-Methyl-2-ethyl-1-pentanol, 2- Methyl-2-ethyl-1-hexanol, 2-Methyl-2-ethyl-1-heptanol, 2-Methyl-2-ethyl-1-octanol, 2,2- Diethyl-1-butanol, 2,2-Diethyl-1-pentanol, 2,2-Diethyl-1-hexanol, 2,2-Diethyl-1-heptanol, 2,2-Diethyl-1-octanol, 2,2,3-Trimethyl-1-pentanol, 2,2,3-Trimethyl-1-hexanol, 2,2,3-Trimethyl-1-heptanol, 2,2,3-Trimethyl-1-octanol, 2,3-Dimethyl-2-ethyl-1-butanol, 2,2,4-Trimethyl- 1-pentanol, 2,2,4-Trimethyl-1-hexanol, 2,2,4-Trimethyl-1-heptanol, 2,2,4-Trimethyl-1-octanol, 2,2,3,3-Tetramethyl-1-butanol und 2,2,4-Trimethyl-1-pentanol.

Der Neohydrocarbylrest R&sub1;

Der Neohydrocarbylrest R&sub1; ist ein ein-, zwei-, drei- oder vierwertiger Neohydrocarbylrest mit 5 bis 18, vorzugsweise 5 bis 16, und insbesondere 12 Kohlenstoffatomen.
Der Neohydrocarbylrest R&sub1; ist von einem Alkohol mit 1 bis 4 Hydroxylgruppen abgeleitet und kann durch die allgemeine Formel R&sub1;-(-OH)a dargestellt werden, in der a einen Wert von 1 bis 4 hat.
Wenn a den Wert 1 hat, ist der Rest R&sub1; wie vorstehend beschrieben von einem Neoalkohol abgeleitet.
Ein Beispiel eines erfindungsgemäß verwendbaren, verzweigtkettigen, einwertigen Alkohols ist technischer Tridecylalkohol, ein Isomerengemisch im C&sub1;&sub3;-Bereich, der durch das Oxoverfahren hergestellt wird und von der Exxon Corporation erhältlich ist.
Wenn a den Wert 2 hat, ist der Rest R&sub1; von einem Diol abgeleitet. Geeignete Beispiele für R&sub1;- (-OH)&sub2; sind 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol, 2,2,4,4-Tetramethyl-1,5-pentandiol, 2,2,5,5-Tetramethyl-1,6-hexandiol, 2,2,6,6-Tetramethyl-1,7-heptandiol und 2,2,7,7-Tetramethyl-1,8- octandiol.
Wenn a den Wert 3 hat, ist der Rest a von einem Triol abgeleitet. Das Triol R&sub1;-(-OH)&sub3; hat die allgemeine Formel
in der der Rest R&sub6; ein Hydrocarbylrest mit 1 bis 14, vorzugsweise 1 bis 10 und insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatomen ist. Geeignete Beispiele sind Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Trimethylolbutan, Trimethylolpentan, usw.
Wenn a den Wert 4 hat, ist der Rest R&sub1; von einem Tetraol der allgemeinen Formel
abgeleitet, in der die Reste R&sub3;, Rb, Rc und Rd gleich oder verschieden sein können und Hydrocarbylreste mit 0 bis 3 Kohlenstoffatomen sind. Wenn die Hydrocarbylreste Ra, Rb, Rc und Rd kein Kohlenstoffatom enthalten, ist der Rest R&sub1; von Pentaerythrit abgeleitet.
Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung umfaßt einen aromatischen Carbonsäureester der allgemeinen Formel
in der n, R&sub2; und x wie in Formel (I) definiert sind, R ein Neohydrocarbylrest mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, R&sub1; ein zwei-, drei- oder vierwertiger Neohydrocarbylrest wie in Formel (I) definiert mit 5 bis 16 Kohlenstoffatomen ist und a eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist.
Eine alternative Ausführungsform dieser Erfindung umfaßt einen aromatischen Carbonsäureester der allgemeinen Formel
in der der Rest R&sub5; ein Hydrocarbylrest mit 2 bis 18, vorzugsweise 5 bis 18 und insbesondere 5 bis 16 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, daß der Rest R&sub5; ein von einem Neohydrocarbylrest verschiedener primärer Hydrocarbylrest ist und n den Wert 2 hat.
Eine andere Ausführungsform dieser Erfindung umfaßt einen aromatischen Carbonsäureester der allgemeinen Formel
in der Ar, n, R&sub2; und x wie in Formel (I) definiert sind, R&sub5; ein linearer Hydrocarbylrest mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, R&sub1; ein zwei-, drei- oder vierwertiger Neohydrocarbylrest wie in Formel (I) definiert ist und a eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, mit der Maßgabe, wenn Ar der Rest C&sub6;H&sub4; ist, n den Wert 2, a den Wert 2, x den Wert 0 oder 1 hat und R&sub1; der Rest C&sub5;H&sub1;&sub0; ist, R&sub5; keine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, und wenn Ar der Rest C&sub6;H&sub4; ist, n den Wert 3, a den Wert 2, x den Wert 0 hat, R&sub1; Neopentyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, R&sub5; keine Alkylgruppe mit 14 bis 35 Kohlenstoffatomen ist.
Eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung umfaßt einen aromatischen Carbonsäureester der allgemeinen Formel
in der Ar, n, R&sub1;, a und x wie in Formel (I) definiert sind und der Rest R&sub8; unabhängig R oder R&sub5; ist, und wenigstens ein Rest R und wenigstens ein Rest R&sub5; im Ester vorliegen, wobei R ein Neohydrocarbylrest mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, daß R kein Cycloalkyl-substituierter Neohydrocarbylrest ist und R&sub5; ein linearer primärer Hydrocarbylrest mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe daß n nicht den Wert 2 hat, und mit der weiteren Maßgabe, daß, wenn der Rest Ar ein einziger Ring ist, a den Wert 1 und x den Wert 0 und n einen von 4 verschiedenen Wert hat.

Der Hydrocarbylrest R&sub2;

Der Hydrocarbylrest R&sub2; ist von einem zweiwertigen Alkohol mit 2 bis 18, vorzugsweise 2 bis 12 und insbesondere 2 bis 8 Kohlenstoffatomen abgeleitet. Geeignete zweiwertige Alkohole beinhalten Ethylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,4-Butandiol, Neopentylglykol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol und deren Gemische.
Die Herstellung spezieller Verbindungen der vorliegenden Erfindung wird in den nachfolgenden, nicht begrenzenden Beispielen weiter erläutert.
Prozentangaben bedeuten Gewichtsprozente und alle Teile sind Gewichtsteile, sofern nichts anderes angegeben ist.

Vergleichsbeispiel 1

Ein mit einer Dean-Stark-Kühlfalle, einem Kühler, einem Temperaturmeßstutzen, einem Rührer und einem Stickstoffeinlaßrohr ausgerüsteter 1 Liter-Kolben wird mit 166 Teilen (1 Mol) Terephthalsäure, 144 Teilen (1 Mol) Alfol 8-10-Alkohol, 144 Teilen (1,1 Mol) 2,2,4-Trimethyl-1-pentanol, 10 Teilen p-Toluolsulfonsäuremonohydrat und 200 Teilen Xylol beschickt. Der Inhalt wird unter Stickstoffspülung unter Rückfluß erhitzt, und Wasser wird während einer Dauer von 8 Stunden durch azeotrope Destillation entfernt. Die Temperatur wird während 2 Stunden schrittweise auf 175ºC unter langsamem Entfernen von Toluol und Azeotrop erhöht und bei dieser Temperatur 2 Stunden gehalten, während zusätzlich flüchtige Bestandteile entfernt werden. Das Reaktionsgemisch wird auf 150ºC gekühlt und es wird ein verminderter Druck (10 Torr) (1,3 kPa) angelegt, um flüchtige Bestandteile bei dieser Temperatur zu entfernen. Das abgestreifte Gemisch wird anschließend auf 90ºC abgekühlt, während 30 Minuten mit 15 Teilen Calciumhydroxid gerührt, um den sauren Katalysator zu neutralisieren, anschließend durch eine dünne Schicht Kieselgur abfiltriert, um das Esterprodukt zu erhalten.

Beispiel I

Ein mit einer Dean-Stark-Kühlfalle, einem Kühler, einem Temperaturmeßstutzen, einem Rührer und einem unter die Flüssigkeitsoberfläche reichenden Stickstoffeinleitungsrohr ausge rüsteter 2 Liter-Kolben wird mit 384 Teilen (2 Mol) Trimellitsäureanhydrid, 104 Teilen (1 Mol) Neopentylglykol und 400 Teilen Toluol beschickt. Das Gemisch wird unter Rühren und schwacher Stickstoffeinleitung unter schwachem Rückfluß 30 Minuten erhitzt. Dann werden 526 Teile (4,1 Mol) 2,4,4-Trimethylpentanol und 8 Teile p-Toluolsulfonsäuremonohydrat zugesetzt und das Gemisch wird während 16 Stunden bei Rückflußtemperatur gehalten, wobei Wasser durch azeotrope Destillation entfernt wird. Das Reaktionsgemisch wird bei 120ºC/15 Torr (1,9 kPa) abgestreift und dann mit 7 Teilen Calciumhydroxid während 30 Minuten behandelt. Die Filtration durch eine dünne Schicht Kieselgur in einem Büchner-Trichter ergab 834 Teile eines hellgelben viskosen Esterprodukts.

Beispiel 2

Ein wie in Vergleichsbeispiel 1 ausgerüsteter Kolben wird mit 47,1 Teilen (0,146 Mol) Benzophenontetracarbonsäureanhydrid, 95 Teilen (0,73 Mol) 2,2,4-Trimethyl-1-pentanol, 100 Teilen Xylol und 2 Teilen (0,01 Mol) p-Toluolsulfonsäure beschickt. Das Gemisch wird zum Rückfluß erhitzt und dabei 11 Stunden gehalten. Bei 80ºC werden 1,5 Teile (0,02 Mol) Calciumhydroxid zugesetzt, um den Katalysator zu neutralisieren. Das Gemisch wird bei 180ºC und 10 mm Hg abgestreift, um ein Produkt mit einer Phenolphthaleinneutralisationszahl von 0,7 zu erhalten.

Beispiel 3

Ein wie in Vergleichsbeispiel 1 ausgerüsteter Kolben wird mit 498 Teilen (3 Mol) Isophthalsäure und 700 Teilen Xylol beschickt. Die Lösung wird unter einer langsamen Stickstoffspülung auf 65ºC erhitzt, und es werden 384 Teile (3 Mol) 2-Methyl-2-ethyl-1-pentanol zugesetzt. Bei 70ºC werden 120 Teile (1 Mol) Trimethylolethan und 10 Teile p-Toluolsulfonsäuremonohydrat zugesetzt und die Temperatur wird auf Rückflußtemperatur erhöht. Wasser wird durch azeotrope Destillation über einen Zeitraum von 12 Stunden entfernt und das Reaktionsgemisch wird bei 140ºC/10 Torr (1,3 kPa) abgestreift, um flüchtige Bestandteile zu entfernen. Das Reaktionsgemisch wird auf 90ºC abgekühlt, mit 15 Teilen Calciumhydroxid während 30 Minuten unter starkem Rühren behandelt, dann langsam durch eine dünne Schicht Kieselgur in einem Büchner-Trichter abfiltriert, um das Esterprodukt zu erhalten.

Beispiel 4

Ein wie in Vergleichsbeispiel 1 ausgerüsteter Kolben wird mit 284 Teilen (2 Mol) Trimellitsäureanhydrid und 500 Teilen Xylol beschickt. Das Gemisch wird auf 60ºC erhitzt und es werden 68 Teile (0,5 Mol) Pentaerythrit und 286 Teile (2,2 Mol) 2,2,4-Trimethylpentanol zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird weiter unter gründlichem Rühren auf 85ºC erhitzt, und es werden 15 g p-Toluolsulfonsäuremonohydrat zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird auf Rückflußtemperatur gebracht und Wasser wird durch azeotrope Destillation über einen Zeitraum von 2 Stunden entfernt. Es werden weitere 260 Teile (2 Mol) 2,2,4-Trimethylpentanol zugesetzt, und das Gemisch wird bei Rückflußtemperatur über einen Zeitraum von 12 Stunden entwässert. Die Temperatur wird schrittweise auf 175ºC erhöht und dabei 3 Stunden gehalten, während flüchtige Bestandteile unter langsamer Stickstoffspülung entfernt werden. Das Gemisch wird bei 150ºC/10 Torr (1,3 kPa) abgestreift, auf 85ºC abgekühlt, mit 15 Teilen Calciumhydroxid während einer Stunde gerührt und dann langsam durch eine Schicht von Kieselgur abfiltriert, um das Esterprodukt zu erhalten.
Wie vorstehend angegeben, sind die erfindungsgemäßen Verbindungen als thermisch-oxidativ stabile synthetische Flüssigkeiten geeignet. Sie können allein oder in einer Vielzahl von Schmiermitteln auf der Basis von verschiedenen Ölen mit Schmierviskosität, einschließlich natürlichen und synthetischen Schmier- und Schmierfettölen und deren Gemischen angewendet werden.
Synthetische Schmieröle beinhalten Kohlenwasserstofföle und Halogensubstituierte Kohlenwasserstofföle, wie polymerisierte und copolymerisierte Olefine [z.B. hydrierte Polybutene, hydrierte Polypropylene, hydrierte Propylenisobutylen-Copolymere, chlorierte hydrierte Polybutylene, hydrierte Poly(1-hexene), hydrierte Poly(1-octene), hydrierte Poly(1-decene)]; Alkylbenzole (z.B. Dodecylbenzole, Tetradecylbenzole, Dinonylbenzole, Di-(2-ethylhexyl)- benzole); Polyphenyle (z.B. Biphenyle, Terphenyle, alkylierte Polyphenyle) und alkylierte Diphenylether und alkylierte Diphenylsulfide und Derivate, Analoga und deren Homologe.
Alkylenoxidpolymere und -copolymere und deren Derivate, bei denen die endständigen Hydroxylgruppen durch Veresterung, Veretherung, usw. abgewandelt worden sind, stellen eine weitere Klasse bekannter synthetischer Schmieröle dar. Beispiele dafür sind Polyoxyal kylenpolymere, hergestellt durch Polymerisation von Ethylenoxid oder Propylenoxid, die Alkyl- und Arylether dieser Polyoxyalkylenpolymere (z.B. Methylpolyisopropylenglykolether mit einem mittleren Molekulargewicht von 1000, Diphenylether von Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 500 bis 1000, Diethylether von Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 1500) und deren Mono- und Polycarbonsäureester, beispielsweise Essigsäureester, gemischte C&sub3;-C&sub8;-Fettsäureester und C&sub1;&sub3;-Oxosäureester von Tetraethylenglykol.
Eine weitere geeignete Klasse synthetischer Schmieröle umfaßt die Ester von Dicarbonsäuren (z.B. Phthalsäure, Bernsteinsäure, Alkylbernsteinsäuren und hydrierte Alkenylbernsteinsäuren, Maleinsäure, Azelainsäure, Suberinsäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, Adipinsäure, Linolsäure-Dimer, Malonsäure, Alkylmalonsäuren) mit einer Vielzahl von Alkoholen (z.B. Butylalkohol, Hexylalkohol, Dodecylalkohol, 2-Ethylhexylalkohol, Ethylenglykol, Diethylenglykolmonoether, Propylenglykol). Spezielle Beispiele dieser Ester beinhalten Dibutyladipat, Di- (2-ethylhexyl)-sebacinsäureester, Di-n-hexylfumarat, Dioctylsebacinsäureester, Diisooctylazelainsäureester, Diisodecylazelainsäureester, Diooctylphthalat, Didecylphthalat, Dieicosylsebacinsäureester, Di-2-ethylhexyldiester des Linolsäure-Dimers und den komplexen Ester, erhalten durch Umsetzung von 1 Mol Sebacinsäure mit 2 Mol Tetraethylenglykol und 2 Mol Ethylhexancarbonsäure.
Die als synthetische Öle geeigneten Ester schließen auch jene ein, die aus C&sub5;-C&sub1;&sub2;-Monocarbonsäuren und Polyolen und Polyolethern, wie Neopentylglykol, Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Dipentaerythrit und Tripentaerythrit hergestellt sind.
Öle auf Siliciumbasis wie Polyalkyl-, Polyaryl-, Polyalkoxy- oder Polyaryloxysiloxanöle und -silikatöle umfassen eine weitere nützliche Klasse synthetischer Schmiermittel. Sie beinhalten Tetraethylsilikat, Tetraisopropylsilikat, Tetra-(2-ethylhexyl)-silikat, Tetra-(4-methyl-2-ethylhexyl)-silikat, Tetra-(p-t-butylphenyl)-silikat, Hexa-(4-methyl-2-pentoxy)-disiloxan, Poly- (methyl)-siloxane und Poly-(methylphenyl)-siloxane. Weitere synthetische Schmieröle beinhalten flüssige Ester Phosphor-enthaltender Säuren (z.B. Trikresylphosphat, Trioctylphosphat, Diethylester von Decylphosphonsäure) und polymere Tetrahydrofurane.
Unraffinierte Öle, raffinierte und reraffinierte Öle können in den erfindungsgemäßen Schmiermitteln verwendet werden. Unraffinierte Öle sind solche, welche direkt aus einer natürlichen oder synthetischen Quelle ohne weitere Reinigungsbehandlung erhalten werden können. Beispielsweise wären direkt aus Retortenverfahren erhaltenes Schieferöl, ein direkt aus der Destillation erhaltenes Erdöl oder ein direkt aus einem Veresterungsverfahren erhaltenes Esteröl, die ohne weitere Behandlung verwendet werden, ein unraffmiertes Öl. Raffinierte Öle sind den unraffinierten Ölen ähnlich, mit der Ausnahme, daß sie des weiteren in einem oder mehreren Reinigungsschritten behandelt worden sind, um eine oder mehrere Eigenschaften zu verbessern. Viele derartige Reinigungstechniken wie Destillation, Lösungsmittelexfraktion, Säure- oder Basenextraktion, Filtration und Perkolation sind bekannt. Reraffinierte Öle werden durch Verfahren erhalten, die jenen ähnlich sind, die verwendet werden, um raffinierte Öle zu erhalten und die auf raffinierte Öle angewandt werden, die bereits in Gebrauch waren. Solche reraffinierten Öle sind auch als rückgewonnene oder wiederaufbereitete Öle bekannt und werden häufig zusätzlich mit Techniken zur Entfernung verbrauchter Additive und Ölabbauprodukte behandelt.
Gewöhnlich wird die angewendete Menge der erfindungsgemäßen thermisch-oxidativ stabilen Schmiermittel 10 bis 100%, vorzugsweise 20 bis 90% des Gesamtgewichts der Schmiermittelzusammensetzung betragen.
Der Begriff "geringere Menge", wie er in der Beschreibung und den anliegenden Patentansprüchen verwendet wird, soll bedeuten, daß bei einer Zusammensetzung, die eine "geringere Menge" eines speziellen Materials enthält, diese Menge weniger als 50 Gew.-% der Zusammensetzung beträgt.
Der Begriff "Hauptmenge", wie er in der Beschreibung und den anliegenden Patentansprüchen verwendet wird, soll bedeuten, daß bei einer Zusammensetzung, die eine "Hauptmenge" eines speziellen Materials enthält, diese Menge mehr als 50 Gew.-% der Zusammensetzung beträgt.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung von Additiven in Kombination mit den Zusammensetzungen dieser Erfindung, in ausreichender Menge, um Oxidation, Korrosion und Rosten zu hemmen und die Hochdruckantiverschleißeigenschaften zu verbessern. Solche Additive schließen beispielsweise Detergenzien und Dispersants des ascheerzeugenden oder aschefreien Typs, korrosions- und oxidationshemmende Mittel, Stockpunktverbesserer, Hochdruckmittel, Antiverschleißmittel, Farbstabilisatoren und Schaumdämpfer ein.
Die ascheerzeugenden Detergenzien sind z.B. öllösliche, neutrale und basische Salze von Alkali- oder Erdalkalimetallen mit Sulfonsäuren, Carbonsäuren oder organischen Phosphorsäuren, die durch mindestens eine direkte Kohlenstoff Phosphorbindung gekennzeichnet sind, wie jene, die durch die Behandlung eines Olefinpolymers (z.B. Polyisobuten mit einem Molekulargewicht von 1000) mit einem Phosphorisierungsmittel, wie Phosphortrichlorid, Phosphorheptasulfid, Phosphorpentasulfid, Phosphortrichlorid und Schwefel, weißem Phosphor und einem Schwefelhalogenid oder Phosphorthiochlorid hergestellt sind. Die meist verwendeten Salze solcher Säuren sind jene von Natrium, Kalium, Lithium, Calcium, Magnesium, Strontium und Barium.
Der Begriff "basisches Salz" wird verwendet, um Metallsalze zu bezeichnen, in denen das Metall in einer stöchiometrisch größeren Menge als der organische Säurerest vorhanden ist. Die zur Herstellung der basischen Salze gewöhnlich verwendeten Verfahren beinhalten das Erwärmen einer Mineralöllösung einer Säure mit einem Überschuß eines Metallneutralisierenden Mittels wie einem Metalloxid, -hydroxid, -carbonat, -hydrogencarbonat oder -sulfid bei einer Temperatur von etwa 50ºC. Die Verwendung eines "Beschleunigers" im Neutralisierungsschritt, um das Einbringen eines großen Überschusses an Metall zu unterstützen, ist gleichermaßen bekannt. Beispiele von Verbindungen, die als Beschleuniger geeignet sind, beinhalten phenolische Substanzen, wie Phenol, Naphthol, Alkylphenol, Thiophenol, geschwefeltes Alkylphenol, Kondensationsprodukte von Formaldehyd mit einer phenolischen Substanz; Alkohole, wie Methanol, 2-Propanol, Octylalkohol, Cellosolve, Carbitol, Ethylenglykol, Stearylalkohol und Cyclohexylalkohol; und Amine, wie Anilin, Phenylendiamin, Phenothiazin, Phenylnaphthylamin und Dodecylamin. Ein besonders wirksames Verfahren zur Herstellung der basischen Salze umfaßt das Vermischen einer Säure mit einem Überschuß eines basischen Erdalkalimetall-Neutralisierungsmittels und wenigstens einem Alkoholbeschleuniger und das Carbonisieren des Gemisches bei einer erhöhten Temperatur, wie z.B. 60-200ºC.
Aschefreie Detergenzien und Dispersants werden so bezeichnet, trotz der Tatsache, daß, abhängig von dessen Konstitution, das Dispersant bei der Verbrennung ein nicht-flüchtiges Material ergeben kann, wie Boroxid oder Phosphorpentoxid. Es enthält gewöhnlich jedoch kein Metall und ergibt damit bei der Verbrennung keine Metall-enthaltende Asche. Viele Typen sind bekannt und alle von ihnen sind zur Verwendung in den Schmiermittelzusammensetzungen dieser Erfindung geeignet. Die folgenden dienen der Veranschaulichung:
(I) Umsetzungsprodukte von Carbonsäure (oder deren Derivate), die mindestens 34 und vorzugsweise mindestens 54 Atome enthalten, mit Stickstoff enthaltenden Verbindungen, wie einem Amin, organischen Hydroxyverbindungen, wie Phenolen und Alkoholen und/oder basischen anorganischen Materialien. Beispiele dieser "Carbonsäure-Dispersants" sind in der GB- PS 1,306,529 und in vielen US-PSen, einschließlich den folgenden, beschrieben:
(2) Umsetzungsprodukte aliphatischer oder alicyclischer Halogenide mit relativ hohem Molekulargewicht mit Aminen, vorzugsweise Polyalkylenpolyaminen. Diese können als "Amin-Dispersants" bezeichnet werden und Beispiele davon sind in den folgenden US-PSen beschrieben: 3,275,554, 3,454,555, 3,438,757 und 3,565,804.
(3) Umsetzungsprodukte von Alkylphenolen, in denen der Alkylrest mindestens etwa 30 Kohlenstoffatome enthält, mit Aldeyhden (insbesondere Formaldehyd) und Aminen (insbesondere Polyalkylenpolyaminen), welche als "Mannich-Dispersants" bezeichnet werden können. Die in den folgenden US-PSen beschriebenen Materialien dienen der Veranschaulichung:
(4) Durch Nachbehandlung der Carbonsäure-, Amin- oder Mannich-Dispersants mit Reagenzien wie Harnstoff, Thioharnstoff, Kohlenstoffdisulfid, Aldehyden, Ketonen, Carbonsäure, Kohlenwasserstoff substituierten Bernsteinsäureanhydriden, Nitrilen, Epoxiden, Borverbindungen, Phosphorverbindungen oder dergleichen erhaltene Produkte. Beispiele für Materialien dieser Art sind in den folgenden US-PSen beschrieben:
(5) Copolymere von öllösenden Monomeren wie Decylinethacrylat, Vinyldecylether und Olefinen mit hohem Molekulargewicht mit polare Substituenten-enthaltenden Monomeren, z.B. Aminoalkylacrylaten oder Acrylamiden und Poly(oxyethylen)-substituierten Acrylaten. Diese können als "Polymer-Dispersants" bezeichnet werden. Beispiele sind in den folgenden US-PSen beschrieben: 3,329,658, 3,366,730, 3,449,250, 3,687,849, 3,519,565 und 3,702,300.
Hochdruckmittel und Korrosions- und Oxidationsinhibitoren, die erfindungsgemäß eingeschlossen werden können, sind z.B. chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie chloriertes Wachs, aromatische Amine, wie Dioctyldiphenylamin, sterisch gehinderte Phenole, wie Methylenbis-2,6-t-butylphenol, organische Sulfide und Polysulfide, wie Benzyldisulfid, Bis- (chlorbenzyl)-disulfid, Dibutyltetrasulfid, geschwefelter Methylester von Ölsäure, geschwefeltes Alkylphenol, geschwefeltes Dipenten und geschwefeltes Terpen, Phosphorgeschwefelte Kohlenwasserstoffe, wie das Umsetzungsprodukt eines Phosphorsulfids mit Terpentin oder Methyloleat, Phosphorester, einschließlich Dikohlenwasserstoff und Trikohlenwasserstoffphosphite, wie Dibutylphosphit, Diheptylphosphit, Dicyclohexylphosphlt, Pentylphenylphosphlt, Dipentylphenylphosphit, Tridecylphosphit, Distearylphosphit, Dimethylnaphthylphosphit, Oleyl-4-pentylphenylphosphit, Polypropylen-(Molekulargewicht 500)-substituiertes Phenylphosphit, Diisobutyl-substituiertes Phenylphosphlt, Metallthiocarbamate, wie Zinkdioctylthiocarbamat und Bariumheptylphenyldithiocarbamat, Gruppe II-Metall- Dithiophosphate wie Zinkdicyclohexyldithiophosphat, Zinkdioctyldithiophosphat, Bariumdi- (heptylphenyl)-dithiophosphat, Cadmiumdinonyldithiophosphat und das Zinksalz einer durch Umsetzung von Phosphorpentasulfid mit einem äquimolaren Gemisch von Isopropylalkohol und n-Hexylalkohol hergestellten Dithiophosphorsäure.
Viele der vorstehend erwähnten Hochdruckmittel und Korrosions- und Oxidationsinhibitoren dienen auch als Antiverschleißmittel. Zinkdialkyldithiophosphate sind ein bekanntes Beispiel.
Stockpunkt-Verbesserer sind ein besonders geeigneter Typ von Additiven, die häufig in den hier beschriebenen Schmierölen enthalten sind. Die Verwendung solcher Stockpunkt-Verbesserer in Zusammensetzungen auf Ölbasis zur Verbesserung von Tieftemperatureigenschaften sind bekannt. Vgl. z.B. C.V. Smalheer und R. Kennedy-Smith, "Lubricant Additives", Lezius- Hiles Co., publishers, Cleveland, Ohio, 1967, Seite 8.
Beispiele für geeignete Stockpunkt-Verbesserer sind Polymethacrylate, Polyacrylate, Polyacrylamide, Kondensationsprodukte aus Halogenparaffinwachsen und aromatischen Verbindungen, Vinylcarboxylat-Polymere und Terpolymere von Dialkylfumaraten, Vinylestern aus Fettsäuren und Alkylvinylethern. Erfindungsgemäß verwendbare Stockpunkt-Verbesserer, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung sind in den US-PSen 2,387,501, 2,015,748, 2,655,479, 1,815,022, 2,191,498, 2,666,746, 2,721,877, 2,721,878 und 3,250,715 beschrieben.
Schaumdämpfer werden verwendet, um die Erzeugung von stabilem Schaum zu vermindern oder zu verhindern. Typische Schaumdämpfer schließen Silikone oder organische Polymere ein. Zusätzliche Schaumdämpferzusammensetzungen sind in Henry T. Kerner, "Foam Control Agents", Noyes Data Corporation, 1976, Seiten 125-162, beschrieben.
Die thermische Stabilität einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung, wie z.B. durch thermogravimetrische Analyse am Produkt von Beispiel 3 unter Verwendung eines Thermogravimetrie-Analysators 951 von DuPont Instruments gemessen, ist in der folgenden Tabelle I gezeigt. Je höher die Einsatztemperatur ist, desto größer ist die Stabilität der Zusammensetzung. Handelsübliche synthetische Flüssigkeiten, die als thermisch stabile Flüssigkeiten geeignet sind, beinhalten Emery 3004, ein Poly-alpha-Olefin, erhältlich von Emery Industries, Inc., und Emery 2982, einem Polyolneoester, erhältlich von Emery Industries, Inc. Diese käuflichen Flüssigkeiten sind als Bezugsreihe in Tabelle I gezeigt.

Tabelle I

Thermische Gravimetrie

Probe Einsatztemperatur, ºC
Emery 3004 (Bezugsreihe) 238
Emery 2982 (Bezugsreihe) 250
Beispiel 2 312

Claims

1. Ein aromatischer Carbonsäureester der allgemeinen Formel (I)

in der Ar ein aromatischer Rest, der Rest R ein Neohydrocarbylrest mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, daß R kein Cycloalkyl-substituierter Neohydrocarbylrest ist, der Rest R&sub1; ein ein-, zwei-, drei- oder vierwertiger Neohydrocarbylrest mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, n eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist und die Gesamtzahl der Carbonsäureestergruppen am aromatischen Rest darstellt, der Rest R&sub2; ein Hydrocarbylrest ist, der sich von einem Diol mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen ableitet, x eine ganze Zahl von 0 bis 4 ist und a eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, und wenn a den Wert 1 hat, der Rest R&sub1; einwertig ist, wenn a den Wert 2 hat, der Rest R&sub1; zweiwertig ist, wenn a den Wert 3 hat, der Rest R&sub1; dreiwertig ist und sich von einem Triol der allgemeinen Formel

ableitet, in der R&sub6; ein Hydrocarbylrest mit 1 bis 14 Kohlenstoffatomen ist, und wenn a den Wert 4 hat, der Rest R&sub1; vierwertig ist und sich von einem Tetraol der allgemeinen Formel

ableitet, in der die Reste Ra, Rb, Rc und Rd gleich oder verschieden sind und Hydrocarbylreste mit 0 bis 3 Kohlenstoffatomen sind, und wenn die Hydrocarbylreste Ra, Rb, Rd und Rd keine Kohlenstoffatome enthalten, R&sub1; sich von Pentaerythrit ableitet, mit der Maßgabe, wenn der Rest Ar ein einziger Ring ist, a den Wert 1 und x den Wert 0 hat und n eine ganze Zahl verschieden von 4 ist.

2. Verbindung nach Anspruch 1, wobei der aromatische Rest ein Benzol- oder Naphthalinrest ist.

3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, wobei n den Wert 2 oder 3 hat.

4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei x den Wert 0 hat.

5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei a den Wert 2, 3 oder 4 hat.

6. Ein aromatischer Carbonsäureester nach Anspruch 1 der allgemeinen Formel (IV)

in der n, R&sub2; und x die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben, der Rest R ein Neohydrocarbykest mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, der Rest R&sub1; ein Neohydrocarbylrest mit 5 bis 16 Kohlenstoffatomen ist und a eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist.

7. Verbindung nach Anspruch 6, wobei a den Wert 2, 3 oder 4 hat und der Rest R&sub1; ein Rest mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen ist.

8. Ein aromatischer Carbonsäureester der allgemeinen Formel (II)

in der der Rest R ein Neohydrocarbylrest mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen ist und Z ausgewählt ist aus:

9. Ein aromatischer Carbonsäureester der allgemeinen Formel (III)

und -O-.

10. Ein aromatischer Carbonsäureester der allgemeinen Formel (V)

in der der Rest R&sub5; ein Hydrocarbylrest mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, daß R&sub5; ein anderer primärer Hydrocarbylrest ist als ein Neohydrocarbylrest, und n den Wert 2 hat.

11. Eine Verbindung nach Anspruch 10, wobei R&sub5; ein Hydrocarbylrest mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen ist.

12. Ein aromatischer Carbonsäureester der allgemeinen Formel (VI)

in der Ar, n, R&sub2; und x die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben, der Rest R&sub5; ein linearer Hydrocarbylrest mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, der Rest R&sub1; ein zwei-, drei- oder vierwertiger Neohydrocarbylrest gemäß Anspruch 1 ist, und a einen Wert von 2 bis 4 hat, mit der Maßgabe, wenn Ar der Rest C&sub6;H&sub4; ist, n den Wert 2, a den Wert 2, x den Wert 0 oder 1 hat und R&sub1; der Rest O&sub5;H&sub1;&sub0; ist, R&sub5; keine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, und wenn Ar der Rest C&sub6;H&sub4; ist, n den Wert 3, a den Wert 2, x den Wert 0 hat, R&sub1; Neopentyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, R&sub5; keine Alkylgruppe mit 14 bis 35 Kohlenstoffatomen ist.

13. Ein aromatischer Carbonsäureester der allgemeinen Formel (VII)

in der Ar, n, R&sub1;, a und x die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben und R&sub8; unabhängig den Rest R oder R&sub5; bedeutet, und mindestens ein Rest R und mindestens ein Rest R&sub5; im Ester vorliegen, wobei R ein Neohydrocarbylrest mit 5 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, daß R kein Cycloalkyl-substituierter Neohydrocarbylrest ist, R&sub5; ein linearer primärer Hydrocarbylrest mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, mit der Maßgabe, daß n nicht den Wert 2 hat, und mit der weiteren Maßgabe, wenn Ar ein einziger Ring ist, a den Wert 1 und x den Wert 0 hat und n eine ganze Zahl verschieden von 4 ist.

14. Ein Konzentrat, umfassend einen kleineren Anteil eines Schmieröls und einen größeren Anteil eines aromatischen Carbonsäureesters nach einem der Ansprüche 1 bis 13.

15. Ein Konzentrat, umfassend einen kleineren Anteil eines Schmieröls und einen größeren Anteil eines aromatischen Carbonsäureesters der allgemeinen Formel (VI)

in der Ar, n, R&sub2; und x die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben, der Rest R&sub5; ein linearer Hydrocarbylrest mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, der Rest R&sub1; ein Neohydrocarbyirest gemäß Anspruch 1 ist, und a eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, mit der Maßgabe, wenn Ar der Rest C&sub6;H&sub4; ist, n den Wert 3, a den Wert 2, x den Wert 0 hat, R&sub1; Neopentyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, R&sub5; keine Alkylgruppe mit 14 bis 35 Kohlenstoffatomen ist.

16. Eine Schmiermittelzusammensetzung, umfassend einen größeren Anteil eines Schmieröls und einen kleineren Anteil eines aromatischen Carbonsäureesters nach einem der Ansprüche 1 bis 13.

17. Eine Schmiermittelzusammensetzung, umfassend einen größeren Anteil eines Schmieröls und einen kleineren Anteil eines aromatischen Carbonsäureesters der allgemeinen Formel (VI)

in der Ar, n, R&sub2; und x die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben, der Rest R&sub5; ein linearer Hydrocarbylrest mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen ist, der Rest R&sub1; ein Neohydrocarbylrest gemäß Anspruch 1 ist, und a eine ganze Zahl von 2 bis 4 ist, mit der Maßgabe, wenn Ar der Rest C&sub6;H&sub4; ist, n den Wert 3, a den Wert 2, x den Wert 0 hat, R&sub1; Neopentyl mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, R&sub5; keine Alkylgruppe mit 14 bis 35 Kohlenstoffatomen ist.

18. Eine thermisch-oxidativ stabile synthetische fließfähige Zusammensetzung, umfassend einen aromatischen Carbonsäureester nach einem der Ansprüche 1 bis 13.