NO124601B - - Google Patents

Description

Oljeblanding til anvendelse som smøreolje, transformatorolje eller bryterolje.

Foreliggende oppfinnelse angår forbe-drede oljeblandinger til anvendelse som

smøreoljer, f. eks. turbinoljer, samt som

transformatoroljer og bryteroljer. Olje-blandingen ifølge oppfinnelsen innbefatter

oljer med viskositet som for smøreoljer,

hvad enten de anvendes som sådanne eller

f. eks. som transformatoroljer eller bryteroljer.

Ved hjelp av foreliggende oppfinnelse

skaffes der oljeblandinger med vesentlig

øket motstandsdyktighet mot oksydasjon,

særlig i nærvær av metalliske katalysatorer,

som f. eks. kobber og jern, som kan være

tilstede som metaller eller som oppløselige

metallforbindelser. Sådanne katalysatorer

kan særlig være tilstede ved transformator-og bryteroljens anvendelse. Ved hjelp av

oppfinnelsen minskes også i høy grad dannelsen av uønskede vann/olje-emulsjoner,

samt dannelsen av slam som følge av oksy-dasjoner. Disse fordeler er særlig av be-tydning for turbinoljer.

I engelsk patentskrift nr. 795.811 har

oppfinneren angitt at smøreoljeblandinger

med fremtredende motstandsdyktighet mot

oksydasjon kan oppnås ved sammen å bruke

tilsetningsmidler av to klasser hvis med-lemmer hittil bare er brukt enkeltvis som

tilsetningsmidler til mineralske smøreoljer.

Disse tilsetningsmidler er (a) et sekundært

aromatisk mono-, di- eller polyamin i hvilket nitrogenatomet er bundet direkte til to

aromatiske radikaler, og (b) et oljeopp-løselig salt av en organisk ditiokarbamin-syre med et metall eller et metalloid.

Det er nu funnet at der i stedet for til-

setningsmiddel (b) kan brukes visse andre organiske tiokarbamatforbindelser.

De karakteristiske hovedtrekk ved olje-blandingen ifølge foreliggende oppfinnelse er at den omfatter en olje-basis samt mindre mengder av (a), et sekundært aromatisk mono-, di- eller polyamin i hvilket nitrogenatomet er bundet direkte til to aromatiske radikaler, og (b) en forbindelse med den generelle formel: i hvilken Ri og Ro betegner alkyl, aryl- eller cykloalkylradikaler, eller sammen kan danne en del av en ring, R betegner

i hvilken R4 og Rr> er kullvannstoffradikaler, fortrinsvis CHa, og Rs betegner et alkyl-aryl- eller cykloalkylradikal.

De sekundære aromatiske mono-, di-eller polyaminer kan være substituerte i ringen med alkylgrupper, hydroksylgrupper eller foretrede hydroksylgrupper. Eksempler på egnede aminer er: fenyl-a-naftylamin, fenyl-p-naftylamin, xylyl-p-naftylamin, n-heptyl-difenylamin, pp'-dioktyl-difenylamin,

difenylamin,

p-isopropoksydifenylamin og N,N'-difenyl-p-fenylen- diamin.

I den ovenfor angitte generelle formel for tilsetningsmiddel (b) er det nødvendig å velge Ri, Ru og Rs slik at det resulterende produkt er oljeoppløselig i de mengdeforhold de brukes i. Fortrinsvis er R - CH^ mens R!, R2 og R:i er et alkylradikal. Eksempler på tilsetningsmidler (b) er: n-butyl (dimetyl ditiokarbamyl) acetat, n-butyl (di-n-butyl ditiokarbamyl)

acetat,

isopropyl (di-n-butyl ditiokarbamyl)

acetat,

2-etyl heksyl (cyklopentametylen-ditiokarbamyl-acetat.

og n-butyl-a- (dimetylditiokarbamyl) - isobutyrat

Tilsetningsmidlet (b) kan fremstilles ved å la a-klor -eller a-bromestere reagere med alkalimetallsalter av ditiokarbamin-syre. Fremstillingen av typiske forbindelser er beskrevet i engelsk patent nr. 793.316.

De to tilsetningsmidler kan brukes i mengdeforhold fra 0,01 til 1 vektpst., beregnet på vekten av den fullstendige blanding og mengdeforholdet (a) : (b) eller (b) : (a) bør ikke overstige 3:1. Fortrinsvis brukes tilsetningsmidlene (a) og (b) i det vesentlige i like store mengder.

De transformatoroljer som utgjør smø-reoljebasis i den foretrukne utførelsesform for oppfinnelsen er mineraloljer som nor-malt brukes i transforamtorer til kjøling og isolasjon, og har et viskositetsområde fra omkring 85 til 200 sekunder Redwood ved 21,1° C. Slike oljer er av overveiende naf-tentype med eller uten et innhold av aromatiske ringforbindelser som i seg selv for-bedrer oljenes stabilitet i fravær av tilsetningsmidler. Slike oljer raffineres i almin-nelighet ved ekstraksjon med oppløsnings-midler og påfølgende behandling med svo-velsyre, og/eller ved anvendelse av absor-berende raffineringsmidler for å sikre de krevende alminnelige fysikalske egenska-per.

Foreligggende oppfinnnelse angår særlig transformatoroljer, bryteroljer og turbinoljer på basis av mineralske oljer, men den kan også anvendes på syntetiske oljer som diestere av dikarbonsyrer, f. eks. di-(2-etyl heksyl)sebacat.

Om ønskes kan der også tilsettes olje-blandingen andre tilsetningsmidler, f. eks. rusthindrende midler.

I det følgende angis som eksempler noen oljeblandinger ifølge foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 1.

En transformatorolje (olje A) som til-svarer British Standards Specification B.S. 148 : 1951, og bestående av en mineralolje på naftenbasis raffinert ved ekstraksjon med oppløsningsmiddel med påfølgende syrebehandling og sluttelig behandling med Fullerjord, samt med en viskositet på omkring 120 Redwood I sekunder ved 21,1° C blandes med 0,1 vektpst. fenyl-p-naftylamin og 0,1 vektpst. n-butyl (dimetylditiokarbamyl) acetat.

Eksempel 2.

En transformatorolje av lignende opp-rinnelse og med lignende viskositet som den i eksempel 1 angitte, men høyere raffinert, slik at alle aromatiske ringforbindelser er fjernet i det vesentlige fullstendig, blandes med 0,05 vektpst. fenyl-a-naftylamin og 0,05 vektpst. n-butyl (dimetylditiokarbamyl (acetat).

Eksempel 3.

En blanding av en turbinolje bestående av 70 pst. mineralolje med viskositet 170 sekunder Redwood I ved 60° C og 30 pst. av en med oppløsningsmidler raffinert mineralolje med viskositet på omkring 65 sekunder Redwood ved 60° C, med 0,25 pst. fenyl-p-naftylamin og 0,1 pst. n-butyl (di-n-butyl ditiokarbamyl) acetat pluss 0,015 pst. av en korrosjonsinhibitor for jern og jern-holdige materialer av typen alkylert rav-syre.

I visse tilfelle kan der oppnås fordeler ved foruten tilsetningsmidler (a) og (b) å tilsette oljen et merkapto-arylentioazol, eller et derivat av sådanne forbindelser som er i stand til homolytisk dissosiasjon til fri radikaler. Slike forbindelser modifiserer virkningen av tilsetningsmidler (b) på kobber. Spesielle eksempler på slike forbindelser er 2-merkaptobenzotiazoler, benzotia-zoldisulfid og hydroksymetyl-tiobenzotia-zoler. Andre forbindelser som kan brukes for samme formål er forbindelser med den generelle formel

i hvilken Ri og R2 er kullvannstof f radikaler eller sammen kan utgjøre en del av en ring, og X betegner -S-, -O- eller -NH-. Eksempler på disse forbindelser er 3-piperidin-metyl-2-benzo-tiazolintion og 3-morfolin-metyl-benzo-tiazolintion.

De følgende forsøk viser effektiviteten av kombinasjonen av tilsetningsmidler ifølge foreliggende oppfinnelse.

Undersøkelsesmetode 1.

Denne metode er i det vesentlige lik den som er beskrevet av Beaven, Irving og Thompson (Journal of the Institute of Petroleum, Vol. 37, sider 25 til 29, Januar 1951) modifisert i mindre detaljer og ved utelatelse av soda- kalktilsetning.

I en første forsøksrekke ble der studert virkningen av tilsetningen av forskjellige sekundære aromatiske aminer, med eller uten tilsetning også av n-butyl(dimetylditiokarbamyl) acetat til en transformatorolje (olje A).

De forsøk som er angitt i denne tabell viser klart den fordel som oppnås ved å an-vende sammen de to typer tilsetningsmidler, i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse, overfor anvendelse av tilsetningsmidlene enkeltvis.

I et ytterligere forsøk under anvendelse av den samme metode gav en kommersielt tilgjengelig blanding av sekundære aromatiske aminer (solgt under betegnelser «ok-tylert arylalkylerte difenylaminer» i en konsentrasjon på 0,05 pst. i olje A), en oljeblanding med en induksjonsperiode på bare to timer. Når man også tilsatte 0,1 pst. n-butyl (di-n-butyl ditiokarbamyl) acetat ble imidlertid induksjonsperioden økt til 96 timer.

Undersøkelsesmetode 2.

Denne metode er beskrevet i Appendix IV til «Report on the work of the Perma-nent Sub-Committee of Technical Com-mitee No. 10: Insulating Oil» offentliggjort av Bureau Central de la Commission Elec-trotechnique Internationale, Genua. Den ble modifisert hva angår temperatur og katalysator, csåledes som angitt nedenfor:

Temperatur 110° C.

Katalysator:

— oppløselig kobber 20 deler pr. milliondel.

— oppløselig jern 20 deler pr. milliondel.

Der ble brukt den basisolje som i det

foregående forsøk, altså olje A. De to tilsetningsmidler (a) og (b) var fenyl-a-

naftylamin henholdsvis n-butyl(dimetyl ditiokarbamyl) acetat.

Resultatene er oppført i nedenstående

tabell II.

Det sees at der i disse forsøk er briikt katalysatorer bestående av oppløselige me-

taller i stedet for de katalysatorer bestå-

ende av metallisk kobber som hittil i almin-

nelighet er brukt ved oksydasjonsprøver med transformatoroljer. Dette ble funnet å

være nødvendig fordi oljer inneholdende kombinasjonen av tilsetningsmidler ifølge foreliggende oppfinnelse ga i praksis uan-

vendelig lange induksjonsperioder når de ble prøvet i forbindelse med katalysatorer bestående av metallisk kobber ved 120° C,

eller lavere temperatur, mens man ved

høyere temperaturer fikk upålitelige resul-

tater muligens p.g. av fenomener som er forbundet med fordampning av tilsetnings-

midlene.

Undersøkelsesmetode 3.

Standard-oksydasjonsmetoden ifølge

Institute of Petroleum for turbinoljer, nem-

lig Method IP. 114/55 tentative, ble anvendt. Resultatene er oppført i nedenstående ta-

bell III.

Det vil sees av tabell III at typiske kombinasjoner av tilsetningsmidler i overensstemmelse med foreliggende oppfinnelse effektivt forhindrer oksydasjon i en typisk turbinolje og i typiske smøremiddel av ty-

pen syntetiske diestere under de betingelser ved hvilke denne undersøkelse ble utført.

Claims (4)

1. Oljeblanding til anvendelse som smøreolje, transformatorolje eller bryterolje, omfattende en oljebasis med viskosi-

tet som for smøreolje samt mindre mengder av (a) et sekundært aromatisk mono-, di- eller polyamin i hvilket nitrogenatomet er bundet direkte til to aromatiske radikaler, og (b) en forbindelse med den generelle formel i hvilken Ri og Ri» betegner alkyl-, aryl-eller cykloalkylradikaler eller sammen kan utgjøre en del av en ring, R betegner i hvilke R4 og Ro er kullvannstoffradikaler, og Rs betegner et alkyl-, aryl- eller cykloalkylradikal.

2. Oljeblanding ifølge påstand 1, karakterisert ved at tilsetningsmidlet (a) er substituert i ringen med alkylgrupper, aryl-grupper eller foretrede hydroxylgrupper.

3. Oljeblanding ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at de to tilsetningsmidler anvendes i mengder fra 0,01 til 1,0 vekts-pst. beregnet på den ferdige blandings vekt, og ved at forholdet (a) : (b) eller (b) : (a) ikke overstiger 3:1.

4. Oljeblanding ifølge hvilken som helst av de foregående påstander, karak terisert ved at den som ytterligere be-standdel inneholder 2-merkaptobenzotiazol, benzotiazol-disulfid eller hydroxymetyl-tiobenzotiazol og/eller en forbindelse med den generelle formel i hvilken Ri og R2 er kullvannstoffradikaler eller sammen kan utgjøre en del av en ring, og X betegner -S-, -O- eller -NH-.