DE3751289T2

DE3751289T2 - Viskositätsindexverbesserungs-Dispergiermittel enthaltendes Schmieröl.

Info

Publication number: DE3751289T2
Application number: DE3751289T
Authority: DE
Inventors: William Pius Hart; Maria Magdalena Kapuscinski; Christopher Soundang Liu
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1986-12-24
Filing date: 1987-11-04
Publication date: 1995-10-12
Anticipated expiration: 2007-11-05
Also published as: EP0274589A2; EP0274589A3; DE3751289D1; CA1290315C; US4767553A; JP2525435B2; JPS63179999A; EP0274589B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Schmieröle. Insbesondere betrifft sie Schmierstoffzusammensetzungen, die durch verbesserte Merkmale des Oxidationsschutzes, der Dispersancy und des Viskositätsindex gekennzeichnet sind.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Wie dem Fachmann bekannt ist, ist es möglich, die Eigenschaften eines Schmieröls durch Zugabe verschiedener Bestandteile zu verbessern. Dabei kann der Viskositätsindex ebenso wie die Dispersancy und die Alterungsschutz-Wirksamkeit verbessert werden.
Aus GB-A-1 025 795 sind Schmierölzusammensetzungen bekannt, die ein mineralisches Schmieröl und ein öllösliches Copolymer aus einer α-β-ungesättigten Carbonsäure oder einem Säureanhydrid, Vinylacetat und einem C&sub6;-C&sub2;&sub4;-Alkylfumarat, wobei das Copolymer mit einem primären oder sekundären Amin umgesetzt worden ist, oder ein aliphatisches Diamin, das eine tertiäre Amingruppe enthält, aufweisen oder enthalten.
Es werden ständig Anstrengungen unternommen, um die genannten und andere Eigenschaften zu verbessern und diese Verbesserungen mit verminderten Kosten zu erzielen. Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Schmierstoffzusammensetzung anzugeben. Weitere Ziele sind für den Fachmann ersichtlich.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Schmierölzusammensetzung, die aus Schmieröl und einer wirksamen Menge von ca. 0,2 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, von ein oder mehr funktionalisierten Polymeren als multifunktionellen Additiven besteht oder diese enthält, wobei die genannten Polymere erhalten sind durch Copolymerisation eines ersten Monomers bzw. von ersten Monomeren und eines zweiten Monomers bzw. von zweiten Monomeren in einem Molverhältnis von 1:2 bis 1:12 unter Radikalpolymerisationsbedingungen, wobei
(i) das erste Monomer Maleinsäureanhydrid ist und
(ii) das zweite Monomer ein Acrylat mit der folgenden Formel ist:
wobei R die Stearyl- und/oder Laurylgruppe und R' Wasserstoff oder Methyl ist, um dadurch ein Copolymergrundgerüst mit einem Molekulargewicht Mn von ca. 10.000 bis ca. 1.000.000 zu bilden, das wenigstens zwei anhängende Seitenketten trägt, die Anhydridanteile enthalten, wobei die Monomere in Reinform oder in handelsüblicher Form eingesetzt werden,
Umsetzen der Ketten, die Dicarbonsäureanhydrid-Anteile enthalten, mit einem Gemisch aus (substituiertem) Phenothiazin als erstem Reaktionsmittel und N-Methylpiperazin und/oder 3-(N,N-Dimethylamino)propylamin als zweitem Reaktionsmittel; um dadurch die funktionalisierten Polymere zu bilden; und Rückgewinnen der funktionalisierten Polymere.

DAS ERSTE MONOMER

Das erste Monomer ist Maleinsäureanhydrid.

DAS ZWEITE MONOMER

Das zweite Monomer ist ein Acrylat mit der Formel
wobei R die Stearylgruppe und/oder die Laurylgruppe ist.
R' ist Wasserstoff oder stärker bevorzugt Methyl.
Wenn R' Wasserstoff oder Methyl ist, ist es ersichtlich, daß die Zusammensetzungen Acrylate oder Methacrylate sein können. Typische Acrylate und Methacrylate können diejenigen umfassen, die nachstehend in der Tabelle 1 aufgeführt sind. TABELLE 1 Lauryl Acrylat Lauryl Methacrylat Stearyl Acrylat Stearyl Methacrylat
Das bevorzugte zweite Monomer kann Laurylmethacrylat sein.
Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß das Copolymer aus mehr als einem zweiten Monomer gebildet sein kann. Beispielsweise kann es möglich sein, Copolymer aus (i) Maleinsäureanhydrid als erstem Monomer, (ii) Laurylmethacrylat als zweitem Monomer und (iii) Stearylmethacrylat als zusätzlichem zweiten Monomer zu bilden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Polymer gebildet sein aus (i) Maleinsäureanhydrid als erstem Monomer, (ii) Stearylmethacrylat als zweitem Monomer und (iii) Laurylmethacrylat als zusätzlichem zweiten Monomer.
Wenn zwei zweite Monomere eingesetzt werden, können sie beispielsweise beide Acrylate oder beide Methacrylate sein. Bei der bevorzugten Ausführungsform können beide Methacrylate sein, wobei die von Alkohol abstammenden Anteile der Ester als höhere und niedrigere Anteile in dem höheren und niedrigeren zweiten und zusätzlichen zweiten Monomer charakterisiert werden können.
Das bevorzugte höhere zweite Monomer kann Stearyl(C&sub1;&sub8;)- methacrylat sein. Das bevorzugte niedrigere zweite Monomer kann Lauryl(C&sub1;&sub2;)methacrylat sein.
Die Monomere können in Reinform oder in handelsüblicher Form eingesetzt werden. Ein typisches handelsübliches Stearylmethacrylat enthält beispielsweise die nachstehend in der Tabelle 2 aufgeführten Komponenten. TABELLE 2 Komponente Gew.-% Stearyl (C&sub1;&sub8;) Cetyl (C&sub1;&sub6;) weniger als C&sub1;&sub6; Rest
Wenn die eingesetzten Ester handelsübliche Ester sind, die mehrere Homologe enthalten, dann ist die Kohlenstoffzahl, die bei der Bestimmung der einzusetzenden Alkohole anzuwenden ist, das Gewichtsmittel der Kohlenstoffzahl, beispielsweise bestimmt durch quantitative gaschromatographische Analyse.
Die bevorzugten Produktpolymere können diejenigen sein, die als zweite und als zusätzliche zweite Monomere solche verwenden, die aus (i) handelsüblichem Laurylmethacrylat und (ii) handelsüblichem Stearylmethacrylat erhalten sind.
Es wird bevorzugt, das gewünschte Produkt durch Copolymerisation herzustellen.

HERSTELLUNG VON COPOLYMER

Die Copolymerisation wird charakteristisch durchgeführt, indem ein erstes Monomer bzw. erste Monomere und ein zweites Monomer bzw. zweite Monomere einem Reaktionsvorgang in einem Molverhältnis von 1:2 bis 1:12, bevorzugt 1:4 bis 1:8, beispielsweise ungefähr 1:6, zugegeben werden. Bevorzugt wird dem Reaktionsvorgang außerdem Polymerisations-Lösungsmittel in Mengen von 25 bis 75 Teilen, beispielsweise 47 Teile pro 100 Teile Gesamtreaktionsteilnehmer, zugefügt. Typische Lösungsmittel können Kohlenwasserstoffe wie Toluol, Xylol, Gasöl, Schmierölschnitte usw. umfassen. Ein bevorzugtes Lösungsmittel kann das Schmieröl sein, in dem das Produkt verwendet werden soll. Ein lösungsmittelneutrales Öl kann bevorzugt werden, das durch mäßig raffiniertes Turbinenöl 145 P (Pale Turbine Oil) charakterisiert ist.
Dem Reaktionsgemisch werden 0,018 bis 0,35 Teile, beispielsweise 0,05 Teile C&sub1;-C&sub2;&sub0; Alkylmercaptan zugefügt, das als Kettenübertragungsreagens (Polymerkettenlängenregler) dient. Außerdem wird dem Reaktionsgemisch 0,05 bis 0,15 Teile, beispielsweise 0,05 Teile Dicumylperoxid, Dibenzoylperoxid oder Azobisisobutyronitril zugefügt, das als Polymerisations- Initiator dient.
Das Reaktionssystem kann mit Inertgas wie etwa Stickstoff gespült und auf 40 ºC bis 150 ºC, bevorzugt 40 ºC bis 100 ºC, beispielsweise 83 ºC für 1 bis 10 h, bevorzugt 1 bis 6 h, beispielsweise 2,5 h erwärmt werden. Charakteristisch wird die Erwärmung fortgesetzt, bis zwei aufeinanderfolgende identische Brechzahlen erhalten werden. Dann kann zusätzliches Azobisisobutyronitril und Lösungsmittel zugegeben werden. Die Temperatur kann auf 60 ºC bis 160 ºC, bevorzugt 80 ºC bis 120 ºC, beispielsweise 100 ºC erhöht und auf diesem Wert für 10 bis 120 min, beispielsweise 60 min, gehalten werden.
Das Produktcopolymer enthält charakteristisch die gleichen molaren Anteile, die in dem Reaktionsgemisch anwesend sind, d. h. es enthält von dem ersten Reaktionsteilnehmer stammende Anteile in einer Menge von ca. 8 bis ca. 35 Mol-%, bevorzugt ca. 10 bis ca. 20 Mol-%, beispielsweise 15 Mol-%, und von dem zweiten Reaktionsteilnehmer stammende Anteile in einer Menge von ca. 65 bis ca. 92 Mol-%, bevorzugt ca. 80 bis ca. 90 Mol-%, beispielsweise 85 Mol-%. Das entspricht einem Molverhältnis von ca. 1:2-12, bevorzugt von ca. 1:4-8, beispielsweise ca. 1:6.
Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der das erste Monomer Maleinsäureanhydrid und das zweite Monomer Stearylmethacrylat und Laurylmethacrylat ist, kann das Endpolymer ca. 2 bis ca. 15 Mol-%, beispielsweise ca. 8 Mol-% aus Maleinsäureanhydrid, ca. 60 bis ca. 70 Mol-%, beispielsweise 65 Mol-% aus Laurylmethacrylat und ca. 15 bis ca. 38 Mol-%, beispielsweise ca. 27 Mol-% aus Stearylmethacrylat enthalten.
Das Molekulargewicht n des Copolymers liegt zwischen ca. 10.000 und ca. 1.000.000, bevorzugt ca. 20.000 bis ca. 180.000, stärker bevorzugt ca. 60.000 bis ca. 100.000, beispielsweise ca. 98.000, was einem w von ca. 38.000 bis ca. 450.000, bevorzugt von ca. 200.000 bis ca. 250.000, beispielsweise ca. 213.000 entspricht. Die Einstellung der Molekulargewichte auf einen Wert innerhalb dieses gewünschten Bereichs erreicht man durch Einsatz von Kettenübertragungsreagenzien wie etwa C&sub1;-C&sub2;&sub0; Alkylmercaptanen (z. B. Laurylmercaptan) und durch Einstellung des Verhältnisses von Monomer zu Initiator.
Das Produktpolymer wird charakteristisch erhalten als eine 25 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 70 Gew.-%, beispielsweise 50 Gew.-% Lösung in dem Lösungsmittel. Es kann rückgewonnen und so, wie es ist, verwendet werden, oder bevorzugt kann es zu einem Polymer enthaltenden Konzentrat formuliert werden.
Typische Polymere, die bei der praktischen Durchführung des Verfahrens der Erfindung verwendet werden können, können die nachstehend in der Tabelle 3 aufgeführten umfassen. TABELLE 3 A. 8 Mol-% Maleinsäureanhydrid 64 Mol-% Laurylmethacrylat 28 Mol-% Stearylmethacrylat B. 4 Mol-% Maleinsäureanhydrid 70 Mol-% Laurylmethacrylat 26 Mol-% Stearylmethacrylat
Es ist ein Merkmal der so hergestellten Polymere der Erfindung, daß sie durch ihre Fähigkeit gekennzeichnet sind, als Pourpoint-Erniedriger in Kohlenwasserstoffsystemen, typischerweise Schmierölen, verwendet zu werden.
Wenn es als ein Pourpoint-Erniedriger eingesetzt wird, kann das Polymer in dem System in einer als Pourpoint-Erniedriger wirksamen Menge anwesend sein. Diese kann charakteristisch 0,05 bis 0,3 Teile, bevorzugt 0,07 bis 0,25 Teile, beispielsweise 0,1 Teile je 100 Teile von z. B. Schmieröl sein. Durch die Verwendung von Mengen in dieser Größenordnung ist es möglich, ein Öl, das einen Pourpoint von -21 ºC bis -7 ºC, beispielsweise -12 ºC (minus 5 ºF bis 20 ºF, beispielsweise 10 ºF) hat (gemessen nach ASTM D-97), in ein Produkt umzuwandeln, das einen Pourpoint von -23 ºC bis -32 ºC, beispielsweise -29 ºC (minus 10 ºF bis minus 25 ºF, beispielsweise minus 20 ºF) hat.

KUPPLUNGSREAKTIONEN

Das Polymer, das Maleinsäureanhydrid-Anteile enthält, kann einer Kupplungsreaktion unterworfen werden, bei der ein Teil der Anhydridanteile enthaltenden Seitenketten mit einem ersten Funktionalisierungsmittel (Antioxidans) gekuppelt wird, das wenigstens ein Schwefelatom und wenigstens ein Heterostickstoffatom und ein zweites Funktionalisierungsmittel (Dispersant-Amin) enthält.
Es ist ein Merkmal des Verfahrens der Erfindung, daß an diese öllöslichen, im wesentlichen linearen Kohlenstoff- Kohlenstoff-Grundgerüstpolymere Einheiten gekuppelt werden können, die von einem ersten Funktionalisierungs-Wirkstoff abgeleitet sind, der wenigstens ein Schwefelatom und ein Heterostickstoffatom enthält, um in dem Produktpolymer Oxidationsschutz-Eigenschaften vorzusehen.
Man glaubt, daß die beste Oxidationsschutz-Wirksamkeit in dem gewünschten Polymerprodukt erreicht wird durch Kuppeln von heterocyclischen Verbindungen, die Oxidationsschutz- Wirksamkeit zeigen, wenn sie in ungebundener Form anwesend sind. Unter diesen letztgenannten wird Phenothiazin ausgewählt.
Die Verbindungen, die als das erste Funktionalisierungsmittel eingesetzt werden können, umfassen die folgenden:
Phenothiazin und ring- oder/und N-substituiertes Phenothiazin. Substituenten können Kohlenwasserstoffradikale, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl, Aryl, Alkaryl umfaßt, oder heterocyclische einschließlich solcher Radikalen umfassen, wenn sie Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Halogenid oder Kombinationen davon enthalten.
Charakteristisch kann das ringsubstituierte Phenothiazin Alkyl- oder Alkenylphenothiazine, Alkoxyphenothiazine, Hydroxyalkylphenothiazine, Aminophenothiazine, Nitrophenothiazine, 3-Formyl-10-alkylphenothiazin oder 2-Amino-4-(2- phenthiazinyl)thiazol aufweisen.
Von den Funktionalisierungsmitteln wird Phenothiazin bevorzugt.
Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung können 100 Teile Einsatzpolymer, das Anhydridgruppen enthält, 100 bis 1000 Teilen, beispielsweise 300 Teilen Verdünner-Lösungsmittel zugefügt werden. Ein typisches Verdünner-Lösungsmittel kann ein Kohlenwasserstoff- Lösungsmittel wie Mineralöl, n-Hexan, n-Heptan oder Tetrahydrofuran sein. Ein bevorzugtes Lösungsmittel kann ein technisches Mineralöl sein. Das Reaktionsgemisch kann dann auf die Reaktionsbedingungen von 60 ºC bis 180 ºC, bevorzugt 150 ºC bis 170 ºC, beispielsweise 155 ºC erhitzt werden.
Das erste Funktionalisierungsmittel, typischerweise Phenothiazin, wird in einer Menge von 1 bis 40 Teilen, beispielsweise 5 Teilen, als Lösung in 2 bis 20 Teilen, beispielsweise 8 Teilen von Verdünner-Lösungsmittel, typischerweise synthetischem Grundöl auf Diesterbasis, zugegeben. Phenothiazin kann alternativ als Pulver oder als eine Aufschlämmung in Öl oder einem anderen Lösungsmittel, das als Reaktionsmittel eingesetzt wird, zugesetzt werden.
Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß das erste Funktionalisierungsmittel sowohl als ein Pourpoint-erniedrigender Viskositätsindex-Verbesserer als auch als Antioxidationsmittel Wirksamkeit verleihen kann, wenn das Produkt in als Antioxidationsmittel wirksamen Mengen von 1 bis 20 Teilen, beispielsweise 5 Teilen je 100 Teile z. B. eines Schmieröls anwesend ist.
Das Polymer, das Dicarbonsäureanhydrid-Anteile enthält, wird bevorzugt in dem Polymerisationslösungsmittel, in dem es hergestellt wurde, mit einem zweiten Funktionalisierungsmittel gekuppelt.
Gemäß der Erfindung ist das Amin ein N-Methylpiperazin oder 3(N,N-Dimethylamino)propylamin.
Bei der praktischen Durchführung des Vefahrens der Erfindung können 100 Teile Einsatzpolymer, das Anhydridgruppen enthält, 100 bis 1000 Teilen, beispielsweise 300 Teilen von Verdünner-Lösungsmittel zugefügt werden. Ein typisches Verdünner-Lösungsmittel kann ein Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel wie Mineralöl, n-Hexan, n-Heptan oder Tetrahydrofuran sein. Ein bevorzugtes Lösungsmittel kann ein technisches Mineralöl sein. Das Reaktionsgemisch kann dann auf die Reaktionsbedingungen von 60 ºC bis 180 ºC, bevorzugt 150 ºC bis 170 ºC, beispielsweise 155 ºC, erhitzt werden.
Das zweite Funktionalisierungsmittel, charakteristisch N- Methylpiperazin, wird in einer Menge von 1 bis 40 Teilen, beispielsweise 5 Teilen in den Reaktor eingeführt.
Es ist ein Markmal der Erfindung, daß das zweite Funktionalisierungsmittel etwa als Pourpoint-Erniedriger, Viskositätsindex-Verbesserer und Dispersant wirksam sein kann, wenn das Produkt in Mengen von 1 bis 20 Teilen, beispielsweise 5 Teilen je 100 Teile eines Schmieröls anwesend ist.
Es ist ein Merkmal des Verfahrens der Erfindung, die Funktionalisierung mit dem ersten Funktionalisierungsmittel und dem zweiten Funktionalisierungsmittel gleichzeitig durchzuführen.
Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens der Erfindung können 100 Teile Einsatzpolymer, das Anhydrideinheiten trägt, 100 bis 1000 Teilen, beispielsweise 300 Teilen Verdünner-Lösungsmittel zugefügt werden. Ein charakteristisches Verdünner-Lösungsmittel kann ein Kohlenwasserstofflösungsmittel wie n-Hexan, n-Heptan, Tetrahydrofuran oder Mineralöl sein. Ein bevorzugtes Lösungsmittel kann ein technisches Mineralöl mit geringem Schwefelgehalt und hohem Gehalt an gesättigten Kohlenwasserstoffen sein. Das Reaktionsgemisch kann dann auf die Reaktionsbedingungen von 60 ºC bis 180 ºC, bevorzugt 150 ºC bis 170 ºC, beispielsweise 155 ºC, erhitzt werden.
Bevorzugt kann das erste Funktionalisierungsmittel, typischerweise Phenothiazin, in einer Menge von 1 bis 20 Teilen, beispielsweise 4 Teilen, mit 0,5 bis 20 Teilen, beispielsweise 2 Teilen des zweiten Funktionalisierungsmittels, typischerweise N-Methylpiperazin, vermischt werden, und das Gemisch kann dem Reaktionssystem zugefügt werden.
Die Reaktion wird typischerweise bei 60 ºC bis 180 ºC, beispielsweise 155 ºC für 0,5 bis 20 h, bevorzugt 2 bis 10 h, beispielsweise 5 h durchgeführt, und während dieser Zeit erfolgt die Kupplung des Funktionalisierungsmittels mit Anhydridanteile enthaltendem Polymer.
Charakteristisch kann das Produkt 0,1 bis 60, beispielsweise 3 Einheiten, die von dem ersten Funktionalisierungsmittel stammen, und 0,1 bis 60, beispielsweise 3 Einheiten, die von dem zweiten Funktionalisierungsmittel stammen, je 1000 Kohlenstoffatome des das Gerüst bildenden Einsatzpolymers enthalten.
Typische doppelt funktionalisierte Produktpolymere, die bei der praktischen Durchführung des Verfahrens der Erfindung eingesetzt werden können, können Einheiten enthalten, die von den nachstehend in der Tabelle 4 aufgeführten Mitteln stammen. TABELLE 4 E. 8 Mol-% Maleinsäureanhydrid 60 Mol-% Laurylmethacrylat 24 Mol-% Stearylmethacrylat 4 Mol-% Phenothiazin 4 Mol-% N-Methylpiperazin 6 Mol-% Maleinsäureanhydrid 66 Mol-% Laurylmethacrylat 22 Mol-% Stearylmethacrylat 3 Mol-% Phenothiazin 3 Mol-% N-Methylpiperazin
Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß das so hergestellte Polymer in Schmierölen als multifunktionelles Additiv verwendbar ist (z. B. als Viskositätsindex-Verbesserer, der als Pourpoint-Erniedriger, Dispersant und Antioxidans usw. wirkt), wenn es in einer wirksamen Menge von 0,2 bis 20,0 Gew.-%, bevorzugt 2,0 bis 10,0 Gew.-%, beispielsweise 5,0 Gew.-% anwesend ist.
Schmieröle, bei denen die multifunktionellen Additive der Erfindung anwendbar sind, können die folgenden umfassen: Kraftfahrzeug-, Luftfahrzeug-, Schiffs-, Eisenbahnöle usw.; Öle zur Verwendung für Fremdzündung und Selbstzündung; Sommer- oder Winteröle; usw. Typischerweise können die Schmieröle charakterisiert sein durch einen Siedebeginn von 299 ºC bis 349 ºC (570 ºF bis 660 ºF), beispielsweise 321 ºC (610 ºF); ein Siedeende von 399 ºC bis 649 ºC (750 ºF bis 1200 ºF), beispielsweise 549 ºC (1020 ºF); und eine API- Dichte von 25 bis 31, beispielsweise 29.
Ein typisches Schmieröl, in dem das Polymer der Erfindung anwesend sein kann, kann eine SAE 5W-30 Standard-Kohlenwasserstoff-Motorölformulierung sein, die die nachstehend in der Tabelle 5 gezeigte Zusammensetzung hat. TABELLE 5 Gew.-% Grundöl -Viskositätsindex-Verbesserer (Produkt der Erfindung) -Standard-Additivpackung: Polyisobutenyl ( n 1290) succinimid (Dispersant); Calciumsulfonat (Detergens); Zinkdithiophosphat (Antiverschleißzusatz); Dinonyldiphenylamin (Antioxidans); 4,4'-Methylen-bis(2,6-di-t-butylphenol) (Antioxidans);
Die Verwendung des Additivs der Erfindung ermöglicht es, den Viskositätsindex ohne weiteres um 25 bis 40 Einheiten, beispielsweise 35 Einheiten zu erhöhen und verbesserte Bewertungen bei den Prüfungen zur Messung der Dispersancy des Systems zu erhalten. Der Viskositätsindex wird nach dem ASTM-Test D-445 bestimmt.
Die praktische Durchführung des Verfahrens der Erfindung ist für den Fachmann aus den nachstehenden Beispielen ersichtlich, in denen wie im übrigen Teil der Beschreibung alle Teile Gewichtsteile sind, wenn nichts anderes angegeben ist. Kontrollbeispiele sind mit einem Stern und Erfindungsbeispiele mit zwei Sternen gekennzeichnet.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

BEISPIEL 1

In diesem Beispiel, das die derzeit beste Art und Weise der Durchführung des ersten Schritts beschreibt, werden in einen Reaktionsbehälter unter Stickstoff aufgegeben: 11,08 g Maleinsäureanhydrid als erstes Monomer, 161,92 g Laurylmethacrylat als zweites Monomer, 79,75 g Stearylmethacrylat als zusätzliches zweites Monomer, 0,25 g Laurylmercaptan als Kettenübertragungsmittel und 45,55 g Mineralöl als ein Polymerisationslösungsmittel.
Das Reaktionsgemisch wird mit Bewegung unter Stickstoff auf 83 ºC erwärmt; und 0,40 g Azobisisobutyronitril (AIBN) wird als Polymerisationsinitiator zugefügt. Das Reaktionsgemisch wird für 3 h gerührt, gefolgt durch die Zugabe von 0,09 g Azobisisobutyronitril und 199,3 g 100E Pale Oil. Die Erwärmung bei 83 ºC wird für 1,5 h fortgesetzt, und dann wird die Temperatur für eine weitere Stunde auf 100 ºC erhöht. Das Reaktionsgemisch wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt.

BEISPIEL 2

Die Reaktionsbedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 1. Der Einsatz umfaßte 14,85 g Maleinsäureanhydrid, 159,39 g Laurylmethacrylat und 78,51 g Stearylmethacrylat. Alle übrigen Reagensmengen sind die gleichen wie in Beispiel 1.

BEISPIEL 3

Die Reaktionsbedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 1. Der Einsatz umfaßt 16,63 g Maleinsäureanhydrid, 158,20 g Laurylmethacrylat und 83,47 g Stearylmethacrylat. Alle übrigen Reagensmengen sind die gleichen wie in Beispiel 1.

BEISPIEL 4

Die Reaktionsbedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 1. Der Einsatz umfaßt 16,63 g Maleinsäureanhydrid, 158,20 g Laurylmethacrylat und 77,92 g Stearylmethacrylat. Alle übrigen Reagensmengen sind die gleichen wie in Beispiel 1.

BEISPIEL 5

Bei diesem Beispiel werden dem Produkt aus Beispiel 1 in demselben Reaktionsbehälter 45,02 g Phenothiazin und 19,33 g Undecylamin zugefügt. Die Reaktionstemperatur wird auf 160 ºC erhöht und für 5 h dort gehalten. Das Reaktionsgemisch wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt.

BEISPIEL 6

Bei diesem Beispiel wird dem Produkt aus Beispiel 1 in demselben Reaktionsbehälter 22,61 g N-Methylpiperazin zugefügt. Die Reaktionsbedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 5.

BEISPIEL 7**

Bei diesem Beispiel wird dem Produkt aus Beispiel 3 in demselben Reaktionsbehälter ein Gemisch aus 22,5 g Phenothiazin und 19,33 g N-Methylpiperazin zugefügt. Die Reaktionsbedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 5.

BEISPIEL 8**

Bei diesem Beispiel wird dem Produkt aus Beispiel 1 in demselben Reaktionsbehälter ein Gemisch aus 22,50 g Phenothiazin und 11,54 g 3(N,N-Dimethylamino)propylamin zugefügt. Die Reaktionsbedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 5.

BEISPIEL 9**

Bei diesem Beispiel wird dem Produkt aus Beispiel 2 in demselben Reaktionsbehälter ein Gemisch aus 30,15 g Phenothiazin und 14,85 g 3(N,N-Dimethylamino)propylamin zugefügt. Die Reaktionsbedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 5.

BEISPIEL 10**

Bei diesem Beispiel wird dem Produkt aus Beispiel 4 in demselben Reaktionsbehälter ein Gemisch aus 33,7 g Phenothiazin und 16,63 g 3(N,N-Dimethylamino)propylamin zugefügt. Die Reaktionsbedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 5.

BEISPIELE 11-18

In diesen Beispielen wird ein Grundgemisch wie folgt eingesetzt: Zusammensetzung Gew.-% lösungsmittelneutrales Öl 130 lösungsmittelneutrales Öl 335 Zinkdithiophosphat Dinonyldiphenylamin Magnesiumsulfonat Poly(siloxan)

ANALYSEN

kinematische Viskosität, cst, 40C 31,50
100C 5,36
Pourpoint, D-97 -15 ºC (+5ºF)
Asche, sulfatiert % D-874 0,93
Phosphor, % mittels Röntgenuntersuchung 0,11
Schwefel, % mittels Röntgenuntersuchung
gesamt 0,40
Zink, % mittels Röntgenuntersuchung 0,12
Magnesium, % 0,33
Cold Cranking Simulator
(Rotationsviskosimeter) cP, -18C 1660
Die Zusammensetzungen der Erfindung aus den Beispielen 1,4 bis 10 wurden bei einem Polymeranteil von 4,85 Gew.-% in das obige Grundgemisch eingemischt; und die resultierende Zusammensetzung wurde mit dem Bench VC Test auf Dispersancy geprüft. Bei dieser Prüfung wird die Dispersancy gegen drei Standards (ausgezeichnet/gut/schlecht) gemessen, und eine verbesserte Dispersancy zeigt sich durch die niedrigeren Werte, die nachstehend in der Tabelle 6 angegeben sind. TABELLE 6 Beisp. Polymer von Bsp. BVCT-Resultat Standards
Aus dem Vorstehenden ist für den Fachmann ersichtlich, daß das Produkt der Beispiele 11* und 12* (die überhaupt nicht funktionalisiert wurden) und das Produkt von Beispiel 13 (das mit Phenothiazin funktionalisiert wurde) nicht durch den gewünschten Dispersancy-Grad charakterisiert sind.
Die Beispiele 14 bis 18, die gemäß der Erfindung Polymer enthalten, das mit Phenothiazin und Amin funktionalisiert wurde, sind durch den gewünschten Dispersancy-Grad charakterisiert.
In einer weiteren Testserie wurden die Zusammensetzungen der Beispiele 1, 5, 8 und 10 mit einer Polymerkonzentration von 0,75 Gew.-% in SNO-130-Öl eingemischt und in dem Bench Oxidation Test bewertet. Bei dieser Prüfung wird eine Lösung, die 1,5 Gew.-% Testpolymer in SNO-130-Öl enthält, mit Luft angeblasen, während sie erwärmt und gerührt wird. Proben werden periodisch zur Analyse mittels Differential- Infrarotabsorption (DIR) entnommen, um Änderungen im Carbonylvibrationsband bei 1710 cm&supmin;¹ zu beobachten. Eine höhere Carbonylvibrationsband-Intensität bedeutet eine niedrigere Thermooxidations-Stabilität der Probe, wie nachstehend in der Tabelle 7 gezeigt ist. TABELLE 7 Beispiel Polymer von Beispiel Oxidationsindex @ 144 h
Aus dem Vorstehenden ist für den Fachmann ersichtlich, daß die Zusammensetzung von Beispiel 19* keine Oxidationsschutzfähigkeit zeigt. Es ist zu beachten, daß die Zusammensetzungen der Beispiele 20 bis 23 der Erfindung Oxidationsschutz-Charakteristiken zeigen.
In einer weiteren Testreihe wird der Eindickungseffekt gemessen.
Die Zusammensetzungen der Beispiele 5 bis 10 werden bei 5 Gew.-% Polymerzusammensetzung in SNO-100 eingemischt, und die kinematische Viskosität bei 100 ºC wird gemessen, wie nachstehend in der Tabelle 8 gezeigt ist. TABELLE 8 Beisp. Polymer von Bsp. Kinematische Viskosität cst @ 100 ºC Eindickungseffekt CST
Aus der obigen Tabelle ist ersichtlich, daß die mit den Additiven der Erfindung formulierten Produkte einen verstärkten Eindickungseffekt ergeben.
Die Erfindung wurde zwar unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen veranschaulicht, für den Fachmann ist aber ersichtlich, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, die selbstverständlich im Rahmen der Erfindung liegen.

Claims

1. Schmierölzusammensetzung, die aus Schmieröl und einer wirksamen Menge von 0,2 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, von ein oder mehr funktionalisierten Polymeren als multifunktionellen Additiven besteht oder diese enthält, wobei die genannten Polymere erhalten sind durch Copolymerisation eines ersten Monomers bzw. von ersten Monomeren und eines zweiten Monomers bzw. von zweiten Monomeren in einem Molverhältnis von 1:2 bis 1:12 unter Radikalpolymerisationsbedingungen, wobei

(i) das erste Monomer Maleinsäureanhydrid ist und

(ii) das zweite Monomer ein Acrylat mit der folgenden Formel ist:

wobei R die Stearyl- und/oder Laurylgruppe und R' Wasserstoff oder Methyl ist, um dadurch ein Copolymergrundgerüst mit einem Molekulargewicht Mn von 10.000 bis 1.000.000 zu bilden, das wenigstens zwei anhängende Seitenketten trägt, die Anhydridanteile enthalten, wobei die Monomere in Reinform oder in handelsüblicher Form eingesetzt werden,

Umsetzen der Ketten, die Dicarbonsäureanhydrid-Anteile enthalten, mit einem Gemisch aus Phenothiazin oder substituiertem Phenothiazin als erstem Reaktionsmittel und N-Methylpiperazin und/oder 3-(N,N- Dimethylamino)propylamin als zweitem Reaktionsmittel; um dadurch die funktionalisierten Polymere zu bilden; und Rückgewinnen der funktionalisierten Polymere.

2. Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die funktionalisierten Polymere Copolymere mit einem Molekulargewicht Mn von ca. 20.000 bis ca. 180.000 sind.

3. Schmierölzusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Verfahren zum Erhalt der funktionalisierten Polymere das Copolymerisieren und Funktionalisieren in Gegenwart von Verdünner (n)/Lösungsmittel (n), bevorzugt in Gegenwart von Schmieröl, in dem das Produkt verwendet werden soll, aufweist.

4. Schmierölzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die wirksame Menge ca. 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, ist.