Motorenöl mit einem Gehalt an Phenolalkoxylaten

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft Motorenöle mit einem Gehalt an phenolgestarteten öllöslichen Polyethern zur Verbesserung der Kolbensauberkeit von Kfz-Motoren.

[0002] An moderne Schmiermittel (Motorenöle) werden zunehmend höhere Anforderungen hinsichtlich Verringerung des Verschleißes, höherer Laufzeiten, Ablagerungsverminderung, Motorensauberkeit und Tieftemperatureigenschaften gestellt. Da der Verwendung von Additiven mengenmäßig Grenzen gesetzt sind, die Menge an Aschebildnern (Detergents) für Ottomotorenöle bestimmte Werte nicht überschreiten darf, der Anteil an Verschleißschutz (Zinkdithiophosphaten) wegen der Dreiwegekatalysatoren begrenzt ist und Schmutzdispergatoren bei zu hoher Dosis die Dichtelemente aus Kautschuk angreifen können, wurde versucht, durch neuartige Grundöle die Leistungsfähigkeit des Motorenöles zu verbessern. Es war daher die Aufgabe der Erfindung neue Motorenölkomponenten zur Verfügung zu stellen, die eine zum Stand der Technik deutlich erhöhte Leistungsfähigkeit bewirken.

[0003] Diese Aufgabe wurde gelöst mit Motorenölen, die als Grundölkomponente von 1 bis zu 10 Gew.-% eines Alkylphenolalkoxylats der Formel


        R¹-[O-(R²-O)_nH]_m


enthalten, in der R¹ den Rest eines Alkylphenols mit bis zu 2 Alkylresten mit 6 bis 24 C-Atomen oder eines Bisphenols, R² den Rest von Butylenoxid allein oder im Gemisch mit Propylenoxid, n die Zahlen 10 bis 100 und m 1 und 2 bedeuten.

[0004] Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet man solche Verbindungen der genannten Formel in der R²O sich von einem Gemisch aus Butylenoxid und Propylenoxid mit maximal 80 Gew.-% Propylenoxid und vorzugsweise von Butylenoxid allein ableitet.

[0005] Die Phenolkomponente ist mit 1 oder 2 Alkylresten mit 6 bis 24, vorzugsweise 9 bis 12 C-Atomen alkyliert oder besteht aus einem Bisphenol.

[0006] Die genannten Phenolalkoxylate werden in an sich bekannter Weise durch Alkoxylierung der Phenole mit Butylenoxid oder Mischungen aus Butylenoxid und Propylenoxid mit Alkali erhalten.

[0007] Die Umsetzung des Phenols mit Butylenoxid, mit Butylenoxid und Propylenoxid im Gemisch oder nacheinander in beliebiger Reihenfolge erfolgt so, daß insgesamt 10 bis 100 Mol, vorzugsweise 10 bis 50 Mol Alkylenoxid pro OH-Gruppe des Phenols umgesetzt werden.

[0008] Butylenoxid allein in Mengen von 5 bis 25 Mol/Phenolgruppe ist besonders bevorzugt.

[0009] Als Alkylphenole kommen im einzelnen Dodecylphenol, Nonylphenol und Bisphenol A in Betracht.

[0010] Im folgenden wird die Herstellung der Polyether im einzelnen erläutert.

Herstellungsbeispiel (allgemein)

Umsetzung von Alkylphenol bzw. Bisphenol A mit Alkylenoxiden

[0011] In einem Autoklaven mit Rührer werden bezogen auf den gesamten Ansatz 0,1 Gew.-% KOH fein pulverisiert im Alkylphenol unter Rühren verteilt und bei 200 mbar auf 130°C erhitzt. Dabei werden restliche Wasserspuren abgezogen. Dann wird der Autoklav geschlossen und Alkylenoxid so zudosiert, daß ein Druck von 6 bar nicht überschritten wird. Die Dosierung verschiedener Alkylenoxide kann gleichzeitig oder nacheinander erfolgen, so daß statistische Polyether oder Blöcke entstehen mit mehr oder minder scharfen übergängen. Nach Zulaufen der Alkylenoxide fällt der Druck im Verlauf von 3 bis 10 h auf 2 bis 3 bar. Ist dieser Druck erreicht, kühlt man auf 80°C und entspannt über ein Membranventil und evakuiert bis auf 20 bis 30 mbar. Nach Aufrechterhalten des verminderten Drucks für ca. 1 h setzt man dann äquivalente Mengen sauren Ionenaustauscher zur Entfernung von Kalium zu und filtriert.

[0012] Nach der vorstehend angegebenen Methode wurden folgende Produkte hergestellt:

A:

Isononylphenol wird mit 1-Butenoxid im molaren Verhältnis 1 : 24 umgesetzt. Der erhaltene Polyether hat eine Viskosität von 320 mm²/s bei 40°C und ein rechnerisches Molekulargewicht von 1848.

B:

Isononylphenol wird mit 1-Butenoxid im molaren Verhältnis 1 : 8 umgesetzt. Der erhaltene Polyether hat eine Viskosität von 130 mm²/s bei 40°C und ein rechnerisches Molekulargewicht von 796.

C:

Isononylphenol wird mit 1-Butenoxid und Propenoxid im Verhältnis 1 : 12 : 12 umgesetzt. Der erhaltene Polyether hat eine Viskosität von 125 mm²/s bei 40°C und ein rechnerisches Molekulargewicht von 1684.

D:

Nonylphenol wird mit Propenoxid im molaren Verhältnis 1 : 10 umgesetzt. Der erhaltene Polyether hat eine Viskosität von 87 mm²/s bei 40°C und ein Molekulargewicht von 806.

E:

Bisphenol A wird mit Butenoxid im molaren Verhältnis 1 : 10 umgesetzt. Der erhaltene Polyether hat eine Viskosität von 360 mm²/s bei 40°C und ein Molekulargewicht von 878.

F:

Bisphenol A wird mit Butenoxid im molaren Verhältnis 1 : 15 umgesetzt. Der erhaltene Polyether hat eine Viskosität von 320 mm²/s bei 40°C und ein Molekulargewicht von 1238.

G:

Bisphenol A wird mit Butenoxid im molaren Verhältnis 1 : 25 umgesetzt. Der erhaltene Polyether hat eine Viskosität von 380 mm²/s bei 40°C und ein Molekulargewicht von 1958.

[0013] Motorenöle sind Flüssigkeiten, basierend auf ausgewählten Grundölen, denen Additive (Wirkstoffe) zugemischt werden, um im Motor spezielle Eigenschaften zu erzielen. Dies sind z.B. Motorensauberkeit, Ablagerungsverminderung, Hochtemperaturbeständigkeit, Verschleißreduzierung und längere Laufzeit (vgl. Ölfibel Aral, 10. Auflage 1989.1, S. 23-30, und 1989.2, S. 4-9).

[0014] Die erfindungsgemäß zu verwendenden Alkylphenoxylate werden Motorenölen, vor allem solchen auf Kohlenwasserstoffbasis in Mengen von 1 bis zu 10 %, insbesondere 1 bis 8 Gew.-% zugesetzt.

[0015] Eine repräsentative Motorenölmischung enthält zum Beispiel folgende wesentlichen Bestandteile
80 bis 95 Gew.-% Grundölkomponenten
0,5 bis 2,5 Gew.-% Viskositätsindexverbesserer (100%ig)
1,5 bis 10. Gew.-% Ashless dispersants
1,5 bis 8 Gew.-% Detergents
20,5 bis 6 Gew.-% Verschleißschutz
1 bis 8 Gew.-% der erfindungsgemäß zuzusetzenden Phenoxylate

[0016] Die erfindungsgemäß zu verwendenden Alkylphenoxylate weisen gegenüber herkömmlichen Alkoxylaten eine deutlich höhere Temperaturstabilität auf (DTG).

[0017] Die Temperaturstabilität bei sehr guter Schmierleistung der erfindungsgemäß zu verwendenden Alkylphenoxylate erweist sich vor allem im Test im Triebwerk von Kfz-Motoren. Für die Testdurchführung wurde ein Motorenöl der gehobenen Leistungsklasse API SF/CD als Basis gewählt, dem jeweils 5 % Alkylphenoxylat zugesetzt wurde. Im MWM-Prüfdieselmotorentest Verfahren zur Prüfung der Kolbensauberkeit, Teil B, DIN 51361, CEC-L-12-A-76, wurde die motorische Eignung geprüft. Hierbei zeigte sich überraschenderweise, daß die Motorenöle mit 5 % der erfindungsgemäß zu verwendenden Alkylphenoxylate mit Leistungsbewertungen bis zu 79 Punkten (d.s. sehr gute Bewertungen) deutlich über dem Ausgangsmotorenöl API SF/CD mit 67 bzw. 69 lagen (Tabelle).

[0018] Alkoxylate z.B. mit Tridekanol gestartet und 1-Butenoxid als Alkylenoxid führten zu keiner Verbesserung der Motorentestergebnisse.

Ansprüche

1. Motorenöl, bestehend aus Grundölkomponenten und Additiven enthaltend als Grundölkomponente von 1 bis zu 10 Gew.-% eines Alkylphenolalkoxylats der Formel

        R¹-[O-(R²-O)_nH]_m ,

in der R¹ den Rest eines Alkylphenols mit bis zu 2 Alkylresten mit 6 bis 24 C-Atomen oder eines Bisphenols, R² den Rest von Butylenoxid allein oder im Gemisch mit Propylenoxid, n die Zahlen 10 bis 100 und m 1 und 2 bedeuten.

2. Motorenöl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R²O sich von Butylenoxid ableitet.

3. Motorenöl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R²O sich von einem Gemisch aus Propylenoxid und Butylenoxid mit maximal 80 Molprozent Propylenoxid ableitet.

4. Motorenöl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Grundölkomponenten Mineralöl, Polyalphaolefin, Polyinternalolefin, Hydrocracköl, Dicarbonsäureester und Neopolyolester enthalten sind.

5. Motorenöl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ den Rest eines Mono- und Dialkylphenols mit 6 bis 24 C-Atomen im Alkylrest bedeutet.

6. Motorenöl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ den Rest des Bisphenols A bedeutet.

Claims

1. An engine oil consisting of base oil components and additives and containing, as a base oil component, from 1 to 10% by weight of an alkylphenol alkoxylate of the formula

        R¹-[O-(R²-O)_nH]_m

where R¹ is the radical of an alkylphenol having up to 2 alkyl radicals of 6 to 24 carbon atoms or of a bisphenol, R² is the radical of butylene oxide alone or as a mixture with propylene oxide, n is from 10 to 100 and m is 1 or 2.

2. An engine oil as claimed in claim 1, wherein R²O is derived from butylene oxide.

3. An engine oil as claimed in claim 1, wherein R²O is derived from a mixture of propylene oxide and butylene oxide containing not more than 80 mol percent of propylene oxide.

4. An engine oil as claimed in claim 1, wherein mineral oil, poly-alpha-olefin, poly-internal-olefin, hydrocrack oil, dicarboxylic esters and neopolyol esters are present as further base oils.

5. An engine oil as claimed in claim 1, wherein R¹ is the radical of a mono- or dialkylphenol where the alkyl radical is of 6 to 24 carbon atoms.

6. An engine oil as claimed in claim 1, wherein R¹ is the radical of bisphenol A.

Revendications

1. Huile pour moteurs, constituée par des composants d'huile de base et des additifs, contenant, en tant que composant d'huile de base, de 1 à 10% en poids d'un alcoolate d'alkylphénol de formule

        R¹-[O-(R²-O)_nH]_m

dans laquelle R¹ est le reste d'un alkylphénol contenant jusqu'à 2 restes alkyle à 6-24 atomes de carbone ou d'un bisphénol, R² est le reste d'oxyde de butylène, seul ou en mélange avec de l'oxyde de propylène, n est un nombre de 10 à 100 et m est mis pour 1 ou 2.

2. Huile pour moteurs selon la revendication 1, caractérisée en ce que R²O dérive d'oxyde de butylène.

3. Huile pour moteurs selon la revendication 1, caractérisée en ce que R²O dérive d'un mélange d'oxyde de propylène et d'oxyde de butylène contenant au maximum 80% en moles d'oxyde de propylène.

4. Huile pour moteurs selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient, en tant qu'autres composants d'huile de base, de l'huile minérale, de la poly-α-oléfine, de la polyoléfine interne, de l'huile d'hydrocraquage, de l'ester d'acide dicarboxylique et de l'ester de néopolyol.

5. Huile pour moteurs selon la revendication 1, caractérisée en ce que R¹ représente le reste d'un mono- et dialkylphénol à 6-24 atomes de carbone dans le reste alkyle.

6. Huile pour moteurs selon la revendication 1, caractérisée en ce que R¹ représente le reste du bisphénol A.