[0001] Die Erfindung betriff eine Schmiermittelzusammensetzung für Verbrennungsmotoren enthaltend
ein Öl mit Schmierviskosität (Grundöl) in einer Menge von 97 bis 50 Gew.-% sowie 3
bis 50 Gew.-% Diisooctylsebacat sowie die Verwendung einer solchen Schmiermittelzusammensetzung
zur Verbesserung des Wirkungsgrades eines Verbrennungsmotors. Die Erfindung betrifft
ferner einer Schmiermitteladditiv zur Verbesserung des Wirkungsgrades eines Verbrennungsmotors
enthaltend 60 bis 99 Gew.-% Diisooctylsebacat, insbesondere 60 bis 95 Gew.-%.
[0002] Schmieröle für Verbrennungsmotoren, insbesondere Automotoren und Dieselmotoren, werden
fortlaufend modifiziert, um den ständig steigenden Anforderungen zu genügen, die aus
der Weiterentwicklung der Motorentechnik resultieren. Unterschiedliche Organisationen,
wie die Society of Automotive Engineers (SAE), das American Petroleum Institute (API)
sowie die Kraftfahrzeughersteller legen die Qualitätsstandards fest. Schmiermittel
sollen einerseits möglichst lange ihre Schmiereigenschaften aufrechterhalten, das
heißt im Betrieb auch unter extremen Belastungen weniger rasch abgebaut werden. Dabei
sollen Abrieb und die Bildung von Abscheidungen, wie Schlamm, Kohlenstoff und Harze,
die sich an verschiedenen Teilen des Motors niederschlagen könnten, vermindert werden.
Zudem sollen die Öle über das gesamte Betriebstemperaturspektrum des Motors eine gute
Schmierwirkung und gleichzeitig einen geringen Wiederstand erzeugen.
[0003] Die bislang bekannten Motorenöle erfüllen diese Anforderungen nicht immer in zufriedenstellender
Weise. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit darin, eine verbesserte
Schmiermittelzusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die bei der Verwendung in Verbrennungsmotoren
zu einem verringerten Kraftstoffverbrauch führt. Dabei soll insbesondere der Kraftstoffverbrauch
und damit der CO
2-Ausstoß während der Kaltlaufphase des Verbrennungsmotors reduziert werden.
[0004] Die Aufgabe wird gelöst durch eine Schmiermittelzusammensetzung für Verbrennungsmotoren
enthaltend 97 bis 50 Gew.-% eines Grundöls, sowie 3 bis 50 Gew.-% Diisooctylsebacat.
[0005] Überraschenderweise wurde gefunden, dass durch den Einsatz von Diisooctylsebacat
in bestimmten Konzentrationen in einem Grundöl eine Kraftstoffeinsparung nicht nur
gegenüber einem in dieser Hinsicht unadditivierten Referenzöl erzielt werden konnte,
sondern auch eine Steigerung der Kraftstoffeinsparung hinsichtlich Ölen gleicher Viskositätsklassen,
die mit anderen Additiven zur Kraftstoffeinsparung versehen sind.
[0006] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter Diisooctylsebacat die Substanz Di-2-ethylhexylsebacat
verstanden.
[0007] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzung besteht darin,
dass durch den Einsatz von Diisooctylsebacat die Möglichkeit eröffnet wird, Öle mit
einem Klassifikationswert der SAE-Klasse 0W-X (mit X beispielsweise gleich 20, 30,
40, 50 oder 60) zu erzeugen, ohne dass hierfür die Verwendung eines Vollsynthetiköls
als Grundöl erforderlich ist.
[0008] Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung beziehen sich sämtliche Angaben in Gew.-% auf
die gesamte Schmiermittelzusammensetzung.
[0009] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem Grundöl ein Öl mit Schmierviskosität
verstanden. Hierfür kommen natürliche Öle, synthetische Öle, teilsynthetische Öle
oder deren Gemische in Frage.
[0010] Beispiele für natürliche Öle sind tierische Öle und pflanzliche Öle, z. B. Rizinusöl
sowie Mineralschmieröle, z. B. flüssige Petroleumöle und lösungsmittelbehandelte oder
säurebehandelte Mineralschmieröle paraffinischer, naphthenischer oder gemischtparaffinisch-naphthenischer
Art. Aus Kohle oder Ölschiefer hergestellte Öle mit Schmierviskosität sind ebenfalls
als Grundöle verwendbar. Beispiele für synthetische Schmieröle sind Kohlenwasserstofföle
und Öle auf Basis von halogensubstituierten Kohlenwasserstoffen, z. B. homopolymerisierte
und copolymerisierte Olefine, z.B. Polybutylene, Polypropylene, Propylen-Isobutylen-Copolymerisate,
chlorierte Polybutylene, Poly-(1-hexene), Poly-(1-octene) und Poly-(1-decene) und
deren Gemische, Alkylbenzole, wie Dodecylbenzole, Tetradecylbenzole, Dinonylbenzole
und Di-(2-ethylhexyl)-benzole, Polyphenyle, wie Biphenyle, Terphenyle oder alkylierte
Polyphenyle, alkylierte Diphenylether und alkylierte Diphenylsulfide sowie deren Derivate,
Analoge und Homologe.
[0011] Alkylenoxid-Polymere und -Copolymere sowie deren Derivate, bei denen die endständigen
Hydroxylgruppen, z. B. durch Verestern oder Verethern modifiziert worden sind, eignen
sich ebenfalls als synthetische Schmieröle. Beispiele für derartige Öle sind die Polymerisationsprodukte
von Ethylenoxid oder Propylenoxid, sowie die Alkyl- und Arylether dieser Polyoxyalkylenpolymeren.
[0012] Eine weitere Klasse von synthetischen Schmierölen sind die Ester von Dicarbonsäure,
z. B. Phthalsäure, Bernsteinsäure, Alkylbernsteinsäuren und Alkenylbernsteinsäuren,
Maleinsäure, Azelainsäure, Korksäure, Sebacinsäure, Fumarsäure, Adipinsäure, Linolsäure-Dimer,
Malonsäure, Alkylmalonsäuren oder Alkenylmalonsäuren, mit verschiedenen Alkoholen,
wie Butanol, Hexanol, Dodecylalkohol, 2-ethylhexylalkohol, ethylenglycol, Diethylenglykolmonoether
oder Propylenglykol. Spezielle Beispiele für derartige Ester sind Dibutyladipat, Di-(2-ethylhexyl)-sebacat,
Di-n-hexylfumarat, Diisooctylazelat, Diisodecylazelat, Dioctylphthalat, Didecylphthalat,
Dieicosylsebacat, der 2-ethylhexyldiester von Linolsäure-Dimer, und der durch Umsetzen
von 1 Mol Sebacinsäure mit 2 Mol Tetraethylenglykol und 2 Mol 2-ethylcapronsäure hergestellte
Ester.
[0013] Andere als synthetische Öle geeignete Ester leiten sich z.B. von C5-C12-Monocarbonsäuren
und Polyolen oder Polyolethern ab, wie Neopentylglycol, Trimethylolpropan, Pentaerythrit,
Dipentaerythrit oder Tripentaerythrit.
[0014] Silikonöle, wie Polyalkyl-, Polyaryl-, Polyalkoxy- oder Polyaryloxysilosanöle und
Silikatöle eignen sich ebenfalls als synthetische Schmiermittel. Beispiele sind Tetraethylsilikat,
Tetraisopropylsilikat, Tetra-(2-ethylhexyl)-silikat, Tetra-(4-methylhexyl)-silikat,
Tetra-(p-tert.-butylphenyl)-silikat, Hexyl-(4-methyl-2-pentoxy)-disiloxan, Poly-(methyl)-siloxane
und Poly-(methylphenyl)-siloxane. Weitere synthetische Schmieröle sind z.B. flüssige
Ester von phosphorhaltigen Säuren, wie Tricresylphosphat, Trioctylphosphat und der
Diethylester von Decylphosphonsäure, sowie polymere Tetrahydrofurane.
[0015] In den erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzungen können unraffinierte, raffinierte
und zweitraffinierte, natürliche oder synthetische Öle sowie Gemische aus zwei oder
mehreren dieser Öle verwendet werden. Unraffinierte Öle werden direkt aus natürlichen
oder synthetischen Quellen ohne weitere Reinigung erhalten. Beispielsweise erhält
man Schieferöl direkt nach dem Retortenverfahren, Petroleumöl direkt bei der Destillation
und Esteröle direkt bei der Veresterung. Ohne weitere Behandlung sind sie ein nicht-raffiniertes
Öl. Die raffinierten Öle leiten sich von den nicht-raffinierten Ölen ab, werden jedoch
in einer oder mehreren Reinigungsstufen behandelt, um eine oder mehrere Eigenschaften
zu verbessern. Für die Reinigung sind zahlreiche Methoden bekannt, z.B. die Lösungsmittelextraktion,
die hydrierende Raffination, Zweitdestillation, Extraktion mit Säuren oder Basen,
Filtration oder das Perkolieren. Zweitraffinierte Öle werden ähnlich den raffinierten
Ölen erhalten, indem man Altöle aufarbeitet. Diese zweitraffinierten Öle sind auch
als regenerierte Öle bekannt, die oft noch zusätzlich behandelt werden, um verbrauchte
Additive und Öl-Abbauprodukte abzutrennen.
[0016] Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung ermittelten Werte für die Kraftstoffeinsparung
beziehen sich ausschließlich auf den sogenannten neuen europäischen Fahrzyklus (NEFZ),
wie er seit dem 01. Januar 1996 in der Europäischen Union für die Ermittlung des Kraftstoffverbrauchs
von Kraftfahrzeugen Verwendung findet. Dazu werden in an sich bekannter Weise für
die Ermittlung des Verbrauchs eines Fahrzeugs zunächst die Fahrwiederstände, das heißt
der Roll- und Luftwiederstand auf der Straße exakt ermittelt und die gemessenen Fahrwiederstände
danach auf einen Rollenprüfstand übertragen. Anschließend wird auf dem Rollenprüfstand
der genormte Fahrzyklus abgefahren und dabei die Abgasemissionen gemessen. Aus den
gemessen Abgasemissionen lässt sich anschließend der Kraftstoffverbrauch berechnen.
[0017] Der NEFZ hat eine Prüfdauer von insgesamt 1180 Sekunden, also in etwa 20 Minuten.
Er teilt sich auf in einen am Testbeginn startenden City-Zyklus mit einer Dauer von
780 Sekunden und einem sich daran anschließenden 400 Sekunden dauernden Überland-Zyklus.
Eine graphische Darstellung des Geschwindigkeits-/ Zeitprofils ist in Fig. 1 abgebildet.
Die Umgebungstemperatur beträgt während der Messung 20 bis 30 °C, wobei Kaltstartbedingung,
Beschleunigungen und Verzögerungen erfasst und entsprechend interpoliert werden. Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde ein Common-Rail-Dieselmotor mit 1995 cm
3 Hubraum mit einem VTG-Turbolader und Ladeluftkühler des Herstellers BMW verwendet
(Motorcode N47), wobei als Fahrzeug das Fahrzeugmodell BMW 320 d, Baureihe E 91 zugrunde
gelegt wurde.
[0018] Nach einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzung
enthält diese 4 bis 25 Gew.-% Diisooctylsebacat, insbesondere 5 bis 15 Gew.-%, bevorzugt
5 bis 12 Gew.-%, weiter bevorzugt 5 bis 10 Gew.-% oder gar 5 bis 9 Gew.-%. Dies ist
besonders vorteilhaft, weil bei der Verwendung von Diisooctylsebacat auch in kleineren
Mengen eine spürbare Verringerung des Kraftstoffverbrauchs erzielt werden kann.
[0019] Die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung kann weiterhin ein Additiv enthalten.
Dieses kann beispielsweise ausgewählt sein aus Antioxidantien, Metallpassivatoren,
Korrosionsinhibitoren, Viskositätsindex-Verbesserern, Ablagerungsverhinderern, Detergenzien,
Dispergiermitteln, Verschleißschutzzusätzen und Reibungsmodifikatoren.
[0020] Als Antioxidantien können beispielsweise phenolische oder aminische Antioxidantien,
Diphenylamine, aliphatische und aromatische Phosphite, Ester der Thio-Di-Propionsäure,
Butyl-Hydroxyanisol, Butyl-Hydroxyltoluol, Methoxyhydrochinon, 2,2,4-Tri-Methyl-1,2-Di-Hydrochinolin,
3-(3,5-Di-Tert-Butyl-4-Hydroxyphenyl)-Propionsäure-Octadecylester, Tocopherol oder
Mischungen von diesen verwendet werden. Der Anteil an Antioxidantien kann beispielsweise
0,5 bis 6 Gew.-% betragen, insbesondere 1,0 bis 3,0 Gew.-%. Bevorzugt ist der Einsatz
von alkylierten Phenyl-alpha-Naphthylaminen, erhältlich unter der Bezeichnung Irganox®
L06 von der BASF SE oder Methylen-bis-Dialkyldithiocarbamaten wie Methylen-bis-(Dibutyldithiocarmat),
erhältlich unter der Bezeichnung Vanlube® 7723 von der Vanderbilt Chemicals, LLC.
Besonders bevorzugt ist der Einsatz einer Kombination aus alkylierten Phenyl-alpha-Naphthylaminen
und Dialkyldithiocarbamaten, da hierdurch eine besonders gute antioxidative Wirkung
erzielt wird.
[0021] Als Metallpassivatoren können grundsätzlich alle für diesen Zweck dem Fachmann bekannte
Substanzen verwendet werden. Diese können beispielsweise ausgewählt sein aus Benztriazolen
und deren Derivaten, Salicylaminoguanidin, Toluotriazolen und deren Derivaten, 2-Mercaptobenzthiazol,
2-Mercaptobenztriazol, Salicyliden-Propylendiamin oder Mischungen von diesen. Der
Anteil an Metallpassivatoren kann im Bereich von 0,01 bis 1,0 Gew.-% liegen, vorzugsweise
von 0,02 bis 0,8 Gew.-%.
[0022] Die optional einsetzbaren Korrosionsinhibitoren können ausgewählt sein aus organischen
Säuren, deren Estern, Metallsalzen und Anhydriden, insbesondere n-Oleoyl-Sarkosin,
Sorbitan-Monooleat, Alkenyl-Bernsteinsäure-Anhydrid, aus stickstoffhaltigen Verbindungen,
insbesondere primären, sekundären oder tertiären aliphatischen oder cyclcaliphatischen
Aminen und Aminsalzen von organischen und anorganischen Säuren, aus heterozyklischen
Verbindungen, insbesondere substituierten Imidazolinen und Oxazolinen, aus phosphorhaltigen
Verbindungen, insbesondere Aminsalzen von Phosphorsäure-Partialestern oder Mischungen
von diesen. Der Anteil an Korrosionsinhibitoren liegt beispielsweise im Bereich von
0,1 bis 5,0 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 1,0 Gew.-%.
[0023] Die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung kann als Viskositätsindex-Verbesserer
beispielsweise Polyacrylate, Polymethacrylate, Vinylpyrolidon-(Meth)acrylat-Copolymere,
Polyisoprene, Polyether oder Mischungen von diesen enthalten. Der Anteil an Viskositätsindex-Verbesserern
liegt typischerweise im Bereich von 0,05 bis 4,0 Gew.-%, insbesondere von 0,2 bis
2,0 Gew.-%.
[0024] Als Ablagerungs-Verhinderer können beispielsweise Polyether verwendet werden, wobei
deren Einsatzmenge typischerweise im Bereich von 0,5 bis 15 Gew.-% liegt, vorzugsweise
von 1,0 bis 10 Gew.-%.
[0025] Sofern die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung ein Dispergiermittel als
Additiv enthält, kann dieses ausgewählt sein aus Polybutenyl-Bernsteinsäure-Amiden
oder -imiden, Polybutenyl-Phosphorsäurederivaten, Guanidin-Derivaten und/oder Salicylaten.
Typische Einsatzmengen an Dispergiermittel liegen im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-%,
vorzugsweise von 3,0 bis 8,0 Gew.-%.
[0026] Als Verschleißschutz-Additive kommen beispielsweise Schwefel und / oder Phosphor-enthaltende
Verbindungen in Frage, wie geschwefelte pflanzliche Öle, Metall-Dithiophosphate, insbesondere
Zinkdialkyldithiophosphate, metallfreie Dithiophosphate, Phosphorsäureester, Phosphite,
Phosphonite oder Mischungen von diesen. Der Anteil an Verschleißschutz-Additiven kann
im Bereich von 0,5 bis 3,0 Gew.-%, insbesondere von 1,0 bis 2,0 Gew.-% liegen.
[0027] Wie bereits vorstehend ausgeführt wurde, kann die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung
Antischaumzusätze als Additiv enthalten. Diese sind beispielsweise ausgewählt aus
Silikonölen, wobei insbesondere Dimethylpolysiloxan Verwendung findet. Auch Polyethylenglycolether,
Aminoalkohole oder Mischungen der vorgenannten Substanzen können als Antischaumzusätze
verwendet werden. Typische Einsatzmengen der Antischaumzusätze liegen im Bereich von
0,01 bis 2,0 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 0,5 Gew.-%.
[0028] Insofern die erfindungsgemäße Schmiermittelzusammensetzung Reibungsmodifikatoren
enthält, können diese ausgewählt sein aus organischen und/ oder anorganischen Reibungsmodifikatoren.
Als organische Reibungsmodifikatoren kommen beispielsweise Ester, Fettsäureamide,
sulfurierte Fettester und Fettsäureamide, Esteramide von alkoxylierten Aminen, borierte
langkettige 1,2-Alkandiole, Polycarbonsäureester oder Mischungen von diesen in Betracht.
Typische anorganische Reibungsmodifikatore sind Mo-dithiocarbamate, Mo-Amine, Ester
und Partialester der Phosphorsäure, Ester und Partialester der Phosphorigen Säure,
Ester und Partialester der Dithiophosphorsäure oder Mischungen von diesen. Einige
dieser Verbindungen besitzen auch Eigenschaften von Verschleißschutzadditiven. Zur
Erfindung gehören auch beliebige Kombinationen der vorgenannten organischen mit den
genannten anorganischen Reibungsmodifikatoren. Der Anteil der organischen Reibungsmodifikatoren
beträgt vorzugsweise 0,5 bis 5,0 Gew.-%, insbesondere 1,0 bis 3,0 Gew.-% und der Anteil
der anorganischen Reibungsmodifikatoren unabhängig von den organischen Reibungsmodifikatoren
vorzugsweise 0,1 bis 4,0 Gew.-% beträgt, insbesondere 0,2 bis 2,0 Gew.-%.
[0029] Die Schmiermittelzusammensetzung kann ferner Detergenzien als Additive enthalten.
Diese können ausgewählt sein aus Erdalkali-Sulfonaten, -Salicylaten, -Phenolaten oder
Mischungen von diesen, insbesondere aus überbasischem Magnesium- oder Calciumsulfonat,
-salicylat, -phenolat oder Mischungen von diesen. Überbasische Calcium- und Magnesiumsulfonate
sowie deren Herstellung sind beispielsweise in
DE 692 16 291 T2 beschrieben. Der Anteil an Detergenzien in der erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzung
kann 0,1 bis 5,0 Gew.-% betragen, vorzugsweise 0,5 bis 3,0 Gew.-%.
[0030] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer erfindungsgemäßen
Schmiermittelzusammensetzung zur Verbesserung des Wirkungsgrades eines Verbrennungsmotors.
Dabei kann die Verbesserung des Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors beispielsweise
in einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs insbesondere in der Kaltlaufphase und/oder
der Warmlaufphase des Motors erzielt werden.
[0031] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Schmiermitteladditiv
zur Verbesserung des Wirkungsgrades eines Verbrennungsmotors enthaltend 60 bis 99
Gew.-% Diisooctylsebacat, insbesondere 60 bis 95 Gew.-%. Dies ist besonders vorteilhaft,
weil auf diese Weise ein Additiv zur Verfügung gestellt werden kann, welches herkömmlichem
Motorenöl zugesetzt werden kann, das kein Diisooctylsebacat enthält, um dessen Kraftstoffeinsparung
zu verbessern. Das Schmiermitteladditiv enthält hierbei eine vergleichsweise hohe
Konzentration an Diisooctylsebacat, um bereits in geringen Volumina eine messbare
Kraftstoffeinsparung zu ermöglichen. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn das
Additiv in einen bereits mit Motorenöl befüllten Motor eingefüllt wird, damit dessen
maximale Schmiermittel menge nicht überschritten wird, was bekanntermaßen zu Beschädigungen
des Motors führen kann.
[0032] Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert.
Testmethoden:
[0033] Die angegebenen Kennwerte hinsichtlich der SAE-Klasse der für die Beispiele verwendeten
Motorenöle, bezieht sich auf die Klassifizierung nach SAE J 300.
[0034] Die kinematische Viskosität bei 100 °C wurde gemäß ASTM D 445 bestimmt.
[0035] Die HTHS-Viskosität (High-Temperature-High-Share-Viskosität) wurde bestimmt nach
ASTM D 4741.
[0036] Die Werte für die dynamische Viskosität bei -35 °C, CCS (Cold Cranking Simulator)
wurde bestimmt nach ASTM D 5293.
[0037] Die angegebenen Werte für die prozentuale Kraftstoffeinsparung wurden nach dem Neuen
Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) als Belastungsprofil ermittelt, wie er seit dem 01.
Januar 1996 für die Ermittlung des Kraftstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugen in der
Europäischen Union eingesetzt wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde ein
Common-Rail-Dieselmotor mit 1995 cm
3 Hubraum mit einem VTG-Turbolader und Ladeluftkühler des Herstellers BMW verwendet
(Motorcode N47), wobei als Fahrzeug das Fahrzeugmodell BMW 320 d, Baureihe E 91 hinsichtlich
des Roll- und Luftwiederstand zugrunde gelegt wurde. Aus den über den Testzyklus gemessen
Abgasemissionen wird anschließend der Kraftstoffverbrauch berechnet.
[0038] Der NEFZ hat eine Prüfdauer von insgesamt 1180 Sekunden, also in etwa 20 Minuten.
Er teilt sich auf in einen am Testbeginn startenden City-Zyklus mit einer Dauer von
780 Sekunden und einem sich daran anschließenden 400 Sekunden dauernden Überland-Zyklus.
Eine graphische Darstellung des Geschwindigkeits-/ Zeitprofils ist in Fig. 1 abgebildet.
Die Umgebungstemperatur beträgt während der Messung 20 bis 30 °C. Der Motor wurde
mit unterschiedlichen Ölen betrieben, um deren Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch
zu überprüfen. Zwischen den Tests wurde der Motor wieder vollständig abgekühlt, das
Motoröl entfernt und der Ölfilter gereinigt, um eine Durchmischung der unterschiedlichen
Öle möglichst zu vermeiden.
[0039] Als Referenz wurde ein Referenzöl 0W-30 verwendet, welches eine HTHS-Viskosität bei
150 °C von 3,5 mPa s aufweist.
[0040] Die erfindungsgemäßen Öle enthalten jeweils ein Grundöl. Diese Öle haben folgende
Eigenschaften:
Tabelle A
Eigenschaft: |
Gruppe 3 Grundöl |
Gruppe 4 Grundöl |
TMP C8C10 |
DiC13-Adipat |
Diisooctylsebacat |
kV100 (ASTM D 445) [mm2/s] |
4,2 |
4,2 |
4,3 |
5,3 |
3,2 |
kV40 (ASTM D 445) [mm2/s] |
18,5 |
18,7 |
18,9 |
25,6 |
11,7 |
Viskositätsindex |
134 |
131 |
139 |
146 |
146 |
Schwefel (ASTM D 5185) [ppm] |
20 |
- |
- |
- |
- |
Gesättigte Verbindungen [Gew.-%] |
> 99 |
> 99 |
> 99 |
> 99 |
>99 |
Visk @ -30°C (ASTM D 5293) [mPa s] |
1450 |
1150 |
1400 |
4100 |
< 800 |
Verdampfungsverlust (ASTM D 5800) [Gew.-%] |
13 |
12,5 |
4 |
6 |
14,5 |
[0041] Die Grundöle der Gruppen 3 und 4 entsprechen den Definitionen des American Petroleum
Institut (API).
[0042] TMP-caprylcaprat bzw. TMP-C8C10 bezeichnen Trimethylolpropan-caprylcaprat.
[0043] DiC13-Adipat steht für Diisotridecyladipat.
[0044] Es wurden insgesamt acht Motorenöle hergestellt. Diese haben die in der Tabelle B
zusammengefassten Eigenschaften:
Tabelle B
Ca-Gehalt (ASTM D 5185) |
0,20 Gew.-% |
Zn-Gehalt (ASTM D 5185) |
0,08 Gew.-% |
P-Gehalt (ASTM D 5185) |
0,07 Gew.-% |
S-Gehalt (ASTM D 5185) |
0,28 Gew.-% |
Sulfatsche (DIN 51575) |
0,8 Gew.-% |
Pourpoint (DIN ISO 3016) |
≤ -39 °C |
[0045] Die Zusammensetzung der Öle ist aus der folgenden Tabelle C ersichtlich. Bei dem
Viskositätsverbesserer A, dem Pourpointverbesserer A und dem Additiv Package A handelt
es sich um handelsübliche Additive beziehungsweise Additivmischungen.
Tabelle C: Zusammensetzungen der hergestellten Motorenöle (Angaben in Gew.-%).
Nr. |
Bsp1 |
Bsp2 |
Bsp3 |
Bsp4 |
Vgl1 |
Vgl2 |
Vgl3 |
Vgl4 |
Gruppe 3 Grundöl |
72,8 |
64,4 |
|
|
75,5 |
|
66,0 |
|
Gruppe 4 Grundöl |
|
|
53,8 |
30,0 |
|
75,0 |
|
32,0 |
Diisooctylsebacat |
7,0 |
15,0 |
25,0 |
50,0 |
|
|
|
|
TMP-caprylcaprat |
|
|
|
|
5,0 |
5,0 |
|
50,0 |
Diisotridecyladipat |
|
|
|
|
|
|
15,5 |
|
Viskositätsverbesserer A |
6,7 |
7,1 |
7,7 |
6,5 |
6,0 |
6,5 |
5,5 |
4,5 |
Pourpointverbesserer A |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
Additiv Package A |
13,3 |
13,3 |
13,3 |
13,3 |
13,3 |
13,3 |
13,3 |
13,3 |
Summe |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
[0046] In der folgenden Tabelle D sind die Ergebnisse verschiedener Viskositätsuntersuchungen
sowie die prozentuale Kraftstoffeinsparung gegenüber dem Referenzöl 0W-30 angegeben
Tabelle D: Viskositätseigenschaften und Kraftstoffersparnis. Die Genauigkeit der Verbrauchsbestimmung
liegt bei +/- 0,2 %.
|
Bsp1 |
Bsp2 |
Bsp3 |
Bsp4 |
Vgl1 |
Vgl2 |
Vgl3 |
Vgl4 |
Kennwerte: |
|
|
|
|
|
|
|
|
SAE-Klasse |
0W-20 |
0W-20 |
0W-20 |
0W-20 |
0W-20 |
0W-20 |
0W-20 |
0W-20 |
Kin. Visk. bei 100 °C [mPas] |
8,8 |
9,2 |
9,2 |
8,9 |
8,8 |
8,9 |
8,8 |
8,8 |
HTHS Visk. bei 150 °C [mPas] |
2,9 |
2,9 |
2,9 |
2,9 |
2,9 |
2,9 |
2,9 |
2,9 |
dynam. Visk. bei -35 °C [mPas] |
4540 |
3890 |
2450 |
2190 |
5350 |
3600 |
5695 |
4150 |
|
NEFZ-Ergebnis: |
|
|
|
|
|
|
|
|
% Kraftstoffeinsparung (vs. Referenzöl 0W-30, HTHSV=3,5) |
2,54 |
2,11 |
2,28 |
2,36 |
1,18 |
0,87 |
1,18 |
0,59 |
[0047] Die Gegenüberstellung der erfindungsgemäßen Beispiele Bsp. 1 bis Bsp. 4 sowie Vgl.
1 bis Vgl. 4 zeigt zunächst, dass die mit Diisooctylsebacat formulierten Schmiermittelzusammensetzungen
bei Einsatz desselben Grundöls im Wesentlichen gleiche Viskositätseigenschaften bei
erhöhten Temperaturen zeigen. Demgegenüber zeigen die erfindungsgemäßen Schmiermittelzusammensetzungen
bei Verwendung desselben Grundöls eine deutliche Reduzierung der dynamischen Viskosität
bei -35 °C. Dies wirkt sich insbesondere vorteilhaft auf die Schmiereigenschaften
während der Kaltlaufphase des Motors aus, insbesondere bei niedrigen Außentemperaturen
im Winter.
[0048] Gleichzeitig zeigen sämtliche erfindungsgemäßen Beispiele eine deutlich verbesserte
Kraftstoffeinsparung gegenüber den in dieser Hinsicht bereits additivierten Vergleichsbeispielen
Vgl. 1 bis Vgl. 4. Hierbei ist zudem beachtlich, dass beim Vergleich der erfindungsgemäßen
Beispiele Bsp. 1, Bsp. 2 und Bsp. 3, die auf demselben Grundöl Gruppe 3 basieren,
innerhalb der NEFZ-Testgenauigkeit kein merklicher Unterschied bei der Kraftstoffeinsparung
festgestellt werden kann. Mit anderen Worten führt bereits eine vergleichsweise geringe
Additivierung von 7 Gew.-% Diisooctylsebacat zu einer spürbaren Kraftstoffeinsparung
von mehr als 2,5 % verglichen mit dem Referenzöl.
1. Schmiermittelzusammensetzung für Verbrennungsmotoren enthaltend
a) 97 bis 50 Gew.-% eines Grundöls, sowie
b) 3 bis 50 Gew.-% Diisooctylsebacat.
2. Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelzusammensetzung 4 bis 25 Gew.-% Diisooctylsebacat enthält, insbesondere
5 bis 15 Gew.-%.
3. Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelzusammensetzung wenigstens ein Additiv enthält, das ausgewählt ist
aus Antioxidantien, Metallpassivatoren, Korrosionsinhibitoren, Viskositätsindex-Verbesserern,
Ablagerungsverhinderern, Detergenzien, Dispergiermitteln, Verschleißschutzzusätzen
und Reibungsmodifikatoren.
4. Schmiermittelzusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antioxidantien ausgewählt sind aus phenolischen und aminischen Antioxidantien,
Diphenylaminen, aliphatischen und aromatischen Phosphiten, Estern der Thio-Di-Propionsäure,
Butyl-Hydroxyanisol, Butyl-Hydroxyltoluol, Methoxyhydrochinon, 2,2,4-Tri-Methyl-1,2-Di-Hydrochinolin,
3-(3,5-Di-Tert-Butyl-4-Hydroxyphenyl)-Propionsäure-Octadecylester, Tocopherol oder
Mischungen von diesen, insbesondere alkylierte Phenyl-alpha-Naphthylamine und/ oder
Methylenbis-Dialkyldithiocarbamate, wobei der Anteil der Antioxidantien vorzugsweise
0,5 % bis 6 % beträgt, insbesondere 1,0 bis 3,0 Gew.-%.
5. Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallpassivatoren ausgewählt sind aus Benztriazolen und deren Derivaten, Salicylaminoguanidin,
Toluotriazolen und deren Derivaten, 2-Mercaptobenzthiazol, 2-Mercaptobenztriazol,
Salicyliden-Propylendiamin oder Mischungen von diesen, wobei der Anteil der Metallpassivatoren
vorzugsweise 0,01 bis 1,0 Gew.-% beträgt, insbesondere 0,02 bis 0,8 Gew.-%.
6. Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrosionsinhibitoren ausgewählt sind aus organischen Säuren, deren Estern, Metallsalzen
und Anhydriden, insbesondere n-Oleoyl-Sarkosin, Sorbitan-Monooleat, Alkenyl-Bernsteinsäure-Anhydrid,
aus stickstoffhaltigen Verbindungen, insbesondere primären, sekundären oder tertiären
aliphatischen oder cyclcaliphatischen Aminen und Aminsalzen von organischen und anorganischen
Säuren, aus heterozyklischen Verbindungen, insbesondere substituierten Imidazolinen
und Oxazolinen, aus phosphorhaltigen Verbindungen, insbesondere Aminsalzen von Phosphorsäure-Parziolestern
oder Mischungen von diesen, wobei der Anteil der Korrosionsinhibitoren vorzugsweise
0,1 bis 5,0 Gew.-% beträgt, insbesondere 0,1 bis 1,0 Gew.-%.
7. Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskositätsindex-Verbesserer ausgewählt sind aus Polyacrylaten, Polymethacrylaten,
Vinylpyrolidon-(Meth)acrylat-Copolymeren, Polyisoprenen, Polyethern oder Mischungen
von diesen, wobei der Anteil der Viskositätsindex-Verbesserer vorzugsweise 0,05 bis
4,0 Gew.-% beträgt, insbesondere 0,2 bis 2,0 Gew.-%.
8. Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablagerungsverhinderer ausgewählt sind aus Polyethern, wobei der Anteil der Ablagerungsverhinderer
vorzugsweise 0,5 bis 15 Gew.-% beträgt, insbesondere 1,0 bis 10 Gew.-%.
9. Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispergiermittel ausgewählt sind aus Polybutenyl-Bernsteinsäure-Amiden oder -imiden,
Polybutenyl-Phosphorsäurederivaten, Guanidin-Derivaten und/oder Salicylaten, wobei
der Anteil der Dispergiermittel vorzugsweise 0,5 bis 10 Gew.-% beträgt, insbesondere
3,0 bis 8,0 Gew.-%.
10. Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutz-Additive ausgewählt sind aus Schwefel und/oder Phosphor enthaltenden
Verbindungen, wie geschwefelten pflanzlichen Ölen, Metall-Dithiophosphaten, insbesondere
Zinkdialkyldithiophosphaten, metallfreien Dithiophosphaten, Phosphorsäureestern, Phosphiten,
Phosphoniten oder Mischungen von diesen, wobei der Anteil der Verschleißschutz-Additive
vorzugsweise 0,5 bis 3,0 Gew.-% beträgt, insbesondere 1,0 bis 2,0 Gew.-%.
11. Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antischaumzusätze ausgewählt sind aus Silikonölen, insbesondere Dimethylpolysiloxan,
Polyethylenglykolethern, Aminoalkoholen oder Mischungen von diesen, wobei der Anteil
der Antischaumzusätze vorzugsweise 0,01 bis 2,0 Gew.-% beträgt, insbesondere 0,05
bis 0,5 Gew.-%.
12. Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungsmodifikatoren aus organischen Reibungsmodifikatoren ausgewählt sind wie
Ester, Fettsäureamide, sulfurierte Fettester und Fettsäureamide, Esteramide von alkoxylierten
Aminen, borierte langkettige 1,2-Alkandiole, Polycarbonsäureester oder Mischungen
von diesen und/ oder aus anorganischen Reibungsmodifikatoren, wie Mo-dithiocarbamate,
Mo-Amine, Ester und Partialester der Phosphorsäure, Ester und Partialester der Phosphorigen
Säure, Ester und Partialester der Dithiophosphorsäure oder Mischungen von diesen,
wobei der Anteil der organischen Reibungsmodifikatoren vorzugsweise 0,5 bis 5,0 Gew.-%
beträgt, insbesondere 1,0 bis 3,0 Gew.-% und/ oder der Anteil der anorganischen Reibungsmodifikatoren
vorzugsweise 0,1 bis 4,0 Gew.-% beträgt, insbesondere 0,2 bis 2,0 Gew.-%.
13. Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Detergenzien ausgewählt sind aus Erdalkali-Sulfonaten, -Salicylaten, -Phenolaten
oder Mischungen von diesen, insbesondere aus überbasischem Magnesium- oder Calciumsulfonat,
-salicylat, -phenolat oder Mischungen von diesen, wobei der Anteil der Detergenzien
vorzugsweise 0,1 bis 5,0 Gew.-% beträgt, insbesondere 0,5 bis 3,0 Gew.-%.
14. Verwendung einer Schmiermittelzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur
Verbesserung des Wirkungsgrades eines Verbrennungsmotors, wobei die Verbesserung des
Wirkungsgrades des Verbrennungsmotors vorzugsweise eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs
insbesondere in der Kaltlaufphase und/oder der Warmlaufphase des Verbrennungsmotors
darstellt.
15. Schmiermitteladditiv zur Verbesserung des Wirkungsgrades eines Verbrennungsmotors
enthaltend 60 bis 99 Gew.-% Diisooctylsebacat, insbesondere 60 bis 95 Gew.-%.