Ester sind als Schmiermittel seit langem bekannt. Sie werden in großem Stil z. B. in Flugmotoren als Schmieröle und als Schmierfette verwendet. Man verwendet vor allem die Umsetzungsprodukte einfacher Monocarbonsäuren mit C8-bis C 10- Alkoholgemischen, wie sie bei der Oxosynthese, Hydrierung oder Aldol- Kondensation anfallen. Durch Veresterung mit Dicarbonsäuren und/oder Glykolen erhält man Komplexester, die den einfachen Esterölen zur Verbesserung der Viskosität, der Scherstabilität und des Schmierverhaltens zugesetzt werden. Esteröle finden auch in Schmierfetten wie Metallseifen oder Silikonen Verwendung.

Die typischerweise für die Veresterung eingesetzten verzweigten Alkohole sind z. B. durch die Oxosynthese erhältlich. Diese Alkohole sind chemisch nicht einheitlich und liegen als Isomerengemische vor.

Esteröle zeichnen sich durch niedrige Dampfdrücke, hohe Oxidationsstabilität, gutes Temperatur-Viskositätsverhalten und hohe Alterungsstabilität aus. Für bestimmte Anwendungen müssen sie eine gute Mischbarkeit mit dem gewünschten Betriebsmedium aufweisen. Betriebsmedium können etwa reine Kohlenwasserstoffe, Fluorchlorkohlenwasserstoffe oder Fluorkohlenwasserstoffe sein. Auch kann der Ester hinsichtlich des Tieftemperturverhaltens (Löslichkeit, Stockpunkt), sowie hinsichtlich der Hitzebeständigkeit (Flammpunkt) optimiert werden. Weitere Anforderungen ergeben sich durch die von der Anwendung her erforderliche Kompatibilität mit Kontaktmaterialien wie Kunststoffen, Metallen oder Farbüberzügen. Esteröle zeigen in der Regel auch ein gutes Hochdruck-und Lastaufnahmevermögen.

Esteröle aromatischer Polycarbonsäuren sind an sich bekannt. Die EP-A2-0 157 583 beschreibt die Verwendung von Trimellitsäureestern, hergestellt aus linearen und/oder verzweigten primären Alkoholen, insbesondere C8-bis C10-Alkoholen. Die ausschließliche Verwendung verzweigter Alkohole führt nach der EP 0 157 583 zu einer unerwünscht hohen Viskosität und einer niedrigen Oxidationsstabilität.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Esteröle bereitzustellen, die besonderen Anforderungen hinsichtlich der Viskosität, des Viskositäts-Temperatur-Verhaltens und der Hochtemperaturbeständigkeit, insbesondere hinsichtlich der Oxidationsstabilität aber auch hinsichtlich der Hydrolysestabilität, gerecht werden und trotzdem ausgezeichnete Schmiermitteleigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Lastaufnahme, haben.

Gegenstand der Erfindung sind Ester aromatischer Polycarbonsäuren mit 3 oder 4, Carboxylgruppen. Die erfindungsgemäßen Ester, bzw. deren Gemische lassen sich durch folgende Struktur beschreiben : worin, n eine ganze Zahl von 3 bis 4 ist und R ein C12-bis C40-Kohlenwasserstoff-Rest folgender Struktur ist worin R'ein unverzweigter C6-bis C37-Kohlenwasserstoff-Rest ist und R"ein Cl-bis C20-Kohlenwasserstoff-Rest ist, wobei R, R'und R"für jedes n unterschiedlich sein können.

Vorzugsweise sind dies Ester der Trimellitsäure, Trimesinsäure und/oder Pyromellitsäure. Trimellitsäure wird auch als 1,2,4-Benzoltricarbonsäure bezeichnet und weist folgende Struktur auf : Trimesinsäure ist ebenfalls eine aromatische Tricarbonsäure und wird auch als 1,3,5- Tricarbonsäure bezeichnet : Pyromellitsäure wird auch als 1,2,4,5-Benzoltetracarbonsäure bezeichnet und hat folgende Struktur :

Die oben bezeichneten Säuren können durch Oxidation ggf. in Gegenwart von Katalysatoren wie Vanadiumpentoxid oder Mangan-Katalysatoren aus den entsprechend substituierten Polyalkylbenzolen gewonnen werden. Trimellitsäure-und Pyromellitsäureester sind besonders bevorzugt.

Die Alkoholgruppe weist eine 2-Alkylverzweigung auf. Die entsprechenden 2- Alkylalkan-l-ole sind z. B. durch die Guerbet-Reaktion oder die Oxosynthese zugänglich.

Vorzugsweise ist der Alkylrest (R) der Alkoholgruppe ein C12-bis C36-, besonders bevorzugt ein C12-bis C28-, Kohlenwasserstoff-Rest, wobei R'ein C6-bis C26- Kohlenwasserstoff-Rest, besonders bevorzugt ein C6-bis C22-Kohlenwasserstoff-Rest und R"ein C1-bis C18-Kohlenwasserstoff-Rest, besonders bevorzugt ein C3-bis C16- Kohlenwasserstoff-Rest ist. Beide Kohlenwasserstoff-Reste sind vorzugsweise gesättigte Reste. R"ist vorzugsweise ein unverzweigter (linearer) Kohlenwasserstoff.

Die genannten Ester sollen vorzugsweise unabhängig voneinander einen Flammpunkt (DIN ISO 2592) von über 270°C, einen Erstarrungspunkt von unter-40°C, vorzugsweise unter-45°C, und einen Viskositätsindex (DIN ISO 2909) von über 100 aufweisen.

Die erfindungsgemäßen Ester bzw. Zusammensetzungen enthaltend solche Ester finden Verwendung als Schmiermittel oder Schmiermittelzusatz, als Zusatz in Kosmetika oder als Hydraulikflüssigkeit zur Übertragung von Kräften. Namentlich genannt sei die Verwendung als Schmiermittel für Industriegetriebe, für die Metall- (z. B. als Walzöl), Kunststoff-oder Textilbe-/verarbeitung als Getriebeflüssigkeit und/oder Kühlschmierflüssigkeit (Kältemaschinenöl).

Die erfindungsgemäßen Ester sind besonders einfach aus den Anhydriden der aromatischen Polycarbonsäuren zugänglich, können aber auch direkt aus den Säuren hergestellt werden. Üblicherweise wird unter Zusatz eines Katalysators, wie einem Alkyltitanat, unter Wasserentzug verestert.

Die erfindungsgemäßen Ester können z. B. in Kombination mit anderen Estern, inbesondere Neopentylpolyolen oder Silikonen als Schmiermittel eingesetzt werden.

Ebenso können die erfindungsgemäßen Esteröle selbst als Betriebsmedium oder in Kombination mit anderen Betriebsmedien z. B. im Sinne einer Hydraulikflüssigkeit eingesetzt werden.

Soweit es sich trotz der guten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Esteröle als zweckmäßig erweist, können Additive wie Verschleißverbesserer, VI-Verbesserer, Antioxidationsmittel,"High-Pressure"-Additive und Korrosionsinhibitoren, Dispergiermittel oder Metalldesaktivatoren zugesetzt werden.

Beispiele Für die Synthese wurden folgende 2-Alkylalkan-l-ole als Edukte eingesetzt : Tabelle 1 2-Alkylalkan-1-ole Isofolæ 12 > 95 mol% 2-Butyloctanol Isofols 14T 10-20 mol% 2-Butyloctanol 45-55 mol% 2-Hexyloctanol/2-Butyldecanol 25-35 mol% 2-Hexyldecanol > 95 mol% (Summe) Isofol 16 > 97 mol% 2-Hexyldecanol Isofol 20 > 97 mol% 2-Octyldodecanol Isofol 32 > 90 mol% 2-Tetradecyloctadecanol Isofolc ist eine eingetragene Marke der RWE-DEA Aktiengesellschaft für Mineraloel und Chemie. Die oben bezeichneten Alkohole sind kommerziell erhältlich als Produkte der Condea Chemie GmbH.

2-Alkylalkan-1-ol-Trimellitate Trimellitsäureanhydrid wurde unter Zusatz von 0,15 Gew. % Isopropyltitanat als Katalysator mit den entsprechenden Alkoholen in 10 mol% Überschuß bei einer Temperatur von 170°C mit hohen Ausbeuten verestert. Nach Reindarstellung ergaben sich farblose, geruchlose Flüssigkeiten. Die Produkte lassen sich folgendermaßen charakterisieren : Tabelle 2 Trimellitsäureester T12 T14 T16 T20 T32 Kohlenstoffzahl 45 51 57 69 105 Molgewicht [g/mol] 714 810 882 1050 1566 Säurezahl [mg KOH/g] 0,02 0,03 0,12 0,06 0,78 Verseifungszahl [mg KOH/g] 236 209 193 150 107 Dichte bei 20°C [g/cm3] 0,946 0,934 0,927 0,91 0,865 dynam. Viskosität bei 20°C [mPas] 443 429 426 453 191 + kinemat. Viskosität * bei20°C [mm2/s] 395 403 403 437 kinemat. Viskosität * bei 40°C [mm2/s] 122,6 129,6 133,3 148,3 226 kinemat. Viskosität * bei 13,5 14,9 16 18,4 26,1 100°C [mm2/s] Viskositätsindex 106 117 127 139 148 Schmelzbereich [°C]-46-45-48-48 +19 Erstarrungsbereich [°C]-47-46-48-48 +16 Flammpunkt [°C] 270 280 275 280 317 Smokepoint [°C] 205 205 200 200 235 Hydrolysestabilität [%] hydrolysiert 21,7 20 22,7 23,8 19,6 Säurezahl n. 7d 150°C [mg KOH/g] 51,2 41,5 33,1 29 16,2 Die nachgestellle Zahl bezieht sich auf die Nummer des eingesetzten Isofols und bezeichnet die C-Zahl der Alkoholgruppe. T steht für Trimellitat. * nach Ubbelohde, + bei 40°C

2-Alkylalkan-1-ol-Pyromellitate Pyromellitsäureanhydrid wurde unter Zusatz von 0,15 Gew. % Isopropyltitanat als Katalysator mit den entsprechenden Alkoholen in 10 mol% Überschuß bei einer Temperatur von 170°C-180°C mit hohen Ausbeuten verestert. Die Produkte lassen sich folgendermaßen charakterisieren.

Tabelle 3 Pyromellitsäureester P12 P14 P16 P20 P32 Kohlenstoffzahl 58 66 74 90 138 Molgewicht [g/mol] 926 1054 1150 1374 2036 Säurezahl [mg KOH/g] 0,04 0,04 0,01 0,03 0,04 Verseifungszahl [mg KOH/g] 243 221 197 165 103 Dichte bei 20°C [g/cm3] 0.947 0, 933 0,926 0,906 0,872 dynam. Viskosität bei 20°C [mPas] 771 700 657 654 250 + kinemat. Viskosität * bei 20'C [mm 2/s] 709 658 625 650 kinemat. Viskosität * bei 40°C [mm2/s] 210 204 201 211 253 kinemat. Viskosität * bei 20,3 21,4 22,4 23,4 29,1 100 C [mm/s] Viskositätsindex 112 125 135 136 153 Schmelzbereich [°C]-43-43-47-44 37 Erstarrungsbereich [°C]-43-44-47-44 23 Flammpunkt [°C] 265 275 273 292 315 Smokepoint [°C] 195 235 235 157 170 Hydrolysestabilität [%] hydrolysiert 24,1 23,8 22,7 23,8 19,6 Säurezahl n. 7d 150°C [mg KOH/g] 43,8 38,1 33,1 29,0 16,2 Dienachgestellte Zahl bezieht sich auf die Nummer des eingesetzten Isofols@2 und bezeichnet die C-Zahl der Alkoholgruppe. P steht für Pyromellitat. * nach Ubbelohde, + bei 40°C