Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
USE OF ESTERS COMPRISING BRANCHED ALKYL GROUPS AS LUBRICANTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/082639
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is the use of esters which comprise branched alkyl groups and represent reaction products of alcohols of general formula (I) R1OH, wherein R1 represents a branched alkyl radical containing 10 to 40 C atoms, with a) aliphatic dicarboxylic acids of general formula (II) HOOC-R2-COOH, wherein R2 represents a branched or linear, saturated alkyl radical containing 0 to 34 C atoms, or b) saturated monocarboxylic acids of general formula (III) R3-COOH, wherein R3 represents a branched alkyl radical composed of 3 to 39 C atoms, or c) saturated monocarboxylic acids of general formula (III), wherein R3 represents a linear alkyl radical composed of 3 to 29 C atoms, or d) a mixture of at least two of said acid groups a) to c), as lubricants, provided that the esters comprising branched alkyl groups have an oxidation resistance of at least 1000 hours in an oxidation resistance test (e.g. according to DIN EN ISO 4263-3) and are compatible with sealing materials (e.g. according to ASTM D 471). Also disclosed are lubricants containing the inventive esters that comprise branched alkyl groups at amounts of 0.1 to 99.5 percent by weight relative to the total amount of lubricant.

Inventors:
SCHERER MARKUS (DE)
RETTEMEYER DIRK (DE)
Application Number:
PCT/EP2007/000034
Publication Date:
July 26, 2007
Filing Date:
January 04, 2007
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
COGNIS IP MAN GMBH (DE)
SCHERER MARKUS (DE)
RETTEMEYER DIRK (DE)
International Classes:
C10M105/34; C07C63/34; C07C69/003; C07C69/24; C07C69/36; C07C69/38; C07C69/40; C07C69/42; C07C69/44; C07C69/46; C07C69/48; C07C69/50; C10M105/36; C10M129/70; C10M129/72
Domestic Patent References:
WO2003095407A22003-11-20
WO1993022407A11993-11-11
WO1991003531A11991-03-21
Foreign References:
DE102004034202A12005-11-10
DE1269118B1968-05-30
DE1594634A11970-10-29
US5488121A1996-01-30
DE4202034A11993-07-29
DE1594388A11970-04-09
Other References:
RANDLES S J ET AL: "ENVIRONMENTALLY CONSIDERATE ESTER LUBRICANTS FOR THE AUTOMOTIVE ANDENGINEERING INDUSTRIES", JOURNAL OF SYNTHETIC LUBRICATION, LEAF COPPIN PUBLISHING LTD., DEAL, KENT, GB, vol. 9, no. 1, 1 April 1992 (1992-04-01), pages 145 - 161, XP000563950, ISSN: 0265-6582
WAAL VAN DER G: "The relationship between the chemical structure of ester base fluids and their influence on elastomer seals, and wear characteristics", JOURNAL OF SYNTHETIC LUBRICATION, LEAF COPPIN PUBLISHING LTD., DEAL, KENT, GB, vol. 1, no. 4, 1 January 1985 (1985-01-01), pages 280 - 301, XP002432827
TORBACKE AND A JOHANSSON M: "SEAL MATERIAL AND BASE FLUID COMPATIBILITY: AN OVERVIEW", JOURNAL OF SYNTHETIC LUBRICATION, LEAF COPPIN PUBLISHING LTD., DEAL, KENT, GB, vol. 22, no. 2, July 2005 (2005-07-01), pages 123 - 142, XP009083217, ISSN: 0265-6582
PROF. DR. M. SCHNEIDER: "Case Study: Plant Oil Based Lubricants in Total Loss & Potential Loss Applications", 16 May 2002 (2002-05-16), The National Non-Food Crops Centre, Biocentre, York Science Park, Heslington, York, YO10 5DG, XP002432828, Retrieved from the Internet [retrieved on 20070504]
Download PDF:
Claims:

Patentansprüche

1. Verwendung von Estern mit verzweigten Alkylgruppen, welche Reaktionsprodukte darstellen von Alkoholen der allgemeinen Formel (I)

R 1 OH (I) in der R 1 für einen verzweigten Alkylrest mit 10 bis 40 C- Atomen steht mit: a) aliphatischen Dicarbonsäuren der allgemeinen Formel (II)

HOOC-R 2 -COOH (II) in der R 2 für einen verzweigten oder unverzweigten, gesättigten Alkylrest mit 0 bis

34 C- Atomen steht, oder b) gesättigten Monocarbonsäuren der allgemeinen Formel (III)

R 3 -COOH (III) in der R 3 für einen verzweigten Alkylrest aus 3 bis 39 C-Atomen steht, oder c) gesättigte Monocarbonsäuren der allgemeinen Formel (III) in der R 3 für einen linearen Alkylrest aus 3 bis 29 C-Atomen steht, oder d) einer Mischung aus mindestens zwei der genannten Säuregruppe a)-c) als Schmiermittel mit der Maßgabe, dass die Ester mit verzweigten Alkylgruppen eine Oxidationsstabilität von größer oder gleich 1000 Stunden in einem Test auf O- xidationsstabilität (beispielsweise nach DIN EN ISO 4263-1) aufweisen und eine

Verträglichkeit gegenüber Dichtungsmaterialien (beispielsweise nach ASTM D 471), zeigen.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Maßgabe eine biologische Abbaubarkeit der Ester mit verzweigten Alkylgruppen von größer oder gleich 60 % vorliegt und/oder im Schmiermittel der Anteil an nachwachsenden

Rohstoffen bei größer oder gleich 50 Gew.-% liegt.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die verzweigten Alkohole mit einem Alkylrest aus 10 bis 40 C-Atomen ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von 2-Propylheptanol, 2-Butyloctanol, 2-Pentylnonanol, 2-Hexyldecanol, 2-Heptylundecanol, 2-Octyldodecanol, 2-Nonyltridecanol, 2-Decyl- tetradecanol, 2-Undecylpentadecanol, 2-Dodecylhexadecanol, 2-Tridecylheptadecanol,

2-Tetradecyloctadecanol, 2-Pentadecylnonadecanol, 2-Hexadecyleicosanol und 2-Hepta- decy lheneicosanol .

4. Verwendung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verzweigten Alkohole Guerbetalkohole oder Guerbetalkoholgemische darstellen. 5. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ester mit verzweigten Alkylgruppen bei 40° C eine kinematische Viskosität (DIN 51562) im Bereich von 3 bis 500 mm /s, vorzugsweise von 10 bis 120 mm /s aufweisen.

6. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Dicarbon- säuren ausgewählt sind aus der Gruppe die gebildet wird von Oxal-, Malon-, Bera- stein-, Glutar-, Adipin-, Pimelin-, Kork-, Azealin-, Sebacin-, Brassyl-, Thapsis-, und

Phellogensäure...

7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gesättigten verzweigten Monocarbonsäuren ausgewählt sind aus der Gruppe die gebildet wird von 2,2-Dimethylpropansäure, Neoheptansäure, Neooktansäure, Neono- nansäure, Isohexansäure, Neodecansäure, 2- Ethylhexansäure, 3,5,5- Trimethylhe- xansäure, Isoheptansäure, Isooktansäure, Isononansäure, Isostearinsäure, Isopalmitin- säure, Guerbetsäure C32, Guerbetsäure C34 oder Guerbetsäure C36 und Isodekansäure.

8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gesättigten linearen Monocarbonsäuren ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von Buttersäure, Valeriansäure, Capronsäure, Heptansäure, Caprylsäure, Pelar- gonsäure, Caprinsäure, Undecansäure, Laurinsäure, Tridecansäure, Tetradecansäure, Pentadecansäure, Palmitinsäure, Margarinsäure, Stearinsäure, Nonadecansäure, Ara- chinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, Myristinsäure, Cerotinsäure, Melissinsäure, Tricosansäure, und Pentacosansäure.

9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxidationsstabilität der Ester mit verzweigten Alkylgruppen bei größer 2000 Stunden liegt, ermittelt nach dem TOST Test (Turbine-oil-stability-test) nach DIN EN ISO 4263-3 . 10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verträglichkeit der Ester mit verzweigten Alkylgruppen gegenüber Dichtungsmaterialien besteht, άi& ausgewählt sind aus der Gruppe die gebildet wird aus NR (Naturkautschuk), NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk), HNBR (Hydrogenated-Nitril-Butyl-

Rubber), FPM (Fluorkautschuk), ACM (Acrylat Kautschuk), PTFE (Teflon), PU (Polyurethan), Silikon, Polyacrylat und Neopren.

11. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verträglichkeit der Ester mit verzweigten Alkylgruppen gegenüber Dichtungsmateri- alien bestimmt wird nach ASTM D 471 und dass die Dichtungsmaterialien dort eine

Volumenzunahme von maximal 20 % zeigen, einen Härteverlust von kleiner 15 % und eine Abnahme der Reißdehnung von kleiner 50%.

12. Verwendung von Estern mit verzweigten Alkylgruppen gemäß Ansprüche 1 bis 11 als Basis für Schmieröle, als Trägermedium für Hydraulikflüssigkeit, als Trägerme- dium für Kühlschmierflüssigkeit, als Trägermedium für Industriegetriebeöl, als Trägermedium für Kompressorenöl, als Trägermedium für Turbinenöl, als Trägermedium für Motorenöl, als Trägermedium für Achsenöl, als Trägermedium für Stoßdämpferflüssigkeit oder als Trägermedium für Fahrzeuggetriebeöl.

13. Verwendung von Estern mit verzweigten Alkylgruppen gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ester mit verzweigten Alkylgruppen in Mengen von 0,1 bis

100 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Schmiermittel enthalten sind.

14. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Schmierflüssigkeiten enthalten sein können, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von Mineralölen, hoch raffinierten Mineralölen, alkylierten Mine- ralölen, Poly-α-olefinen, Polyalkylenglykolen, Phosphatestern, Silikonölen, Diestern und Estern mehrwertiger Alkohole, Mineralöle der Klassen Solvent Neutral, Mineralöle der Klassen XHVI, VHVI, Gruppe II und Gruppe III.

15. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Additive enthalten sein können die ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von Verdicker, Viskositätsindexverbesserer, Antioxidanzien, Korrosionsinhibitoren, Demulgatoren, Entschäumer, Farbstoffe, Verschleißschutzadditive, EP (Extrem Pressure)- und AW (Antiwear)-Additive und Reibwertverbesserer (Friction Modifier).

16. Schmiermittel, enthaltend Reaktionsprodukte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 in Mengen von 0,1 bis 99,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Schmiermittel.

Description:

Verwendung von Estern mit verzweigten Alkylgruppen als Schmiermittel

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung befindet sich auf dem Gebiet der Oleochemie. Sie betrifft die Verwendung von Estern mit verzweigten Alkylgruppen als Schmiermittel und insbesondere die Verwendung der verzweigten Ester als Trägermedium für Hydraulikflüssigkeit sowie Schmiermittel enthaltend diese Ester mit verzweigten Alkylgruppen.

Stand der Technik

Es besteht eine uneingeschränkte Notwendigkeit biologisch abbaubare Schmiermittel zu entwickeln, welche zur Anwendung kommen in Geräten, die bei Leckage durch Schäden der Geräte eine Belastung für die Umwelt verursachen würden. Diese Problematik wurde in vielen Kommissionen und Initiativen diskutiert und es wurden Standards definiert wie beispielsweise VDMA 24 568 oder der schwedische Standard SS 15 54 34. Es wurden weiterhin Produkt-label wie „ Blauer Engel" oder „weißer Schwan" erfunden, die eine beson- dere Auszeichnung für umweltverträgliche Produkte darstellen.

Die unterschiedlichen Schmiermittel wie Motoröl, Turbinenöl; Hydraulikflüssigkeit, Getriebeöl, Kompressorenöl und ähnliche müssen neben hoher biologischer Abbaubarkeit extrem hohe Kriterien erfüllen wie, hoher Viskositätsindex, gute Schmierleistung, hohe Oxidationsempfindlichkeit, gute thermische Stabilität oder vergleichbares. Derzeitig wer- den Entwicklungen am europaweiten EU-Ecolabel Standard durchgeführt. Kriterien sind u.a. geringe Toxizität, biologische Abbaubarkeit, und wenigstens 50% nachwachsende Rohstoffe.

Esterbasierte Schmieröle sind an sich bekannt und werden bereits seit längerem eingesetzt (siehe Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, 3. Auflage, 15. Band, 1964, S. 285 - 294). Gängige Ester sind Reaktionsprodukte von Dicarbonsäuren mit mittelwertigen Alkoholen, wie z.B. 2-Ethylhexanol, oder Reaktionsprodukte von Polyolen, wie z.B. Tri- methylolpropan, und Fettsäuren, wie z.B. ölsäure oder einer Mischung aus n-Octan und n- Decansäure. Niedrigere Tieftemperaturviskositäten und damit eine verbesserte Handhabbarkeit bei tieferen Temperaturen wurden insbesondere für Ester mit verzweigten Alkylket- ten beschrieben.

Solche Ester sind beispielsweise Reaktionsprodukte von Guerbetalkoholen mit Dicarbonsä- ren, welche als Komponente in Schmiermitteln in der EP 489809 beschrieben sind.

Aus der DE 2302918 sind weiterhin Esteröle aus Polyolen mit verzweigten Säuren bekannt, die ein verbessertes Viskositätstemperaturverhalten gegenüber Schmiermitteln auf Mineralölbasis aufweisen. Des Weiteren ist aus der US 5,488,121 beispielsweise bekannt, dass Ester aus Guerbetalkoholen und Guerbetsäuren, sogenannte Di-Guerbet-Ester zu Schmiermitteln führen, die eine gute Oxidationsstabilität und gute Viskositätstemperatureigenschaften aufweisen.

Weiterhin ist bekannt, dass Ester mit vollständig gesättigten Seitenketten eine erhöhte Oxidationsstabilität aufweisen. Ein besonderes Problem liegt vor, wenn die Schmiermittel neben erhöhter Oxidationsstabilität und niedriger Tieftemperaturviskosität eine verbesserte Verträglichkeit gegenüber Dichtungsmaterialien aufweisen müssen. Diese Problematik tritt vor allem bei biologisch gut abbaubaren Hydraulikflüssigkeiten auf. Die bekannten Schmiermittel basierend auf linearen Estern mit guter Oxidationsstabilität sind gesättigter Natur, fuhren jedoch zum Erweichen der üblichen Dichtungsmaterialien. Umgekehrt verhalten sich ungesättigte Estertypen, welche beispielsweise von der ölsäure abstammen, zwar besser gegenüber Dichtungsmaterialien, weisen allerdings stark verminderte Oxidati - onsstabilitäten auf. Besondere Problematik tritt gegenüber Dichtungsmaterialien wie NBR (Nitril-Butyl-Kautschuk) und deren hydrierten Varianten (HNBR) auf. hl einer Veröffentlichung von Torbacke et al. („Synthetic Lubrication" (2005), 22(2), 123- 142) wird die Verträglichkeit von Schmiermitteln basierend auf Estern wie Monoester, Polyolester, Diester und Komplexester im Vergleich zu Mineralölen gegenüber Dichtungsmaterialien untersucht.

Es besteht weiterhin Bedarf an verbesserten Schmiermitteln mit hoher biologischer Abbau- barkeit. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung hat darin bestanden, Schmiermittel zur Verfügung zu stellen, die neben einer guten biologischen Abbaubarkeit eine hohen Oxidationsstabilität und gleichzeitig eine gute Verträglichkeit gegenüber Dichtungsmaterialen aufweisen. Außerdem sind generell solche Schmiermittel gewünscht, die auf Basis nachwachsender Rohstoffe erhalten werden können. Dabei dürfen die sonstigen Eigenschaften insbesondere die Schmierfähigkeit und rheologi- sehen Eigenschaften des Schmiermittels nicht nachteilig beeinflusst werden.

Es wurde gefunden, dass bestimmte Ester die oben geschilderte Aufgabe erfüllen.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Estern mit verzweigten Alkylgruppen, welche Reaktionsprodukte darstellen von Alkoholen der allgemeinen Formel (I) R 1 OH (I) in der R 1 für einen verzweigten Alkylrest mit 10 bis 40 C- Atomen steht mit: a) aliphatischen Dicarbonsäuren der allgemeinen Formel (II)

HOOC-R 2 -COOH (II) in der R 2 für einen verzweigten oder unverzweigten, gesättigten Alkylrest mit 0 bis 34 C- Atomen steht, oder b) gesättigten Monocarbonsäuren der allgemeinen Formel (III)

R 3 -COOH (III) in der R 3 für einen verzweigten Alkylrest aus 3 bis 39 C- Atomen steht, oder c) gesättigte Monocarbonsäuren der allgemeinen Formel (III) in der R 3 für einen linearen Alkylrest aus 3 bis 29 C- Atomen steht, oder d) einer Mischung aus mindestens zwei der genannten Säuregruppe a) bis c) als Schmiermittel mit der Maßgabe, dass die Ester mit verzweigten Alkylgruppen eine Oxidationsstabilität von größer oder gleich 1000 Stunden in einem Test auf Oxidationssta- bilität beispielsweise nach Turbine-oil-stability-test (TOST -Test) nach DIN EN ISO 4263- 3 aufweisen und eine Verträglichkeit gegenüber Dichtungsmaterialien (beispielsweise nach ASTM D 471) zeigen.

Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Estern mit verzweigten Alkylgruppen, welche Reaktionsprodukte darstellen von Alkoholen der allgemeinen Formel (I) R 1 OH (I) in der R 1 für einen verzweigten Alkylrest mit 10 bis 40 C- Atomen steht mit: aliphatischen Dicarbonsäuren der allgemeinen Formel (II)

HOOC-R 2 -COOH (II) in der R 2 für einen verzweigten oder unverzweigten, gesättigten Alkylrest mit 0 bis 34 C- Atomen steht.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfüllen die zu verwendenden Ester mit verzweigten Alkylgruppen weiterhin die Maßgabe, dass eine biologische Abbaubarkeit der Ester mit verzweigten Alkylgruppen von größer oder gleich 60 % vorliegt und/oder die Maßgabe, dass im Schmiermittel der Anteil an nachwachsenden Rohstoffen bei größer oder gleich 50 Gew.-% liegt.

Diese Umsetzungsprodukte, sowie die Rohstoffe aus denen sie hergestellt werden, sind an sich bekannte Verbindungen.

Die verzweigten Alkohole können an jeder Position der Alkylkette mit Ausnahme von Cl ihre Verzweigung tragen, wobei eine Verzweigung an Position C2 bevorzugt ist. Bevorzugt handelt es sich bei den verzweigten Alkoholen um Guerbetalkohole oder Guerbetalkohol- gemische. Die bevorzugten Guerbetalkohole sind jene, die durch Guerbetisierung von Fettalkoholen mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen erhältlich sind. Unter dem Trivialnamen Guer- betalkohole versteht man 2-alkylsubstituierte 1-Alkanole, deren technische Synthese in der Literatur hinlänglich beschrieben ist. Sie verläuft über die Kondensation von primären linearen Alkoholen in Gegenwart basischer Katalysatoren über die Zwischenstufen der Aldehyde und Aldole. Die Verzweigung der Alkohole mit einer Alkylgruppe aus 10 bis 40 C- Atomen besteht aus einem Alkylrest aus 3 bis 20 C- Atomen. Die Summe der C- Atome der gesamten verzweigten Alkylgruppe besteht aus Alkylkette und Alkylrest der Verzweigung mit 3 bis 20 C- Atomen und beträgt 10 bis 40 C- Atome.

Bevorzugt sind Alkohole mit verzweigtem Alkylrest mit 6 bis 38 C- Atomen, besonders bevorzugt mit 8 bis 32 C- Atomen und insbesondere bevorzugt mit 16 bis 24 C- Atomen.

Es handelt sich erfindungsgemäß bevorzugt um die verzweigten Alkohole aus 10 bis 40 C- Atomen die ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von 2-Propylheptanol, 2-Butyloctanol, 2-Pentylnonanol, 2-Hexyldecanol, 2-Heptylundecanol, 2-Octyldodecanol, 2-Nonyltridecanol, 2-Decyltetradecanol, 2-Undecylpentadecanol, 2-Dodecylhexadecanol, 2-Tridecylheptadecanol, 2-Tetradecyloctadecanol, 2-Pentadecylnonadecanol, 2-Hexa- decyleicosanol und 2-Heptadecylheneicosanol.

Unter den bevorzugten Alkoholen sind besonders bevorzugt 2-Hexyldecanol (C 16), 2-Heptylundecanol (C 18), 2-Octyldodecanol (C 20), 2-Nonyltridecanol (C 22), sowie 2-Decyltetradecanol (C 24) und insbesondere bevorzugt sind 2-Hexyldecanol (C 16), 2-Heptylundecanol (C 18) und 2-Octyldodecanol (C 20).

Als mögliche Hersteller, bei denen Produkte zu beziehen sind, die erfindungsgemäß einsetzbar sind, seien genannt BASF, Sasol oder Cognis GmbH & Co KG. Bei der Cognis

seien speziell Produkte mit der Bezeichnung Eutanol Gl 6, Eutanol G oder Guerbitol 16/20 beispielhaft gelistet.

Die Dicarbonsäuren nach Formel (II) sind an sich bekannt und kommerziell erhältlich. Geeignet sind gesättigte Dicarbonsäuren wie Oxal, Malon-, Bernstein-, Glutar-, Adipin-, Pimelin-, Kork-, Azealin-, Sebacin-, Brassyl-, Thapsis-, und Phellogensäure verwendet werden. Auch die Anhydride der Dicarbonsäuren sind zur Umsetzung erfindungsgemäß geeignet. Insbesondere bevorzugt sind Azelainsäure und Sebacinsäure sowie ihre Anhydride.

Auch die gesättigten Monocarbonsäuren der Formel (III) sind an sich bekannt und kommerziell erhältlich. Geeignet sind sowohl verzweigte gesättigte mit 4 bis 40 als auch lineare gesättigte Monocarbonsäuren mit 4 bis 30 C- Atomen. Typische Beispiele sind ausgewählt aus der Gruppe die gebildet wird von 2,2-Dimethylpropansäure, Neoheptansäure, Neook- tansäure, Neononansäure, Isohexansäure, Neodecansäure, 2- Ethylhexansäure, 3,5,5- Tri- methylhexansäure, Isoheptansäure, Isooktansäure, Isononansäure, Isostearinsäure, Isopal- mitinsäure und Isodekansäure sowie von Buttersäure, Valeriansäure, Capronsäure, Heptan- säure, Caprylsäure, Pelargonsäure, Caprinsäure, Undecansäure, Laurinsäure, Tridecansäure, Tetradecansäure, Pentadecansäure, Palmitinsäure, Margarinsäure, Stearinsäure, Nonade- cansäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignocerinsäure, Myristinsäure, Cerotinsäure, Melis- sinsäure, Tricosansäure, Guerbetsäure C32 (Reaktionsprodukt der Guerbetisierung von Palmitinsäure), Guerbetsäure C34 (Reaktionsprodukt der Guerbetisierung von Palmitinsäure mit Stearinsäure) oder Guerbetsäure C36 (Reaktionsprodukt der Guerbetisierung von Stearinsäure) und Pentacosansäure. Besonders bevorzugt sind Isostearinsäure und Isopal- mitinsäure.

Die Umsetzung zu den Reaktionsprodukten verläuft in an sich bekannten Synthesen zur Herstellung von Estern.

hi einer besonderen Ausfuhrungsform werden Ester mit verzweigten Alkylgruppen verwendet, die bei 40° C eine kinematische Viskosität (DIN 51562) im Bereich von 3 bis 500 mm /s, vorzugsweise von 10 bis 120 mm /s aufweisen.

Im Sinne der Erfindung wird die Oxidationsstabilität der Ester ermittelt nach einem Stan- dardtest, DIN EN ISO 4263-1 der auch als Turbine-oil-stability-test (TOST Test) bezeichnet wird oder dessen aktualisierten Versionen, speziell DIN EN ISO 4263-3. Zum Zeitpunkt der Testdurchführung befand sich speziell der DIN EN ISO 4263-3 Test noch im Entwurfsstatus. Die Einspruchsfrist war jedoch am 31. 10 2004 abgelaufen. Dabei wurde

die Oxidationsstabilität zwischen gesättigten linearen, gesättigten verzweigten und ungesättigten linearen Estern bestimmt.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden verzweigten Ester zeigen eine Oxidationsstabilität von größer 1000 Stunden. Bevorzugt haben die erfindungsgemäßen Ester eine Oxidations- Stabilität bestimmt nach dem Test, die größer 2000 Stunden liegt und insbesondere von größer 4000 Stunden.

Es konnte gezeigt werden, dass eine Oxidationsstabilität von größer 4000 Stunden nur von sehr wenigen gesättigten Estern erzielt werden kann. Ungesättigte Ester zeigen eine Oxidationsstabilität von kleiner 1000 Stunden. Die erhöhte Oxidationsstabilität resultiert in einer verlängerten Lebensdauer und Einsatzfähigkeit des verzweigten Esters als Schmiermittel.

Eine weitere Eigenschaft der erfindungsgemäß zu verwendenden Ester ist die gute Hydrolysestabilität. Diese wurde bestimmt durch die Säurezahlmessung bei 12-tägiger Reaktion mit Wasser bei 100°C. Die Säurezahl (gemessen nach DIN ISO 660) der erfindungsgemäß zu verwendenden verzweigten Ester nach 12-tägigem Test ist bevorzugt kleiner oder gleich 1, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0,5.

Neben guter Hydrolysestabilität und Oxidationsstabilität zeigen die erfindungsgemäß zu verwendenden verzweigten Ester eine hohe Verträglichkeit gegenüber Dichtungsmate- rialien, die üblicherweise Verwendung finden. Der Test auf Verträglichkeit gegenüber Dichtungsmaterialen kann beispielsweise gemäß dem Standardtest ASTM D 471 durchgeführt werden, beispielsweise über 168 h bei 100°C. Nach diesem Test zeigen die erfindungsgemäß zu verwendenden verzweigten Ester bei den Dichtungsmaterialien eine Volumenzunahme von maximal 20 %, bevorzugt maximal 10 %, einen Härteverlust von klei- ner 15 %, bevorzugt kleiner 10 % und eine Abnahme der Reißdehnung von kleiner 50 %, bevorzugt kleiner 30 %.

Stabilitätsprobleme von Dichtungsmaterialen gegenüber Schmiermitteln auf Esterbasis treten besonders auf bei der Verwendung von Nitril- oder Acrylnitril-Butadien Kautschuk oder ihren hydrierten Varianten. Typischerweise werden diese Dichtungsmaterialien durch Ester als Schmiermittel aufgeweicht, was durch eine Volumenzunahme in Erscheinung tritt. Diese Erweichung führt zu einer verminderten Härte und verminderten Reißfestigkeit oder Reißdehnung.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Verträglichkeit der zu verwendenden Ester mit verzweigten Alkylgruppen gegenüber Dichtungsmaterialien, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von NR (Naturkautschuk), NBR (Nitril- Butadien -Kautschuk), HNBR (Hydrogenated-Nitril-Butyl-Rubber), FPM (Fluorkautschuk), ACM (Acrylat-Kautschuk), PTFE (Teflon), PU (Polyurethan), Silikon, Polyacrylat und Neopren, besonders bevorzugt gegenüber NBR, HNBR und ACM.

In einer bevorzugten Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Verwendung wird die Stabilität der Dichtungsmaterialen gegenüber Ester mit verzweigten Alkylgruppen nach dem genannten Test ASTM D 471 bestimmt und es werden die genannten Kriterien erfüllt.

Eine weitere besonders bevorzugte Eigenschaft der erfindungsgemäß zu verwendenden Ester oder der Schmiermittel enthaltend die Ester mit verzweigten Alkylgruppen, ist die gute biologische Abbaubarkeit. Diese wird beispielsweise bestimmt nach den Standardtestverfahren gemäß OECD 301 oder nach dem Test EPA 560/6-82-003. Bevorzugt ist die Bestimmung nach dem Test OECD 301 B. In diesen Tests müssen die zu verwendenden Ester mit verzweigten Alkylgruppen eine biologische Abbaubarkeit von wenigstens 60 % zeigen. Bevorzugt ist eine biologische Abbaubarkeit von wenigstens 70 % und insbesondere von wenigstens 75 %.

Weiterhin sollten die Ester mit verzweigten Alkylgruppen, die erfindungsgemäß eingesetzt werden oder die Schmiermittel enthaltend die Ester mit verzweigten Alkylgruppen zu min- destens 50 Gew.-% aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen. Besonders bevorzugt ist der Anteil an nachwachsenden Rohstoffen von größer oder gleich 70 Gew.-% und insbesondere ein Anteil von größer oder gleich 90 Gew.-%.

Im Sinne der Erfindung handelt es sich bei nachwachsenden Rohstoffen um Verbindungen, die entweder durch direkte Isolierung oder durch Veredelung wie beispielsweise Vereste- rung aus Rohmaterialien gewonnen werden, die der lebenden Natur entnommen sind. Diese Rohmaterialien sind beispielsweise Pflanzen oder tierische Fette.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zeigen die zu verwendenden Ester mit verzweigten Alkylgruppen einen Flammpunkt, der größer 200 °C liegt. Bevorzugt liegt der Flammpunkt bei größer 250 °C. Daraus ergibt sich eine weitere Anwendungsmöglichkeit der erfϊndungsgemäßen Ester mit verzweigten Alkylgruppen als Basisflüssigkeit für feuerresistente Schmiermittel und besonders als Trägermedium für feuerresistente Hydraulikflüssigkeit und insbesondere zur Herstellung feuerresistenter Hydraulikflüssigkeiten der Klasse HFDU.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Ester mit verzweigten Alkylgruppen gemäß oben genannter Reaktionsprodukte und den Maßgaben, dass sie eine Oxidationsstabilität von größer 1000 Stunden und eine Verträglichkeit gegenüber Dichtungsmaterialien zeigen, verwendet als Basis für Schmieröle, als Trägermedium für Hyd- raulikflüssigkeit, als Trägermedium für Kühlschmierflüssigkeit, als Trägermedium für Industriegetriebeöl, als Trägermedium für Kompressorenöl, als Trägermedium für Turbinen- öl, als Trägermedium für Motorenöl, als Trägermedium für Achsenöl, als Trägermedium für Stoßdämpferflüssigkeit oder als Trägermedium für Fahrzeuggetriebeöl. Bevorzugt ist

die Verwendung als Trägermedium für Hydraulikflüssigkeit, insbesondere die Verwendung zur Herstellung von Hydraulikflüssigkeiten der ISO-Klassen ISO VG 10, VG 22, VG 32, VG, 46, VG, 68 und VG 100.

Im Sinne der Erfindung werden unter der Bezeichnung Schmiermittel speziell die genann- ten Schmieröle, Flüssigkeiten, Schmierflüssigkeiten und öle verstanden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung dieser speziellen Schmiermittel beschränkt.

In einer besonderen Ausführungsform der Verwendung sind die Ester mit verzweigten Al- kylgruppen in Mengen von 0,1 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Schmiermittel im Schmiermittel enthalten. Bevorzugt ist ein Anteil an Estern mit verzweigten Alkylgruppen zwischen 5 und 99 Gew.-%. Im Falle der Hydraulikflüssigkeit ist ein Anteil von 95 bis 99,5 Gew.-% bevorzugt.

Daraus ergibt sich als weitere Ausführungsform der Verwendung, dass weitere Schmier- flüssigkeiten im Schmiermittel enthalten sein können, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von Mineralölen, hoch raffinierten Mineralölen, alkylierten Mineralölen, Poly-α-olefinen, Polyalkylenglykolen, Phosphatestern, Silikonölen, Diestern und Estern mehrwertiger Alkohole sowie Mineralöle der Klassen Solvent Neutral und Mineralöle der Klassen XHVI, VHVI, Gruppe II und Gruppe III.

Neben den genannten weiteren Schmierflüssigkeiten können im Schmiermittel bei der erfindungsgemäßen Verwendung noch weitere Additive enthalten sein, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von Verdicker, Viskositätsindexverbesserer, Antioxidan- zien, Korrosionsinhibitoren, Demulgatoren, Entschäumer, Farbstoffe, Verschleißschutzad- ditive, EP (Extrem Pressure)- und AW (Antiwear)-Additive und Reibwertverbesserer (Fric- tion Modifier).

Wesentlich für die Erfindung sind also auch als weiterer Gegenstand der Erfindung Schmiermittel, die Ester mit verzweigten Alkylgruppen enthalten, welche die Kriterien der Oxidationsstabilität und der Verträglichkeit gegenüber Dichtungsmaterialien erfüllen, in Mengen von 0,1 bis 99,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Schmiermittel. Auch hier ist es bevorzugt, dass eine Menge von 5 bis 99 Gew.-% und im Falle von Hydraulikflüssigkeiten eine Menge von 95 bis 99,5 Gew.-% von den Estern mit verzweigten Alkylgruppen im Schmiermittel enthalten ist. Diese Schmiermittel können ebenfalls die genannten weiteren Schmierflüssigkeiten und/oder Additive enthalten, wobei sich die Summe der Mengen zu 100 Gew.-% addieren.

Beispiele

Beispiel 1: Oxidationsstabilitätstest

Oxidationsstabilitätstest nach dem TOST Test, DIN EN ISO 4263-3.

Zum Nachweis der Oxidationsstabilität wurden verschiedene Ester im TOST Test, DIN EN

ISO 4263-3 getestet.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben: „h" steht für Stunden

Die verwendeten Ester sind wie folgt charakterisiert:

Bl: Beispiel 1 , gesättigter verzweigter Ester aus 2-Octyldodecanol mit Azelainsäure VBl: Vergleichsbeispiel 1, gesättigter linearer Ester aus Trimethylolpropan (TMP) und linearer C8/C10-Säure (erhältlich beispielsweise unter der Produktbezeichnung Synative ES 3157).

VB2: Vergleichsbeispiel 2, ungesättigter lineare Ester aus Trimethylolpropan (TMP) und ölsäure (erhältlich beispielsweise unter der Produktbezeichnung Synative ES TMP 05) Die untersuchten Hydraulikflüssigkeiten bestehen zu 96,8 % aus den genannten Estern. Die verwendete Additivmischung ist bei jedem Produkt mit 3,2% eingesetzt worden und deckt die üblichen Anforderungen an fertig formulierte Hydrauliköle ab. Enthalten sind Antioxi- dantien, Korrosionsinhibitoren für Buntmetall und Stahl, Additive zum Einstellen des Luftabscheidevermögens, Schaumverhaltens und Demulgiervermögens sowie EP / AW - Additive

Tabelle 1 : Oxidationsstabilität unterschiedlicher Ester

Es lässt sich zeigen, dass die Hydraulikflüssigkeit mit VB2 basierend auf dem ungesättig- ten Ester eine bedeutend geringere Oxidationsstabilität gegenüber gesättigten Estern aufweist und damit erfindungsgemäß nicht zu verwenden wären.

Beispiel 2: Verträglichkeitstest gegenüber Dichtungsmaterialien

Zum Nachweis der Stabilität von Dichtungsmaterialien gegenüber den erfindungsgemäß zu verwendenden Estern wurden Test gemäß Standardmethode ASTM D 471 bei 100 0 C und über 168 Stunden durchgeführt. Veränderungen in dem Volumen des Dichtungsmaterials, der Härte des Materials sowie Verhalten der Reißdehnung wurden untersucht.

Zur Anwendung kam NBR 1 (Nitril-Butadien-Rubber, gemäß DIN ISO 6072:2002 E) als Dichtungsmaterial sowie die im Beispiel 1 genannten Ester.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben.

Tabelle 2: Verträglichkeitstest gegenüber Dichtungsmaterial NBR

Es konnte gezeigt werden, dass die Hydraulikflüssigkeit Bl mit dem gesättigten Ester mit verzweigten Alkylgruppen hervorragende Werte bei der Volumenveränderung erzielt und auch alle anderen Kriterien die erwünschten Werte zeigen. Die Hydraulikflüssigkeit mit VBl, welche sich im Oxidationsverhalten als gut erwiesen hat, zeigt hier allerdings schlechte Werte.

Beispiel 3: Biologische Abbaubarkeit

Folgende Werte wurden bei den Untersuchungen nach Standardmethoden auf Wassergefährdung, Toxizität, biologische Abbaubarkeit und Anteil an nachwachsenden Rohstoffen für den Ester Bl ISO VG 46 erzielt:

Tabelle 3: Toxizität und biologische Abbaubarkeit der Ester mit gesättigten verzweigten Alkylgruppen.

Es lässt sich entnehmen, dass alle vorgeschriebenen Grenzwerte der Standardmethoden eingehalten werden konnten.