PL227583B1 - Zastosowanie pochodnych kwasów poli(oksyalkileno)ditiofosforowych jako wielofunkcyjnych dodatków do środków smarowych o niskiej zawartości fosforu - Google Patents
Zastosowanie pochodnych kwasów poli(oksyalkileno)ditiofosforowych jako wielofunkcyjnych dodatków do środków smarowych o niskiej zawartości fosforu Download PDFInfo
- Publication number
- PL227583B1 PL227583B1 PL401247A PL40124712A PL227583B1 PL 227583 B1 PL227583 B1 PL 227583B1 PL 401247 A PL401247 A PL 401247A PL 40124712 A PL40124712 A PL 40124712A PL 227583 B1 PL227583 B1 PL 227583B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- poly
- oxyalkylene
- oils
- zinc
- dithiophosphates
- Prior art date
Links
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 title claims abstract description 19
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 125000005702 oxyalkylene group Chemical class 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 title claims description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 18
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims abstract description 12
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 7
- 150000002751 molybdenum Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- XYRMLECORMNZEY-UHFFFAOYSA-B [Mo+4].[Mo+4].[Mo+4].[O-]P([O-])([S-])=S.[O-]P([O-])([S-])=S.[O-]P([O-])([S-])=S.[O-]P([O-])([S-])=S Chemical class [Mo+4].[Mo+4].[Mo+4].[O-]P([O-])([S-])=S.[O-]P([O-])([S-])=S.[O-]P([O-])([S-])=S.[O-]P([O-])([S-])=S XYRMLECORMNZEY-UHFFFAOYSA-B 0.000 claims abstract description 5
- 239000012208 gear oil Substances 0.000 claims abstract 3
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 claims description 20
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 claims description 13
- WMYJOZQKDZZHAC-UHFFFAOYSA-H trizinc;dioxido-sulfanylidene-sulfido-$l^{5}-phosphane Chemical class [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([S-])=S.[O-]P([O-])([S-])=S WMYJOZQKDZZHAC-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 10
- 239000002199 base oil Substances 0.000 claims description 9
- NAGJZTKCGNOGPW-UHFFFAOYSA-N dithiophosphoric acid Chemical class OP(O)(S)=S NAGJZTKCGNOGPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- UYLUJGRCKKSWHS-UHFFFAOYSA-N prop-1-en-1-one Chemical group CC=C=O UYLUJGRCKKSWHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 4
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 claims description 3
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000000539 dimer Substances 0.000 claims description 2
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 claims description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 claims 1
- 239000012434 nucleophilic reagent Substances 0.000 claims 1
- CJSZLPWCFGHOPN-UHFFFAOYSA-N triazanium dioxido-sulfanylidene-sulfido-lambda5-phosphane Chemical class P([O-])([O-])(=S)[S-].[NH4+].[NH4+].[NH4+] CJSZLPWCFGHOPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010723 turbine oil Substances 0.000 claims 1
- -1 poly(oxyalkylene) Polymers 0.000 abstract description 26
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 abstract description 5
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 14
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 5
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 5
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 4
- 150000007970 thio esters Chemical class 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 3
- 125000006353 oxyethylene group Chemical group 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- ASSKVPFEZFQQNQ-UHFFFAOYSA-N 2-benzoxazolinone Chemical compound C1=CC=C2OC(O)=NC2=C1 ASSKVPFEZFQQNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SZNYYWIUQFZLLT-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1-(2-methylpropoxy)propane Chemical compound CC(C)COCC(C)C SZNYYWIUQFZLLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000000573 anti-seizure effect Effects 0.000 description 2
- IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N benzothiazole Chemical compound C1=CC=C2SC=NC2=C1 IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 150000002903 organophosphorus compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 2
- HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 1H-benzimidazole Chemical compound C1=CC=C2NC=NC2=C1 HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical group CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-N Thiophosphoric acid Chemical class OP(O)(S)=O RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- KIKHHVOMQBCUSI-UHFFFAOYSA-N dihydroxy-sulfanyl-sulfanylidene-lambda5-phosphane zinc Chemical class [Zn].P(O)(O)(=S)S KIKHHVOMQBCUSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012990 dithiocarbamate Substances 0.000 description 1
- 150000004659 dithiocarbamates Chemical class 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical group FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005360 mashing Methods 0.000 description 1
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006384 oligomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 150000003016 phosphoric acids Chemical class 0.000 description 1
- CYQAYERJWZKYML-UHFFFAOYSA-N phosphorus pentasulfide Chemical compound S1P(S2)(=S)SP3(=S)SP1(=S)SP2(=S)S3 CYQAYERJWZKYML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- CZMAXQOXGAWNDO-UHFFFAOYSA-N propane-1,1,2-triol Chemical compound CC(O)C(O)O CZMAXQOXGAWNDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- JLKIGFTWXXRPMT-UHFFFAOYSA-N sulphamethoxazole Chemical compound O1C(C)=CC(NS(=O)(=O)C=2C=CC(N)=CC=2)=N1 JLKIGFTWXXRPMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010689 synthetic lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 150000003582 thiophosphoric acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003918 triazines Chemical class 0.000 description 1
- 150000005691 triesters Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie dodatków uszlachetniających, poli(oksyalkileno)ditiofosforanów amoniowych, S,O,O-triestrów kwasów Poli(oksyalkileno)ditiofosforowych (PGDP) i soli cynkowej i molibdenu tych kwasów oraz O,O-[alkilo-poli(oksyalkileno)]- i O,O-[alkilofenylo-poli(oksyalkileno)]-ditiofosforanów cynku i molibdenu (ZADP) przez ich rozpuszczenie w odpowiednich bazach olejowych do otrzymywania olejów silnikowych, hydraulicznych, przekładniowych, do przekładni zębatych, skrzyń korbowych, turbinowych i automatycznych cieczy transmisyjnych oraz smarów plastycznych o niskich zawartościach fosforu, siarki, metali i popiołu.
Description
Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie pochodnych kwasów poli(oksyalkileno)ditiofosforowych jako wielofunkcyjnych nisko-fosforowych, - siarkowych i -popiołowych dodatków do środków smarowych przy otrzymywaniu olejów smarowych; silnikowych, hydraulicznych, turbinowych, do przekładni zębatych, skrzyń korbowych i automatycznych cieczy transmisyjnych oraz smarów plastycznych, o niskich stężeniach fosforu, w zakresie stężeń wagowych od około 0,01 do 0,08%, oraz siarki, popiołu i metali.
Znane są od około 70 lat sposoby poprawiania właściwości przeciwzużyciowych, -zatarciowych, -tarciowych, -korozyjnych i -utleniających środków smarowych przez zastosowanie wielofunkcyjnych dodatków uszlachetniających takich jak dialkilo- oraz dialkilofenyloditiofosforanów cynku (ZDTP). W połowie lat dziewięćdziesiątych XX wieku po wprowadzeniu do samochodów katalizatorów spalin ok azało się, że są one silnie zatruwane głównie przez fosfor, jak również siarkę, powstające z rozkładu termicznego ZDTP w czasie smarowania silnika. Dodatkowym, występującym aktualnie problemem jest blokowanie filtrów oleju przez popioły powstające z rozkładu termicznego dodatków zawierających metale. Od tego czasu obserwuje się intensywne badania zmierzające do stałego obniżania w olejach silnikowych zawartości siarczanowego popiołu, fosforu i siarki (SAPS) oraz metali. W wyniku kilkunastoletnich badań obniżono stężenie fosforu w olejach silnikowych z 0.12% wagowego do zakresu stężeń 0.06%<P<0.08% wagowych, a siarki poniżej 0.5% wagowych. Proponowane rozwiązania tego problemu polegały między innymi na ograniczaniu stężenia ZDTP w oleju smarowym lub jego zastosowanie w kompozycjach wykazujących wielofunkcyjne synergistyczne działanie z innymi dodatkami: benzoimidazolem, benzotiazolem, benzotriazolem, benzooksazolonem, pochodnymi triazyny oraz organicznymi związkami boru. Innym sposobem, podniesienia termicznej trwałości ditiofosforanów cynku, były różnorodne chemiczne modyfikacje organicznego fragmentu ich cząsteczek. Stosowano również zamiennie do ZDTP sole metali i sole amoniowe organicznych fosforanów, kwasów fosforowych i tiofosforowych jak i ditiokarbaminianów oraz odpowiednie organiczne fosforany, tiofosforany i ditiofosforany nie zawierające w cząsteczce metali (Devlin M.T., Proceedings of 16th International Coll., Esslingen, 2008. Lin, P.G. i inni, Trib. Trans., Vol. 51 (2008) 659-672 i Spikes H., Lubricat. Sci, Vol. 20, (2008) 103-136). W zgłoszeniu US 2006/0063683 zastrzeżone są organiczne związki fosforu nie zawierające metali oraz produkty reakcji metalicznych i niemetalicznych organicznych związków fosforu z fluorkami metali zawierające łańcuchy fluorowęglowodorowe podnoszące ich temperatury rozkładu. Przedstawione wyżej badania do tej pory nie doprowadziły do zadawalającego rozwiązana problemu zatruwania katalizatorów spalin.
Celem wynalazku jest zastosowanie do otrzymywania środków smarowych jako dodatków, p ochodnych organicznych kwasów ditiofosforowych o dobrych właściwościach przeciw-zużyciowych, zatarciowych, -tarciowych, anty-korozyjnych i anty-utleniających, o niższych zawartościach fosforu, siarki i popiołu oraz wysokiej odporności termicznej. Okazało się, że wymienione właściwości posiadają estry tiolowe oraz sole; amoniowe, molibdenowe i cynkowe kwasów ditiofosforowych (PGDP) o wzorach 1, otrzymywane jako produkty reakcji polioksyalkileno glikoli z pięciosiarczkiem fosforu zgodnie z polskimi opisami patentowymi nr 103664, 107777 i 107809 oraz O,O-alkilo(polioksyalkileno)]- i O,O-aIkilofenylo(polioksyalkileno)] ditiofosforany cynku i molibdenu (ZADP), o wzorach 2 wytwarzane wg patentów US-3337654, US-4044032 i US-4208292.
Bezpopiołowe sole amoniowe i S,O,O-triestry kwasów ditiofosforowych (PGDP) otrzymywane z poli-oksyetyleno, -oksypropyleno i -oksybutylenoglikoli mają, w porównaniu, do O,Odisobutyloditiofosforanu cynku o stężeniu fosforu 11.3% zawierają, odpowiednio od dwóch do ponad ośmiu razy mniej fosforu i siarki, nie zawierają metali i nie tworzą popiołu, a ich temperatury rozkładu są wyższe (w zakresie 240-360°C). W tabeli 1 zestawiono wybrane właściwości; temperatury rozkładu termicznego, procentowe zawartości fosforu i pozostałości po rozkładzie termicznym, dodatków O,O-alkilo(polioksy-etyleno) - i O,O-alkilofenylo(poli-oksyetyleno)] ditiofosforanów cynku (ZADP), w porównaniu do stosowanego handlowego dialkiloditiofosforanu cynku (RC3048), o zawartości wagowo 8.5% fosforu, mają one od dwóch do ponad sześć razy mniej fosforu i siarki oraz wyższe o 60 do 120°C temperatury rozkładu (w zakresie 314-382°C). Pozostałości po rozkładzie termicznym są od kilku do kilkunastu razy niższe niż dla wymienionego (RC3048).
PL 227 583 Β1
Tabela 1.
Wybrane właściwości dialkilo-, alkilofenylo-(polioksyetyleno) ditiofosforanów cynku (ZADP), gdzie; Ar = C6H4-, RC3048-handlowy ZDTP, i-Cs-isooktyl.
| Nr Do- datku | Wzór chemiczny | Zawar - tość fosforu [%] | Temp. roz- kładu [°C] | Pozos- tałość po rozkładzie [%] | |
| 1 | ^HatCH^^OiCHzCHaO^P^ | Zn 2 | 3.49 | 316,7 | 13,8 |
| 2 | e jCH3(CH2), piCHzCHaO^ę | Zn 2 | 2.25 | 352,7 | 8,4 |
| 3 | |CH3(CH2)8 ArO (ΟΗ2ΟΗ2θξ| | Zn J 2 | 3.10 | 314,1 | 9,1 |
| 4 | οΊ Γ0Η3(0Η2)8ΑγΟ (CH2CH2O)J P* Zn 2 Q 2 | 1.72 | 381,7 | 2,1 | |
| 5 | [[CHa (CH^yOiCHiCHaO^PC Zh | 1.38 | 360,8 | 9,4 | |
| 6 | RC3048-handlowy dialkiloditiofosforan cynku (ZDTP) | 8,50 | |||
| 7 | i-Cg ZDTP | 8.05 | 260,0 | 30,0 |
Reprezentatywne wyniki badań właściwości przeciw-zużyciowych, -zatarciowych są przedstawione w tabelach 2-3, a przeciw-tarciowe w tabeli 4. Badania przeciw-zużyciowe i -zatarciowe wykonano według normy PN-EN ISO 20623, a właściwości przeciw-tarciowe na aparacie trzpień-tarcza przy obciążeniach w zakresie 1.0-30.ON w czasie 200 sekund przy prędkości ślizgania 0.1 m/sek. Testowe kule i tarcza były wykonane ze stali AISI5200.
PL 227 583 Β1
Tabela 2.
Obciążenia zacierania i zatarcia dla roztworów dialkilopolitetraoksyetyleno (1), dialkilopolidekaoksyetyleno (2) i dinonylofenylopolipentaoksyetyleno (3) ditiofosforanów cynku (ZADP) w porównaniu do handlowego dialkiloditiofosforanu cynku-RC3048 w olejach, mineralnym (SN100) i poli-a olefina/adypinian isooktylowy (PAO/ADO).
| Lp. | Baza olejowa, dodatek; ilość grup oksyetyleno wych-4(+l),-10(+2), -5(+3), stężenia dodatków [SN 100- 3.0%,PAO/ADO-2.0% ] | Obciążenie zacierania [kN] | Obciążenie zatarcia [kN] |
| 1 | SN 100+1 | 0,8 | 1,8 |
| 2 | SN 100 + 2 | 0,8 | 2,5 |
| 3 | SN 100 + 3 | 0,8 | 1,2 |
| 4 | SN 100 + handlowy ZDTP 1.0%) | 0,6 | 1,2 |
| 5 | PAO/ADO + 1 | 0,8 | 1,8 |
| 6 | PAO/ADO + 2 | 0,8 | 1,8 |
| 7 | PAO/ADO + 3 | 0,6 | 1,8 |
| 8 | PAO/ADO + handlowy ZDTP (1.0%) | 0,8 | 1,5 |
PL 227 583 Β1
Tabela 3.
Zależność średnic skaz zużycia od obciążenia S-estrów; karenylowego (8), 2-etyloksyheksylo bursztynylowego (EAS) (7) i benzylowego (6) Ο,Ο-diestru polioksypropylenowego glikolu 750 kwasu ditiofosforowego (PGDP) w roztworach oleju bazowego polioksypropylenowego glikolu 2000 (PPG2000)
| PGDP PPG 750, nr, do- | Stęże- nie | Obciążenie [kN] | ||||||||
| 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 4.0 | ||
| datku z wzorów 1 A | [%] | Średnia średnica skaz [mm] | ||||||||
| Olej PPG | ||||||||||
| 2000 | 0.51 | 0.59 | 0.73 | 2.20 | Z | |||||
| Linia Hertz’a | 0.35 | 0.38 | 0.41 | 0.44 | 0.47 | 0.52 | 0.56 | 0.59 | .65 | |
| 5.0 | 0.40 | 0.45 | 0.52 | 0.55 | 0.60 | 0.75 | 0,85 | 0.98 | z | |
| 2.5 | 0.40 | 0.45 | 0.50 | 0,55 | 0.61 | Z | ||||
| (8) | 1.0 | 0.40 | 0.47 | 0.60 | 0.72 | Z | ||||
| 5.0 | 0.40 | 0.40 | 0.42 | 0.47 | 0.65 | 0.71 | z | |||
| 2.5 | 0.40 | 0.40 | 0.43 | 0.55 | 0.63 | Z | ||||
| (7) | 1.0 | 0.40 | 0.40 | 0.52 | 0.65 | 2.34 | z | |||
| 5.0 | 0.40 | 0.46 | 0.55 | 0.56 | 0.61 | 0.68 | z | |||
| 2.5 | 0.40 | 0.47 | 0.52 | 0.57 | 0.63 | 0.91 | z | |||
| (6) | 1.0 | 0.55 | 0.64 | 0.85 | 2.60 | z | ||||
| i-C4 ZDTP | 1.0 | 0.40 | 0.78 | 0.90 | 2.26 | z |
Obciążenia, zacierania i zatarcia otrzymanych roztworów dialkilopolioksyetyleno ditiofosforanów cynku w oleju mineralnym (SN100) i syntetycznym (PAO/ADO) (Tabela 2) są wyższe od uszlachetnianych tych samych olejów handlowym ditiofosforanem cynku RC3048 stosowanym w olejach silnikowych o stężeniu 1.0%. Najlepsze właściwości przeciw-zużyciowe i -zatarciowe wykazują roztwory dodatków; estrów tiolowych poli(oksypropylenowych) glikoli 750 i 2000 kwasu ditiofosforowego w polioksypropylenoglikolu PPG 2000 o masie cząsteczkowej 2000 (Tabela 3). Wszystkie średnice zużycia dla roztworów 5.0 i 2.5% są zbliżone do linii Hertza, zużycie powierzchni tarcia jest bardzo małe, obciążenie zatarcia dla 5.0% roztworu S-estru karenylowego są od 3 i 2 razy większe w porównaniu do oleju bazowego PPG 2000 i innych badanych PGDP i ZADP. W roztworach polioksyetylenoglikoli lepsze właściwości przeciw-zużyciowe i -zatarciowe wykazują S,O,O-triestry kwasu ditiofosforowego z polioksy-etylenowych glikoli o różnych masach cząsteczkowych niż S,O,O-triestery polioksypropylenowych glikoli. Generalnie, ze wzrostem masy cząsteczkowej wszystkich dodatków PGDP polepszają się ich właściwości przeciw-zużyciowe i -zatarciowe. Znacznie lepsze właściwości przeciw-zużyciowe zatarciowe i -tarciowe wykazują roztwory w olejach mineralnym i syntetycznych (PAO/ADO) polioksypropylenowych glikoli soli amoniowych i cynkowych oraz S,O,O-triestrów glikoli polioksyalkilenowych (PGDP) niż roztwory dialkilopolioksyetylenowych ditiofosforanów cynku (ZADP). W roztworach poliok6
PL 227 583 Β1 syetylenoglikoli S,O,O-triestry kwasu ditiofosforowego polioksyetylenowych glikoli wykazują wyższe współczynniki tarcia niż S,O,O-triestery poli(oksypropoksylenowych) glikoli. Niższe współczynniki tarcia wykazują roztwory S,O,O-triesterów poli(oksypropylenowych) glikoli kwasów ditiofosforowych w bazach olejowych pochodnych polioksypropylenoglikoli.
Tabela 4.
Zależność współczynnika tarcia od obciążenia dla roztworów wybranych estrów tiolowych; 2-etyloheksylo bursztynylowego (EAS) (7), metylenokarboksylowego (5) i benzylowego (6) (PGDP) Ο,Ο-diesterów polioksypropylenowych glikoli kwasu ditiofosforowego w oleju bazowym-PPG2000, prędkość ślizgania-0,1 m/s
| Obciążenie [N] | |||||||
| Nr dodatku z wzorów 1 | 2 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| PPG 2000 | 0.058 | 0.075 | 0.084 | 0.088 | 0.092 | 0.094 | 0.097 |
| (Ό | 0.021 | 0,055 | 0.073 | 0.082 | 0.088 | 0.091 | 0.094 |
| (5) | 0.014 | 0.047 | 0.065 | 0.076 | 0.083 | 0.088 | 0.091 |
| (6) | 0,006 | 0.033 | 0.056 | 0.067 | 0.077 | 0.084 | 0.091 |
Wszystkie roztwory dodatków objętych wynalazkiem zmniejszają współczynniki tarcia w porównaniu do baz olejowych.
Poli(oksyalkileno) glikole oraz ich etery i estry są syntetycznymi olejami smarowymi, są one biodegradowalne, odporne na utlenianie, wykazują niskie współczynniki tarcia, wysokie współczynniki lepkości (indeksy wiskozowe) i temperatury rozkładu. Ponadto w czasie eksploatacji tworzą bardzo mało osadów, są odporne na hydrolizę i mogą być produkowane o szerokim zakresie lepkości. Są one stosowane z powodzeniem w przekładniach zębatych, samochodowych skrzyniach korbowych, łożyskach i cyrkulacyjnych układach smarowania. Zgodnie z polskim patentem nr 144905 estry kwasów tłuszczowych glikoli polioksyalkilenowych były stosowane jako bazy olejowe do olejów wysokotemperaturowych. Dietery i diestry polioksypropyleno glikoli proponowane są jako bazy olejowe do olejów silnikowych (M. Woydt; Proceedings of 17th and 18th International Coli., Esslingen, 2010 and 2012). W tych zastosowaniach charakteryzują się długimi czasami eksploatacji, niskimi zużyciami energii i kosztami obsługi.
Tleny eterowe w łańcuchach dodatków polioksyalkilenowych wiążą wodę poprzez wiązania wodorowe i zwiększają rozpuszczalność wody obecnej w eksploatowanych olejach silnikowych. W niskich temperaturach i przy małych obrotach silnika przeciw-zużyciowa efektywność ZDTP w oleju silnikowym znacznie obniża się z powodu dużej zawartości skondensowanej wody (do 10%). Ze wzrostem temperatury i masy cząsteczkowej dodatku maleje rozpuszczalność wody aż do jej usunięcia, dodatki oksy-etylenowe są nierozpuszczalne w temperaturach powyżej około 80°C, a okspropylenowe około 20°C (L.R. Rudnick, R.L.Shubkin, Synthetic Lubricants and High-Performaance Functional Fluids, str. 176-9). W warunkach eksploatacji oleju silnikowego O,0-alkilo(polioksy-propyleno i -butyleno)i O,0-alkilofenylo(polioksy-propyleno i - butyleno) oraz glikolowe poli(oksopropyleno i -butyleno) ditiofosforany cynku i molibdenu (ZADP) hydrolizują zdecydowanie wolniej niż sole amoniowe i S.O.Otriestry kwasów ditiofosforowych (PGDP) otrzymywane z (poli-oksyetyleno, -oksypro-pyleno i oksybutyleno) glikoli. Ponadto wymienione dietery i diestry polioksypropylenoglikoli proponowane jako bazy olejowe do olejów silnikowych wiążąc wodę w oleju silnikowym w niskich temperaturach zapoPL 227 583 B1 biegać będą jej kondensacji na dnie miski olejowej i rdzewieniu jej powierzchni.
Przedmiotem wynalazku są zastosowania dodatków uszlachetniających, estrów tiolowych oraz soli; amoniowych i cynkowych i kompleksów molibdenu kwasu poli(oksyalkileno) ditiofosforowego (PGDP) o wzorach 1 oraz O,O-alkilopolioksyalkilenowych- i O,O-alkilofenylopolioksyalkilenowych ditiofosforanów cynku i molibdenu (ZADP) o wzorach 2, przez ich rozpuszczenie w odpowiednich bazach olejowych do otrzymywania olejów smarowych; turbinowych, hydraulicznych, do przekładni zębatych, skrzyń korbowych i automatycznych cieczy transmisyjnych oraz smarów plastycznych o niskiej zawartości; fosforu, siarki i popiołu, a w przypadku PGDP nie zawierających metali. Do otrzymywania olejów silnikowych korzystnie jest zastosować dodatki pochodne ditiofosforanów cynku zawierające w cząsteczce łańcuchy poliokso-propylenowe i -butylenowe; O,O-alkilopoli(okso-propyleno i -butyleno)- i O,O-alkilofenylopoli(okso-propyleno i -butyleno) oraz glikolowe poli(okso-propyleno i -butyleno) ditiofosforany cynkui molibdenu (ZADP). Glikolowe ditiofosforany cynkui ich kompleksy molibdenowe poli(oksy-propyleno i -butyleno) (ZADP) otrzymuje się z glikoli według przepisu (S. Plaza, L. Margielewski, G. Celichowski, 13).
International Coll., Esslingen, Jan.15-17, 2002, str.1115-1123, W. Wesołowski, praca doktorska, Uniwersytet Łódzki 2002, a kompleksy molibdenowe wg patentu USA 4 208 292).
Stosowane dodatki PGDP są mieszaniną cyklicznych monomerów, dimerów, i oligomerów pochodnych kwasów poli(oksyalkileno) ditiofosforowych, zawierających ugrupowania -O-(R-O)n-, gdzie -(R-O)n- oznacza jedną grupę lub dwie różne (w kopolimerach) grupy oksyalkilenowe o różnych strukturach alkilenowych (R), i ilości atomów węgla C2-C 4, w których n-oznacza ilość grup oksyalkilenowych; n jest liczbą od 2 do 30 korzystnie od 4 do 18 grup oksyalkilenowych, x+1 jest stopniem oligomeryzacji, a A są S-tiolowymi grupami S,O,O-triestrów, o wzorach; od 1 do 8, a w solach amoniowych, kationami amoniowymi o wzorach; od 9 do 13, A są również kationami; cynkowym i kompleksu molibdenowego. W cząsteczkach dodatków ZADP (wzór 2) R oznacza liniową lub rozgałęzioną grupę alkilową o C8-C30 atomach węgla, korzystnie o C10 do C22 atomów węgla, bądź grupę fenylową nie podstawioną lub podstawioną jedną liniową lub rozgałęzioną grupą alkilową o C8-C18 atomach węgla, korzystnie o C9 do C12, a (RO)n oznacza grupy oksyalkilenowe jak w PGDP.
Zastosowane wielofunkcyjne dodatki uszlachetniające, szczególnie do otrzymywania oleju sm arowego silnikowego, sole cynkowe kwasów polioksyalkilenoditiofosforowych posiadają bardzo dobre właściwości tribologiczne; przeciw-zużyciowe, -zatarciowe, -tarciowe, anty-korozyjne i -utleniające oraz myjące i dyspergujące i, bardzo dobre właściwości ekologiczne; bardzo niskie zawartości fosforu (około 0.01%), siarki (około 0.02%) i popiołu (od kilku do kilkunastu razy mniejsze w porównaniu do aktualnie stosowanych ditiofosforanów cynku) oraz ich wysokiej temperaturze rozkładu. Dodatki te oraz posiadające również bardzo dobre właściwości tribologiczne i ekologiczne sole amoniowe i S,O,O-triestry kwasów ditiofosforowych (PGDP) otrzymywane z poli-oksyetyleno, -oksypropyleno i oksybutyleno glikoli zastosowane są do otrzymywania również olejów smarowych; hydraulicznych, turbinowych, do przekładni zębatych, skrzyń korbowych i automatycznych cieczy transmisyjnych oraz smarów plastycznych.
Wynalazek wyjaśniają niżej podane przykłady ilustrujące zastosowanie według wynalazku O ,O-(di-n-alkilooksyalkileno)- i O,O-(di-n-nonylofenylooksyalkileno)-ditiofosforanów cynku i kompleksów molibdenu, soli amoniowych, cynkowych oraz molibdenowych O,O,S-tri-estrów [poli(oksyalkileno)glikoli] kwasu ditiofosforowego, które nie ograniczają zakresu wynalazku, ponieważ mają one charakter ilustracyjny. Zastosowane według wynalazku wymienione dodatki rozpuszczają się dobrze przy mieszaniu i ogrzewaniu do 50°C w olejach bazowych; mineralnych, syntetycznych lub ich mieszaninach w ilościach od 0,5 do 50% wagowych, zawierających również inne dodatki uszlachetniające występujące w olejach; silnikowych, hydraulicznych, turbinowych, do przekładni zębatych, skrzyń korbowych i automatycznych cieczy transmisyjnych oraz smarów plastycznych.
P r z y k ł a d I
Otrzymano według wynalazku środek smarowy przez rozpuszczenie w temperaturze do 50°C 1 g O,O-(di-n-nonylofenylopentaoxyetyleno)ditiofosforanu cynku (ZADP) i 2.0 g S-benzylowego O,Otriestru kwasu ditiofosforowego otrzymanego z polioksyetylenoglikolu 400 (PGDP) w 97 g oleju syntetycznego PAO/ADO.
P r z y k ł a d II
Otrzymano według wynalazku środek smarowy przez rozpuszczenie w temperaturze do 50°C
PL 227 583 B1
2.5 g S-karenylowego O,O-diestru kwasu ditiofosforowego otrzymanego z polioksypropylenoglikolu 750 (PGDP) w 97.5 g oleju syntetycznego dieteru polioksypropylenoglikolu PPG 2000.
PL 227 583 Β1
Przykład III
Otrzymano według wynalazku środek smarowy przez rozpuszczenie w temperaturze do 50°C 3.0 g ditiofosforanu cynku (ZADP) otrzymanego z eteru isobutylowego glikolu polioksypropylenowego 750, w 97.0 g oleju syntetycznego dieteru polioksypropylenoglikolu PPG 2000.
Claims (6)
1. Zastosowanie dodatków uszlachetniających; poli(oksyalkileno) ditiofosforanów amoniowych, S,O,O-triestrów kwasów poli(oksyalkileno) ditiofosforowych (PGDP) o wzorach 1 i soli cynkowej i molibdenu tego kwasu, oraz O,0-[alkilo-poli(oksyalkileno)]- i 0,0-[alkilofenylopoli(oksy-alkileno)] ditiofosforanów cynku i molibdenu (ZADP) o wzorach 2, przez ich rozpuszczenie w odpowiednich bazach olejowych do otrzymywania olejów silnikowych, hydraulicznych, przekładniowych, do przekładni zębatych, skrzyń korbowych, turbinowych i automatycznych cieczy transmisyjnych oraz smarów plastycznych o niskich zawartościach fosforu, siarki, metali i popiołu.
Wzory 1 monomer dimer (V
Loz“ SA
J.0-0;
0-0 s
II „ P-SA f
^nA £
AS» s oligomer z O. z \ b gdzie: l z jest ugrupowaniem - O-f R-Ok R oznacza grupy alkilenowe
-CH2CH2- -CHCHa-. -CH2CH2CH2CH2- -CH2CH2(j;H- . -CHCH2-, —<pH—<pHCH3 CH3 fH2 CH3CH3
A oznacza grupy
1 2 3 4 5
-CH3. -C3H7, -CH2CH2-. -CH2CH(OH)CH2- -h2cooh.
-CHCOOCeH17
CH2COOC8H17
H3NCH2CH2OH, H2N(CH2CH2OH)2, H3N(CH2)6NH3, (C4H9)2NH2, c18h35nh2ch3 9 10 11 12 13
Wzory 2 [R1O(RO)n(S)S]2Zn, [R1O(RO)n(S)S]2MoO2S2
2. Zastosowanie według zastrz. 1, w którym wymienione pochodne polioksyalkilenowe kwasu ditiofosforowego o wzorach 1 i 2 jako przeciw-zużyciowe, -zatarciowe i -tarciowe, antykorozyjne i -utleniające oraz myjące i dyspergujące wielofunkcyjne dodatki uszlachetniające przez rozpuszczenie w ilościach od 0.5 do 5.0%, korzystnie od 1.0 do 3.0% wagowych w
PL 227 583 B1 bazach olejów mineralnych, syntetycznych lub ich mieszanin również z innymi dodatkami uszlachetniającymi do otrzymywania środków smarowych; olejów hydraulicznych, przekładniowych, turbinowych, do przekładni zębatych, skrzyń korbowych, turbinowych, i autom atycznych cieczy transmisyjnych oraz smarów plastycznych o niskich zawartościach fosforu od około 0.01 do 0.08%, siarki od około 0.02 do 0.2%), metali i popiołu.
3. Zastosowanie według zastrz. 1, w którym O,O-alkilopoli(okso-propyleno i -butyleno)- i O,O-alkilofenylopoli(okso-propyleno i -butyleno) oraz glikolowe poli(okso-propyleno i -butyleno) ditiofosforany cynku i kompleksów molibdenowych (ZADP) stosuje się w ilościach od 0.5 do 5.0%, korzystnie od 1.0 do 3.0% wagowych z bazami olejów mineralnych, syntetycznych lub ich mieszanin również z innymi dodatkami uszlachetniającymi do otrzymywania olejów silnikowych o niskich zawartościach fosforu od około 0.01 do 0.08%, siarki od około 0.02 do 0.2%) i popiołu od kilku do kilkunastu razy mniejszych w porównaniu do aktualnie stosowanych w olejach silnikowych ditiofosforanów cynku.
4. Zastosowanie według zastrz. 1 albo 3, w którym pochodne polioksyalkilenowe kwasu ditiofosforowego stosuje się do otrzymywania środków smarowych również razem jako ich mieszaniny przez wzajemne rozpuszczenie o różnych udziałach ilościowych.
5. Zastosowanie według zastrz. 1 albo 3, w którym poli(oksyalkilenowe) pochodne kwasów ditiofosforowych nie ograniczają stosowania innych pochodnych, które mogą być dostępne w reakcjach poli(oksyalkilenowych) kwasów ditiofosforowych z innymi aminami, olefinami, reagentami nukleofilowymi i metalami.
6. Zastosowanie według zastrz. 1 albo 3, w których do otrzymywania środków smarowych z baz olejowych mineralnych, syntetycznych lub ich mieszanin najkorzystniej jest stosować jako bazy olejowe dietery i diestry polioksypropylenowego glikolu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL401247A PL227583B1 (pl) | 2012-10-16 | 2012-10-16 | Zastosowanie pochodnych kwasów poli(oksyalkileno)ditiofosforowych jako wielofunkcyjnych dodatków do środków smarowych o niskiej zawartości fosforu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL401247A PL227583B1 (pl) | 2012-10-16 | 2012-10-16 | Zastosowanie pochodnych kwasów poli(oksyalkileno)ditiofosforowych jako wielofunkcyjnych dodatków do środków smarowych o niskiej zawartości fosforu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL401247A1 PL401247A1 (pl) | 2014-04-28 |
| PL227583B1 true PL227583B1 (pl) | 2018-01-31 |
Family
ID=50514916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL401247A PL227583B1 (pl) | 2012-10-16 | 2012-10-16 | Zastosowanie pochodnych kwasów poli(oksyalkileno)ditiofosforowych jako wielofunkcyjnych dodatków do środków smarowych o niskiej zawartości fosforu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL227583B1 (pl) |
-
2012
- 2012-10-16 PL PL401247A patent/PL227583B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL401247A1 (pl) | 2014-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2537914B1 (en) | Lubricant composition for continuously variable transmission | |
| KR20120109594A (ko) | 윤활유 조성물 | |
| US7482312B2 (en) | Engine oils for racing applications and method of making same | |
| Wang et al. | Synthesis of a novel borate ester containing a phenylboronic group and its tribological properties as an additive in PAO 6 base oil | |
| US2795553A (en) | Lubricant compositions | |
| CN101646759A (zh) | 润滑脂组合物以及机械部件 | |
| JP2019065256A (ja) | イオン液体、及び潤滑剤組成物 | |
| US11111454B2 (en) | Lubricant formulation comprising friction modifier additive | |
| KR20150096397A (ko) | 회전식 압축기용 윤활유 조성물 | |
| US5792733A (en) | Antiwear compositions containing phosphorus compounds and olefins | |
| JP2024543519A (ja) | 電気自動車用の潤滑油組成物 | |
| CN101560429A (zh) | 最终传动和动力换挡变速器润滑剂 | |
| US11739283B2 (en) | Lubricant additive, lubricant additive composition, and lubricating oil composition containing the same | |
| CN104342226A (zh) | 三羟甲基丙烷油酸酯的用途、含该物质的组合物及用途 | |
| US20060105920A1 (en) | Performance-enhancing additives for lubricating oils | |
| JP4137548B2 (ja) | 潤滑防錆剤およびこれを含む金属加工油剤 | |
| PL227583B1 (pl) | Zastosowanie pochodnych kwasów poli(oksyalkileno)ditiofosforowych jako wielofunkcyjnych dodatków do środków smarowych o niskiej zawartości fosforu | |
| JP2010018780A (ja) | 熱に安定な無亜鉛摩耗防止剤 | |
| EP0227469B1 (en) | Improved lubricating oil composition | |
| CN1754951A (zh) | 复合型油膜轴承油组合物 | |
| JP2001348590A (ja) | 潤滑油組成物 | |
| JP4044224B2 (ja) | 潤滑油用添加剤 | |
| CN106432333A (zh) | 一种含硫磷酸酯类离子液体及其制备方法和应用 | |
| EP2548939A1 (en) | Lubricant composition | |
| US2610182A (en) | Hydrocarbon thiophosphoric acid salts of thialdine and certain homologues |