PL57645B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.VII.1969 57645 KI. 23 c, l/Ol MKP C 10 m , i/40 UKD Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Alina Lobarzewska, doc. inz. Boles¬ law Mielnik Wlasciciel patentu: Instytut Lotnictwa, Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania smarowego oleju syntetycznego typu estrów kompleksowych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia smarowego oleju syntetycznego typu estrów kompleksowych przez estryfikacje glikolu poliety¬ lenowego lub polipropylenowego kwasami jedno- karboksylowymi, stanowiacymi mieszanine synte¬ tycznych kwasów tluszczowych oraz kwasami dwu- karboksylowymi.Znane sa sposoby otrzymywania smarowych olejów syntetycznych typu estrów kompleksowych polegajace na estryfikacji poliglikoli kwasami jed¬ no- i dwukarboksylowymi, bedacymi indywiduami chemicznymi. W wyniku tej reakcji otrzymuje sie olej o korzystnych wlasciwosciach fizyko-chemicz¬ nych. Jednak wyodrebnienie okreslonych kwasów jednokarboksylowych zwiazane jest z koniecznoscia stosowania specjalnej aparatury i duzym nakladem pracy.Stwierdzono, ze smarowy olej syntetyczny o ko¬ rzystnych wlasciwosciach fizyko-chemicznych moz¬ na otrzymac stosujac do reakcji estryfikacji poli¬ glikoli frakcje syntetycznych kwasów tluszczo¬ wych o liczbie kwasowej 420—500 mg KOH/lg, wrzaca w temperaturze 80—110°C przy 10 mm Hg, oraz kwas dwukarboksylowy. Zastosowanie zamiast wydzielonych indywiduów chemicznych, lub tez poszczególnych kwasów otrzymywanych na drodze chemicznej wymienionej mieszaniny kwasów tlusz¬ czowych, stanowiacych frakcje wydestylowana a lekkich kwasów tluszczowych bedacych przedgo¬ nem przy produkcji wyzszych kwasów tluszczo- 10 25 wych otrzymywanych przez utlenianie parafiny, pozwala uzyskac w sposób prosty syntetyczny olej smarowy o drobnych wlasciwosciach.Syntetyczny olej smarowy otrzymuje sie przez estryfikacje glikolu polietylenowego HO(CH2CH20)nH, w którym 13 n ^ 1, lub polipropylenowego HO(C3H60)n H, w którym 16 n 1, wyzej poda¬ na frakcja kwasów tluszczowych wobec kwasnego katalizatora na przyklad kwasnego siarczanu sodo¬ wego czy potasowego lub kwasu paratoluenosulfo- nowego wobec rozpuszczalnika, na przyklad ksyle¬ nu czy benzyny, pod iiormalnym cisnieniem w tem¬ peraturze wrzenia mieszaniny reagujacej.Po oddestylowaniu wraz z rozpuszczalnikiem two¬ rzacej sie w czasie reakcji estryfikacji wody, do oziebionego produktu dodaje sie kwas dwukarbo¬ ksylowy o wzorze HOOC-(CH)n — COOH, gdzie 10 ^ n ^ 4, i nowa porcje katalizatora i ponow¬ nie ogrzewa pod normalnym cisnieniem do tem¬ peratury okolo 175°C.Po oziebieniu dodaje sie ponownie rozpuszczalnik i niewielki nadmiar wyzej podanej frakcji kwasów tluszczowych, po czym mieszanine reagujaca utrzy¬ muje sie w temperaturze wrzenia az do oddestylo¬ wania wraz z rozpuszczalnikiem wytworzonej w czasie reakcji wody. Otrzymany surowy ester roz¬ ciencza sie rozpuszczalnikiem, po czym zobojetnia sie roztworem wodorotlenku sodowego lub wegla- 5764557645 wartosc kolby utrzymywano w temperaturze wrze- 3 nu sodowego, nastepnie przemywa woda destylo¬ wana do momentu, kiedy woda z przemycia bedzie miala odczyn obojetny. Nastepnie pod normalnym cisnieniem oddestylowuje sie dodany rozpuszczal¬ nik, po czym pod zmniejszonym cisnieniem usuwa sie lotne produkty reakcji.Z otrzymanego oleju bazowego, po dodaniu in¬ hibitorów utleniania takich jak: fenotiazyna, okty- lofenotiazyna, p.p'dwumetoksydwufenyloamina lub tez mieszanin tych inhibitorów, uzyskuje sie olej smarowy mogacy pracowac w temperaturach po¬ wyzej 200°C. Uzyskana kompozycja olejowa ma korzystne wlasciwosci lepkosciowo-temperaturowe, temperature krzepniecia —50°C, temperature za¬ plonu powyzej 220°C.W przypadku zastosowania dodatków poprawia¬ jacych wlasciwosci smarne takich jak: alkilodwu- tiofosforany, estry dwualkilolsantogenoetylowe czy dwusiarczek dwubenzylu otrzymuje sie oleje o wysokiej odpornosci na naciski.Przykladowo podano otrzymywanie trzech ole¬ jów bazowych.Przyklad I: 1600 g glikolu polietylenowego 200; 930 g frakcji kwasów tluszczowych o liczbie kwasowej 420—500 mg KOH/lg, wrzacej w tempe¬ raturze 80—110°C przy cisnieniu 10 mm Hg, otrzy¬ manej z mieszaniny lekkich kwasów tluszczowych — przedgonu przy produkcji syntetycznych kwa¬ sów tluszczowych dla przemyslu tluszczowego; 20 g kwasnego siarczanu sodowego i 500 g ksylenu umieszczono w kolbie trójszyjnej zaopatrzonej w mieszadlo, nasadke destylacyjna z chlodnica Lie- biega oraz termometr.Zawartosc kolby ogrzewano do wrzenia przez 3 godziny; w tym czasie oddestylowal ksylen z woda. Po ostudzeniu dodano: 580 g kwasu adypi- nowego i 20 g kwasnego siarczanu sodowego. Za¬ wartosc kolby ogrzewano do temperatury 180°C przez 5 godzin, po czym ponownie dodano: 150 g frakcji kwasów tluszczowych i 300 g ksylenu. Za- 10 20 25 30 35 W tym czasie (okolo 4 godzin) oddestylowal roz¬ puszczalnik z woda, a temperatura wzrosla do 180°C. Otrzymany surowy ester rozpuszczono w mieszaninie toluenu z propanolem, po czym zobo¬ jetniono 5% roztworem wodorotlenku sodowego, a nastepnie przemyto woda destylowana az do uzys¬ kania obojetnego odczynu wody po przemyciu. Na¬ stepnie oddestylowano pod normalnym cisnieniem rozpuszczalnik, po czym wygrzewano otrzymany olej bazowy pod cisnieniem 3 mm Hg w czasie 3 godzin w temperaturze 150°C. Otrzymano 1610 g czystego oleju bazowego I.Przyklad II: W sposób podany w przykla¬ dzie I ogrzewano 120 g glikolu polietylenowego 300, 46,4 g frakcji kwasów tluszczowych opisanych w przykladzie I, 1 g kwasnego siarczanu sodowego i 50 g ksylenu. Do otrzymanej mieszaniny dodano nastepnie: 29,2 g kwasu adypinowego i 1 g kwas¬ nego siarczanu sodowego i ogrzewano. dalej, po czym znowu dodano: 7,5 g frakcji kwasów tlusz¬ czowych i 30 g ksylenu. Po zobojetnieniu i prze¬ myciu otrzymano 105 g oleju bazowego II.Przyklad III: W sposób podany w przy¬ kladzie I ogrzewano 400 g glikolu polipropyleno¬ wego 400, 123 g frakcji kwasów tluszczowych opi¬ sanych w przykladzie I, 5 g kwasnego siarczanu potasowego i 150 g ksylenu; do otrzymanej mie¬ szaniny dodano nastepnie 73,5 g kwasu adypino¬ wego i 5 g kwasnego siarczanu potasowego i ogrze¬ wano dalej, po czym znowu dodano 12,3 g frakcji kwasów tluszczowych i 100 g ksylenu. Po zobojet¬ nieniu i przemyciu otrzymano 450 g oleju bazo¬ wego III.W ponizszej tablicy zestawiono podstawowe wlas¬ nosci fizyko-chemiczne olejów bazowych otrzyma¬ nych sposobem wedlug wynalazku, obecnie produ¬ kowanego syntetycznego oleju lotniczego AW-38 oraz wymagania na syntetyczne oleje lotnicze we¬ dlug normy angielskiej DERD 2487.Wlasciwosci fizyko-chemiczne Lepkosc kinematyczna w cSt w temperaturze 100°C 50°C — 30°C Temperatura krzepniecia w °C Temperatura zaplonu w °C Oleje bazowe otrzymane sposobem wedlug wynalazku I 7,3 ' 23,2 5038 — 50 221 II P,3 30,7 9050 — 50 227 III 10,1 31,0 11,200 — 51 230 Lotniczy olej syntetyczny AW-38 3,7—4,5 < 1500 — 50 195 Wymaganie stawiane lotni¬ czemu olejowi syntetycznemu wg normy DERD 2487 7,5 < 39 < 13000 nie normuje 215 , Jak wynika z powyzszego zestawienia uzyskane oleje bazowe maja wlasciwosci lepkosciowo-tem¬ peraturowe odpowiadajace normie angielskiej. W porównaniu z obecnie produkowanym olejem sa lepsze w zakresie wlasnosci lepkosciowych. Lep- 65 kosc oleju AW-38 jest uzyskana przez dodanie do oleju bazowego o lepkosci kinematycznej w 100°C -2.3 cSt, dodatku zageszczajacego w ilosci do 3,8%.Aby z obecnie stosowanego oleju bazowego uzys¬ kac olej-o lepkosci okolo 7 cSt nalezaloby zasto-57645 6 sowac dodatki zageszczajace w ilosci powyzej 6%.Tak duza ilosc dodatku wiskozowego jest nieko¬ rzystna z uwagi na to; ze wydziela sie on na czesciach silnika, a ponadto ulega depolimeryza- cji wskutek wystepowania sil scinajacych w wa¬ runkach eksploatacji, co prowadzi do-obnizenia ja¬ kosci oleju i tym samym ogranicza zakres jego stosowania. Natomiast oleje wedlug wynalazku posiadaja korzystna lepkosc bez dodawania dodat¬ ków zageszczajacych.Temperatura zaplonu uzyskanych olejów bazo¬ wych znacznie przekracza temperature dopuszczal¬ na przez norme angielska, jest równiez znacznie wyzsza od temperatury zaplonu obecnie stosowa¬ nego oleju. Parametr ten jest istotny dla bezpie¬ czenstwa lotu. Temperatura krzepniecia uzyska¬ nych olejów bazowych odpowiada temperaturze krzepniecia obecnie produkowanego oleju. Zestawy olejowe uzyskane z oleju bazowego otrzymanego sposobem wedlug wynalazku wykazuje zadawala¬ jaca odpornosc termiczna.Olej zestawiony z oleju bazowego I z zastosowa¬ niem: a) 0,5% fenotiazyny i 0,5% p,p-dwumetoksy- dwufenylenoaminy, badany w temperaturze 280°C w czasie 22 godzin, w atmosferze azotu wykazuje spadek lepkosci o 2,3%; b) 0,5% fenotiazyny i 0,5% ienylonaftyloaminy wykazuje w takich samych wa¬ runkach spadek lepkosci 3,1%.Natomiast obecnie produkowany olej wykazuje przecietnie spadek lepkosci —18 — 22%. Zmiana lepkosci dopuszczalna norma na olej AW-30 wy¬ nosi 10—23%. Powodem malej odpornosci termicz¬ nej obecnie produkowanego oleju sa dodatki typu wiskozatorów podwyzszajacego lepkosc oleju bazo¬ wego.W porównaniu z norma angielska uzyskane ze¬ stawy olejowe wykazuja równiez zadawalajaca od- 5 pornosc, bowiem norma DERD 2487 dopuszcza zmiany lepkosci kinematycznej po odpornosci ter¬ micznej w granicach —10 -r- +20%.Wprowadzenie do oleju bazowego inhibitorów utleniania oraz 2% estru dwuamyloksantogenoety- 10 lenowego pozwala na uzyskanie oleju o dobrych wasciwosciach smarnych. Badany na maszynie czte- rokulowej ma srednice skazy 0,82 mm przy obcia¬ zeniu 140 kG, a obciazenie zespawania powyzej 240 kG. 15 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania smarowego oleju syntetycz¬ nego typu estrów kompleksowych na drodze estry- 20 fikacji poliglikoli kwasami jedno- i dwukarboksy- lowymi, znamienny tym, ze estryfikacji kwasami jedno- i dwukarboksylowymi poddaje sie glikol polietylenowy o wzorze HO(CH2CH20)nH, w którym 13 ^ n ^ 1 lub glikol polipropylenowy o wzorze 25 HO(C3H60)nH, w którym 16 ^ n ^ 1, przy czym jako kwasy jednokarboksylowe stosuje sie miesza¬ nine syntetycznych kwasów tluszczowych w posta¬ ci frakcji kwasów tluszczowych oddestylowanych z przedgonu, uzyskiwanego przy produkcji kwa- 30 sów tluszczowych na drodze utleniania parafiny, o liczbie kwasowej 420—500 mg KOH/1 g, wrzaca w temperaturze 80—110°C przy cisnieniu 10 mm Hg. Dokonano jednej Doprac PL