RU1838391C

RU1838391C - Присадка к смазочным маслам

Info

Publication number: RU1838391C
Application number: SU884356740A
Authority: RU
Inventors: Фредерик Марш Джон; Роланд Марк; Вернет Мэри; Вилльям Хейми Грэхем
Original assignee: Экксон Кемикал Пейтентс Инк
Priority date: 1987-10-12
Filing date: 1988-10-12
Publication date: 1993-08-30
Also published as: US5112506A; AR242982A1; CN1022256C; RU2051904C1; JPH08231442A; EP0312313A1; JP2529363B2; JPH0284493A; BR8805248A; JP2695763B2; EP0312313B1; DE3863341D1; GB8723907D0; US5137648A; CN1034752A; ES2022634B3

Abstract

Сущность изобретени : присадка содержит жидкий носитель, и активное вещество. представл ющее собой моноалкилбензолсульфонат или моноалкилтолуолсульфонат кальци со средним числом атомов углерода в алкильной группе, преимущественно разветвленной , 40-200, преимущественно 50-200, 33,3-87,5% и моноалкилбензолсульфонат или моноалкилтолуолсульфонат кальци со средним числом атомов углерода в алкильной группе 10- 33, преимущественно моноалкилбензолсульфонат или моноалкилтолуолсульфонат кальци с разветвленной алкильной группой со средним числом атомов углерода 15-33, и/или моноалкилбензолсульфонат или моноалкилтолуолсульфонат кальци с нормальной Сю-Сзо алкильной группой. 12.5 -66,6%. Преимущественно присадка содержит моноалкилтолуолсульфонат кальци с разветвленной алкильной группой со средним числом атомов углерода 40-200-33,8-87,5%, моноалкилбензолсульфонат кальци с разветвленной алкильной группой со средним числом атомов углерода 15-3012,5-50.0% и/или моноалкилбензолсульфонат кальци с нормальной Сю- Сзо алкильцой группой-12,5-50,0%. 3 з.п.ф-лы, Зтабл.

Description

Изобретение относитс к составу суль- фонатной присадки к смазочным маслам, обладающей моющими и антикоррозионными свойствами.

Целью изобретени вл етс обеспечение стабильности присадки при хранении.

По изобретению присадка к смазочным маслам содержит в своем составе жидкий носитель и активное вещество, представл -. кпцее собой моноалкилбензолсульфонат или моноалкитолуолсульфонаТ кальци со средним числом атомов углерода в алкиль- ной группе, равным 40-200 (компонент А), и моноалкилбензолсульфонат или моноалкилтолуолсульфонат кальци со средним

числом атомов углерода в алкильной группе, равным 10-33 (компонент В), при следующем соотношении компонентов в активном веществе, мас.%:

Компонент А33,3-87,5 Компоненте 12,5-66,7 При этом алкильна группа компонента А преимущественно представл ет собой разветвленную алкильную группу со средним числом атомов углерода, равным 50- 200. Компоненты В представл ет собой моноалкилбензолсульфонат или моноалкилтолуолсульфонат кальци , содержащий алкильную группу со средним числом атомов углерода, равным 15-33. и/или моноалкил00 CJ 00

со ч

со

бензолсульфонат или моноалкилтолуол- сульфонат кальци содержащий нормальную С10-СЗО алкильную группу. В предпочтительном варианте присадка содержит , мас.%; моноалкилбензолсульфонат кальци с разветвленной алкильной группой , имеющей среднее число атомов углерода , равное 40-200, 50,0-87,5. моноалкилбензолсульфонат кальци с разветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 15- 33, или моноалкилбензолсульфонат каль- ци с нормальной С10-СЗО алкильной группой 12,5-50,0 или моноалкилбензолсульфонат кальци с разветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 40-200, моноалкилбензолсульфонат кальци с разветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 15-430, и моноалкилбензолсульфонат кальци с нормальной Сю-Сзо алкильной группой в массовом соотношении .1:1:1 соответственно.

Сочетание длинноцепочных алкиларил- сульфонатов(А)и алкиларилсульфонатовс цеп ми средней длины (В) неожиданно вл етс причиной нескольких благопри тных эффектов . По сравнению с надосновными алкила- рилсульфонатами с цеп ми средней длины (В), только комбинации (А)+ (В) имеют улучшенное антикоррозионное воздействие, про вл ют лучшую характеристику чистоты двигател и не привод т к осаждению во врем хранени , когда используютс в сочетании с фенол тами.

Надосновные сульфонаты металлов в композицйи.насто щего изобретени могут быть получены любым пригодным способом придани на доен овн ости, и такие способы известны в данной области техники.

Такие способы обычно включают нагревание смеси, содержащей маслораствори- мый сульфонат или алкарилсульфокислоту, с избытком щелочи и/или соединени ще- лочно-земельного металла, при температуре выше той, котора требуетс дл полной нейтрализации любой присутствующей сульфокислоты, и образование диспергированного карбонатного комплекса путем взаимодействи избыточного металла с двуокисью углерода, с получением желаемой надосновности. Использование промотора в стадии нейтрализации дл содействи введению большого избытка металла вл етс известным и предпочтительным дл получени таких композиций. Примеры соединений, пригодных в качестве промотора, включают фенольные вещества , такие как фенол, нафтол, алкилфенолы, тиофенол, сульфорированные алкилфенолы, а также продукты конденсации формальдегида с фенольным веществом; спирты, такие, как метанол. 2-пропанол;октанол, целлозольв, карбитол,

этиленгликоль, стеариловый спирт и цикло- гексанол; и амины, такие как анилин, фенилен- диамин, фенотиазин, фенол , бетанафтиламин и додециламин. Сульфокислоты обычно получают путем сульфировани алкилзамещенных ароматических углеводородов так. что остаток сульфокислоты св зан с ароматическим д ром, например те. которые получены алкилированием бензола,толуола, ксилола, нафталина, дифенила и галоидных производных , таких как хлорбензол, хлортолуол и хлорнафталин. Бензол, толуол и нафталин вл ютс предпочтительными, особенно бензол. Алкилирование можно осуществл ть в присутствии катализатора с алкилирующими средствами - например, галопарафины, олефины, полученные дегидрогенизацией парафина, и полиолефины обычно используютс дл этой цели.

Композици насто щего изобретени ,

содержаща (А) и (В), может быть получена или приданием надосновности смеси пригодных алкиларилсульфокислот, или приданием надосновности отдельной алкиларилсульфокислоте с последующим

смешиванием надосновных продуктов. В первом случае смесь сульфокислот может быть получена или сульфурацией смешанных алкилароматических соединений, или смешиванием отдельно полученных алкиларилсульфокислот .

Композиции насто щего изобретени имеютобщее щелочное число(ТВМ), измеренное Американским стандартным методом испытани , D2896, предпочтительно 250-350.

Базовым маслом, используемым в изобретении , может быть натуральное или синтетическое масло соответствующей в зкости. Натуральные масла включают животные масла и растительные масла (например , касторовое, л рдовое масло), жидкие нефт ные масла и гидрорафинированные, обработанные растворителем или обработанные кислотой минеральные смазочные

масла парафинового, нафтенового или смешанного парафино-нафтенового типов. Также пригодны в качестве основных масел масла смазочной в зкости, происход щие от угл или сланца. Синтетические масла включают алкиленоксидные полимеры и сополимеры и их производные, в которых концевые гидроксильные группы модифицированы эсте- рификацией или этерификацией, сложные эфи- ры дикарбоновых кислот и масла на основе кремни , такие, как полиалкил-полиарил-. полиалкокси-или полиарилоксисилоксановые масла и силикатные масла.

Изобретение иллюстрируетс следующими примерами.

Пример.

Композицию надосновного сульфоната кальци получают из следующих трех суль- фокислот при массовом отношении 1:1:1, то есть каждую кислоту используют в количестве 33,3 мае. % смеси.,

(А) Моно-алкилбензолсульфокислота с длинной разветвленной цепью, содержаща смесь алкиловых остатков со средним числом атомов углерода 50.

(81) Моно-алкилбензолсульфокислота с разветвленной, цепью средней длины, содержаща смесь алкиловых остатков со средним числом атомов углерода 24.

(82) Моно-алкилбензолсульфокислота с нормальной Cis алкильной группой.

Надосновной раствор сульфоната кальци имеет следующие составы, мас.%: Сульфонат кальци 28 Карбонат кальци 23 Гидроокись кальци 3 Вода 0,2 Масло . 45 Примеси 0,8 и имеет общее щелочное число (ТВП), равное 300.

Этот надосновной раствор сульфоната кальци ввод т в следующий состав смазочного масла, мас.%:

Надосновной раствор сульфоната кальци 1,4 Диспергатор(55%-ный масл ный раствор диспергатора борированного полиизобутенил сукцинимида, имеющий содержание азота

1,46 мас.%)4,5 Противоизносна присадка ZDDP (74%-ный масл ный раствор диалкилдитиофосфата цинка, полученный из первичных спиртов, раствор содержит 9,0 масс.% цинка) 1,3 Масло (150 Нейтральное) 15,0 Масло (600 Нейтральное) 77,8 Низкотемпературные характеристики ржавлени и коррозии данного моторного масла оценивают в соответствии с методикой специальной технической публикации Американского общества по испытанию ма- териалов 315 с использованием восьмици- линдрового двигател внутреннего сгорани Олдсмобиль 1977. Данный двигатель имеет рабочий объем 350 кубических дюймов (5737,5 см3) и степень сжати 8.5:1. Испытание предназначено дл преднаме

ренной конденсации кислот пропускных газов и ввода их в части двигател . Это достигаетс охлаждением крышек шатунного кожуха.

Испытание осуществл ют при таких услови х в течение 30 часов с последующим двухчасовым периодом при максимальной нагрузке, высокой скорости и высоких температурах с тем, чтобы обжечь ржавчину на поверхност х компонентов.

Испытание осуществл ют с этилированным бензином GMR 995, и оно содержит следующие три цикла:

Фаза 1 Фаза 2 Фаза 3 Продолжительность , (час) 282 2

0

5

0

Скорость (об/мин)

Нагрузка (эффективна мощность в лошадиных силах)

Температура

впуска масла

(°F)

Температура на выходе охлаждающей среды (°F)

Температура крышек шатунного (кожуха (°F)

1400 1500 3600

25

120

110

60

25

120

60

100

260

200

После испытани отдельные части двигател оцениваютс самосто тельно на ржавчину по шкале от 1 до 10, где 1 обозначает сильно разрушено и 10 обозначает нормальное состо ние. Средн расценка ржавчины происходит в результате объединени оценок компонентов следующим образом:

Средний номинал ржавчины дл масла примера 1, полученный двум раздельными испытани ми, составл ет 8,6 и 8.46, соответственно .

Примеры 4-7 (сравнительные примеы ).

Повтор ют пример 1, за исключением того, что вместо трехкомпонентной смеси (1:1:1) сульфокислот (А), (В1) и (В2) отдельные компоненты бинарных смесей двух из них используют в качестве исходного материала при получении надосновного раствора. Средние номиналы ржавчины приведены в табл. 1. .;. - ;-

Трехкомпонентна смесь примера 1 име ет лучший противокоррозионный эффект, чем люба из бинарных смесей или чистых соединений .

Пример 8. Композицию надосновного сульфоната кальци получают из смеси 50 мас.% моноалкилбензолсульфокислоты с разветвленной длинной цепью (А) и 50% мас.% моноалкилсульфокислоты с разветвленной цепью средней длины (В2), описанной в примере 1. Данную смесь сульфокислот превращают в раствор надосновного сульфоната кальци с составом, приведенным в примере 1.

42,9 мас.% данного раствора надосновного сульфоната кальци , 42,9 мас.% раствора надосновной кальциевой соли алкилзамещенного тиобисфенола, имеющего ТВ N 250 и содержащего 9,5% кальци (фенол т 1) и 14,2 мас.% масла (150 Нейтральное ), смешивают при температуре 60°С в течение одного часа с получением концентрата присадки. 28; 12 мас.% концентрата присадки смешивают с 71,88 мас.% масла (600 Нейтральное) в течение одного часа при температуре 60°С с получением масл ной смеси. .

Два образца масл ной смеси хран т в течение 8 недель в 100 мл пробирке дл центрифуги, один при температуре 20°С и другай при температуре 60°G, Затем дл каждого образца определ ют объем осадка, образованного во врем хранени .

Примере повтор ют дважды. Получены следующие результаты.

20°С:0.01рб.% 0,01 об.% Следы

60°С: 0,02 об.% 0,03 об.% 0,01 об.%

Пример 8 повтор ют еще три раза с использованием разного раствора надосновной кальциевой.соли алкилзамещенно- го тиобисфенола и имеющего TBN 250,

содержащее 9,25% кальци (фенол т II). Получены следующие результаты:

20°СО,02об.% . 0,01 об;% Следы

60°СО,04об.% 0,02 об.% 0,01 об.%

П р и м е р 15 (сравнительный пример). Пример 8 повтор ют с использованием различных бинарных смесей сульфокислот (А), (В 1) и (В2) примера 1 в качестве исходных материалов.

Результаты сведены в табл. 2. Ясно, что смеси в соответствии с насто щим изобретением образуют намного меньший осадок во врем хранени , чем смесь сравнительного Примера 15.

Примеры 8 и 12 повтор ют за исключением того, что вместо моноалкилбензолсульфокис- лот соответствующий 2 метил-5-алкилбензол- сульфокислоту и 2-алкил-5-метиловый изомер (содержащий также некоторое количество 3- метил-4-алкилсульфокислоты и З-алкил-4-мети- ловый изомер) используют в качестве исходных материалов в получении композиции надосновного сульфоната. Через 8 недель хранени масл ных смесей при температуре 20°С и 60°С количество образовавшегос осадка во всех случа х составл ет менее 0,03 об. %.

Пример 18. Бинарный раствор надосновного сульфоната кальци Примера 8, имеющего общее щелочное число 300, вво д т в следующий масл ный состав: . Мас.% Раствор надосновного сульфоната кальци . 5,7 диспергатор(44%-ный масл ный раетвор диспергатора поли- изобутенилсукцинимида, раствор имеет содержание азота 1,12

масс.%1,5 Масло (150

Нейтральное)15,0 Масло (600 - Нейтральное) 77,8 Вли ние данного масл ного состава на пригоранйе поршневых колец, износ и на- капливание отложений при высокой скорости , услови х наддува определ ют в соответствии со стандартными методиками Федерального Стандарта США 791-341 и Американского стандартного метода испы- тани 5ША, использу одноцилиндровый дизельный двигатель катерпиллер, имеющий следующие характеристики:

Число цилиндров Диаметр цилин1

дра130,2 мм

Такт165,1 мм

Классификаци

двигател :1Y73, наддув

Тип поршней1Y510

Испытание осуществл ют на топливе, содержащем 0,4% серы.

Испытание осуществл ют в общей сложности 480 ч в соответствии со стандартными методиками, однако испытание заканчивают через 120 ч. Режим испытани следующий:

Скорость, об/мин1800 ± 10

Нагрузка, квт-ч/мин5850 ±50

Температура выпуска

°F1100 ±50

Степень

сжати 16,4-1 ±0,5

температура впуска °F

масла,

Температура выхода

воды.с Р

Температура впуска

воздуха, °F

Давление впуска воз

(абсолютное)

Влажность воздуха

(гран/фунт сухого

воздуха)

Результаты испытани приведены как взвешенный суммарный.нёдостаток(ЛЛТ) и расчетно-эмпирическйй показатель, характеризующий интенсивность лакообразова- ни в канавках поршневых колец (TGF).

WTD взвешивает отложение как дл типа отложени , так и дл erd1 положени . Так, углистые отложени прит гивают более высокую оценку недостатка, чем лаковые отложени , и отложени ниже поршн умножаютс более высоким коэффициентом . Это взвешивание дл типа отлржени вл етс удобным, поскольку т желые углистые отложени , по-видимому, заключают в себе более строгие услови образовани отложений , нежели образование тонкой пленки или лака. Коэффициенты умножени , используемые дл оценки WTD, приведены в табл. 3. TGF рассчитывает оцекку процентного , содержани верхней канавки позади поршневого кольца, которое наполнено углистыми отложени ми.

Результаты, полученные дл состава моторного масла Примера 18, составл ет, значение WTD, равное 30, и значение TGF, равное 38.Приме р 19 (сравнительный).

Пример 18 повтор ют дважды, за иск- ;. лючением того, что смесь сульфокислот сравнительного Примера 15 используют в качестве исходного материала при получе- 5 нии композиции надосновного сульфоната, причем указанна смесь содержит 75 мае. % моно-алкилбензолсульфокислоты с разветвленной цепью средней длины (В1) и 25 мас.% пр моцепочечной С18-моно-алкил0 бензолсульфокислоты (В2).

Результаты, полученные дл состава моторного масла Примера 19, составл ют значени WTD, равные 230/223, и значени TGF равные 77/76.

5 Смеси алкилбензолсульфонатов с разветвленными и пр мым цеп ми средней длины в насто щее врем широко используютс в качестве присадок к моторному маслу. Сравнение Примеррз 18 и 19 показывает, что

0 сульфонатна композици в соответствии с насто щим изобретением лучше чем при- садк, используема в насто щее врем , в отношении хаоактеристики чистоты двигател .

5 Ф о р м у л а и з о б р ете н и

Claims

1. Присадка к смазочным маслам, содержаща активное вещество на основе вы- сокощелочного алкиларилсульфоната щелочноземельного металла и жидкий носи0 тель. о т л и а ю щ а с тем, что, с целью обеспечени стабильности при хранении, присадка в качестве высокощелочного алкиларилсульфоната щелочноземельного металла содержит моноалкилбензолсульфонат

5 или монозлхилтолуолсульфонат кальци со ; средним числом атомов углерода в алкиль- ной группе, равным 40-200 (компонент А), и моноалкилоензолсульфонат или моноалкил- толуолсульфонат кальци со средним чис0 лом атомов углерода в алкильной группе, равным 10-33 (компонент В), при следующем соотношении компонентов в активном веществе, мас.%:

компонент А. - 33,3-87,5}

5 компоненте-12,5-66,7.

2. Присадка по л. 1, отличающа с тем, что а кильна группа компонента А представл ет собой разветвленную алкильную группу со средним числом атомов углерода,

0 равным 50-200.

3. Присадка по пп. 1 или 2, о т л и ч а ю- щ а с тем, что компонент В представл ет собой моноалкилбензолсульфонат или мо- ноалкилтолуолсульфонат кальци , содержа5 щий разветвленную алкильную группу со средним числом .атомов углерода, равным 15-33. и/или моноалкилбензолсульфонат или моноалкилтолуолсульфонат кальци , содержащий нормальную Cio-Сзо-алкильную группу.

4. Присадка по п. 3, о т л-и ч а ю щ а с тем. что содержит моноалкилбензолсульфо- нат кальци с разветвленной алкильной группой , имеющей среднее число атомов углерода, равное 40-200, Моноалкилбензолсульфонат кальци с разветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 15-33, и/или моно- алкилбенэолсульфонат кальци с нормальной do-Сзо-элкйльной группой при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Моноалкилбензолсульфонат кальци с разветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 40-200 - 5аО-87,5;

. Моноалкилбензолсульфонат кальци с разветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 15-33, и/или моноалкилбёнзолсульфоиат

кальци с нормальной Сю-Сзсгалкильной группой -12,5-50,0;

или Моноалкилбензолсульфонат кальци с разветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода

0 40-200, Моноалкилбензолсульфонат кальци с разветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 15-33, и Моноалкилбензолсульфонат . кальци с нормальной Сю-Сзо-алкильной группой в массовом соотношении 1:1:1 соответственно .

Стабильность составов сульфонат / фенол т

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Коэффициент умножени , используемый дл оценки взвешенного суммарного недостатка (W Т О)