RU2080355C1

RU2080355C1 - Карбонат гликолевого эфира и смазочное масло на его основе

Info

Publication number: RU2080355C1
Application number: SU904831657A
Authority: RU
Inventors: Мизуи Кинйа; Фуруя Есиаки
Original assignee: Мицуи Петрокемикал Индастриз Лтд
Priority date: 1989-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1997-05-27
Also published as: CN1020633C; CN1051385A; CS276935B6; CS9005410A2; BR9005550A; DE69012738D1; KR910009905A; NZ235913A; ES2063227T3; CA2029174A1; MY106580A; TW222307B; CA2029174C; JP2831400B2; EP0426153B1; KR930011931B1; ATE111951T1; JPH03149295A; USRE34914E; EP0426153A1

Abstract

Использование: состав смазочного масла индустриального, автомобильного моторного типа, а также смазочного масла для холодильников на основе карбонатов гликолевого эфира и гидрофторуглерода. Сущность изобретения: карбонаты гликолевого эфира ф-лы I с определенными значениями радикалов, проявляющие свойства смазочного масла для холодильников. В частности смазочное масло в качестве карбоната гликолевого эфира содержит бис {2-[2-(2-метоксиэтокси)этокси]этил}карбонат или бис {2-[2-(2-бутоксиэтокси)этокси]этил}карбонат. Полигликольэфирокарбонат получают переэтерификацией избытка карбоната соответствующего спирта с полиалкиленгликольмоноалкиловым эфиром в условиях отгонки выделяющейся воды. Структура соединения ф-лы I:

где R¹ и R² - одинаковые или различные (C₁-C₂₀)-алкил,
R³ и R⁴ - этиленовая или изопропиленовая группа,
m и n имеют значения от 2 до 20. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 3 табл.

Description

Изобретение касается состава смазочного масла, в частности состава смазочного масла, используемого в качестве индустриального трансмиссионного масла, автомобильного моторного масла, для волокон, смазочного масла для прокатки и смазочного масла для холодильников, который обладает превосходными смазывающими свойствами и моющим действием. Изобретение касается в особенности состава смазывающего масла, наиболее приспособленного для использования в качестве смазывающего масла для холодильников, где в качестве хладагента используются гидрированные фторуглеродные соединения (HFC), такие как фреон R -134а, которые не разрушают озоновый слой.

Смазочные масла подразделяются на индустриальные трансмиссионные масла, моторные масла, смазочные масла для волокон, смазочные масла для прокатки и смазочные масла для холодильников.

Так как эксплуатационные условия для различных промышленных машин некоторое время назад стали довольно жесткими, то к индустриальным маслам предъявляется теперь требование, касающееся сохранения смазывающих свойств и моющего действия при высокой температуре. В частности улучшенные смазывающие свойства и моющее действие стали необходимы для индустриальных трансмиссионных масел, используемых в процессах, связанных с покрытием изделий термоактивными веществами или выпечкой пищевых продуктов. До настоящего времени использовались смазочные масла на основе синтетического углеводорода, эфира карбоновой кислоты или на основе гликоля.

Однако масла на основе синтетического углеводорода или эфира карбоновой кислоты обладают недостаточными смазочными свойствами и к тому же они обладают еще одним недостатком, заключающимся в том, что их нельзя использовать в качестве смазочных масел при высокой температуре, так как при длительной выдержке при высокой температуре они образуют карбид. С другой стороны, смазочные масла на основе гликоля имеют преимущество в том, что при длительном нагреве не образуют много карбида, но они обладают недостаточными смазывающими свойствами и высокой гигроскопичностью. Следовательно, желательным является улучшение характеристик этих масел.

К моторным маслам преъявляются требования, касающиеся смазывающих свойств и разбрызгиваемости при повышенной температуре на протяжении длительного периода времени, соответствующие улучшенным характеристикам автомобильных двигателей. Когда с целью удовлетворения таких требований в моторное масло вводят дополнительные присадки, это приводит к увеличению количества примесей в нем. Увеличение количества примесей в масле приводит к отрицательным результатам, таким как образование осадка или смолистых отложений. Несмотря на то, что были предприняты попытки использования комбинации минерального масла с синтетическим углеводородным маслом или масло на основе эфира карбоновой кислоты, получаемое в результате масло обладает тем не менее как недостаточными смазывающими свойствами, так и недостаточной разбрызгиваемостью при работе при повышенной температуре в течение продолжительного периода времени. Смазочное масло для двухтактных двигателей, отличающееся от масел для автомобильных двигателей, которые являются четырехтакными, сгорая после попадания их в бензин, что связано с конструкцией двигателя, и поэтому моющее действие масла с этом случае имеет особое значение. Хотя для двухтактных двигателей в качестве смазочного масла, используют касторовое масло, полибутен и им подобные, однако смазывающие свойства и моющее действие этих масел недостаточно высоки.

Трансмиссионное масло для автомобилей, особенно для ATF^x, должно обладать низким коэффициентом трения, который должен уменьшаться с течением времени. С этой целью используют антифрикционные присадки и присадки, с помощью которых устанавливают заданный коэффициент трения. Проблема в этом случае связана с тем, что коэффициент трения автомобильных трансмиссионных масел, содержащих присадки, со временем повышается.

В качестве смазочных масел для волокон обычно используют смазочное масло на основе эфира карбоновой кислоты или смазочное масло на основе гликоля, но они не способны одновременно сочетать хорошие смазывающие свойства и моющее действие.

В качестве смазочного масла для прокатки обычно используют смазочное масло, содержащее в качестве основного компонента жир. Несмотря на его высокие смазывающие свойства и низкое сопротивление прокатке, такое смазочное масло обладает очень слабым моющим действием, поэтому необходим дополнительный процесс для смывания оставшегося жира. Хотя смазочное масло на основе эфира карбоновой кислоты и используется в качестве смазки для прокатки, однако практически это бывает редко из-за его низких смазывающих свойств, несмотря на достаточно сильно моющее действие.

После замены рабочего газа для холодильников на фреон R 134a (CH₂-CF₃), который является HFC, не разрушающим озоновый слой, минеральное масло и алкилированный бензол, которые использовались для приготовления смазочных масел для холодильников, больше не используются, так как они взаимно не растворимы с рабочим газом. В настоящее время разработано смазочное масло на основе простого эфира гликоля, которое используется в холодильниках, в которых применяется вышеупомянутый хладагент.

Например в патенте США N 4755316 описано вещество для компрессионных холодильников, состоящее из тетрафторэтана и оксиалкиленгликоля, имеющие молекулярный вес от 300 до 2000 и кинематическую вязкость при 37^o в диапазоне от 25 до 150 сСт.

Однако такое смазочное масло на основе простого эфира гликоля, как правило, имеет недостаточную температурную стабильность и высокую гигроскопичность, к тому же было обнаружено, что смазочные масла на основе простого эфира гликоля имеют недостаток, заключающийся в том, что они коробят материалы резиновых уплотнений, например нитрильный каучук (NBP), и повышают их жесткость.

В патенте США N 3627810 описан способ получения карбонатов высших спиртов, представляемых формулой R¹OCOOR², и указано, что эти карбонаты можно использовать в качестве гидравлического масла, смазочного масла и пластификаторов. Однако в описании не раскрыты конкретные варианты их использования, например, для получения смазочного масла для холодильников, особенного смазочного масла для холодильников, обладающего высокой степенью взаиморастворимости с фреоном, не разрушающим озоновый слой. В указанной выше формуле каждый заместитель R¹ и R² представляет собой одинаковый или различный алкил C₁-C₂₀.

В патенте США N 3657310 описан способ получения карбонатов, представленных формулой ROCOO(AO)_nR¹. Хотя в патенте указано применение этих карбонатов в качестве смазочного масла, гидравлического масла и пластификаторов, их конкретное использование для получения смазочного масла для холодильников, особенно смазочного масла для холодильников, обладающего высокой степенью взаиморастворимости с фреоном, не разрушающим озоновый слой, не описано. В указанной выше формуле каждая из состоящих R и R¹ представляет собой одновалентную алифатическую группу A обозначает алкиленовую группу с числом атомов углерода от 2 до 4, где n целое число не меньше 1.

В европейском патенте N 089709 описан способ получения карбоната высшего спирта с помощью реакции переэтерификации между высшим спиртом, имеющим молекулярный вес от 100 до 270, и алкоголькарбонатом, имеющим низкую точку кипения, и состав смазочного масла, содержащего такой карбонат высшего спирта.

В патенте Японии i-O-P N 37568, 1973 описан состав жидкости для трансмиссии двигателя, содержащей по крайней мере один из карбонатов, представленных общей формулой R₁(O-(-X-OCOO-)_n-X-OR)₂, где каждое из обозначений R₁ и R₂ представляет собой независимо друг от друга водород, алифатическую группу, ароматическое соединение, образованное из соединений алифатической группы, ароматическую группу, ацил-группу, алкоксикарбонильную группу или арилоксидную группу, n число от 1 до 10, а X алкиленовая группа, вмещающая по крайней мере два атома углерода в главной углеродной цепочке, молекулярная цепочка может содержать циклоалкиленовую группу, аралкиленовую группу, ариленовую группу или по крайней мере один гетероатом. В описании, однако, раскрыто применение сложных эфиров карбоновой кислоты в качестве трансмиссионной жидкости, но не в качестве смазочного масла.

Кроме того, в публикации патента Японии N 4727, 1971 описан способ получения полиэтиленгликольмонометилэфиркарбонатов, представленных общей формулой CH₃-(-OCH₂CH₂)_x-OCOO-(-CH₂CH₂- O)_y-CH₃, где каждый из коэффициентов x и y равен 2 или 3.

В публикации указано, что полиэтиленгликольмонометилэфиркарбонаты, описанные выше, предназначены для изготовления тормозной жидкости, а также для применения в качестве синтетических смазочных средств. Однако в публикации не ясно описаны конкретные варианты применения, например, смазочного масла для холодильников, особенно смазочного масла для холодильников, обладающего высокой степенью взаиморастворимости с фреоном, не разрушающим озоновый слой.

Изобретение направлено на решение вышеуказанных проблем, присутствующих в известном уровне техники, и целью настоящего изобретения является получение состава смазочного масла, имеющего превосходные смазывающие и моющее свойства, а также обладающие высокой степенью взаиморастворимости с фреоном, не разрушающим озоновый слой, таким как фреон R-134a.

Согласно настоящему изобретению состав смазочного масла представляет собой гликольэфиркарбонат, представленный общей формулой (I)
R₁-O-(-R₃-O-)_m-CO-(-OR₄-)_n-OR₂ (I)
где каждую из составляющих R₁ и R₂ независимо друг от друга выбирают из группы, состоящей из алифатической группы, алициклической группы, ароматической группы и ароматическизащищенной алифатической группы, каждая из которых содержит не более 20 атомов углерода.

R₃ и R₄ независимо друг от друга представляют собой этиленовую группу или изопропиленовую группу, и
m и n независимо друг от друга представляют собой целые числа от 2 до 100.

Смазочное масло такого состава, как указано в настоящем изобретении, обладает превосходными смазывающими свойствами и моющим действием, причем его вязкость при пониженной температуре может быть легко снижена, в отличие от минеральных масел или смазочных масел на основе эфира. В результате этого смазочное масло такого состава может найти широкое применение для изготовления индустриального трансмиссионного масла, автомобильного моторного масла, автомобильного трансмиссионного масла, смазочного масла для холодильников, смазочного масла для волокон и смазочного масла для прокатки.

Смазочное масло такого состава отличается не только вышеперечисленными свойствами, но оно также взаиморастворимо с фреоном, не разрушающим озоновый слой, таким как фреон R-134a, и, следовательно, может быть использовано в качестве смазочного масла для холодильников, в которых в качестве хладагента применяется фреон, не разрушающий озоновый слой, например фреон R-134a.

В состав предлагаемого смазочного масла при использовании его в качестве смазочного масла для холодильников может входить фреон, не разрушающий озоновый слой, такой как фреон R-134a, в качестве добавки к гликольэфиркарбонату, представленному формулой (I).

Термин "состав смазочного масла", применяемый в данном описании, означает смазочное масло, состоящее из гликольэфиркарбоната, являющегося предметом настоящего изобретения, и других ингредиентов, а также смазочное масло, состоящее только из указанного гликольэфиркарбоната.

Состав предлагаемого смазочного масла содержит гликольэфиркарбонат, представленный общей формулой (I)
R₁-O-(-R₃-O-)_m-CO-(-OR₄-)_n-OR₂, (I)
где составляющие R₁ и R₂ независимо друг от друга выбирают из группы, состоящей из алифатической группы, алициклической группы, ароматической группы и ароматических соединений, образованных из соединений алифатической группы, каждая из которых имеет не более 20 атомов углерода.

Конкретными соединениями, входящими в алифатическую группу углеводородов, представленную составляющими R₁ и R₂, являются метил, этил, пропил, изопропил, изобутил, дибутил, тетрабутил, пентил, изопентил, неопентил, n-гексил, изогексил, n-гептил, изогаптил, n-октил, изооктил, n-нонил, изононил, n-декил, изодекил, n-андекил, изоандекил, n-додекил, изододекил, n-тридекил, изотридекил, n-тетрадекил, изотетрадекил, n-пентадекил, изопентадекил, n-гексадекил, изогексадекил, n-гептадекил, изогептадекил, n-октадекил, изооктадекил, n-нонилдекил, изононилдекил, n-эйкозанил и эйкозанил.

Конкретными соединениями, входящими в алициклическую группу углеводородов, представленную составляющими R₁ и R₂, являются циклогексил, I-циклогексенил, метилциклогексил, диметилциклогесил, декагидронафтил и трициклодеканил.

Конкретными соединениями, входящими в ароматическую группу углеводородов, представленную составляющими R₁ и R₂, являются фенил, o-тотил, p-тотил, m-тотил, 2,4-ксилил, мезатил и I-нафтил.

Конкретными соединениями, входящими в группу ароматических соединений, образованных из соединений алифатической группы углеводородов, представленную составляющими R₁ и R₂, являются бензил, метилбензил, β -фенилэтил (фенэтил), I-фенилэтил, I-метил-I-фенилэтил, p-метилбензил, стирил и циннамил.

В вышеуказанной формуле (I) составляющие R₃ и R₄ выбираются независимо друг от друга из этиленовой группы или изопропиленовой группы.

Кроме того, в общей формуле (I) величины m и n независимо друг от друга представляют собой целые числа от 2 до 100.

В материалах настоящего изобретения R₁, R₂, R₃, R₄, m и n в общей формуле (1) выбирают в соответствии с применением. Например, когда R₁, R₂, R₃, R₄ m и n выбираются для гликольэфиркарбоната, представленного общей формулой (I), таким образом, что в результате получается гликольэфиркарбонат с кинематической вязкостью (T)S^x K-2283/ около 8 сCт, где x промышленный стандарт Японии, при 100^oC, то смазочное масло, содержащее в своем составе такой гликольэфиркарбонат, предпочтительно использовать в качестве смазочного масла для холодильников, в которых применен в качестве хладагента фреон, не разрушающий озоновый слой, например фреон R-134a. Предпочтительное использование вышеупомянутого гликольэфиркарбоната связано с тем, что он обладает превосходной взаиморастворимостью с фреоном, не разрушающим озоновый слой, в диапазоне температур от -20^oC до +90^oC.

Гликольэфиркарбонаты, представленные общей формулой (I), могут быть получены в результате реакции переэтерификации полиалкиленгликольмоноалкилэфира в присутствии избыточного количества карбоната спирта, имеющего относительно низкую температуру кипения. Такой способ не требует использования сильнотоксичных газов, в отличии от фосген-процесса, и поэтому предпочтителен с точки зрения безопасности.

Конкретными примерами полиалкиленгликольмоноалкилэфиров, описанных выше, являются этиленгликольмоноалкилэфиры, диэтиленгликольмоноалкилэфиры, триэтиленгликольмоноалкилэфиры, тетраэтиленгликольмоноалкилэфиры, пропиленгликольмоноалкилэфиры, дипропиленгликольмоноалкилэфиры, трипропиленгликольмоноалкилэфиры и тетрапропиленгликольмоноалкилэфиры.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением полиалкиленгликольмоноалкилэфиры, образующиеся как побочный продукт во время производства полиалкиленкликольмоноалкилэфиров, указанных выше, и имеющие относительно высокую температуру кипения, могут быть самостоятельно использованы как указано выше, и также могут быть использованы в смеси с полиалкиленгликольмоноалкилэфирами, указанными выше.

Кроме того, гликольэфиркарбонат, представленный общей формулой (1), имеющей вязкость, соответствующую желаемому применению, может быть получен подбором соответствующей длины углеводородной группы и степени полимеризации полиалкиленгликоля. Более того, такие параметры полиалкиленгликоля, как характеристики при низкой температуре, термостойкость и параметры, определяющие степень набухания резины в нем, могут свободно регулироваться подбором структуры углеводородной группы и полиалкиленгликольной группы этого вещества.

Полученные таким образом гликольэфиркарбонаты обладают превосходными смазывающими свойствами, низкой гигроскопичностью и хорошим моющим действием в отличие от гликольэфиров, следовательно, они могут быть использованы для получения индустриального трансмиссионного масла, автомобильного моторного масла, автомобильного трансмиссионного масла, смазочного масла для волокон, смазочного масла для прокатки и смазочного масла для холодильников.

В состав предлагаемого смазочного масла гликольэфиркарбонат входит в количестве от 1 до 100 мас. ч. при общем количестве смазочного масла 100 мас. ч. Следовательно, гликольэфиркарбонат может быть использован самостоятельно в качестве смазочного масла, а также в комбинации с другими компонентами.

Например, в случае использования предлагаемого смазочного масла в качестве индустриального трансмиссионного масла, автомобильного моторного масла и автомобильного трансмиссионного масла. В состав смазочного масла могут быть добавлены кроме гликольэфиркарбоната такие соединения, как минеральное масло, например дистиллятные масла, и светлое крекинг-сырье. Оно также может сочетаться с олигомером a-олефина, такими как жидкий полибутен, и жидким олигомером декана, эфирами карбоновой кислоты, такими как диизооктиладипат, диизооктилсебацат и дилаурилсебацат, и растительным маслом. Согласно настоящему изобретению в состав смазочного масла могут также входить известные в технике добавки к смазочным маслам, описанным в книге "Добавки к нефтепродуктам" под редакцией Тошио Сакурай (издана в 1974 г. Сайвай Шобо), и подобные им в качестве диспергатора для очистки, антиокислителя, присадок, повышающих сопротивляемость к нагрузкам, присадок, улучшающий смазочные характеристики, и присадок, понижающий температуру застывания, при условии, что введение присадок не ухудшает характеристики объекта изобретения.

Кроме того, в случае использования предлагаемого смазочного масла в качестве смазочного масла для холодильников, в состав смазочного масла могут быть введены кроме гликольэфиркарбоната другие применяемые компоненты, включая гликольэфиры и минеральное масло, такое как дистиллятное масло и светлое крекинг-сырье. Может быть также добавлен олигомер a-олефина, такой как жидкий полибутен и жидкий олигомер декана, эфир карбоновой кислоты, такой как диизооктиладипат, диизооктилсебацат и делаурилсебацат, и растительное масло. В случае использования предлагаемого смазочного масла для холодильников, в которых специально применен HFC, такой как фреон R=134a (тетрафторэтан), не разрушающий озоновый слой, использование других добавок ограничено до гликольэфиров и эфиров карбоновой кислоты, что обусловлено взаимной растворимостью. Однако дополнительное количество присадок должно составлять менее 60% от общего веса смазочного масла, чтобы не ухудшались характеристики термостойкости, взаимной растворимости с фреоном R=134a и гигроскопичности. Кроме того, в состав смазочного масла могут входить присадки к смазочному маслу, описанные выше. В состав смазочного масла для холодильников может входить также фреон, не разрушающий озоновый слой, например фреон R=134a.

Когда гликольэфиркарбонат, который входит в состав смазочного масла, являющегося предметом настоящего изобретения, используется для приготовления смазочного масла для прокатки, машинного масла, смазочного масла для волокон и т.д. гликольэфиркарбонат может применяться в виде водной эмульсии, приготовленной с помощью соответствующего эмульгатора обычным способом.

В состав смазочного масла в соответствии с настоящим изобретением входит особый гликольэфиркарбонат, вследствие чего оно обладает превосходными смазывающими свойствами и моющим действием. К тому же его вязкость при низкой температуре может быть легко снижена, в отличие от минерального масла или масла на основе эфира.

Вследствие этого смазочное масло, являющееся предметом настоящего изобретения, может найти широкое применение для изготовления индустриального трансмиссионного масла, автомобильного моторного масла, автомобильного трансмиссионного масла, смазочного масла для холодильников, смазочного масла для волокон и смазочного масла для прокатки.

Смазочное масло состава, указанного в настоящем изобретении, хорошо не только вышеперечисленными качествами, но также и своей хорошей способностью взаиморастворяться с фреонами, не разрушающими озоновый слой, в том числе с фреоном R=134а. Следовательно, это масло может быть использовано в качестве смазочного масла для холодильников, в которых в качестве хладагента применен фреон, не разрушающий озоновый слой, например фреон R=134a.

Конкретный положительный эффект, который достигается при использовании предлагаемого смазочного масла, в качестве вышеперечисленных смазочных масел, описан ниже.

1) Индустриальное трансмиссионное масло.

Смазочное масло такого состава, который указан в настоящем изобретении, может быть использовано не только в качестве обычного индустриального трансмиссионного масла, но также в качестве смазки для цепных приводов, от которого требуются особенно высокие моющее действие и смазочные свойства.

2) Автомобильное моторное масло.

Смазочное масло такого состава, который указан в настоящем изобретении, обладает превосходными смазывающими свойствами и моющим действием и, следовательно, может удовлетворять современным повышенным требованиям, предъявляемым к свойствам моторных масел, среди которых особенно важным является моющее действие.

Присадки, такие как диспергаторы очистители и стабилизаторы, могут быть введены в состав смазочного масла, являющегося предметом настоящего изобретения, в меньших количествах по сравнению с соответствующими количествами присадок, добавляемых к обычным автомобильным моторным маслам, следовательно, могут быть устранены проблемы, связанные с образованием смолистых отложений и нерастворимого осадка, что вероятно связано с чрезмерным количеством присадок.

Кроме того, так как предлагаемое смазочное масло обладает как превосходными смазывающими свойствами, так и моющим действием, в отличие от обычных смазочных масел для двухтактных двигателей, оно может быть также использовано в качестве моторного масла не только для четырехтактных двигателей, но и для двухтактных двигателей.

3) Автомобильное трансмиссионное масло.

Смазочное масло такого состава, какой указан в настоящем изобретении, обладает превосходными смазывающими свойствами и моющим действием и к тому же имеет низкий коэффициент трения, который почти не меняется с течением времени.

4) Смазочное масло для холодильников.

Поскольку смазочное масло такого состава, какой указан в настоящем изобретении, содержит особый гликольэфиркарбонат, то оно растворимо во фреоне R-134a (CH₂F-CF₃), который является HFC, не разрушающим озоновый слой, и используется в качестве газа-хладагента, кроме того, оно имеет превосходную термостабильность и низкую гигроскопичность, что предотвращает разбухание материала резиновых уплотнений, таких как NBR и позволяет поддерживать работоспособность уплотнений. Кроме того, смазочное масло такого состава, какой указан в настоящем изобретении, может также поддерживать работоспособность уплотнений, выполненных из EPDM^x и SBR^xx,
где x- каучук на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера;
xx бутадиенстирольный каучук. следовательно, EPDM^x и SBR^xx могут быть применены в качестве материалов резиновых уплотнений.

5) Смазочное масло для волокон.

Смазочное масло такого состава, какой указан в настоящем изобретении, обладает превосходными смазывающими свойствами и низкой скоростью испарения в отличие от обычных смазочных масел на основе гликольэфира.

6) Смазочное масло для прокатки.

Смазочное масло такого состава, какой указан в настоящем изобретении, обладает смазывающими свойствами и характеристиками, необходимыми для прокатки, равными или лучшими по сравнению с соответствующими характеристиками обычных смазочных масел для прокатки, содержащими главным образом жир, подвергнутый возгонке без карбонизации только посредством нагрева, а также обладает превосходным моющим действием. Следовательно, после использования смазочного масла такого состава процесс очистки может быть исключен.

Ниже настоящего изобретения описано со ссылками на примеры реализации, но следует иметь ввиду, что настоящее изобретение не ограничено только этими примерами.

Процедуры испытаний, описанные ниже, были реализованы с целью получить оценку характеристик смазочного масла, соответствующих примерам и противопоставленным примерам.

1) Методы оценок.

а. Кинематическая вязкость по T/K=2283.

в. Вязкость при пониженной температуре по ASTM 2983^xx.

в. Характеристики трения (фрикционные).

Характеристики трения материалов проб были измерены при следующих условиях измерителем трения (торговая марка SRV, производство Optimol K.K.) нагрузка 200H; температура 50^oC; период времени 10 мин; амплитуда 1 мм; частота колебаний 50 Гц; и испытуемые тела: диск в комбинации со сферой, оба тела выполнены из материала Suj-2.

Глубина полученных в результате опыта дефектов была определена измерением глубины дефектов на диске после опыта с помощью измерителя шероховатости поверхности (торговая марка Surfcom 200B, производство Tokyo Seimitsu K.K.).

г. Термостабильность.

20 г образца помещают в мензурку емкостью 100 мл, затем мензурку нагревают в печи, поддерживая температуру 100^oC на протяжении 6,5 ч. Термостабильность оценивают из соотношения величина уменьшения веса образца: начальный вес образца. Тот образец, который показывает меньшее изменение (снижение) веса, имеет лучшую термостабильность.

д. Моющее действие.

1 г образца помещают в крышку диаметром 5 см от коробки из-под мази и выдерживают 48 ч при 230^oC или 6 ч при 300^oC. В том случае, если образец сохранился, он имеет вид твердого черного тела (карбонизированное состояние). Измеряют вес образца до опыта и после опыта, получаемое соотношение параметров образцов определяется как коэффициент смолообразования, по которому оценивают моющее действие образца.

е. Гигроскопичность.

В мензурку емкость 100 мл помещают 30 г образца и выдерживают в течение 48 ч в воздушной климатической камере при температуре 25^oC и относительной влажности 75% Концентрация воды в образце до и после опыта измеряется методом Карла Фишера.

ж. Свойства, определяющие набухаемость резины.

В колбу, содержащую 20 мл образца помещают два вида кольцевых уплотнений (P-22), а именно: кольцевое уплотнение из нитрильной резины (JIS B 2401 1B) и кольцевое уплотнение из фторуглеродной резины (JIS B 2401 4D), снабжают колбу конденсатором и выдерживают уплотнения в погруженном состоянии в течение 70 ч при температуре 120^oC. После опыта два кольцевых уплотнения извлекают из колбы, тщательно обтирают с целью удаления с них остатков образца и определяют изменение их веса.

з. Взаимная растворимость с фреоном R-134а.

В испытательную трубку, имеющую внутренний диаметр 10 мм и высоту 20 см, помещают 1 мл образца, затем в испытательную трубку из баллона постепенно вводят фреон R-134а в количестве, несколько большем, чем количество образца, в то время как испытательную трубку охлаждают в ванне с сухим охлажденным ацетоном. Затем содержимое перемешивают лопаточкой и испытательную трубку переносят в охлаждающую ванну с температурой -20^oC. Растворимость образца наблюдают, когда отношение объемов образец: фреон R-134a становится равным 1: 1. Взаимную растворимость обозначают как O (метка), если смесь стала полностью однородной, и обозначают как X (метка), если полная взаиморастворимость смеси не наблюдается.

Пример 1. В 5-литровую колбу с тремя горлышками и круглым дном, снабженную 10-пластиночной ректификационной колонной типа Oldershow и термометром, помещают 821 г (5 моль), монометилового эфира, триэтиленгликоля, 135 г (15 моль) диметилкарбоната и 9 г раствора метанола, содержащего 30% NaOCH₃ по весу (что соответствует 0,05 моль N_aOCH₃). Смесь нагревают с обратным холодильником посредством натрия в масляной ванне при перемешивании в азотной атмосфере с целью условий для реакции. Образовавшийся метанол отгоняют через 5 ч после начала реакции, а реакция продолжается до тех пор, пока температура внутри колбы не достигает 130^oC.

Реакцию продолжают, в то время как образовавшийся метанол и диметилкарбонат извлекают посредством подсоединения колбы к отгонному устройству и постепенно увеличивая отгонку снижением внутреннего давления. Реакцию завершают в тот момент, когда давление и температура внутри колбы достигают 15 мм рт.ст. и 135^oC соответственно.

Реакционный раствор нейтрализуют введением в колбу 2,9 г водного раствора, содержащего 85 мас. фосфорной кислоты. Выпавшую в результате в осадок соль отфильтровывают. Фильтрат подвергают дистилляции при температуре стенки колбы 205-220^oC и при пониженном давлении, равном 1,7 мм.рт.ст. посредством тонкопленочного ректификационного устройства, при этом компоненты с низкой температурой кипения отделяются. Удаленные компоненты с низкой температурой кипения составляют 25% от веса всего раствора.

Компоненты раствора с высокой температурой кипения, оставшиеся в колбе, подвергают дистилляции при температуре стенки колбы 260^oC и пониженном давлении, равном 0,15 мм. рт. ст. Удаленные компоненты с высокой температурой кипения составляют 15% от веса раствора до дистилляции.

Было получено 567 г бис{2-[2-(2-метоксиэтокси)этокси]этил} карбоната посредством удаления из раствора компонентов с низкой температурой кипения и компонентов с высокой температурой кипения, как это было описано выше.

Таким образом, был получен бис{2-[2-(2-метоксиэтокси)этокси]этил} карбонат с чистотой 98,5% при этом производительность способа составила 64%
Основные свойства полученного карбоната как смазочного масла были исследованы и результаты приведены в табл.1.

Пример 2. Повторно проведена реакция, аналогичная примеру 1, за исключением того, что вместо триэтиленгликольмонометилэфира был применен триэтиленгликольмонобутилэфир в количестве 1,031 г.

Была повторно проведена процедура согласно примеру 1 при температуре стенки 220^oC и при пониженном давлении, равном 1,5 мм.рт.ст. с целью удаления компонентов раствора с низкой температурой кипения. Компоненты раствора с высокой температурой кипения были также удалены посредством повторения процедуры согласно примеру 1 при температуре стенки 260^oC и при пониженном давлении, равном 0,2 мм.рт.ст. В результате было получено 614г бис{2-[2-(2-бутоксиэтокси)этокси]этил} карбоната.

Таким образом, был получен бис{2-[2-(2-бутоксиэтокси)этокси]этил} карбонат чистотой 98,0% при этом выход составил 56%
Основные свойства полученного карбоната как смазочного масла были исследованы и результаты включены в табл.1.

Сравнительный пример 1. Аналогично были исследованы свойства гликольэфира класса пропиленоксидов (M

\binom{*}{n}

=1520,

-1,1, где * чистый вес; ** полный вес.)
Результаты исследований основных свойств этого соединения как смазочного масла занесены в табл.1.

Сравнительный пример 2. Аналогично было исследовано смазочное масло (торговая марка Suniso 331, изготовляемое компанией Nihon Sunsekiyu K.K), предназначенное для холодильников, в которых применен фреон R-12. Результаты исследования основных свойств указанного продукта как смазочного масла включены в табл.1.

Это смазочное масло не обладает взаиморастворимостью с фреоном R-134a, который не разрушает озоновый слой.

Пример 3. Повторяют реакцию примера 1 за исключением того, что используют 700 г (1 моль) моно-н-бутилового эфира полиоксиизопропиленгликоля M_n:700, M_w/M_n 1,1; кинематическая вязкость при 100^oC 6.7 сСт, индекс вязкости: 168), 450 г (5 моль) диметилкарбоната, 3,6 г (0,02 моль) раствора метанола, содержащего 30% метоксида натрия, используют вместо монометилового эфира триэтиленгликоля.

Полученную реакционную массу нейтрализуют добавлением водного раствора, содержащего 85% -ную фосфорную кислоту. Затем только низкокипящий компонент удаляют из реакционного раствора и получают 1350 г карбонатной композиции, содержащей 94,4% ди(н-бутоксиполилксиизопропиленгликоль)карбоната и 5,6% н-бутоксиполиоксиизопропиленгликоль метилкарбоната.

Основные свойства смазочного масла полученного таким образом карбоната измерены и результаты приведены в табл. 2.

Пример 4. Процесс и обработку реакционного раствора по примеру 3 повторяют за исключением того, что используют 500 г (1 моль) моно-н-бутиловый эфир полиоксиэтиленизопропиленгликоля.

(M_n: 500, M_w/M_n: 1,1, кинематическая вязкость при 100^oC 4.7 сСт, индекс вязкости: 171) вместо моно-н-бутилового эфира полиоксиизопропиленгликоля и получают 942 г карбонатной композиции, включающей 91,21 ди-н-бутоксиполмоксиэтиленизопропиленгликолькарбонат и 8,8% н-бутоксиполиоксиэтиленизопропиленгликольметилкарбонат.

Основные свойства как смазочного масла полученного таким образом карбоната измерены и результаты приведены в прилагаемой табл. 2.

Эксперименты, касающиеся взаимной растворимости карбоната гликолевого эфира и фреона R-134a
А. Оценка взаимной растворимости карбоната гликолевого эфира и фреона R-134a.

Каждый из карбонатов гликолевых эфиров, полученных с помощью процессов, показанных примерах 1-4 и сравнительным примерах 1 и 2, помещался в одну стеклянную пробирку с закрытым концом. Фреон R-134a смешивался с каждым из карбонатов гликолевых эфиров в объемном соотношении, показанном в 3, под вакуумом при охлаждении, чтобы получить 1 г смеси.

Другой конец стеклянной пробирки, содержащей смесь запаивался. Смесь в стеклянной трубке, запаянной с обоих концов, наблюдали при комнатной температуре (23^oC) в состоянии покоя после встряхивания, чтобы оценить взаимную растворимость карбонат гликолевого эфира с фреоном R-134a следующим образом
0: прозрачный и гомогенный,
Х: с разделением фаз или мутный.

Результаты показаны в табл. 3.

В. Температура разделения фаз.

Смесь в объемном соотношении (каждый из карбонатов гликолевого эфира, полученных с помощью процессов, показанных в примерах 1-4 и в сравнительных примерах 1 и 2)/(фреон R-134a)-3/97 в стеклянной трубке, закрытой с обоих концов, готовили таким же образом, как описано выше, и затем определяли температуру разделения фаз путем наблюдения температуры, при которой прозрачная и гомогенная жидкая смесь становится разделенной на фазы или мутной при изменении температуры смеси.

Результаты показаны в табл. 3.

Claims

1. Карбонат гликолевого эфира общей формулы I

где R¹ и R² каждый независимо друг от друга C₁ - C₂₀-алкильная группа;
R³ и R⁴ каждый этиленовая группа или изопропиленовая группа;
m и n каждый независимо друг от друга имеют значения от 2 20, при условии, что соединения формулы I, где R¹ и R² одновременно метильные группы и R³ и R⁴ одновременно этиленовые группы, а m и n каждый независимо друг от друга имеют значения 4 20 и в случае соединения, где R¹ и R² одновременно этильные группы, а R³ и R⁴ одновременно этиленовые группы и при этом m и n - каждый независимо друг от друга имеют значение 3 20.

2. Карбонат по п. 1, отличающийся тем, что соединение общей формулы I представляет собой бис{2-[2-(2-бутоксиэтокси)этокси]этил}карбонат.

3. Карбонат по п. 1, обладающий свойствами смазочного масла.

4. Карбонат по пп. 1 3, проявляющий свойства смазочного масла для холодильников, использующих в качестве рабочего тела гидрофторуглерод (фреон), не разрушающий озоновый слой.

5. Смазочное масло, включающее не разрушающий озоновый слой гидрофторуглерод (фреон) и базовое масло, отличающееся тем, что в количестве до 60% от массы масла содержит гидрофторуглерод, а в качестве базового масла включает карбонат гликолевого эфира формулы I, где R¹ и R² - каждый независимо друг от друга C₁ C₂₀-алкильная группа и R³ и R⁴ каждый этиленовая или изопропиленовая группа, а m и n каждый независимо друг от друга имеют значения 2 20.

6. Масло по п. 5, отличающееся тем, что соединение общей формулы I представляет собой бис{ 2-[2-(2-метоксиэтокси)этокси]этил}карбонат или бис{2-[2-(2-бутоксиэтокси)этокси]этил}карбонат.