RU2668975C2

RU2668975C2 - Сложный полиэфир и применение сложного полиэфира в смазочных материалах

Info

Publication number: RU2668975C2
Application number: RU2016114692A
Authority: RU
Inventors: Маркус ШЕРЕР; Ронни РИНКЛИБ
Original assignee: Басф Се
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2018-10-05
Also published as: RU2016114692A3; CN105555831A; EP3046946B1; US20160281018A1; RU2016114692A; KR20160058864A; ES2767319T3; US10150928B2; PL3046946T3; KR102273229B1; CN105555831B; WO2015036293A1; EP3046946A1

Abstract

Изобретение относится к сложным полиэфирам, которые можно использовать в качестве компонента композиций смазочных масел. Описан сложный полиэфир, получаемый реакцией смеси, содержащей: a) адипиновую кислоту, b) 2-пропил-1-гептанол; и c) по меньшей мере один полиол с гидроксильной функциональностью в диапазоне от ≥2 до ≤6, который выбран из группы, состоящей из этиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, 1,2-пропиленгликоля, дипропиленгликоля, трипропиленгликоля, 1,4-бутандиола, 1,6-гександиола, бисфенола А, триметилолпропана, глицерина, касторового масла, пентаэритрита, сорбита, дипентаэритрита и сахарозы. Также описан способ получения указанного выше сложного полиэфира, включающий стадии: i) реакция смеси, содержащей компонент а), компонент b) и компонент с), в присутствии по меньшей мере одного катализатора, выбранного из группы, состоящей из титансодержащих соединений, цирконийсодержащих соединений и оловосодержащих соединений, ii) нагревание смеси, полученной на стадии i), до температуры в диапазоне от 80°C до 160°C на первой стадии и затем до температуры в диапазоне от 190°C до 240°C на второй стадии, iii) обработка вакуумом реакционной смеси, полученной на стадии ii), iv) охлаждение реакционной смеси, полученной на стадии iii), до температуры в диапазоне от 20°C до 90°C и добавление воды к реакционной смеси и v) сушка и очистка реакционной смеси, полученной на стадии iv). Также описана композиция смазочного масла, содержащая: а) от ≥1% до ≤99,9 мас. % по меньшей мере одного сложного полиэфира, указанного выше, b) от ≥0% до ≤99 мас. % по меньшей мере одного базового компонента, выбранного из группы, состоящей из минеральных масел (масла группы I, II или III), поли-альфа-олефинов (масла группы IV), полимеризованных и сополимеризованных олефинов, алкилнафталинов, полимеров алкиленоксидов, силиконовых масел, фосфатэфиров и сложных эфиров карбоновых кислот (масла группы V), и c) от ≥0,1 до ≤25 мас. % одной или большего количества присадок, регулирующих рабочие характеристики, где содержания в масс. % компонентов а), b) и c) в каждом случае приведены в пересчете на полную массу композиции смазочного масла и сумма масс всех компонентов а), b) и c) равна 100%. Описан способ уменьшения коэффициента трения композиции смазочного масла при смазке механического устройства, включающий приготовление указанной композиции смазочного масла вместе по меньшей мере с одним указанным выше сложным полиэфиром. Технический результат – получение сложного полиэфира, обладающего улучшенными характеристиками при низкой температуре, высокой гидролитической стабильностью и улучшенной термической стабильностью. 5 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 7 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к новым сложным полиэфирам, которые можно получить по реакции смеси, включающей по меньшей мере один C₈-C₂₀-спирт Гербе, по меньшей мере одну алифатическую или циклоалифатическую дикарбоновую кислоту и по меньшей мере один полиол с гидроксильной функциональностью в диапазоне от ≥2 до ≤6, и к применению этих сложных полиэфиров в качестве компонента композиций смазочных масел.

Сложные полиэфиры нашли широкое применение в качестве ценного компонента композиций смазочных масел. Например, для смазки турбинных двигателей реактивного самолета используют эфиры дикарбоновых кислот и спиртов, обладающих цепью средней длины, или эфиры различных полиолов с жирными кислотами, обладающими цепью средней длины.

Такие сложные полиэфиры во все больше степени использовались для решения других задач при смазке, когда требования к смазке являются высокими, например, при использовании в качестве компонентов смеси в частично синтетических моторных маслах. То, что эти сложные полиэфиры являются особенно подходящими для таких целей, основано на том, что по сравнению с обычными смазочными материалами на основе минерального масла они обладают намного более хорошими изменениями вязкости при изменении температуры и что по сравнению с веществами, обладающими сравнимыми вязкостями, температура потери текучести явно ниже.

Эти характеристики также являются существенным требованием для пригодности масла в качестве рабочей жидкости в гидравлических системах, поскольку допустимо лишь незначительное изменение ее вязкости при значительных изменениях температуры. Кроме того, они также должны быть применимы при низких температурах, поскольку предполагается, что современные транспортные средства удовлетворительно работают при относительно низких температурах окружающей среды, часто без дополнительного нагревательного оборудования. При этих низких температурах смазочный материал играет ключевую роль в определении того, насколько легко можно сдвинуть с места транспортное средство и насколько быстро смазываются все жизненно важные части. Смазочный материал, который является слишком густым при этих условиях, также может привести к плохой управляемости или, в некоторых случаях, к катастрофическому разрушению оборудования вследствие недостатка масла.

Для технического специалиста общеизвестно, что сложноэфирные масла, обладающие большей вязкостью, обычно менее удовлетворительны при использовании в холодных условиях, поскольку вязкость обычно сопровождается повышением температуры потери текучести. Для случаев смазывания, когда совершенно необходимо использование обладающего высокой вязкостью сложного полиэфира, разработан так называемый комплексный сложный полиэфир. Этот комплексный сложный полиэфир в дополнение к монофункциональным спиртам или кислотам содержит в качестве этерифицирующихся компонентов и диолы или полиолы, и дикарбоновые кислоты, что позволяет получить сложный полиэфир, обладающий низкими кислотным и гидроксильным числами. Вязкости такого комплексного сложного полиэфира при 38°C равны примерно от 30 до 300 сСт и при 99°C равны от 10 до 30 сСт. Температуры потери текучести такого обладающего высокой вязкостью комплексного сложного полиэфира обычно не ниже - 30°C. Таким образом, в этом отношении они неудовлетворительны для применения во многих случаях.

В EP 489809 B1 описан продукт этерификации алифатических дикарбоновых кислот, содержащих 8 или 9 атомов углерода, и спиртов Гербе, содержащих от 12 до 20 атомов углерода, и их применение в качестве компонента композиций смазочных масел.

В US 4053491 раскрыты эфиры обладающих разветвленной цепью алифатических полиолов с насыщенными, обладающими разветвленной цепью, алифатическими монокарбоновыми кислотами и их применение в качестве смазочных материалов или гидравлических жидкостей.

В WO 2007/082639 A1 описано применение сложного полиэфира, который можно получить по реакции смеси, включающей разветвленные монофункциональные спирты и алифатические дикарбоновые кислоты в качестве смазочного материала.

US 7038005 B1 относится к группе сложных полиэфиров на основе продуктов реакции янтарной кислоты, димера спирта и спирта Гербе. Полученный сложный полиэфир является обладающим большой молекулярной массой продуктом, который хорошо переносится кожей и обладает чрезвычайно хорошей смягчающей способностью.

В ЕР 335013 A1 описан сложный полиэфир, который основан на димерной жирной кислоте, гликоле без атома водорода у альфа-атома углерода, в котором содержится реагент обрыва цепи - C₃-C₁₂-одноатомный спирт.

В настоящее время ДИДА (диизодециладипат), ДИТА (диизотридециладипат) и ТМПК (триметилолпропанолкаприлат) обычно используют в качестве компонента композиций смазочных масел. Хотя эти эфиры обладают относительно большим индексом вязкости и поэтому в целом удовлетворительными характеристиками температура/вязкость, температуры потери текучести этих эфиров равны -57°C, -55°C и -54°C соответственно.

Вследствие характеристик имеющихся сложных полиэфиров все же необходимо получение новых сложных полиэфиров, которые обладают улучшенными характеристиками при низкой температуре, на что указывают низкие температуры потери текучести, при сохранении в целом благоприятных характеристик температура/вязкость, на что указывает большой индекс вязкости.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является получение новых сложных полиэфиров, которые обладают улучшенными характеристиками при низкой температуре, на что указывают низкие температуры потери текучести, в частности, температуры потери текучести < - 60°C, при сохранении в целом благоприятных характеристик температура/вязкость, на что указывает большой индекс вязкости.

Эта задача решена с помощью нового сложного полиэфира, который получен из комбинации разветвленных одноатомных спиртов и полифункциональных спиртов в качестве исходных веществ, содержащих гидроксигруппы, и алифатических и циклоалифатических дикарбоновых кислот в качестве исходных веществ, содержащих кислотные группы.

Таким образом, в одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к сложному полиэфиру, который можно получить по реакции смеси, содержащей

a) по меньшей мере одну кислоту, выбранную из группы, состоящей из алифатических дикарбоновых кислотах, содержащих от 5 до 20 атомов углерода, и циклоалифатической дикарбоновой кислоты, содержащей от 4 до 36 атомов углерода,

b) по меньшей мере один одноатомный спирт общей формулы I,

,

в которой p равно 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7;

и

c) по меньшей мере один полиол с гидроксильной функциональностью в диапазоне от ≥2 до ≤6.

Неожиданно установлено, что заявленный в настоящем изобретении сложный полиэфир обладает улучшенными характеристиками при низкой температуре, на что указывают низкие температуры потери текучести, в частности, температуры потери текучести <-60°C, при сохранении в целом благоприятных характеристик температура/вязкость, на что указывает большой индекс вязкости. Кроме того, заявленные в настоящем изобретении сложные полиэфиры обладают высокой гидролитической стабильностью и обладают улучшенной термической стабильностью.

Предпочтительно, если эта по меньшей мере одна алифатическая дикарбоновая кислота, содержащая от 5 до 20 атомов углерода, выбрана из группы, включающей глутаровую кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту, адипиновую кислоту, пимелиновую кислоту, пробковую кислоту, ундекандикарбоновую кислоту, додекандикарбоновую кислоту, брассиловую кислоту, тетрадекандикарбоновую кислоту, пентадекандикарбоновую кислоту, гексадекандикарбоновую кислоту и октадекандикарбоновую кислоту.

Предпочтительно, если эта по меньшей мере одна циклоалифатическая дикарбоновая кислота, содержащая от 4 до 36 атомов углерода, выбрана из группы, включающей 1,4-циклогександикарбоновую кислоту, 2,6-декагидронафталиндикарбоновую кислоту, 1,3-циклогександикарбоновую кислоту и 2,5-норборнендикарбоновую кислоту.

"Алифатический" означает обладающий линейной или разветвленной цепью, насыщенный или ненасыщенный, предпочтительно, если насыщенный, неароматический углеводородный фрагмент, содержащий заданное количество атомов углерода (например, содержащий от 5 до 20 атомов углерода, т.е. 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или 20 атомов углерода). При использовании в настоящем изобретении "алифатические" фрагменты также включают фрагменты, в которых до трех, предпочтительно 1 или 2, атома углерода в линейной или разветвленной цепи заменены гетероатомом, независимо выбранным из группы, включающей NH, O или S.

"Циклоалифатический" означает насыщенный или ненасыщенный, предпочтительно насыщенный, неароматический углеводородный фрагмент, содержащий заданное количество атомов углерода (например, содержащий от 4 до 36 атомов углерода, т.е. 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35 или 36 атомов углерода) и, содержащий от 1 до 3 колец, каждое кольцо содержит от 3 до 8, предпочтительно от 3 до 6 атомов углерода.

Алифатическую дикарбоновую кислоту также можно использовать в виде ее ангидрида.

Более предпочтительно, если в качестве компонента а) содержится алифатическая дикарбоновая кислота, содержащая от 5 до 10 атомов углерода. Еще более предпочтительно, если в качестве компонента а) содержится алифатическая дикарбоновая кислота, содержащая от 5 до 8 атомов углерода. Наиболее предпочтительно, если в качестве компонента а) содержится адипиновая кислота.

Компонентом b) является по меньшей мере один одноатомный спирт общей формулы I,

,

в которой p означает 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7.

По меньшей мере один одноатомный спирт общей формулы I представляет собой 2-этил-1-гексанол (при p=1), 2-пропил-1-гептанол (при p=2), 2-бутил-1-октанол (при p=3), 2-пентил-1-нонанол (при p=4), 2-гексил-1-деканол (при p=5), 2-гептил-1-ундеканол (при p=6) и 2-октил-1-додеканол (при p=7).

Предпочтительно, если p означает 1, 2, 3, 4 или 5. Более предпочтительно, если p означает 2.

Одноатомный спирт общей формулы I предпочтительно содержится в виде смеси разных структурных изомеров. В частности, при p=2 получается одноатомный спирт, содержащий 10 атомов углерода. Одноатомный спирт, содержащий 10 атомов углерода предпочтительно содержится в виде смеси, включающей

b1) одноатомный спирт, содержащий 10 атомов углерода и структуру общей формулы II,

,

в которой

R₁ выбран из группы, включающей пентил, изопентил, 2-метилбутил, 3-метилбутил и 2,2-диметилпропил,

R₂ означает Н или метил,

R₃ выбран из группы, включающей этил, пропил и изопропил,

и

b2) одноатомный спирт, содержащий 10 атомов углерода и структуру общей формулы III,

,

в которой

R₄ выбран из группы, включающей пентил, изопентил, 2-метилбутил, 3-метилбутил и 2,2-диметилпропил,

R₅ означает Н или метил,

R₆ выбран из группы, включающей этил, пропил и изопропил,

при условии, что одноатомный спирт b1) и одноатомный спирт b2) обладают разными структурами.

Предпочтительно, если одноатомный спирт b1) выбран из группы, включающей 2-пропилгептанол, 2-пропил-4-метилгексанол, 2-пропил-5-метилгексанол, 2-изопропил-4-метилгексанол, 2-изопропил-5-метилгексанол, 2-пропил-4,4-диметилпентанол, 2-этил-2,4-диметилгексанол, 2-этил-2-метилгептанол, 2-этил-2,5-диметилгексанол и 2-изопропилгептанол. Более предпочтительно, если одноатомным спиртом b1) является 2-пропилгептанол.

Предпочтительно, если одноатомный спирт b2) выбран из группы, включающей 2-пропилгептанол, 2-пропил-4-метилгексанол, 2-пропил-5-метилгексанол, 2-изопропил-4-метилгексанол, 2-изопропил-5-метилгексанол, 2-пропил-4,4-диметилпентанол, 2-этил-2,4-диметилгексанол, 2-этил-2-метилгептанол, 2-этил-2,5-диметилгексанол и 2-изопропилгептанол. Более предпочтительно, если одноатомным спиртом b2) является 2-пропил-4-метилгексанол.

Предпочтительно, если отношение массы одноатомного спирта b1) к массе одноатомного спирта b2) находится в диапазоне от 5:1 до 95:1, более предпочтительно в диапазоне от 6:1 до 50:1, еще более предпочтительно в диапазоне от 10:1 до 40:1, наиболее предпочтительно в диапазоне от 20:1 до 35:1.

Предпочтительно, если этот по меньшей мере один полиол, обладающий количеством гидроксигрупп, находящимся в диапазоне от ≥2 до ≤6, выбран из группы, включающей этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, бисфенол A, триметилолпропан, глицерин, касторовое масло, пентаэритрит, сорбит, дипентаэритрит и сахарозу.

В случае смеси разных полиолов среднечисловое количество гидроксигрупп устанавливается, как смешанное количество гидроксигрупп f_n(OH). Смешанное количество гидроксигрупп может быть нецелым числом, таким как 2,2, 2,4 или 2,5.

Более предпочтительно, если этот по меньшей мере один полиол, который содержится в качестве компонента с), обладает гидроксильной функциональностью в диапазоне от ≥3 до ≤6.

Предпочтительно, если заявленный в настоящем изобретении сложный полиэфир обладает вязкостью, находящейся в диапазоне от ≥10 до ≤500 мм²/с, более предпочтительно в диапазоне от ≥10 до ≤400 мм²/с, еще более предпочтительно в диапазоне от ≥12 до ≤380 мм²/с, при 40°C, определенной в соответствии со стандартом DIN 51562-1.

Предпочтительно, если заявленный в настоящем изобретении сложный полиэфир обладает вязкостью, находящейся в диапазоне от ≥3 до ≤50 мм²/с, более предпочтительно в диапазоне от ≥3 до ≤45 мм²/с, при 100°C, определенной в соответствии со стандартом DIN 51562-1.

Предпочтительно, если сложный полиэфир обладает индексом вязкости, находящимся в диапазоне от ≥110 до ≤190, более предпочтительно в диапазоне от ≥110 до ≤180, еще более предпочтительно в диапазоне от ≥110 до ≤170, еще более предпочтительно в диапазоне от ≥130 до ≤170, определенным в соответствии со стандартом ASTM D 2270.

Неожиданно установлено, что заявленный в настоящем изобретении сложный полиэфир обладает плотностью, которая <1,1 г/см³, предпочтительно <1,1 г/см³. Предпочтительно, если заявленный в настоящем изобретении сложный полиэфир обладает плотностью, находящейся в диапазоне от ≥0,91 до ≤0,99 г/см³, более предпочтительно в диапазоне от ≥0,91 до ≤0,98 г/см³, наиболее предпочтительно в диапазоне от ≥0,92 до ≤0,97 г/см³ при 15°C, определенной в соответствии со стандартом DIN 51757.

Предпочтительно, если заявленный в настоящем изобретении сложный полиэфир обладает кислотным числом, находящимся в диапазоне от ≥0,01 до ≤0,4 мг КОН/г, более предпочтительно в диапазоне от ≥0,05 до ≤0,4 мг КОН/г, еще более предпочтительно в диапазоне от ≥0,05 до ≤0,3 мг КОН/г, определенным в соответствии со стандартом DIN 51558.

Предпочтительно, если заявленный в настоящем изобретении сложный полиэфир обладает гидроксильным числом, находящимся в диапазоне от ≥0,2 до ≤4,0 мг КОН/г, более предпочтительно в диапазоне от ≥0,2 до ≤3,0 мг КОН/г, еще более предпочтительно в диапазоне от ≥0,2 до ≤2,8 мг КОН/г, определенным в соответствии со стандартом DIN 53240.

Предпочтительно, если смесь содержит

от ≥25 до ≤50 масс. % компонента а),

от ≥40 до ≤70 масс. % компонента b) и

от ≥0,1 до ≤20 масс. % компонента с),

где сумма масс всех компонентов а), b) и с) равна 100%.

Предпочтительно, если смесь содержит

от ≥25 до ≤50 мас. % компонента а),

от ≥40 до ≤70 мас. % компонента b) и

от ≥0,5 до ≤15 мас. % компонента с),

Более предпочтительно, если смесь содержит

от ≥29 до ≤45 мас. % компонента а),

от ≥40 до ≤70 мас. % компонента b) и

от ≥0,8 до ≤14 мас. % компонента с),

В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение относится к сложному полиэфиру, который можно получить по реакции смеси, включающей

a1) по меньшей мере одну алифатическую дикарбоновую кислоту, содержащую от 5 до 10 атомов углерода,

b1) по меньшей мере один одноатомный спирт общей формулы I,

,

в которой p означает 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7;

и

c1) по меньшей мере один полиол, обладающий количеством гидроксигрупп, находящимся в диапазоне от ≥2 до ≤6.

a1) по меньшей мере одну алифатическую дикарбоновую кислоту, содержащую от 5 до 8 атомов углерода,

,

в которой p означает 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7;

и

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение относится к сложному полиэфиру, который можно получить по реакции смеси, включающей

a1) адипиновую кислоту,

,

в которой p означает 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7;

и

Предпочтительно, если смесь содержит

от ≥25 до ≤50 мас. % компонента a1),

от ≥40 до ≤70 мас. % компонента b1) и

от ≥0,5 до ≤15 мас. % компонента c1),

где сумма масс всех компонентов a1), b1) и c1) равна 100%.

Более предпочтительно, если смесь содержит

от ≥29 до ≤45 мас. % компонента a1),

от ≥40 до ≤70 мас. % компонента b1) и

от ≥0,8 до ≤14 мас. % компонента c1),

a2) по меньшей мере одну кислоту, выбранную из группы, включающей алифатические дикарбоновые кислоты, содержащие от 5 до 20 атомов углерода, и циклоалифатическую дикарбоновую кислоту, содержащую от 4 до 36 атомов углерода,

b2) 2-пропилгептанол и

c2) по меньшей мере один полиол, обладающий количеством гидроксигрупп, находящимся в диапазоне от ≥2 до ≤6.

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение относится к сложному полиэфиру, который можно получить по реакции смеси, включающей а2) по меньшей мере одну алифатическую дикарбоновую кислоту, содержащую от 5 до 10 атомов углерода,

b2) 2-пропилгептанол и

Предпочтительно, если смесь содержит

от ≥25 до ≤50 масс. % компонента а2),

от ≥40 до ≤70 масс. % компонента b2) и

от ≥0,5 до ≤15 масс. % компонента с2),

где сумма масс всех компонентов a2), b2) и c2) равна 100%.

Более предпочтительно, если смесь содержит

от ≥29 до ≤45 масс. % компонента а2),

от ≥40 до ≤70 масс. % компонента b2) и

от ≥0,8 до ≤14 масс. % компонента с2),

где сумма масс всех компонентов a2), b2) и с2) равна 100%.

В более предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение относится к сложному полиэфиру, который можно получить по реакции смеси, включающей

a3) адипиновую кислоту,

b3) 2-пропилгептанол и

c3) по меньшей мере один полиол, обладающий количеством гидроксигрупп, находящимся в диапазоне от ≥2 до ≤6.

Предпочтительно, если смесь содержит

от ≥25 до ≤50 масс. % компонента a3),

от ≥40 до ≤70 масс. % компонента b3) и

от ≥0,5 до ≤15 масс. % компонента c3),

где сумма масс всех компонентов a3), b3) и c3) равна 100%.

Более предпочтительно, если смесь содержит

от 29 до ≤45 масс. % компонента a3),

от ≥40 до ≤70 масс. % компонента b3) и

от ≥0,8 до ≤14 масс. % компонента c3),

a4) по меньшей мере одну кислоту, выбранную из группы, включающей алифатические дикарбоновые кислоты, содержащие от 5 до 20 атомов углерода, и циклоалифатическую дикарбоновую кислоту, содержащую от 4 до 36 атомов углерода,

b4) по меньшей мере один одноатомный спирт общей формулы I,

,

в которой p означает 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7;

и

c4) триметилолпропан.

a4) по меньшей мере одну алифатическую дикарбоновую кислоту, содержащую от 5 до 10 атомов углерода,

,

в которой p означает 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7;

и

c4) триметилолпропан.

Предпочтительно, если смесь содержит

от ≥25 до ≤50 масс. % компонента a4),

от ≥40 до ≤70 масс. % компонента b4) и

от ≥3 до ≤15 масс. % компонента c4),

где сумма масс всех компонентов a4), b4) и c4) равна 100%.

Более предпочтительно, если смесь содержит

от ≥29 до ≤45 масс. % компонента а4),

от ≥42 до ≤68 масс. % компонента b4) и

от ≥4 до ≤14 масс. % компонента с4),

a5) по меньшей мере одну кислоту, выбранную из группы, включающей алифатические дикарбоновые кислоты, содержащие от 5 до 20 атомов углерода, и циклоалифатическую дикарбоновую кислоту, содержащую от 4 до 36 атомов углерода,

b5) по меньшей мере один одноатомный спирт общей формулы I,

,

в которой p означает 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7;

и

c5) дипентаэритрит.

а5) по меньшей мере одну алифатическую дикарбоновую кислоту, содержащую от 5 до 10 атомов углерода,

,

в которой p означает 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7;

и

c5) дипентаэритрит.

Предпочтительно, если смесь содержит

от ≥25 до ≤40 масс. % компонента а5),

от ≥50 до ≤70 масс. % компонента b5) и

от ≥0,5 до ≤7 масс. % компонента с5),

где сумма масс всех компонентов а5), b5) и с5) равна 100%.

Более предпочтительно, если смесь содержит

от ≥25 до ≤40 масс. % компонента а5),

от ≥60 до ≤70 масс. % компонента Ь5) и

от ≥0,5 до ≤5 масс. % компонента с5),

где сумма масс всех компонентов a5), b5) и c5) равна 100%.

a6) адипиновую кислоту,

b6) по меньшей мере один одноатомный спирт общей формулы I,

,

в которой p означает 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7;

и

c6) триметилолпропан.

Предпочтительно, если смесь содержит

от ≥25 до ≤50 масс. % компонента a6),

от ≥40 до ≤70 масс. % компонента b6) и

от ≥3 до ≤15 масс. % компонента c6),

где сумма масс всех компонентов a6), b6) и c6) равна 100%.

Более предпочтительно, если смесь содержит

от ≥29 до ≤45 масс. % компонента a6),

от ≥42 до ≤68 масс. % компонента b6) и

от ≥4 до ≤14 масс. % компонента c6),

В другом более предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение относится к сложному полиэфиру, который можно получить по реакции смеси, включающей

a7) адипиновую кислоту,

b7) по меньшей мере один одноатомный спирт общей формулы I,

,

в которой p означает 1, 2, 3, 4, 5, 6 или 7; и

c7) дипентаэритрит.

Предпочтительно, если смесь содержит

от ≥25 до ≤40 мас. % компонента a7),

от ≥50 до ≤70 мас. % компонента b7) и

от ≥0,5 до ≤7 мас. % компонента c7),

где сумма масс всех компонентов a7), b7) и c7) равна 100%.

Более предпочтительно, если смесь содержит

от ≥25 до ≤40 мас. % компонента a7),

от ≥60 до ≤70 мас. % компонента b7) и

от ≥0,5 до ≤5 мас. % компонента c7),

В наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение относится к сложному полиэфиру, который можно получить по реакции смеси, включающей

a8) адипиновую кислоту,

b8) 2-пропилгептанол и

c8) триметилолпропан.

Предпочтительно, если смесь содержит

от ≥25 до ≤50 мас. % компонента a8),

от ≥40 до ≤70 мас. % компонента b8) и

от ≥3 до ≤15 мас. % компонента с8),

где сумма масс всех компонентов a8), b8) и c8) равна 100%.

Более предпочтительно, если смесь содержит

от ≥29 до ≤45 мас. % компонента a8),

от ≥42 до ≤68 мас. % компонента b8) и

от ≥4 до ≤14 мас. % компонента c8),

В другом наиболее предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение относится к сложному полиэфиру, который можно получить по реакции смеси, включающей

a9) адипиновую кислоту,

b9) 2-пропилгептанол и

c9) дипентаэритрит.

Предпочтительно, если смесь содержит

от ≥25 до ≤40 масс. % компонента a9),

от ≥50 до ≤70 масс. % компонента b9) и

от ≥0,5 до ≤7 масс. % компонента c9),

где сумма масс всех компонентов a9), b9) и c9) равна 100%.

Более предпочтительно, если смесь содержит

от ≥25 до ≤40 масс. % компонента а9),

от ≥60 до ≤70 масс. % компонента b9) и

от ≥0,5 до ≤5 масс. % компонента c9),

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу получения сложного полиэфира, определенного выше, включающему стадии

i) реакцию смеси, содержащей компонент а), компонент b) и компонент с), в каждом случае определенные выше, в присутствии по меньшей мере одного катализатора, выбранного из группы, включающей титансодержащие соединения, цирконийсодержащие соединения и оловосодержащие соединения,

ii) нагревание смеси, полученной на стадии i), до температуры, находящейся в диапазоне от 80°C до 160°C, на первой стадии и до температуры, находящейся в диапазоне от 190°C до 240°C, на второй стадии,

iii) обработка в вакууме реакционной смеси, полученной на стадии ii),

iv) охлаждение реакционной смеси, полученной на стадии iii), до температуры, находящейся в диапазоне от 20°C до 90°C, и добавление воды к реакционной смеси и

v) сушка и очистка реакционной смеси, полученной на стадии iv).

Реакцию между кислотой а) и спиртами b) и c) можно провести с использованием стехиометрических количеств спиртов b) и с) и кислоты а), в особенности если используются растворители, образующие азеотропные смеси. Однако для обеспечения полного превращение кислоты а) предпочтение отдается использованию стехиометрического избытка спиртов b) и с), составляющего от 0,05 до 1,0 моля на 1 моль кислоты а).

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к композиции смазочного масла, включающей

a) от ≥1% до ≤99,9 мас. % по меньшей мере одного сложного полиэфира, определенного выше,

b) от ≥0% до ≤99 мас. % по меньшей мере одного базового компонента, выбранного из группы, включающей минеральные масла (масла группы I, II или III), поли-альфа-олефины (масла группы IV), полимеризованные и сополимеризованные олефины, алкилнафталины, полимеры алкиленоксидов, силиконовые масла, фосфаты и эфиры карбоновых кислот (масла группы V),

и

c) от ≥0,1 до ≤25 мас. % одной или большего количества присадок, регулирующих рабочие характеристики,

где содержания в масс. % компонентов а), b) и с) в каждом случае приведены в пересчете на полную массу композиции смазочного масла и сумма масс всех компонентов а), b) и с) равна 100%.

В описании и прилагаемой формуле изобретения термин "композиция смазочного масла" означает комбинацию по меньшей мере одного заявленного в настоящем изобретении сложного полиэфира, необязательно по меньшей мере одного дополнительного базового компонента и присадок, регулирующих рабочие характеристики, таких как диспергирующие средства, инактиваторы металла, моющие средства, модификаторы вязкости, агенты для работы при сверхвысоких давлениях (обычно бор- и/или серу- и/или фосфорсодержащие), противоизносные присадки, антиоксиданты (такие как стерически затрудненные фенолы, аминные антиоксиданты или соединения молибдена), ингибиторы коррозии, ингибиторы пенообразования, деэмульгаторы, присадки, понижающие температуру застывания, герметизирующие набухающие агенты и трибо-модификаторы.

Приведенные в процентах содержания компонентов являются массовыми, в каждом случае в пересчете на полное количество присадок, регулирующих рабочие характеристики, заявленных в настоящем изобретении сложных полиэфиров и необязательно базовых компонентов, т.е. на полную массу композиции смазочного масла. Если специально не указано иное, базовый компонент составляет остальное количество композиции смазочного масла.

Композиция смазочного масла включает заявленные в настоящем изобретении сложные полиэфиры, необязательно дополнительные базовые компоненты и множество различных присадок, регулирующих рабочие характеристики, в переменных соотношениях.

Предпочтительно, если композиция смазочного масла дополнительно включает базовые компоненты, выбранные из группы, включающей минеральные масла (масла группы I, II или III), поли-альфа-олефины (масла группы IV), полимеризованные и сополимеризованные олефины, алкилнафталины, полимеры алкиленоксидов, силиконовые масла, фосфаты и эфиры карбоновых кислот (масла группы V). Предпочтительно, если смазочное масло включает от ≥50% до ≤99 масс. % или от ≥80% до ≤99 масс. % или от ≥90% до ≤99 масс. % базовых компонентов в пересчете на полное количество композиции смазочного масла.

Определения базовых компонентов в настоящем изобретении являются такими же, как приведенные в публикации Американского нефтяного института (АНИ) "Engine Oil Licensing and Certification System", Industry Services Department, Fourteenth Edition, December 1996, Addendum 1, December 1998. В указанной публикации базовые компоненты разделяются на группы следующим образом:

a) базовые компоненты группы I содержат менее 90% насыщенных соединений и/или более 0,03% серы и обладают индексом вязкости, большим или равным 80 и меньшим, чем 120, определенным по методикам исследования, указанным в приведенной ниже таблице

b) базовые компоненты группы II обладают большим или равным 90% содержанием насыщенных соединений и меньшим или равным 0,03% содержанием серы и обладают индексом вязкости, большим или равным 80 и меньшим, чем 120, определенным по методикам исследования, указанным в приведенной ниже таблице

c) базовые компоненты группы III обладают большим или равным 90% содержанием насыщенных соединений и меньшим или равным 0,03% содержанием серы и обладают индексом вязкости, большим или равным 120, определенным по методикам исследования, указанным в приведенной ниже таблице.

Методики анализа базового компонента

Базовые компоненты группы IV содержат поли-альфа-олефины. Синтетические обладающие меньшей вязкостью жидкости, подходящие для настоящего изобретения, включают поли-альфа-олефины (ПАО) и синтетические масла, полученные гидрокрекингом или гидроизомеризацией высококипящих фракций технологии Фишера-Тропша, включая воска. Они оба являются компонентами, состоящими из насыщенных соединений, и, вследствие их синтетического происхождения содержат мало примесей. Гидроизомеризованные по Фишеру-Тропшу воска являются весьма подходящими базовыми компонентами, включающими насыщенные компоненты изопарафинового ряда (образовавшиеся по изомеризации преимущественно н-парафинов восков, полученных по технологии Фишера-Тропша), которые образуют хорошую смесь, обладающую большим индекс вязкости и низкой температурой потери текучести. Способы гидроизомеризации восков, полученных по технологии Фишера-Тропша, описаны в патентах US 5362378; 5565086; 5246566 и 5135638, а также в EP 710710, EP 321302 и ЕР 321304.

Поли-альфа-олефины, подходящие для настоящего изобретения, как обладающие в зависимости от из конкретных характеристик меньшей вязкостью или большей вязкостью жидкости, включают известные материалы ПАО, которые обычно включают относительно низкомолекулярные гидрированные полимеры или олигомеры альфа-олефинов, которые включают, но не ограничиваются только ими, от C₂ до примерно C₃₂ альфа-олефины и предпочтительными являются от C₈ до примерно C₁₆ альфа-олефины, такие как 1-октен, 1-децен, 1-додецен и т.п. Предпочтительными поли-альфа-олефинами являются поли-1-октен, поли-1-децен и поли-1-додецен, хотя димеры высших олефинов в диапазоне от C₁₄ до C₁₈ образуют обладающие низкой вязкостью базовые компоненты.

Обладающие низкой вязкостью жидкости ПАО, подходящие для настоящего изобретения, можно с удобством получить полимеризацией альфа-олефина в присутствии катализатора полимеризации, такого как катализаторы Фриделя-Крафтса, включая, например, трихлорид алюминия, трифторид бора или комплексы трифторида бора с водой, спирты, такие как этанол, пропанол или бутанол, карбоновые кислоты или эфиры, такие как этилацетат или этилпропионат. Например, в настоящем изобретении можно с успехом использовать способы, раскрытые в патентах US 4149178 или 3382291. Другие описания синтеза ПАО приведены в следующих патентах US: 3742082 (Brennan); 3769363 (Brennan); 3876720 (Heilman); 4239930 (Allphin); 4367352 (Watts); 4413156 (Watts); 4434408 (Larkin); 4910355 (Shubkin); 4956122 (Watts); и 5068487 (Theriot).

Базовые компоненты группы V содержат любые базовые компоненты, не описывающиеся группами I-IV. Примеры базовых компонентов группы V включают алкилнафталины, полимеры алкиленоксидов, силиконовые масла, фосфаты и эфиры карбоновых кислот.

Синтетические смазочные масла включают углеводородные масла и галогензамещенные углеводородные масла, такие как полимеризованные и сополимеризованные олефины (например, сополимеры полибутиленов, полипропиленов, пропиленизобутиленов, хлорированных полибутиленов, поли(1-гексенов), поли(1-октенов), поли(1-деценов)); алкилбензолы (например, додецилбензолы, тетрадецил бензолы, динонилбензолы, ди(2-этилгексил)бензолы); полифенилы (например, бифенилы, терфенилы, алкилированные полифенолы); и алкилированные дифениловые эфиры и алкилированные дифенилсульфиды и их производные, аналоги и гомологи.

Другие эфиры карбоновых кислот, подходящие для настоящего изобретения, включают эфиры одно- и многоосновных кислот с моноалканолами (простые эфиры) или со смесями моно- и полиалканолов (комплексные эфиры) и эфиры монокарбоновых кислот (простые эфиры) и полиолов, или смесей моно- и поликарбоновых кислот (комплексные эфиры). Эфиры одно/многоосновного типа включают, например, эфиры монокарбоновых кислот, таких как гептановая кислота, и дикарбоновых кислот, таких как фталевая кислота, янтарная кислота, алкилянтарная кислота, алкенилянтарная кислота, малеиновая кислота, азелаиновая кислота, пробковая кислота, себациновая кислота, фумаровая кислота, адипиновая кислота, димер линолевой кислоты, малоновая кислота, алкилмалоновая кислота, алкенилмалоновая кислота и т.п., с множеством спиртов, таких как бутиловый спирт, гексиловый спирт, додециловый спирт, 2-этилгексиловый спирт или их смеси с полиалканолами и т.п. Конкретные примеры эфиров этого типа включают нонилгептаноат, дибутиладипат, ди(2-этилгексил) себацинат, ди-н-гексилфумарат, диоктилсебацинат, диизооктилазелаинат, диизодецилазелаинат, диоктилфталат, дидецилфталат, диэйкозилсебацинат, дибутил-ТМР-адипат, диизодециладипат, дипропиладипат, диизотридециладипат, триметилпропилтрикаприлат, диизооктиладипат, диэтилгексиладипат и динониладипат.

Также подходящими для настоящего изобретения являются сложные эфиры, такие как полученные по реакции одного или большего количества многоатомных спиртов, предпочтительно стерически заторможенных полиолов, таких как неопентилполиолы, например, неопентилгликоль, триметилолэтан, 2-метил-2-пропил-1,3-пропандиол, триметилол пропан, триметилолбутан, пентаэритрит и дипентаэритрит, с монокарбоновыми кислотами, содержащими по меньшей мере 4 атома углерода, обычно с С₅-С₃₀-кислотами, такими как насыщенные обладающие линейной цепью жирные кислоты, включая каприловую кислоту, каприновую кислоту, лауриновую кислоту, миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту, арахиновую кислоту и бегеновую кислоту, или с соответствующими обладающими разветвленной цепью жирными кислотами или ненасыщенными жирными кислотами, такими как олеиновая кислота, или их смеси, и с поликарбоновыми кислотами.

Полимеры алкиленоксидов и их интерполимеры и производные, в которые концевые гидроксигруппы модифицированы путем образования сложных эфиров, путем образования простых эфиров и т.п., образуют другой класс известных синтетических смазочных масел. Их примерами являются полиоксиалкилены, полученные полимеризацией этиленоксида или пропиленоксида, и алкиловые и ариловые эфиры полиоксиалкиленов (например, метиловый эфир полиизопропиленгликоля, обладающий молекулярной массой, равной 1000, или дифениловый эфир полиэтиленгликоля, обладающий молекулярной массой, равной от 1000 до 1500); и их эфиры моно- и поликарбоновых кислот, например, эфиры уксусной кислоты, смешанные эфиры C₃-C₈-жирных кислот и диэфир C₁₃-оксокислоты и тетраэтиленгликоля.

Масла на основе силиконов, такие как полиалкил-, полиарил-, полиалкокси- или полиарилоксисиликоновые масла, и силикатные масла образуют другой полезный класс синтетических смазочных материалов; такие масла включают тетраэтилсиликат, тетраизопропилсиликат, тетра-(2-этилгексил)силикат, тетра-(4-метил-2-этилгексил)силикат, тетра-(п-трет-бутилфенил)силикат, гекса-(4-метил-2-этилгексил)дисилоксан, поли(метил)силоксаны и поли(метилфенил)силоксаны. Другие синтетические смазочные масла включают жидкие эфиры фосфорсодержащих кислот (например, трикрезилфосфат, триоктилфосфат, диэтиловый эфир децилфосфоновой кислоты) и полимерные тетрагидрофураны.

Композиция смазочного масла, соответствующая настоящему изобретению, необязательно дополнительно включает по меньшей мере одну другую присадку, регулирующую рабочие характеристики. Другие присадки, регулирующей рабочие характеристики, включают диспергирующие средства, инактиваторы металла, моющие средства, модификаторы вязкости, агенты для работы при сверхвысоких давлениях (обычно бор- и/или серу-, и/или фосфорсодержащие), противоизносные присадки, антиоксиданты (такие как стерически затрудненные фенолы, аминные антиоксиданты или соединения молибдена), ингибиторы коррозии, ингибиторы пенообразования, деэмульгаторы, присадки, понижающие температуру застывания, герметизирующие набухающие агенты, трибо-модификаторы и их смеси.

Полное суммарное количество других присадок, регулирующих рабочие характеристики (исключая модификаторы вязкости), содержащееся в пересчете на не содержащие масла компоненты может включать диапазоны от ≥0 мас. % до ≤25 мас. % или от ≥0,01 мас. % до ≤20 мас. %, или от ≥0,1 мас. % до ≤15 мас. %, или от ≥0,5 мас. % до ≤10 мас. %, или от ≥1 до ≤5 мас. % в пересчете на композицию.

Хотя могут содержаться одна или большее количество других присадок, регулирующих рабочие характеристики, обычно другие присадки, регулирующих рабочие характеристики, содержатся в различных количествах.

В одном варианте осуществления композиция смазочного масла дополнительно включает один или большее количество модификаторов вязкости.

Модификаторы вязкости включают (а) полиметакрилаты, (b) этерифицированные сополимеры (II) винилароматического мономера и (ii) ненасыщенной карбоновой кислоты, ее ангидрида или производных, (с) этерифицированные интерполимеры (II) альфа-олефина; и (ii) ненасыщенной карбоновой кислоты, ее ангидрида или производных, или (d) гидрированные сополимеры стирол-бутадиен, (е) сополимеры этилен-пропилен, (f) полиизобутены, (g) гидрированные сополимеры стирол-изопрен, (h) гидрированные полимеры изопрена или (II) их смеси.

В одном варианте осуществления модификатор вязкости включает (a) полиметакрилат, (b) этерифицированный сополимер (II) винилароматического мономера; и (ii) ненасыщенной карбоновой кислоты, ее ангидрида или производных, (с) этерифицированный интерполимер (II) альфа-олефина; и (ii) ненасыщенной карбоновой кислоты, ее ангидрида или производных, или (d) их смеси.

Модификатор вязкости предпочтительно содержится в композиции смазочного масла в количестве, равном от 0,01 до 8,0 масс. %, более предпочтительно в количестве, равном от 0,01 до 4,0 масс. %.

Агенты для работы при сверхвысоких давлениях включают соединения, содержащие бор и/или серу и/или фосфор.

Агент для работы при сверхвысоких давлениях может содержаться в композиции смазочного масла в количестве, равном от 0 масс. % до 20 масс. %, или от 0,05 масс. % до 10 масс. %, или от 0,1 масс. % до 8 масс. % в пересчете на композицию смазочного масла.

В одном варианте осуществления агентом для работы при сверхвысоких давлениях является серосодержащее соединение. В одном варианте осуществления серосодержащим соединением может быть сульфированный олефин, полисульфид или их смеси. Примеры сульфированного олефина включают сульфированный олефин, полученный из пропилена, изобутилена, пентена; органический сульфид и/или полисульфид, включая бензилдисульфид; бис-(хлорбензил)дисульфид; дибутилтетрасульфид; ди-трет-бутил полисульфид; и сульфированный метиловый эфир олеиновой кислоты, сульфированный алкилфенол, сульфированный дипентен, сульфированный терпен, сульфированный аддукт Дильса-Альдера, алкилсульфенил-N'N-диалкилдитиокарбаматы; или их смеси.

В одном варианте осуществления сульфированный олефин включает сульфированный олефин, полученный из пропилена, изобутилена, пентена или их смеси.

В одном варианте осуществления серосодержащее соединение - агент для работы при сверхвысоких давлениях включает диметкаптотиазол или его производное, или их смеси. Примеры диметкаптотиазолов включают такие соединения, как 2,5-димеркапто-1,3,4-тиадиазол или гидрокарбилзамещенный 2,5-димеркапто-1,3,4-тиадиазол, или их олигомеры. Олигомеры гидрокарбилзамещенного 2,5-димеркапто-1,3,4-тиадиазол обычно получают путем формирования связи сера-сера между 2,5-димеркапто-1,3,4-тиадиазольными фрагментами или олигомерами двух или большего количества указанных тиадиазольных фрагментов. Подходящие образованные из 2,5-димеркапто-1,3,4-тиадиазола соединения включают например, 2,5-бис(трет-нонилдитио)-1,3,4-тиадиазол или 2-трет-нонилдитио-5-меркапто-1,3,4-тиадиазол. Количество атомов углерода в гидрокарбильных заместителях гидрокарбилзамещенного 2,5-димеркапто-1,3,4-тиадиазола обычно равно от 1 до 30 или от 2 до 20, или от 3 до 16.

В одном варианте осуществления диметкаптотиазол может представлять собой функционализированное тиадиазолом диспергирующее средство. Подробное описание функционализированного тиадиазолом диспергирующего средства приведено в параграфах [0028]-[0052] Международной публикации WO 2008/014315.

Функционализированное тиадиазолом диспергирующее средство можно получить по методике, включающей нагревание, введение в реакцию или образования комплекса содержащего тиадиазол соединения с субстратом диспергирующего средства. Содержащее тиадиазол соединение может быть присоединено с помощью ковалентной связи, образовать соль, комплекс или иным образом солюбилизировано диспергирующим средством, или представлять собой их смеси.

Относительные количества субстрата диспергирующего средства и тиадиазола, использующихся для получения функционализированного тиадиазолом диспергирующего средства, могут меняться. В одном варианте осуществления содержащее тиадиазол соединение содержится в количестве, равном от 0,1 до 10 масс. част. в пересчете на 100 масс. част. субстрата диспергирующего средства. В других вариантах осуществления содержащее тиадиазол соединение содержится в количестве, равном от более 0,1 до 9 или от более 0,1 до менее 5, или от 0,2 до менее 5: в пересчете на 100 масс. част. субстрата диспергирующего средства. Отношение содержания содержащего тиадиазол соединения к содержанию субстрата диспергирующего средства также можно представить в виде (0,1-10):100 или (>0,1-9):100, (например, (>0,5-9):100), или (от 0,1 до менее 5):100, или (от 0,2 до менее 5):100.

В одном варианте осуществления субстрат диспергирующего средства содержится в количестве, равном от 0,1 до 10 масс. част. в пересчете на 1 масс. част. содержащего тиадиазол соединения. В других вариантах осуществления субстрат диспергирующего средства содержится в количестве, равном от более 0,1 до 9 или от более 0,1 до менее 5, или примерно от 0,2 до менее 5: в пересчете на 1 масс. част. содержащего тиадиазол соединения. Отношение содержания субстрата диспергирующего средства к содержанию содержащего тиадиазол соединение также можно представить в виде (0,1-10):1, или (>0,1-9):1, (например, (>0,5-9):1), или (от 0,1 до менее 5): 1, или (от 0,2 до менее 5): 1.

Функционализированное тиадиазолом диспергирующее средство можно образовать из субстрата, который включает сукцинимидное диспергирующее средство (например, N-замещенные обладающие длинной цепью алкенилсукцинимиды, обычно полиизобутиленсукцинимид), диспергирующее средство Манниха, содержащее диспергирующее средство - сложный эфир, продукт конденсации жирного гидрокарбильного монокарбонового ацилирующего реагента с амином или аммиаком, алкиламинофенол - диспергирующее средство, гидрокарбиламин - диспергирующее средство, простой полиэфир - диспергирующее средство, простой полиэфирамин - диспергирующее средство, модификатор вязкости, содержащий диспергирующие функциональные группы (например, полимерные модификаторы индекса вязкости (МИВ), содержащие диспергирующие функциональные группы) или их смеси. В одном варианте осуществления субстрат диспергирующего средства включает сукцинимид - диспергирующее средство, содержащее сложный эфир диспергирующее средство или диспергирующее средство Манниха.

В одном варианте осуществления агент для работы при сверхвысоких давлениях включает борсодержащее соединение. Борсодержащее соединение включает эфир борной кислоты (который в некоторых вариантах осуществления также можно назвать борированным эпоксидом), борированный спирт, борированное диспергирующее средство, борированный фосфолипид или их смеси. В одном варианте осуществления борсодержащее соединение может представлять собой эфир борной кислоты или борированный спирт.

Эфир борной кислоты можно получить по реакции соединения бора и по меньшей мере одного соединения, выбранного из группы, включающей эпоксисоединения, галогенгидрины, эпигалогенгидрины, спирты и их смеси. Спирты включают двухатомные спирты, трехатомные спирты или высшие спирты, при условии, что в одном варианте осуществления гидроксигруппы находятся на соседних атомах углерода, т.е. являются вицинальными.

Соединения бора, пригодные для получения эфира борной кислоты, включают различные формы, выбранные из группы, включающей борную кислоту (включая метаборную кислоту, ортоборную кислоту и тетраборную кислоту), оксид бора, триоксид бора и алкилбораты. Эфир борной кислоты также можно получить из галогенидов бора.

В одном варианте осуществления подходящие эфиры борной кислоты включают трипропилборат, трибутилборат, трипентилборат, тригексилборат, тригептилборат, триоктилборат, тринонилборат и тридецилборат. В одном варианте осуществления эфиры борной кислоты включают трибутилборат, три-2-этилгексилборат или их смеси.

В одном варианте осуществления борсодержащее соединение представляет собой борированное диспергирующее средство, обычно образованное из N-замещенного обладающего длинной цепью алкенилсукцинимида. В одном варианте осуществления борированное диспергирующее средство включает полиизобутиленсукцинимид. Борированные диспергирующие средства более подробно описаны в патенте US 3087936; и в патенте 3254025.

В одном варианте осуществления борированное диспергирующее средство можно использовать в комбинации с серосодержащим соединением или эфиром борной кислоты.

В одном варианте осуществления агент для работы при сверхвысоких давлениях не представляет собой борированное диспергирующее средство.

Среднечисловая молекулярная масса углеводорода, из которого образуют обладающую длинной цепью алкенильную группу, включает диапазоны от 350 до 5000 или от 500 до 3000, или от 550 до 1500. Обладающая длинной цепью алкенильная группа может обладать среднечисловой молекулярной массой, равной 550 или 750, или от 950 до 1000.

N-Замещенные обладающие длинной цепью алкенилсукцинимиды борируют различными реагентами, включая борную кислоту (например, метаборную кислоту, ортоборную кислоту и тетраборную кислоту), оксид бора, триоксид бора и ал кил бораты. В одном варианте осуществления борирующим реагентом является борная кислота, которую можно использовать отдельно или в комбинации с другими борирующими реагентами.

Борированное диспергирующее средство можно получить путем смешивания соединения бора и N-замещенных обладающих длинной цепью алкенилсукцинимидов и их нагревания при подходящей температуре, такой как равная от 80°C до 250°C или от 90°C до 230°C, или от 100°C до 210°C, до протекания необходимой реакции. Отношение количества молей соединений бора к количеству молей N-замещенных обладающих длинной цепью алкенилсукцинимидов может находиться в диапазонах, включая от 10:1 до 1:4 или от 4:1 до 1:3; или отношение количества молей соединений бора к количеству молей N-замещенных обладающих длинной цепью алкенилсукцинимидов может составлять 1:2. Альтернативно, отношение количество молей B: количество молей N (т.е., отношение количество атомов B: количество атомов N) в борированном диспергирующем средстве может составлять от 0,25:1 до 10:1 или от 0,33:1 до 4:1, или от 0,2:1 до 1,5:1, или от 0,25:1 до 1,3:1, или от 0,8:1 до 1,2:1, или примерно 0,5:1. Для проведения реакции можно использовать инертную жидкость. Жидкость может включать толуол, ксилол, хлорбензол, диметилформамид или их смеси.

В одном варианте осуществления композиция смазочного масла дополнительно включает борированный фосфолипид. Борированный фосфолипид можно получить борированием фосфолипида (например, борирование можно провести борной кислотой). Фосфолипиды и лецитины подробно описаны в публикациях Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk and Othmer, 3rd Edition, в "Fats and Fatty Oils", Volume 9, pages 795-831 и в "Lecithins", Volume 14, pages 250-269.

Фосфолипидом может быть любой липид, содержащий фосфорную кислоту, такой как лецитин или цефалин, или их производные. Примеры фосфолипидов включают фосфатидилхолин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозит, фосфатидилэтаноламин, фосфатидную кислоту и их смеси. Фосфолипиды могут представлять собой глицерофосфолипиды, производные глицерина фосфолипидов из приведенного выше перечня. Обычно глицерофосфолипиды содержат одну или две ацильные, алкильные или алкенильные группы в глицериновом остатке. Алкильные или алкенильные группы могут содержать от 8 до 30 или от 8 до 25, или от 12 до 24 атомов углерода. Примеры подходящих алкильных или алкенильных групп включают октил, додецил, гексадецил, октадецил, докозанил, октенил, додеценил, гексадеценил и октадеценил.

Фосфолипиды можно получить синтетически или получить из натуральных источников. Синтетические фосфолипиды можно получить по методикам, известным специалистам в данной области техники. Получаемые из натуральных источников фосфолипиды часто экстрагируют по методикам, известным специалистам в данной области техники. Фосфолипиды можно получить из животных или растительных источников. Подходящий фосфолипид получают из семян подсолнечника. Фосфолипид обычно содержит от 35% до 60% фосфатидилхолина, от 20% до 35% фосфатидилинозита, от 1% до 25% фосфатидной кислоты и от 10% до 25% фосфатидилэтаноламина, где выраженные в процентах значения указаны в пересчете на массу всех фосфолипидов. Жирные кислоты могут включать от 20 мас. % до 30 мас. % пальмитиновой кислоты, от 2 мас. % до 10 мас. % стеариновой кислоты, от 15 мас. % до 25 мас. % олеиновой кислоты и от 40 мас. % до 55 мас. % линолевой кислоты.

В другом варианте осуществления композиция смазочного масла содержит трибо-модификатор. Трибо-модификатором является любой материал или материалы, которые могут менять коэффициент трения для поверхности, смазанной любым смазочным материалом или жидкостью, содержащей такой материал (материалы). Трибо-модификаторы, также известные, как средства, снижающие трение, или смазывающие агенты, или маслянистые агенты, и другие такие агенты, которые изменяют способность базовых масел, приготовленных смазывающих композиций или функциональных жидкостей менять коэффициент трения для смазанной поверхности, при желании можно эффективно использовать в комбинации с базовыми маслами или смазывающими композициями, соответствующими настоящему изобретению. Трибо-модификаторы могут включать содержащие металл соединения или материалы, а также беззольные соединения или материалы, или их смеси. Содержащие металл трибо-модификаторы могут включать соли металлов или комплекты металл-лиганд, где металлы могут включать щелочные, щелочноземельные металлы или металлы переходной группы. Такие содержащие металл трибо-модификаторы также могут образовывать мало золы. Переходные металлы могут включать Mo, Sb, Sn, Fe, Cu, Zn и другие. Лиганды могут включать гидрокарбильные производные спиртов, пол иолы, глицерины, неполные сложные эфиры глицеринов, тиолы, карбоксилаты, карбаматы, тиокарбаматы, дитиокарбаматы, фосфаты, тиофосфаты, дитиофосфаты, амиды, имиды, амины, тиазолы, тиадиазолы, дитиазолы, диазолы, триазолы и другие полярные молекулярные функциональные группы, содержащие эффективные количества O, N, S или P, по отдельности или в комбинации. В частности, могут быть особенно эффективными содержащие Мо соединения, такие как, например, дитиокарбаматы Mo, Mo(DTC), дитиофосфаты Mo, Mo(DTP), амины Mo, Mo (Am), алкоголяты Мо, алкогольамиды Мо и т.п.

Беззольные модификаторы трения также могут включать смазочные материалы, которые содержат эффективное количество полярных групп, например, содержащие гидроксигруппу гидрокарбильные базовые масла, глицериды, неполные глицериды, производные глицеридов и т.п. Полярные группы, содержащиеся в модификаторах трения, могут включать гидрокарбильные группы, содержащие эффективные количества О, N, S или P, по отдельности или в комбинации. Другие модификаторы трения, которые могут быть особенно эффективными, включают, например, соли (образующие золу и беззольные производные) жирных кислот, жирные спирты, жирные амиды, жирные сложные эфиры, содержащие гидроксигруппу карбоксилаты и сравнимые синтетические обладающие длинной цепью гидрокарбильные кислоты, спирты, амиды, сложные эфиры, гидроксикарбоксилаты и т.п. В некоторых случаях в качестве подходящих трибо-модификаторов можно использовать жирные органические кислоты, жирные амины и сульфированные жирные кислоты.

В одном варианте осуществления композиция смазочного масла может содержать фосфор- или серусодержащие противоизносные присадки, не являющиеся соединениями, описанными в качестве агента для работы при сверхвысоких давлениях - соли с амином эфира фосфорной кислоты, описанные выше. Примеры противоизносного агента могут включать неионогенное соединение фосфора (обычно соединения, содержащие атомы фосфора в состояниях окисления +3 или +5), диалкилдитиофосфат металла (обычно диалкилдитиофосфаты цинка), дитиофосфат амина, беззольные дитиофосфаты и моно- или диалкилфосфаты металла (обычно фосфаты цинка) или их смеси.

Неионогенные соединения фосфора включают фосфит, фосфат или их смеси.

В одном варианте осуществления композиция смазочного масла, соответствующая настоящему изобретению, дополнительно включает по меньшей мере один антиоксидант. Антиоксиданты замедляют окислительное разложение базовых компонентов при эксплуатации. Такое разложение может привести к образованию отложений на поверхностях металлов, наличию шламов или к увеличению вязкости смазочного материала. Специалисту в данной области техники известно множество ингибиторов окисления, которые применимы в композициях смазочных масел.

Подходящие антиоксиданты включают стерически затрудненные фенолы. Эти фенольные антиоксиданты могут быть беззольными (не содержащими металла) фенолами или нейтральными или основными солями металлов некоторых фенолов. Типичными фенольными антиоксидантами являются стерически затрудненные фенолы, которые содержат стерически заторможенную гидроксигруппу, и они включают такие производные дигидроксиарилов, в которых гидроксигруппы находятся в o- или п-положении друг по отношению к другу. Типичные фенольные антиоксиданты включают стерически затрудненные фенолы, замещенные C₆₊-алкильными группами, и связанные с алкиленом производные этих стерически заторможенных фенолов. Примеры фенолов этого типа включают 2-трет-бутил-4-гептилфенол; 2-трет-бутил-4-октилфенол; 2-трет-бутил-4-додецил фенол; 2,6-ди-трет-бутил-4-гептилфенол; 2,6-ди-трет-бутил-4-додецилфенол; 2-метил-6-трет-бутил-4-гептилфенол; и 2-метил-6-трет-бутил-4-додецилфенол. Другие подходящие стерически затрудненные монофенольные антиоксиданты могут включать например, стерически затрудненные производные эфира 2,6-диалкилфенолпропионовой кислоты. Бисфенольные антиоксиданты также можно с успехом использовать в комбинации с композицией, соответствующей настоящему изобретению. Примеры орто-замещенных фенолов включают: 2,2'-бис(4-гептил-6-трет-бутилфенол); 2,2'-бис(4-октил-6-трет-бутилфенол); и 2,2'-бис(4-додецил-6-трет-бутилфенол). Пара-замещенные бисфенолы включают например, 4,4'-бис(2,6-ди-трет-бутилфенол) и 4,4'-метилен-бис(2,6-ди-трет-бутил фенол).

Нефенольные ингибиторы окисления, которые можно использовать, включают ароматические аминные антиоксиданты и их можно использовать в чистом виде или в комбинации с фенолами. Типичные примеры нефенольных антиоксидантов включают: алкилированные и неалкилированные ароматические амины, такие как ароматические моноамины формулы R⁸R⁹R¹⁰N, в которой R⁸ означает алифатическую, ароматическую или замещенную ароматическую группу, R⁹ означает ароматическую или замещенную ароматическую группу и R¹⁰ означает H, алкил, арил или R¹¹S(O)_xR¹², где R¹¹ означает алкиленовую, алкениленовую или арилалкиленовую группу, R¹² означает высшую алкильную группу или алкенильную, арильную или алкиларильную группу и x равно 0, 1 или 2. Алифатическая группа R⁸ может содержать от 1 до примерно 20 атомов углерода и предпочтительно содержит примерно от 6 до 12 атомов углерода. Алифатическая группа является насыщенной алифатической группой. Предпочтительно, если обе группы R⁸ и R⁹ являются ароматическими или замещенными ароматическими группами и ароматическая группа может представлять собой конденсированную циклическую ароматическую группу, такую как нафтил. Ароматические группы R⁸ и R⁹ могут быть связаны с другими группами, такими как S.

Типичные ароматические аминные антиоксиданты содержат алкильные замещающие группы, содержащие по меньшей мере примерно 6 атомов углерода. Примеры алифатических групп включают гексил, гептил, октил, нонил и децил. Обычно алифатические группы не содержат более примерно 14 атомов углерода. Общие типы аминных антиоксидантов, применимых в композициях, соответствующих настоящему изобретению, включают дифениламины, фенилнафтиламины, фенотиазины, имидодибензилы и дифенилфенилендиамины. Также можно использовать смеси двух или большего количества ароматических аминов. Также можно использовать полимерные аминные антиоксиданты. Конкретные примеры ароматических аминных антиоксидантов, применимых в настоящем изобретении, включают: п,п'-диоктилдифениламин; трет-октилфенил-альфа-нафтиламин; фенил-альфа-нафтиламин; и п-октилфенил-альфа-нафтиламин.

Сульфированные алкилфенолы и их соли щелочных или щелочноземельных металлов также являются подходящими антиоксидантами.

В одном варианте осуществления композиция смазочного масла, соответствующая настоящему изобретению, дополнительно включает диспергирующее средство. Диспергирующим средством может быть сукцинимидное диспергирующее средство (например, N-замещенные обладающие длинной цепью алкенилсукцинимиды), диспергирующее средство Манниха, содержащее сложный эфир диспергирующее средство, продукт конденсации жирного гидрокарбильного монокарбонового ацилирующего реагента с амином или аммиаком, алкиламинофенол - диспергирующее средство, гидрокарбиламин - диспергирующее средство, простой полиэфир - диспергирующее средство или простой полиэфирамин - диспергирующее средство.

В одном варианте осуществления сукцинимидное диспергирующее средство включает полиизобутилензамещенный сукцинимид, в котором полиизобутилен, из которого образовано диспергирующее средство, может обладать среднечисловой молекулярной массой, равной от 400 до 5000 или от 950 до 1600.

Сукцинимидные диспергирующие средства и методики их получения более полно описаны в патентах US 4234435 и 3172892.

Подходящими содержащими сложные эфиры диспергирующими средствами обычно являются высокомолекулярные сложные эфиры. Эти материалы более подробно описаны в патенте US 3381022.

В одном варианте осуществления диспергирующее средство включает борированное диспергирующее средство. Обычно борированное диспергирующее средство включает сукцинимидное диспергирующее средство, включая полиизобутиленсукцинимид, в котором полиизобутилен, из которого образовано диспергирующее средство, может обладать среднечисловой молекулярной массой, равной от 400 до 5000. Борированные диспергирующие средства более подробно описаны выше в описании агента для работы при сверхвысоких давлениях.

Диспергирующие модификаторы вязкости (часто обозначаемые, как ДМВ) включают функционализированные полиолефины, например, сополимеры этилен-пропилен, которые были функционализированы продуктом реакции малеинового ангидрида и амина, полиметакрилат, функционализированный амином, или этерифицированные сополимеры стирол-малеиновый ангидрид, введенные в реакцию с амином также можно использовать в композиции, соответствующей настоящему изобретению.

Ингибиторы коррозии, которые являются необходимыми компонентами в настоящем изобретении, можно описать, как любые материалы (присадки, функционализированные жидкости и т.п.), образующие на поверхности защитную пленку, которая предотвращает реакцию коррозирующих агентов с поверхностью или их воздействие на поверхность с последующей потерей материала поверхности. Защитные пленки могут абсорбироваться на поверхности или химически связываться с поверхностью. Защитные пленки могут быть образованы из мономолекулярных соединений, олигомерных соединений, полимерных соединений или их смесей. Защитные пленки могут быть образованы из неизмененных ингибиторов коррозии, из продуктов их комбинаций или продуктов их разложения, или их смесей. Поверхности, на которые благоприятно воздействуют ингибиторы коррозии, могут включать металлы и их сплавы (черного и цветного типов) и неметаллы.

Ингибиторы коррозии могут включать различные кислород-, азот-, серу- и фосфорсодержащие материалы и могут включать содержащие металл соединения (соли, металлорганические соединения и т.п.) и не содержащие металл или беззольные материалы. Ингибиторы коррозии могут включать, но не ограничиваются только ими, такие типы присадок, как, например, гидрокарбил-, арил-, алкил-, арилалкил-, и алкиларильные варианты моющих средств (нейтральные, перещелоченные), сульфонаты, феноляты, салицилаты, алкоголяты, карбоксилаты, саликсараты, фосфиты, фосфаты, тиофосфаты, амины, соли аминов, соли аминов с фосфорной кислотой, соли аминов с сульфоновой кислотой, алкоксилированные амины, простые эфирамины, простые полиэфирамины, амиды, имиды, азолы, диазолы, триазолы, бензотриазолы, бензотиазолы, меркаптобензотиазолы, толилтриазолы (TTZ-типа), гетероциклические амины, гетероциклические сульфиды, тиазолы, тиадиазолы, меркаптотиадиазолы, димеркаптотиадиазолы (DMTD-типа), имидазолы, бензимидазолы, дитиобензимидазолы, имидазолины, оксазолины, продукты реакции Манниха, глицидиловые простые эфиры, ангидриды, карбаматы, тиокарбаматы, дитиокарбаматы, полигликоли и т.п. или их смеси.

Ингибиторы коррозии используют для уменьшения разложения металлических частей, которые соприкасаются с композицией смазочного масла. Подходящие ингибиторы коррозии включают тиадиазолы. Ароматические триазолы, такие как толилтриазол, являются подходящими ингибиторами коррозии для цветных металлов, таких как медь.

Инактиваторы металла включают производные бензотриазолов (обычно толилтриазол), 1,2,4-триазолы, бензимидазолы, 2-алкилдитиобензимидазолы, тиадиазолы или 2-алкилдитиобензотиазолы.

Ингибиторы пенообразования можно с успехом добавлять к композиции смазочного масла. Эти агенты замедляют образование стабильных пен. Силиконы и органические полимеры являются типичными ингибиторами пенообразования. Например, полисилоксаны, такие как силиконовое масло или полидиметилсилоксан, обладают способностью подавлять пенообразование. Другие ингибиторы пенообразования включают сополимеры этилакрилата и 2-этилгексилакрилата и необязательно винилацетата.

Деэмульгаторы включают триалкилфосфаты и различные полимеры и сополимеры этиленгликоля, этиленоксида, пропиленоксида или их смеси.

Присадки, понижающие температуру застывания, включают эфиры малеинового ангидрида-стирол, полиметакрилаты, полиакрилаты или полиакриламиды.

Герметизирующие агенты, обеспечивающие совместимость, способствуют набуханию эластомерных герметиков с помощью химической реакции в жидкости или физического изменения в эластомере. Подходящие герметизирующие агенты, обеспечивающие совместимость для смазочных масел, включают органические фосфаты, ароматические сложные эфиры, ароматические углеводороды, сложные эфиры (например, бутилбензилфталат) и полибутенилянтарный ангидрид. Такие присадки предпочтительно можно использовать в количествах, равных от 0,01 до 3 мас. %, более предпочтительно от 0,01 до 2 мас. %.

Композиции смазочных масел, включающие по меньшей мере один заявленный в настоящем изобретении сложный полиэфир, определенный выше, можно использовать для различных случаев применения, таких как в качестве предназначенных для эксплуатации при легких, умеренных и тяжелых условиях моторных масел, моторных масел для промышленных двигателей, моторных масел для двигателей морских судов, моторных масел для автомобилей, масел для коленчатого вала, компрессорных масел, масел для холодильников, углеводородных компрессорных масел, сверхнизкотемпературных смазочных масел и жиров, высокотемпературных смазочных масел и жиров, смазочных материалов для проволочных канатов, масел для ткацких станков, авиационных и аэрокосмических смазочных материалов, масел для авиационных турбинных двигателей, трансмиссионных масел, масел для газотурбинных двигателей, шпиндельных масел, масла для самопрялки, тракционных жидкостей, трансмиссионных масел, масел для пластмассовых трансмиссий, трансмиссионных масел для легкового автомобиля, трансмиссионных масел для грузового автомобиля, трансмиссионных масел для промышленных двигателей, редукторных масел для промышленных двигателей, изоляционных масел, приборных масел, тормозных жидкостей, трансмиссионных жидкостей, масел для амортизаторов, теплопроводящей масляной среды, трансформаторных масел, жиров, масел для цепи, минимального количества смазочных материалов для обработки металлов, масла для полугорячей и холодной обработки, масла для жидкостей на водной основе для обработки металлов, масла для жидкостей из чистого масла для обработки металлов, масла для полусинтетических жидкостей для обработки металлов, масла для синтетических жидкостей для обработки металлов, буровых моющих средств для исследования грунта, гидравлических масел, в биологически разлагающихся смазочных материалах или консистентных смазках, или восках, масел для цепной пилы, разделительных агентов, формовочных жидкостей, смазочных материалов для пушек, пистолетов и винтовок или смазочных материалов для часов и смазочных материалов, утвержденных для применения с пищевыми продуктами.

Предпочтительно, если композиция смазочного масла соприкасается по меньшей мере с одним металлом, выбранным из группы, включающей железо, медь, алюминий, магний, цинк, свинец, кобальт и олово, более предпочтительно с медью и/или железом, наиболее предпочтительно с медью. Указанные выше металлы также могут содержаться в виде смесей, содержащих один или большее количество указанных выше металлов, т.е. указанные выше металлы также могут содержаться в виде их сплавов.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу уменьшению коэффициента трения композиции смазочного масла при смазке механического устройства, включающему приготовление указанной композиции смазочного масла вместе по меньшей мере с одним сложным полиэфиром, определенным выше.

Способность изменять трение определяют путем измерения коэффициента трения при составляющем 0-25% отношении скоростей скольжения и качения (ОСК), средней скорости, равной 4 м/с, с помощью мини-тяговой машины (МТM) при 70°C и нагрузке, равной 1 ГПа. Уменьшение коэффициента трения при использовании в настоящем изобретении означает, что коэффициент трения композиции смазочного масла, содержащей эфир карбоновой кислоты, определенный выше, меньше, чем коэффициент трения композиции смазочного масла, которая не содержит указанный эфир карбоновой кислоты.

Механического устройство при использовании в настоящем изобретении означает механизм, состоящий из устройства, которое работает на основе законов механики.

Примеры

Общая процедура синтеза сложного полиэфира

В трехгорлую колбу объемом 1 л помещали компонент а) [адипиновая кислота, 146 г = 34,44 масс. %], компонент b) [2-пропилгептанол, 256,75 г = 60,18 масс. %] и компонент с) [триметилолпропан, 21,22 г = 5,00 масс. %]. Добавляли оксалат олова(II) [Fascat® 2001, выпускающийся фирмой Arkema Inc., USA, 0,28 масс. %] и гипофосфористую кислоту [50% раствор в воде, 0,10 масс. %].

Через смесь пропускали азот и смесь при перемешивании нагревали при 140°C в течение 3 ч, затем смесь нагревали при 200°C в течение 5 ч. Постепенно создавали вакуум. Когда кислотное число устанавливалось равным <0,2, оставшийся спирт отгоняли путем присоединения к вакуумной линии при 230°C. Смесь охлаждали до 90°C и добавляли воду. Жидкую реакционную смесь сушили путем присоединения к вакуумной линии при 130°C и фильтровали.

Композиция сложного полиэфира, соответствующая настоящему изобретению

2-Пропилгептанол продает фирма BASF SE, Ludwigshafen. [93,0 мас. % 2-пропилгептанола; 2,9 мас. % 2-пропил-4-метилгексанола; 3,9 мас. % 2-пропил-5-метилгексанола и 0,2 мас. % 2-изопропилгептанола]

Триметилолпропан продает фирма BASF SE

Адипиновую кислоту продает фирма BASF SE

Определение коэффициента трения

Образцы исследовали с помощью МТМ (мини-тяговая машина) с использованием так называемого режима исследования на растяжение. В этом режиме коэффициент трения измеряли при постоянной средней скорости (4 м/с) в диапазоне отношении скоростей скольжения и качения (ОСК) и получали кривую растяжения. ОСК = отношение скорость скольжения/средняя скорость растяжения = 2 (U1-U2)/(U1+U2), где U1 и U2 обозначают скорости шарика и диска соответственно.

Диск и шарик, использованные для экспериментов, были изготовлены из стали (AISI 52100) твердостью 750 ед. Виккерса и Ra < 0,02 мкм. Диаметры равнялись 45,0 мм и 19,0 мм для диска и шарика соответственно. Кривые растяжения строили при равном 1,00 ГПа контактном давлении, равной 4 м/с средней скорости, при температуре, равной 70°C. Отношение скоростей скольжения и качения (ОСК) меняли от 0 до 25% и измеряли коэффициент трения. Каждый образец (20 мл) исследовали трижды.

Результаты исследования

Результаты исследования с помощью МТМ приведены на фиг. 1. Верхняя кривая получена при исследовании ДИТА (диизотридециладипат) и нижняя кривая получена при исследовании композиции примера 7. Сложные эфиры, соответствующие настоящему изобретению, приводят к значительно меньшему коэффициенту трения.

Определение гидролитической стабильности

Гидролитическую стабильность определяли путем измерения кислотного числа во время 9-суточной реакции с водой при 100°C, как это описано в стандарте "Svensk Standard S-155181".

ОКЧ = общее кислотное число в мг КОН/г, определенное в соответствии со стандартом DIN 51558.

Результаты исследования

Через 200 ч ДИТА обладает общим кислотным числом, равным 6,1 мг КОН/г, тогда как образец примера 7 обладает общим кислотным числом, равным лишь 1,1 мг КОН/г. Меньшее общее кислотное число для заявленного в настоящем изобретении сложного эфира свидетельствует о его большей гидролитической стабильности по сравнению с ДИТА.

Claims

1. Сложный полиэфир, получаемый реакцией смеси, содержащей

a) адипиновую кислоту,

b) 2-пропил-1-гептанол; и

c) по меньшей мере один полиол с гидроксильной функциональностью в диапазоне от ≥2 до ≤6, который выбран из группы, состоящей из этиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, 1,2-пропиленгликоля, дипропиленгликоля, трипропиленгликоля, 1,4-бутандиола, 1,6-гександиола, бисфенола А, триметилолпропана, глицерина, касторового масла, пентаэритрита, сорбита, дипентаэритрита и сахарозы.

2. Сложный полиэфир по п. 1, отличающийся тем, что сложный полиэфир обладает вязкостью в диапазоне от ≥10 до ≤500 мм²/с при 40°C, определенной в соответствии со стандартом DIN 51562-1.

3. Сложный полиэфир по п. 1, отличающийся тем, что сложный полиэфир обладает вязкостью в диапазоне от ≥3 до ≤50 мм²/с при 100°C, определенной в соответствии со стандартом DIN 51562-1.

4. Сложный полиэфир по п. 1, отличающийся тем, что сложный полиэфир обладает индексом вязкости в диапазоне от ≥110 до ≤190, определенным в соответствии со стандартом ASTM D 2270.

5. Сложный полиэфир по п. 1, отличающийся тем, что сложный полиэфир обладает плотностью в диапазоне от ≥0,91 до ≤1,10 г/см³ при 15°C, определенной в соответствии со стандартом DIN 51757.

6. Сложный полиэфир по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что смесь содержит

от ≥25 до ≤50 мас. % компонента а),

от ≥40 до ≤70 мас. % компонента b) и

от ≥0,1 до ≤20 мас. % компонента с),

7. Способ получения сложного полиэфира по одному из пп. 1-6, включающий стадии

i) реакцию смеси, содержащей компонент а), компонент b) и компонент с), в каждом случае как определено в одном из пп. 1-6, в присутствии по меньшей мере одного катализатора, выбранного из группы, состоящей из титансодержащих соединений, цирконийсодержащих соединений и оловосодержащих соединений,

ii) нагревание смеси, полученной на стадии i), до температуры в диапазоне от 80°C до 160°C на первой стадии и затем до температуры в диапазоне от 190°C до 240°C на второй стадии,

iii) обработка вакуумом реакционной смеси, полученной на стадии ii),

iv) охлаждение реакционной смеси, полученной на стадии iii), до температуры в диапазоне от 20°C до 90°C и добавление воды к реакционной смеси и

8. Композиция смазочного масла, содержащая

а) от ≥1% до ≤99,9 мас. % по меньшей мере одного сложного полиэфира по одному из пп. 1-6,

b) от ≥0% до ≤99 мас. % по меньшей мере одного базового компонента, выбранного из группы, состоящей из минеральных масел (масла группы I, II или III), поли-альфа-олефинов (масла группы IV), полимеризованных и сополимеризованных олефинов, алкилнафталинов, полимеров алкиленоксидов, силиконовых масел, фосфатэфиров и сложных эфиров карбоновых кислот (масла группы V), и

где содержания в мас. % компонентов а), b) и c) в каждом случае приведены в пересчете на полную массу композиции смазочного масла и сумма масс всех компонентов а), b) и c) равна 100%.

9. Применение смазывающей композиции по п. 8 в качестве масла для двигателей малой, средней и большой мощности, моторного масла для промышленных двигателей, моторного масла для двигателей морских судов, моторного масла для автомобилей, масла для коленчатого вала, компрессорного масла, масла для холодильников, углеводородного компрессорного масла, сверхнизкотемпературного смазочного масла и жиров, высокотемпературного смазочного масла и жиров, смазочного материала для проволочных канатов, масла для ткацких станков, авиационного и аэрокосмического смазочного материала, масла для авиационных турбинных двигателей, трансмиссионного масла, масла для газотурбинных двигателей, шпиндельного масла, масла для самопрялки, тракционной жидкости, трансмиссионного масла, масла для пластмассовой трансмиссии, трансмиссионного масла для легкового автомобиля, трансмиссионного масла для грузового автомобиля, трансмиссионного масла для промышленных двигателей, редукторного масла для промышленных двигателей, изоляционного масла, приборного масла, тормозной жидкости, трансмиссионной жидкости, масла для амортизаторов, теплопроводящей масляной среды, трансформаторного масла, жира, масла для цепи, минимального количества смазочного материала для обработки металлов, масла для полугорячей и холодной обработки, масла для жидкости на водной основе для обработки металлов, масла для жидкости из чистого масла для обработки металлов, масла для полусинтетических жидкостей для обработки металлов, масла для синтетических жидкостей для обработки металлов, бурового моющего средства для исследования грунта, гидравлического масла, в биологически разлагающемся смазочном материале, или консистентной смазке, или воске, масла для цепной пилы, разделительного агента, формовочной жидкости, смазочного материала для пушек, пистолетов и винтовок или смазочного материала для часов и смазочного материала, утвержденного для применения с пищевыми продуктами.

10. Способ уменьшения коэффициента трения композиции смазочного масла при смазке механического устройства, включающий приготовление указанной композиции смазочного масла вместе по меньшей мере с одним сложным полиэфиром по одному пп. 1-6.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что коэффициент трения измеряют при составляющем 0-25% отношении скоростей скольжения и качения (ОСК), средней скорости, равной 4 м/с, с использованием измерений мини-тяговой машины (МТМ) при 70°C и нагрузке, равной 1 ГПа.