RU2787372C1 - Способ получения противоизносной присадки для силиконовых смазочных материалов - Google Patents

Способ получения противоизносной присадки для силиконовых смазочных материалов Download PDF

Info

Publication number
RU2787372C1
RU2787372C1 RU2021120653A RU2021120653A RU2787372C1 RU 2787372 C1 RU2787372 C1 RU 2787372C1 RU 2021120653 A RU2021120653 A RU 2021120653A RU 2021120653 A RU2021120653 A RU 2021120653A RU 2787372 C1 RU2787372 C1 RU 2787372C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
resulting mixture
oil
temperature
production
Prior art date
Application number
RU2021120653A
Other languages
English (en)
Inventor
Антон Сергеевич Лядов
Александр Александрович Кочубеев
Альмина Александровна Шараева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН)
Application granted granted Critical
Publication of RU2787372C1 publication Critical patent/RU2787372C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к области смазочных материалов, а именно к способу получения органических солей, имеющих противоизносную активность, предназначенных для введения их в состав смазочных композиций на основе силиконовых базовых масел. Описан способ получения противоизносной присадки, представляющей собой четвертичную аммонийную соль диалкилдитиокарбаминовой кислоты, имеющую следующую структуру:
Figure 00000010
где R, R1-R5 - углеводородный радикал с числом атомов углерода от 2 до 10. Для получения присадки проводят (а) смешение раствора гидроксида натрия при интенсивном перемешивании в среде инертного газа с диамином и охлаждение полученной смеси до 10°С; (б) добавление к смеси, полученной на стадии а), по каплям сероуглерода CS2 со скоростью, обеспечивающей поддержание температуры смеси не выше 10°С, и выдерживание полученной смеси при комнатной температуре и перемешивании в течение не менее одного часа; (в) добавление раствора тетраалкиламмонийхлорида в н-гексане при температуре 45°С к смеси, полученной на стадии (б); (г) выдерживание полученной смеси при интенсивном перемешивании до образования светло-желтого масла; (д) отделение полученного масла от водного слоя путем декантирования, (е) удаление остатков растворителя из масла посредством испарения с получением целевого продукта - четвертичной аммонийной соли диалкилдитиокарбаминовой кислоты. Осуществление изобретения обеспечивает улучшенные противоизносные свойства смазочных материалов (масел и пластичных смазок), получаемых на основе силиконовых базовых масел, более чем на 50%, при введении в их состав присадок на основе четвертичной аммонийной соли диалкилдитиокарбаминовой кислоты. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

Description

Изобретение относится к способам получения органических солей, которые проявляют исключительную противоизносную активность при их введении в состав смазочных композиций (масел и пластичных смазок) на основе силиконовых базовых масел.
Создание смазочных композиций без введения в их состав веществ (присадок), позволяющих улучшать те или иные свойства в настоящее время невозможно. Расширение номенклатуры применяемых компонентов, которые могут быть использованы при промышленном производстве смазочных материалов с улучшенными физико-химическими свойствами, представляет собой актуальную задачу современного смазочного материаловедения.
Особое значение при создании смазочных композиций уделяется противоизносным свойствам, что обусловлено жесткими требованиями, которые накладываются на длительность и надежность эксплуатации узлов трения.
В течение длительного времени в мире применяли так называемые зольные присадки, то есть органические соединения, содержащие в своем составе различные металлы (цинк, молибден, вольфрам и др.).
Однако, в последнее время основным мировым трендом является создание и использование присадок, не содержащих в своем составе атомов металлов, что позволяет снизить образование сульфонатной золы, а также характеризующиеся пониженным содержанием фосфора или серы в своем составе. Такой тип присадок получил название Low and Zero SAPS (Sulphated Ash, Phosphorus and Sulfur). Использование такого типа присадок при создании смазочных композиций позволяет значительно увеличить длительность эксплуатации деталей двигателя, а также повысить долговечность и стабильность работы катализаторов нейтрализации выхлопных газов, вследствие отсутствия отравляющего действия фосфора, входящего в состав присадок [О.P. Parenago, E.Yu. Oganesova, A.S. Lyadov, A.A. Sharaeva // Russ. J. Appl. Chem. 2020. V. 93. №11. P. 1629-1637].
Также хорошо известно, что присадки на основе органических соединений, содержащих в своем составе атомы серы и азота, защищают рабочие поверхности от нагрузок с амплитудами от умеренной до высокой, и от износа в режимах граничного и эластогидродинамического смазывания трущихся поверхностей [Рудник Л.Р. Присадки к смазочным материалам. Свойства и применение. Перевод с англ. яз. 2-го издания под ред. А.М. Данилова. С-Петербург: Профессия. 2013. 928 с.].
В последнее время смазочные материалы на основе полиорганосилоксанов (силиконовых масел) получили широкое распространение, так как они могут быть использованы при эксплуатации в жестких условиях, например, экстремально низкие или наоборот высокие температуры.
Существенным недостатком силиконовых смазочных материалов является их крайне низкая противоизносная активность, что требует введения в их состав высокоэффективных и совместимых модификаторов трения [Pavelko G.F., Bordubanova E.G., Zaimovskaya Т.A., Bondarenko G.N., Lyadov A.S., and Parenago O.P. // Friction and Wear. 2018. V. 39. №3. P. 241-244], в связи с чем поиск таких модификаторов весьма актуален.
Задача предлагаемого изобретения заключается в разработке способа получения противоизносной присадки, не содержащей в своем составе атомов металлов и фосфора, которая бы проявляла высокую противоизносную активность при ее введение в состав смазочных материалов на основе силиконовых масел, таких, как полиорганосилоксаны, и была получена простым способом с высоким выходом и из коммерчески доступных исходных компонентов.
Поставленная задача решается тем, что предложен способ получения противоизносной присадки для силиконовых смазочных материалов, включающий
а) смешение раствора гидроксида натрия при интенсивном перемешивании в среде инертного газа с диамином и охлаждение полученной смеси до 10°С;
б) добавление к смеси, полученной на стадии а), по каплям сероуглерода CS2 со скоростью, обеспечивающей поддержание температуры смеси не выше 10°С, и выдерживание полученной смеси при комнатной температуре и перемешивании в течение не менее одного часа;
в) добавление раствора тетраалкиламмонийхлорида в н-гексане при температуре 45°С к смеси, полученной на стадии б);
г) выдерживание полученной смеси при интенсивном перемешивании до образования светло-желтого масла;
д) отделение полученного масла от водного слоя путем декантирования
е) и удаление остатков растворителя из масла посредством испарения с получением целевого продукта - четвертичной аммонийной соли диалкилдитиокарбаминовой кислоты следующей структуру:
Figure 00000001
где R, R1-R5 - углеводородный радикал с числом атомов углерода от 2 до 10.
В качестве инертного газа при получении противоизносной присадки используют азот или аргон.
В научно-технической и патентной литературе использование предлагаемых четвертичных аммонийных солей диалкилдитиокарбаминовых кислот в качестве противоизносных присадок для смазочных материалов на основе силиконовых масел не найдено.
Взаимодействие исходных компонентов протекает по следующей схеме:
Figure 00000002
Получаемую таким образом противоизносную присадку вводят в состав силиконового смазочного масла или силиконовой пластичной смазки в количестве 0,5-1% масс. по отношению к конечному смазочному материалу.
Основной технический результат, который может быть получен от использования предлагаемого изобретения, заключается в улучшении противоизносных свойств смазочных материалов (масел и пластичных смазок), получаемых на основе силиконовых базовых масел, более чем на 50%, а в ряде случаев в 2 и более раза, при введении в их состав присадок на основе четвертичных аммонийных солей диалкилдитиокарбаминовых кислот, по сравнению с теми же смазочными материалами, но не содержащими указанную присадку.
Нижеследующие примеры иллюстрируют изобретение, но никоим образом не ограничивают область его применения.
Пример 1
Гидроксид натрия NaOH (0,01 моль) растворяют в дистиллированной воде (10 мл) при интенсивном перемешивании в атмосфере азота, после этого добавляют диэтиламин (C2H5)2NH (0,01 моль), затем к полученной и охлажденной до 10°С смеси по каплям добавляют сероуглерод CS2 (0,01 моль) со скоростью, обеспечивающей поддержание температуры смеси не выше 10°С. Полученную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 1 часа. После этого к полученной смеси при температуре 45°С и интенсивном перемешивании добавляют раствор тетраоктиламмонийхлорида (0,01 моль) в гексане (С6Н14, 10 мл). Полученную смесь выдерживают при перемешивании в течение 3 часов.
В результате реакции образуется светло-желтое масло, которое отделяют от водного слоя декантированием и остатки н-гексана из масла удаляют испарением.
Получают тетраоктиламмоний диэтилдитиокарбамат со структурной формулой:
Figure 00000003
Выход получаемого таким способом тетраоктиламмоний диэтилдитиокарбамата составляет 94% масс.
Для изучения противоизносных свойств присадки, полученной согласно предлагаемому способу, синтезированный тетраоктиламмоний диэтилдитиокарбамат вводят в состав силиконовых масел и силиконовой пластичной смазки без какой-либо дополнительной обработки в массовой концентрации 0,5 и 1,0%.
В качестве силиконовых смазочных материалов используют следующие продукты:
- Полиметилсилоксановая жидкость марки ПМС-300 (бесцветная прозрачная силиконовая жидкость без запаха и механических примесей с вязкостью 300 сСт при 20°С);
- Полиэтилсилоксановая жидкость марки 132-24 (прозрачная бесцветная жидкость с вязкостью 220-300 сСт при 20°С);
- Полимочевинная пластичная смазка, полученная загущением смеси полиэтилсилоксановой жидкости марки 132-24 (95% масс.) и 5% полиальфаолефинового масла марки ПАОМ-4. В качестве загустителя используют полимочевину, получаемую на основе 2,4-диизоциано-1-метил-бензола, анилина и октадециламина.
Противоизносные свойства смазочных композиций, содержащих полученную согласно предлагаемому способу присадку, оценивают по величине диаметра пятна износа, который определяют на четырехшариковой машине трения в соответствии с ГОСТ-9490-75 «Материалы смазочные жидкие и пластичные. Метод определения трибологических характеристик на четырехшариковой машине» при нагрузке 196Н и времени эксперимента 1 час.
Результаты определения противоизносных свойств силиконовых смазочных материалов, содержащих полученную присадку, приведены в таблице.
Пример 2
Гидроксид натрия (NaOH) (0,01 моль) растворяют в дистиллированной воде (10 мл) при интенсивном перемешивании в атмосфере аргона, после этого добавляют дибутиламин ((C4H9)2NH) (0,01 моль), затем к полученной и охлажденной до 10°С смеси по каплям добавляют сероуглерод CS2 (0,01 моль) со скоростью, обеспечивающей поддержание температуры смеси не выше 10°С Полученную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 1 часа. После этого к полученной смеси при температуре 45°С и интенсивном перемешивании добавляют раствор тетраоктиламмонийхлорида ((C8H17)4NCl, 0,01 моль) в гексане (С6Н14, 10 мл). Полученную смесь выдерживают при перемешивании в течение 3 часов. В результате реакции образуется светло-желтое масло, которое отделяют от водного слоя декантированием и остатки н-гексана из масла удаляют испарением.
Получают тетраоктиламмоний дибутилдитиокарбамат со структурной формулой:
Figure 00000004
Выход получаемого таким способом тетраоктиламмоний дибутилдитиокарбамата составляет 95% масс.
Испытание противоизносных свойств смазочных материалов, содержащих полученную согласно предлагаемому способу, синтезированную присадку, проводили способом описанном в примере 1.
Результаты определения противоизносных свойств смазочных материалов, содержащих полученную присадку, приведены в таблице.
Пример 3
Гидроксид натрия (NaOH) (0,01 моль) растворяют в дистиллированной воде (10 мл) при интенсивном перемешивании в атмосфере азота, после этого добавляют дигексиламин ((C6H13)2NH) (0,01 моль), затем к полученной и охлажденной до 10°С смеси по каплям добавляют сероуглерод CS2 (0,01 моль) со скоростью, обеспечивающей поддержание температуры смеси не выше 10°С Полученную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 1 часа. После этого к полученной смеси при температуре 45°С и интенсивном перемешивании добавляют раствор тетраоктиламмонийхлорида ((C8H17)4NCl, 0,01 моль) в гексане (С6Н14, 10 мл). Полученную смесь выдерживают при перемешивании в течение 3 часов. В результате реакции образуется светло-желтое масло, которое отделяют от водного слоя декантированием и остатки н-гексана из масла удаляют испарением.
Получают тетраоктиламмоний дигексилдитиокарбамат со структурной формулой:
Figure 00000005
Выход получаемого таким способом тетраоктиламмоний дигексилдитиокарбамата составляет 91% масс.
Испытание противоизносных свойств смазочных материалов, содержащих полученную согласно предлагаемому способу синтезированную присадку, проводили способом описанном в примере 1.
Результаты определения противоизносных свойств смазочных материалов, содержащих полученную присадку, приведены в таблице.
Пример 4
Гидроксид натрия (NaOH) (0,01 моль) растворяют в дистиллированной воде (10 мл) при интенсивном перемешивании в атмосфере аргона, после этого добавляют дигексиламин ((С6Н13)2NH) (0,01 моль), затем к полученной и охлажденной до 10°С смеси по каплям добавляют сероуглерод CS2 (0,01 моль) со скоростью, обеспечивающей поддержание температуры смеси не выше 10°С Полученную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 1 часа. После этого к полученной смеси при температуре 45°С и интенсивном перемешивании добавляют раствор метилтриоктиламмонийхлорида (CH3(C8H17)3NCl, 0,01 моль) в гексане (С6Н14, 10 мл). Полученную смесь выдерживают при перемешивании в течение 3 часов. В результате реакции образуется светло-желтое масло, которое отделяют от водного слоя декантированием и остатки н-гексана из масла удаляют испарением.
Получают метилтриоктиламмоний дигексилдитиокарбамат со следующей структурной формулой:
Figure 00000006
Выход получаемого таким способом метилтриоктиламмоний дигексилдитиокарбамата составляет 90% масс.
Испытание противоизносных свойств смазочных материалов, содержащих полученную согласно предлагаемому способу синтезированную присадку, проводили способом описанном в примере 1.
Результаты определения противоизносных свойств смазочных материалов, содержащих полученную присадку, приведены в таблице.
Пример 5
Гидроксид натрия (NaOH) (0,01 моль) растворяют в дистиллированной воде (10 мл) при интенсивном перемешивании в атмосфере азота, после этого добавляют дигексиламин ((C6H13)2NH) (0,01 моль), затем к полученной и охлажденной до 10°С смеси по каплям добавляют сероуглерод CS2 (0,01 моль) со скоростью, обеспечивающей поддержание температуры смеси не выше 10°С. Полученную смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 1 часа. После этого к полученной смеси при температуре 45°С и интенсивном перемешивании добавляют раствор метилтридециламмонийхлорида (0,01 моль) в гексане (С6Н14, 10 мл). Полученную смесь выдерживают при перемешивании в течение 3 часов. В результате реакции образуется светло-желтое масло, которое отделяют от водного слоя декантированием и остатки н-гексана из масла удаляют испарением.
Получают метилтридециламмоний дигексилдитиокарбамат со следующей структурной формулой:
Figure 00000007
Выход получаемого таким способом метилтридециламмоний дигексилдитиокарбамата составляет 93% масс.
Испытание противоизносных свойств смазочных материалов, содержащих полученную согласно предлагаемому способу синтезированную присадку, проводили способом описанном в примере 1.
Результаты определения противоизносных свойств смазочных материалов, содержащих полученную присадку, приведены в таблице.
Figure 00000008

Claims (10)

1. Способ получения противоизносной присадки для силиконовых смазочных материалов, включающий
а) смешение раствора гидроксида натрия при интенсивном перемешивании в среде инертного газа с диамином и охлаждение полученной смеси до 10°С;
б) добавление к смеси, полученной на стадии а), по каплям сероуглерода CS2 со скоростью, обеспечивающей поддержание температуры смеси не выше 10°С, и выдерживание полученной смеси при комнатной температуре и перемешивании в течение не менее одного часа;
в) добавление раствора тетраалкиламмонийхлорида в н-гексане при температуре 45°С к смеси, полученной на стадии б);
г) выдерживание полученной смеси при интенсивном перемешивании до образования светло-желтого масла;
д) отделение полученного масла от водного слоя путем декантирования
е) и удаление остатков растворителя из масла посредством испарения с получением целевого продукта - четвертичной аммонийной соли диалкилдитиокарбаминовой кислоты следующей структуры:
Figure 00000009
где R, R1-R5 - углеводородный радикал с числом атомов углерода от 2 до 10.
2. Способ получения противоизносной присадки по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инертного газа при ее получении используют азот или аргон.
RU2021120653A 2021-07-13 Способ получения противоизносной присадки для силиконовых смазочных материалов RU2787372C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2787372C1 true RU2787372C1 (ru) 2023-01-09

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2973297A (en) * 1959-05-20 1961-02-28 Aagrunol Chemical Works Nv Fungicidal quaternary ammonium salts of dithiocarbamic acids
US3354085A (en) * 1965-05-28 1967-11-21 Chevron Res Lubricants containing quaternary ammonium dithiocarbamates
WO1989010956A1 (en) * 1988-04-25 1989-11-16 National Starch And Chemical Corporation Quaternary ammonium dithiocarbamate compounds
RU2083583C1 (ru) * 1994-08-03 1997-07-10 Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти Способ получения противоизносной присадки к смазочным маслам

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2973297A (en) * 1959-05-20 1961-02-28 Aagrunol Chemical Works Nv Fungicidal quaternary ammonium salts of dithiocarbamic acids
US3354085A (en) * 1965-05-28 1967-11-21 Chevron Res Lubricants containing quaternary ammonium dithiocarbamates
WO1989010956A1 (en) * 1988-04-25 1989-11-16 National Starch And Chemical Corporation Quaternary ammonium dithiocarbamate compounds
RU2083583C1 (ru) * 1994-08-03 1997-07-10 Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти Способ получения противоизносной присадки к смазочным маслам

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЗОЛОТОВ В.А. и др. Полифункциональный пакет присадок на основе гетерогенных соединений к маслам с улучшенными экологическими характеристиками, XIX Менделевский съезд по общей и прикладной химии. В 4 томах. Т.3: тезисы докладов-Волгоград, 2011. - с.536, стр.83. PAVELKO G.F. et al. Anomalous dependence of wear properties on the mixture composition of hydrocarbon oils with polyorganosiloxanes, Journal of Friction and Wear, том 39, номер 3, с. 241-244, 2018. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3659598B2 (ja) 硫化オキシモリブデンジチオカーバメートの製造方法
US7414013B2 (en) Sulfurized polyisobutylene based wear and oxidation inhibitors
EP1577371A1 (en) Lube base oil and lubricating oil composition
JP5701630B2 (ja) 潤滑油添加剤及びそれを含有する潤滑油組成物
JP3967992B2 (ja) アルキルチオ及びヒドロキシ置換基を含有するジチオカルバメート
US3878117A (en) Novel benzothiazyl disulfides, their preparation and use as lubricant additives
JPH01287196A (ja) 潤滑油組成物
KR20050096180A (ko) 윤활유 및 연료유용 첨가제, 윤활유 조성물 및 연료유조성물
JP4563082B2 (ja) 潤滑油基油及び潤滑油組成物
BRPI0611121B1 (pt) composição lubrificante, e, concentrado de óleo lubrificante
RU2787372C1 (ru) Способ получения противоизносной присадки для силиконовых смазочных материалов
JP3816984B2 (ja) 硫化オキシモリブデンジチオカーバメートの製造方法
JPH0562639B2 (ru)
JP2009007440A (ja) 油類用添加剤およびこれを含有する潤滑油
JP7168342B2 (ja) モリブデンジチオカルバメート組成物及びモリブデンジチオカルバメートの製造方法
JP4981241B2 (ja) 潤滑油用及び燃料油用添加剤、並びに潤滑油組成物及び燃料油組成物
US2727036A (en) Hydrocarbon oil additive
JP2008222997A (ja) 潤滑流体用添加剤、潤滑流体組成物及び硫化ポリオレフィンの製造方法
RU2813196C1 (ru) Способ получения многофункциональной присадки для смазочного материала
US2610182A (en) Hydrocarbon thiophosphoric acid salts of thialdine and certain homologues
RU2692262C1 (ru) Способ получения противоизносной присадки
RU2453586C1 (ru) Трасмиссионное масло
JPS6239696A (ja) モリブデン含有潤滑組成物
JP2957012B2 (ja) 内燃機関用潤滑油
RU2533415C1 (ru) Трансмиссионное масло