SU1750432A3 - Функциональна жидкость - Google Patents

Abstract

Использование: в качестве смазочных материалов, гидравлических жидкостей и жидкостей дл  обработки металлов. Сущность изобретени : жидкость содержит базовое масло и 0,5-1,5% простого тиоэфира формулы Ri-S-CH2-CH(OH)-CH2-Q-CH2- -CH(OH)-CH2-S-R2, где Ri,Ra - одинаковые или различные трет (d-C) алкил; Q-S-, -S-S-, -S-CH2-CH2-S-. Простой тиоэфир улучшает противозадирные и противоизносные свойства . 4 табл.

Description

Изобретение относитс  к функциональным жидкост м из р да смазочных материалов , гидравлических жидкостей и жидкостей дл  обработки металлов, содержащим простые тиоэфиры.

Известно, что в функциональные жидкости добавл ют в общем различные добавки дл  улучшени  их эксплуатационных свойств. Так как, например, смазочным маслам дл  передачи больших усилий необходима высока  нагрузочна  способность, к ним добавл ют противозадирные и противоизносные присадки, такие как диалкилди- тиофосфаты цинка.

Известно использование простых тиоэ- фиров формулы R-S-CH2-CH(OH)-CH2-S-R в качестве присадок, к смазочным материалам .

Наиболее близкими к предлагаемым по технической сути  вл ютс  функциональные жидкости на основе базового масла, содержащие 0,1-1% противоизносно-про- тивозадирных присадок, представл ющих

собой простой тиоэфир формулы -CH(CH2SH) или RXCH2CH(OH), Х О, R - линейный алкил , разветвленный алкил .

Известные присадки недостаточно снижают износ.

Целью изобретени   вл етс  повышение противозадирных и противоизносных свойств.

Цель достигаетс  тем, что функциональна  жидкость на основе базового масла, содержаща  простой тиоэфир, в качестве последнего содержит соединение формулы

UrS-CHr H-CKrd-dHjHjE-CHrS- (1) №OK

где R,R2 - одинаковые или различные трет(С4-С7)-алкил, .-S-S-, -S-CH2-CH2-S-, в количестве 0,5-1,5 мас.% в расчете на функциональную жидкость.

Получение функциональной жидкости осуществл етс  известным образом.

со

с

Ч ел

О

Ьь

ы

К

W

В качестве промежуточного продукта дл  получени  присадок использован простой алкилтиаглицидиловый эфир, полученный следующим образом:

,0 (2)

R-S-CHrCH-CHi / L

0

Особенно предпочтительно дл  этого взаимодействи  применение катализатора переноса фаз, как, например, тетрабутиламмонийхло- рида.

Простые алкилтиаглицидиловые эфиры формулы 2 затем можно вводить во взаимодействие , например, с гидросульфидом натри  с получением соединени  формулы 3. Образовавшиес  после присоединени  сероводорода к соединени м формулы 2 меркаптаны можно переводить, например, с помощью диметилсульфоксида, в соединени  формулы 4, Присоединение соединений типа формулы 2 к 1,2-димеркаптозтанудэет соединение формулы 5.

В качестве базового масла нар ду с минеральными маслами пригодны, например, поли- cr-олефины, смазки на основе сложных эфиров, фосфаты, гликоли, полигликоли и полиалкиленгликоли,

Соединени  формулы 1 хорошо растворимы в смазочных материалах, поэтому они особенно пригодны в качестве добавок, например , к смазочным маслам и смазкам и привод т к улучшению противоизносных и противозадирных свойств. Кроме этого, соединени  обладают антиокислительным и антикоррозионным действием по отношению к меди.

Присутствие соединений формулы 1 в смазочных материалах позвол ет частично замен ть золообразующие добавки, такие как цинковые соединени  или фосфорсодержащие добавки, особенно дитиофосфа- ты цинка. Цинк и его соединени  и также фосфор и его соединени  в качестве составной части добавки, примен емой в смазочном масле дл  бензиновых двигателей, должны быть ограничены в количестве или предпочтительно полностью ликвидированы ввиду возможной дезактивации катализатора выхлопных газов, подключенного после бензинового двигател .

Композиции согласно изобретению пригодны дл  применени  в качестве составов смазочных масел дл  двигателей внутреннего сгорани  в общем, дл  дизельных двигателей в особенности и дл  карбюраторных двигателей внутреннего сгорани 

особенно предпочтительно. Имеютс  в виду карбюраторные двигатели внутреннего сгорани  с принудительным зажиганием и воз- вратно-поступательным движением

поршн .

Смазочные материалы могут содержать дополнительно другие присадки, которые добавл ютс  дл  того, чтобы дополнительно улучшать основные свойства смазочных материалов; к ним относ тс : антиоксиданты, пассмваторы металлов, ингибиторы коррозии , присадки, улучшающие индекс в зкости , снижающие температуру застывани , диспергаторы, детергенты, а также другие

добавки,противоизносные и противозздир- ные присадки.

Нижеприведенные примеры по сн ют изобретение. Части и проценты при этом относ тс  к мае., если не указано ничего

другого.

П р и м е р 1. Получение:

(3)

цНд -S-CHrCH-CM-CHrCHонон

-СНг $-%Нд Схема реакции

2%Н9-ННГСН- СНг+Ш(ЗОШгОН

fY

I п СП(1

iHtO jp-|tC1}H9 -CH2 CK1он

-снг)г$+маон.

В четырехгорлой колбе к 50 мл (0,268 моль) технического 30%-ного щелочного раствора гидросульфида натри  - разбавлен с помощью 25 мл воды - при перемешивании прикапывают 73,1 г (0,5 моль) трет-бутилглицидилового тиоэфира (длительность добавлени  примерно 1 ч). Выдерживают путем охлаждени  при 40-50°С

нагревающуюс  при этом реакционную смесь. Затем дополнительно перемешивают при 50-60°С еще 1 ч и контролируют конец реакции по исчезновению п тна простого глицидилтиоэфира в тонкослойной хроматограмме. Обработку осуществл ют путем разделени  фаз.

Органическа  фаза представл ет собой продукт реакции. Ее дополнительно промывают примерно 20 мл разбавленного рас

твора бикарбоната натри  и после четкого разделени  фаз фильтруют через целит и высушивают. Выход: 77,6 г 95% от теории: желтого цвета в зка  жидкость, показатель преломлени : п20о   1,5261. Т.кип. 180°С/0,5мбэр.

Пример 2. Получение:

он

(%НГ$-СНГМНЖГН1

Схема реакциип

,-,

i:2%HrHHrCH-CVHS-CR2 (%нг3-снг

-СНГ$Н

он

-k-CH2-S-GHr)7

В двугорлой колбе 1,8 г (0,2 моль) 1,2-ди- меркаптоэтана и 0,5 мл раствора метилата натри  (30%-ный в метаноле) нагревают до 60°С, удал ют нагревательную баню и в течение 45 минут при перемешивании и при 60-70°С прикапывают 61,4 (0,42 моль) трет- бутилглицидилового простого тиоэфира (экзотермическа  реакци ). По окончании добавлени  смесь дополнительно перемешивают еще 30 мин примерно при 60°С и на ротационном испарителе в вакууме удал ют летучие вещества. Обработку осуществл ют аналогично примеру 1.

Выход: 100% от теории; бесцветна  жидкость. Показатель преломлени :

п20о:1,5391.

Пример 3. Получение:

ОН (%Rr$-Crlrk4ttr CHrl

(5)

Схема реакции

ОН

2 н9 енгсмгади$ о

он

lyjltcHV VCH-CHr

36 г (0,5 моль). Соединени  трет-СдНд-З- -CHa-CH(CH)-CH2-SH, 31,2 г (0,4 моль)диме- тилсульфоксида и 150 мл толуола объедин ют в реакционном сосуде и при перемешивании при кип чении с обратным холодильником в течение 4-х часов удал ют 1,7 мл реакционной воды. Затем при нормальном давлении отгон ют примерно 100 мл толуола с диме- тилсульфоксидом, органическую фазу смешивают с 50 мл толуола, промывают водным раствором гидрокарбоната натри  и затем водой, после чего высушивают и концентрируют . Выход: 34 7 г 96,7% от теории, желта  жидкость, п °о: 1,5450

Пример 4. Тест на защиту от износа. Полученные согласно примерам 1-3 соединени  3,4 и 5. каждое, примешивают к не содержащему дитиофосфат цинка моторно- 5 му маслу SAE-класса 10W-30 (основа IS ОУС32-минерального масла) с названием AARG 45 в концентрации 1 мас.% и образцы подвергают тесту с толкателем клапана и кулачком (Сап и Тарре - тест (С + Т)).

10 Краткое описание метода испытани  С+Т. В закрытой камере вращают кулачок из чугуна, закаленный индукционным нагревом до 550-580 HV (твердость по Виккерсу), против нагруженного рессооой толкател  из

15 цементированной стали с твердостью 800- 850 HV. Камеру заполн ют вплоть до середины оси кулачка испытуемым маслом. Благодар  встроенным нагревательным стержн м масло нагреваетс  до 100°С. По20 еле достижени  заданной температуры пиковое усилие на кулачке устанавливают при 100 Н и испытание начинают при числе оборотов кулачка 1500 в мин. Спуст  час времени пробега измер ют износ. Если суммарный из25 нос остри  кулачка и толкател  меньше, чем 0,25 мм. то пиковое усилие повышаетс  на 100 Н и тест продолжаетс  при увеличенной силе нз кулачок следующий час до тех пор. пока износ не достигнет величины более чем 0,25 мм или

30 пиковое усилие достигнет 2000 Н.

Результат указываетс  в виде аварийных ступеней каскада, или, если не было обнаружено никакого износа, регистриру- ютс  как выше 2000. В табл.1 представлены

35 установленные значени , причем повышенное численное значение (в Н) обозначает улучшенную износостойкость.

Пример 5. Тест на стабилизацию против окислени .

40

Соединени , полученные согласно примерам 1 и 2 (добавки 3 и 4), подвергают TFOUT-тесту. Этот тест представл ет собой модифицированный вариант теста окисле45 ни  во вращающейс  бомбе дл  минеральных масел (RBOT) (ASTMD 2272). При TFOUT-тесте испытуемое масло (1,5 г) в стакане , который находитс  в стальном сосуде (бомбе), в присутствии 2% воды, жидкой

50 окисленной нитрированной фракции моторного бензина в качестве катализатора (4%- на  исходна  концентраци ) и жидкого нафталата металла в качестве дополнительного катализатора (4%-на  исходна  кон55 центраци ) подвергают при давлении кислорода 6,3 бар (90 пси) (объем кислорода 65 мл). Бомба вращаетс  в наклонном положении со скоростью 100 об/мин в ванне с жидкостью при 160°С. Наклонное положение и вращение вызывают пленкообрэзное

распределение масла на поверхности корпуса стекл нного сосуда.

Спуст  известное врем  индукции масло при этих услови х начинает окисл тьс . Окисление вызывает расход кислорода, который отчетливо виден по четкому падению давлени . Врем  вплоть до начала, так называемое врем  индукции, беретс  в качестве меры дл  стабильности к окислению.

В качестве испытуемого масла служит двигательное масло на основе минерального масла ISOVG32, содержащее композицию: добавку 01оа 4140 С (Orogll), и улучшающую индекс в зкости присадку (олефиновый сополимер). В зкость соответствует 15W-50 и содержание дитиофосфата цинка в присадке соответствует содержанию 0,067% цинка иО.Об% фосфора в масле.

Приведенные в табл.2 результаты обозначают врем  (мин) вплоть до излома в диаграмме давление-врем .

Увеличение времени соответствует хорошей эффективности стабилизатора.

Пример 6. Тест на совместимость с уплотн ющими материалами.

Испытывают по методу фольксвагена VW-Scal-тест, P-VW 3334 при 150°С и продолжительности теста 96 ч. Оценочным параметром  вл етс  изменение модул  1/3 (при удлинении на 1/3), изменение прочности к растрескиванию и изменение удлинени  при разрыве.

Испытание тест-материала типа FKM (фтор-каучук) в двигательном масле, содержащем либо соединение формулы 3, либо соединение формулы 4, не сообщает никакого заметного изменени  состо ни  уплотнений относительно удлинени  при разрыве и изменени  напр жени  при раст жении по сравнению с моторным маслом без добавки соединений формулы 3 и 4,

Пример 7. Тест на коррозионное поведение по отношению к меди.

Используют Fetter СЕСЫ)2-А-78-тест. Через 36 ч определ ют потери веса медных подшипников в присутствии соединений формулы 3 и формулы 4 в масле, а также провод  испытание в не содержащем фосфора , и в содержащем фосфор (Р 0,06%) масле Значени  весовых потерь менее, чем

25 мг. Таким образом, удовлетвор ют требовани м классов ССМС G1, G2 и G3.

Пример 8. Тест на защиту от износа при высоком давлении.

Проверку на пригодность в качестве добавки дл  защиты от износа провод т по стандартному методу ASTMD-2783-81 путем применени  четырехшариковой машины фирмы Шелл. В качестве базового масла

примен ют минеральное масло Solvent Neutral 150, к которому добавл ют соединени  формулы 3. Определ ют нагрузку сваривани  WL(Weld Load) в кг, при которой шарики свариваютс  в течение менее 10 с.

Полученные результаты приведены 8 табл.3.

Результат показывает, что при условии высокого давлени , которые встречаютс  при металлообработке, соединение формулы 3 способствует значительной стабилизации масла.

Пример 9. Сравнительный тест и защиту от износа.

Согласно примеру 8 в испытуемом

масле раствор ют по 1 % нижеследующих соединений, а полученные смеси подвергают испытанию на 4-шариковой машине: A:/ so-C8Hi7-0-CH2-CH(OH}-S-/2 (пример 12 патента СН-А-628329) IV:/t-C4Hg-S-CH2

-СН(ОН)-5-4 (пример 3).

Claims (1)

1. Результаты приведены в табл.4. Формула изобретени  Функциональна  жидкость из р да смазочных материалов, гидравлических жидкостей и жидкостей дл  обработки металле на основе базового масла, содержаща  г)ро- стой тиоэфир, отличающа с  тем, что. с целью повышени  противозадирных противоизносных свойств, жидкость в каче

   стве простого тиоэфира содержит соедине ние общей формулы

   RrMfyHp -Q-CHrjK-CM- Ri

   ОНОН

   где RI, R2 - одинаковые или различные, тре

   (С4-С)-элкил;

   Q- -S, -S-S-, -S-CH2-CH2-S-,

   в количестве 0,5-1,5 мае. % в расчете нафу кциональную жидкость.

   Таблица 1

   Таблица 1

   Таблица 3

   Таблица А