SU686630A3 - Смазочна композици - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к составу из бисоксазолина и сукцинимида, примен емому в качестве .присадки к смазочным маслам и значительно улучшающему диспергируемость осадка, образующегос  в последних, и повышающему ингибирование образовани  нагара в двигателе.

В течение последнего дес тилети  беззольные диспергирующие присадки приобрели большое значение в повышении производительности смазок с предотвращением образовани  нагара внутри двигател  и с продлением интервалов между сменами картерного масла.

Известны беззольные диспергирующие присадки на основе полиамина, св занного с длинной цепью углеводородного полимера, обычно с полиизобутиленом , через кислотную группу, например дикарбоновую кислоту, с образованием амидных или имидных св зей 1,2 .

известно, что продукты, ссэдержащие одно или два оксазолиновых. кольца, используют в качестве антикоррозионных добавок и диспергирующих средств в смазочных маслах и -бензинах 3 , .

Известны смазочные композиции, содержащие базовое масло и диспергирующую присадку, представл ющую собой полиалкиленсукцинимид полиэтиленполиамина , который может быть обработан соединени ми бора, такими как окись бора, галоиды бора, борные кислоты и их эфиры 4,

Известные смазочные композиций имеют недостаточно высокие диспергирующие и ингибирующие образование нагара в двигателе свойства.

Целью изобретени   вл етс  улучшение диспергирующих и ингибирующих

S образование нагара в двигателе свойств.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что смазочна  композици , состо ща  из базового масла и присад0 ки на основе полиалкиленсукцинимида полиэтиленполиамина, в качестве присадки содержит 0,5-10 вес.% смеси, состо щей из 1 вес.ч. маслорастворимого бисоксазолина полиизо5 бутенил нтарной кислоты, имеющего средний молекул рный вес 1000-3300, и 0,25-4,0 вес.ч. маслорастворимого полиизобутенилсукцинимида полиэтиленполиамина , имеющего средний

0 молекул рный вес 1300-8000. Предпочтительно использование полиизобутенилсукцинимида полиэтил ей полиа.мина , обработанного соединением бора до содержани  0,3-0,9 вес.%бора. Бисоксазолин получен при нагре-. вании 1 .oль полиизобутенил нтарной кислоты или ангидрида с 2 моль три (оксиметил) - аминометана (ТОАМ) при 140-240°С до прекращени  вьвделени  воды, указьшающего на завершение реакции. В реакционной смеси факультатив но может присутствовать 0,01-2 вес. предпочтительно 0,1-1 вес.% (в пере счете на вес реагентов) соли металла в качестве катализатора, который в дальнейшем может быть удален филь рацией или промыванием углеводородного раствора продукта низшим спиртом . Однако соль металла может и остатьс  в реакционной смеси, если перва  достаточно устойчиво диспергирована или растворена в реакционном продукте, и в зависимости от вида металла, соль может даже благопри тно воздействовать на эксплуа тационные свойства смазочного масла Инертными растворител ми, примен емыми в оксазолнновой реакции, могут служить нефт ные масла, напри мер минеральные смазочные масла, керосин, ксилол, галоидуглеводороды такие как Cc(.j г дихлорбенэол и т.д. В качестве солей металлов., примен емых как промоторы или катализаторы , могут служить соли металлов Zn, Со, МП, Ni, Fe с карбоновыми кислотами, такими как кислоты Ci- C например кислоты С/-С такие как нас щенные или ненасыщенные моно- или д карбоновые алифатические кислоты, в частности жирные нислоты.Примерами ких солей карбоковых кислот служат ацетат, формиат, пропионат, стеарат цинка, ацетат марганца, тартрат железа, ацетат кобальта, ацетат никел  и т.д., причем сол мцинка, таким как ацетат цинка, и окиси цинка отдаетс  предпочтение. Смазочное масло, к которому можно добавить смесь присадок, может включать не только нефт ные масла, но и синтетические смазочные масла, такие как эфиры дикарбоновых кислот, полигликоли и спирты алкиловые эфиры карбоновых или фосфорньсс кислот, полисиликоны, фторуглеводородные масла и смеси смазочных масел и синтетических масел в любом соотношении компонентов и т.д. Целесообразно сочетать концентрат 10-80 вес.% смеси приса док и 20-90 вес.% минерального масла с добавлением других присадо или без них. В составах могут прису ствовать други-е общеприн тые присадки, такие как реагенты, пони жающие температуру застывани , реагенты , придающие износостойкость, например диалкилдитиофосфаты цинка, содержащие 3-8 атомов углерода в алкильных группах, антиокислители, например п-фенил- ( -нафтиламин, трёт-октилфенолсульфид и 4,4-метилен-бис (2,б-ди-трет-бутилфенол) , присадки , улучшающие в зкостно-температурные свойства, например сополимеры этилена и пропилена, полиметакрилаты, полииэобутилен, сополимеры алкилфумарата и винилацетата и т.п. Пример. Смесь 500 г (0,4 моль) полиизобутенил нтарного ангидрида с числом омылени  89 и молекул рным весом 980, 500 мл минерального смазочного масла, 4 г дигидрата ацетата цинка в качестве промотора и 96,8 г (0,8 моль) ТОАМ загружают в стекл нный реактор, снабженный термометром, мешалкой и ловушкой влаги Дина-Старка. После, нагрева приблизительно до 180°С в течение 4 ч в ловушке остаетс  ожидаемое количество воды - 1,1 моль. Анализ полученного после фильтрации и ротационного испарени  концентрата (50 вес.% реакционного продукта) дает следующие результаты, вес.%: N 1,00, Zn 0,06, мол.вес. около 1400. Исходный ангидрид этого примера и лримера 2 получают реакцией хлорполиизобутилена с содержанием хлора около 3,5 вес.% в пересчете на вес хлорполиизобутилена и средним числом атоМов углерода 70 в полиизобутйленовой группе с малеиновым ангидридом приблизительно при 200°С. Пример2. Борпроизводное продукта реакции полиизобутилен нтарного ангидрида с алкиленполиамином получают следующим образом. Сначала конденсируют 2,1 моль указанного ангидрида, имеющего число омылени  89 и молекул рный вес 980 и растворенного в смазочнсад масле, по примеру 1 с получением 50 fвес)%-ного раствора, с 1 моль, тетраэтиленпентамина (ТЭПА), причем раствор ангидрида нагревают приблизительно до с перемешиванием и ТЭПА загружают в реактор в течение 4 ч с последующей отгонкой азота в течение 3 ч. Реакцию с ТЭПА и отгонку осуществл ют при 140165С , а имидированный продукт выдерживают при 135-165С. При этом в течение 3 ч добавл ют суспензию 1,4 моль борной кислоты в смазочном масле с последующей отгонкой азота в течение 4 ч. После фильтровани  и ротационного испарени  получают концентрат (50 вес.% продукта реакции ) с содержанием около 1,5 вес.% азота и 0,3 вес.% бора. Продукт имеет молекул рный вас около 2420. Пример 3. Аналогично пригл ру 2, но примен   2,1 моль полиизо бутенил нтарного ангидрида (число омылени  103 и молекул рный вес око ло 1300) вместо полиизобутенил нтар ного ангидрида, указанного в приме ре 2, получают концентрат (50 вес. активного компонента), анализ которого показывает содержание 1,46% азота и 0,32% бора. П р и м е р 4. Аналогично примеру 1 , с тем отличием, что примен ют 1 моль полиизобутенил нтарного анги рида (число омылени  103 и молекул  ный вес около 1300), растворенного до 50 вес.% в нейтральном смазочном масле S150. Этот раствор вместе с 0,036 моль дигидрата уксуснокислого цинка и 1,9 моль ТОЛМ нагревают при 1б8-174 С. Добавив ТОАМ, реакционную смесь продувают азотом при т°С в течение 10 ч. После ротационного испарени  концентрат (50 вес.% активного компонента) дае следующий анализ: 1,0 вес.% азота и 0,1.вес.% цинка, молекул рный вес около 1700. Пример 5. Реакци  ведетс , как указано в примере 2, однако, без борировани  и с применением 1,3 моль полиизобутенил нтарного ангидрида. Молекул рный вес продукта составл ет около 1520. Дл  оценки соединений в ходе, исп тани  на ингибирование образовани  нагара примен ют пробы, кажда  из которых состоит из 10 г смазочного масла, содержащего 0,07 г присадочного концентрата (50% активного вещества), что дает всего 0,35 вес. присадки в испытуемой пробе. В качестве смазочного масла примен ют техническое масло, которое получают от TciKCH, проехавшего 2000 миль (3218,7 км) на указанном масле. Каждую пробу (10 г) выдерживают 10-15 ч при температуре около 140С Затем пробу центрифугируют, чтобы удалить осадок. Оставшуюс  жидкость каждой пробы подвергают циклическом нагреву до и охлаждению до комнатной температуры в течение 3,5 ч при частоте примерно 2 цикла в минуту. В фазе нагревани  газ, содержащий смесь около 0,7 об,% SOfc, 1,4 об.% NO и воздуха (остаток до 100%), барботируют через испытуемые пробы, а в фазе охлаждени  - вод ной пар. По окончании испытани , циклы которого в случае необходимости могут повтор тьс  дл  определени  ингибирующего действи  любой присадки, поверхности стенок колб, в которых наход тс  испытуемые пробы, подвергают визуальной оценке. Количество нагара, образовавшегос  на стенках, оценивают значени ми 1-7,. причем в каждом случае более высокое значение обозначает большее количество нагара . При этом оказываетс , что результаты данного испытани  наход тс  в определенном соотношении с результатами описанного ниже испытани  MSVS, производимого на двигателе дл  определени  образовани  нагара. Результаты испытаний, приведенные в табл.1, свидетельствуют о том, что сочетани  бисоксазолина и сукцинимида обнаруживают повышенное действие тогда, когда примерно на 1 вес.ч. бисоксазолина приходитс  0,2-3 вее.ч. сукцинимида с достижением синергетического эффекта, если молекул рный вес полиалкиленового заместител  двух продуктов около 1300 . Таблица ИОН - ингибирование образовани  агара (стендовое испытание) Пример 6. Получают три еси смазочного масла, перемешива  ответственно, об,%: концентрат по примеру 1) 5; концентрат (по имеру 2) 5; смесь (50/50) коннтратов по примерам 1 и 2 5 со азочным маслом SAE на основе йтрального масла селективной истки, содержащим около 0,6 вес.% алкилдитиофосфата цинка и , 6 вес.% сульфида фенол та кальци 

Каждую смесь подвергают испытанию MSVS.

Это испытание производитс  на двигателе типа Форд 302 куб.дюйма (767 см ). По окончании каждого опыта различные части двигател  оценивают по дес тибалльной системе , в которой 10 баллов означает соверпенно чистую поверхность, С понижением оценок увеличиваетс  степень образовани  нагара. Различные оценки затем суммируют и вывод т среднюю величину, причем 10 сама  лучша  оценка (совершенно чиста  поверхность).

Результаты, полученные с трем  указанными смес ми, приведены в табл.2.

Приведенные результаты говор т синергетическом действии смеси 50/50 продукта бисоксазолина и сукЦинимида относительно нагара на юбке поршн . Показатели осадков и нагара статистически эквивалентн

Эти результаты вместе с данными, приведенными в табл,3 и 4 указывают на то, что оптимальное соотношение компонентов составл ет 1-3 вес,ч, сукцинимида на 1 вес.ч. бисоксазолина,

П р и м е р 7, Три смеси смазочного масла соответствуют смес м по примеру б, за тем исключением, что оба диспергатора получают из полиизобутилен нтарного ангидрида,

Результаты испытаний MSVS

углеводо1Х)днкй заместитель которого имеет молекул рный вес 1300 вместо 980, т.е, смеси присадок по примерам 3 и 4 получают, смешива  соответственно 5 вес.% концентрата по примеру 3, 5 вес,% концентрата по примеру 4 и 5 вес.% смеси концентратов по примерам 3 и 4 (2 вec.t, по примеру 3 с 1 вес,ч. по примеру 4)j и смесь двух нейтральных основных компонентов смазочного масла и добавл   к смес м примерно 0,79 вес.% металлической моющей присадки (сульфоната кальци  общей щелочности 400), 0,66 вес,% диалкилдитиофосфата цинка и дл  повышени  индекса в зкости 0,12 вес,% изопренстирольного полимера, получа , таким образом, смазочное масло SAE 10 W 40 ,

Таблица Результаты испытаний MSVS

Осадок8,89 9,43 9,14

нагар7,76 7,97 7,70

Нагар на юбке

7,68 8,04 Ь,42

поршн 

Таблица

Данные табл. 3 показывают, что сочетание диспергаторов обнаруживает синергетическое действие как относительно осадка, так и относительно нагара на юбке поршн .

П р и м е р 8, Оценки, полученные в ходе испытаний состава согласно

изобретению по тесту MSVS, показывают , что соотношение компонентов составл ет 1ч, бисоксазолина и 2-3 вес,ч, сукцинимида (диспергаторы получены из полиизобутенил нтарного ангидрида с углеводородным заместителем, имеющим иол,вес, около

1300) . Добавки внос т в смазочное масло SAE 30, полученное изнейтрального дистилл та и брайтстока, модифицированное 0,4 вес.% сульфоната магни , .0,1 вес.% сернистого Результаты испытаний MSVS

фенол та к лъцу  и 0,6 Bf;c.% диалкилдитиофосфата цинка.

Соответствуквдие оценки приведены в чабл.4.

Таблица 4