Смазочная композиция — SU 458135 (original) (raw)
ОП ИОАН И 1 ЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ 1 п 458135 Союз Советских Социалистических Республик(33) СШАОпубликовано Государственный комите Совета Министров СССР ло делам изобретений 01,75, Бюллетен К 621.892.8и отары ата опубликования описания 07,03.7 72) Авторы изобретени ИностранцыДжозеф Пиасек и Роберт(США)Иностранная фирмаСтандарт Ойл Компан(54) СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИ Изобретение относится к составам смазочных масел, в частности к композициям автомобильного и дизельного картерного смазочного масла, содержащим небольшое количество маслорастворимых присадок нового класса, улучшающих характеристики масла, особенно его диспергирующе-детергентные свойства.Современные автомобильные и дизельные двигатели рассчитаны на высокую мощность, незначительное выделение продуктов сгорания и длительную службу картерного смазочного масла. Это требует очень жестких рабочих условий, кроме того, необходимы высокоэффективные смазочные масла, обеспечивающие при повышенных эксплуатационных требованиях защиту от коррозии и накопления углеродистых отложений, нагара и смолистых продуктов на поверхности деталей двигателя, быстро снижающих эффективность и срок службы двигателя. Даже при высокой степени очистки базового смазочного масла от вредных компонентов, например полимеризирующихся компонентов, кислотообразующих, восков и тому подобное, оно тем не менее нуждается в добавке ряда маслорастворимых химических присадок, придающих маслу способность противостоять окислению, отложению осадков или нагара и коррозии смазываемых металлических частей и способность регулировать смазочные свойства и вязкость при изменении температуры.5 Продукты сгорания, образующиеся в результате сгорания топлива и термического разложения смазочных масел и присадок, склонны накапливаться в картерном масле с образованием маслонерастворимых продуктов, 0 образующих нагар или лакоподобные пленки,или оседающих на частях двигателя в виде вязких отложений, или образующих твердые золоподобные или углеродистые отложения.Отложения могут сузить и даже закупорить 5 пазы, канавки и полости, по которым маслоподается к движущимся поверхностям двигателя и тем самым ускорить износ и, следовательно, снизить эффективность двигателя.Кроме того, кислые продукты сгорания корро дируют смазываемые металлические поверхности.Для обеспечения детергентно-диспергирующих свойств были предложены различные ингредиенты. Первыми присадками указанного 25 назначения явились нейтральные или щелочные металлорганические производные, напри мер соли щелочноземельных металлов и суль фокислот и продукты реакции углеводоподз20 30 35 40 45 50 55 60 65 пятисернистым фосфором. Однако эти присадки образуют продукты термического разложения, способствующие отложению золы на частях двигателя. Они не могут эффективно диспергировать образующиеся лаки, нагары или углеродистые отложения, теряют диспергирующе-детергентные свойства при расходовании их щелочноземельного компонента на нейтрализацию кислых продуктов сгорания.Применяют также в качестве присадок продукты конденсации по Манниху, полученные из алкилзамещенных оксиароматических соединений, у которых алкил имеет относительно невысокий молекулярный вес (2 - 20 углеродных атомов в алкиле) и алкильные заместители типа хлорированного воска. Однако ни один из подобных продуктов конденсации не пригоден для использования в качестве детергентно-диспергирующсй присадки для современных масел продолжительной эксплуатации.Известны смазочные композиции, содержащие в качестве детергентно-диспергирующих присадок высокомолекулярные продукты конденсации алкилзамещенных оксиароматических соединений, алкильный заместитель которых имеет мол. в. 600 - 3000, с амином, содержащим не менее одной МН-группы, и альдегидом. Раствор подобных высокомолекулярных продуктов конденсации, особенно в легких маслах, в процессе хранения образует нерастворимые или малорастворимые побочные продукты, которые не только почти невозможно удалить путем фильтрации, но которые сильно снижают скорость фильтрации самого продукта.При использовании их в картерном смазочном масле в результате высокой температуры в канавках поршневых колец образуются углеродистые отложения и быстро накапливается нагар, мешающий длительной эксплуатации смазочного масла.Целью изобретения является улучшение детергентно-диспергирующих и антиокислительных свойств композиции.Поставленная цель достигается тем, что в состав композиции введен продукт конденсации алкилзамещенного оксиароматического соединения, алкильный заместитель которого имеет мол. в. 600 - 100000, амина, содержащего не менее однойМН-группы, алифатического альдегида и алифатической кислоты, содержащей не менее 6 атомов углерода, в количестве 0,05 - 70 вес,%,Предпочтительными являются продукты конденсации полиалкилфенола с мол. в. 850 - 2500, этиленполиамина, формальдегида и алифатической кислоты.Такие высокомолекулярные продукты являются эффективными присадками к смазочным маслам, придающими последним диспергирующе-детергентные и антиокислительные свойства при относительно низкой концентрации присадок (0,05 ввес.%, считая на смазочное масло). Более высокие концентрации, например порядка 10 - 70 вес.%, пригодны для концентратов, используемых для получения смазочных масел и укрепления картерного масла. Указанные высокомолекулярные продукты получаот известными способами конденсации по Манниху, загружая высокомолекулярное алкилзамещенное оксиароматическое соединение (1), амин (2), альдегид (3) и алифатическую кислоту (4) в молярных соотношениях 1,0: 0,1 в 10 : 1,0 в 10 : 0,014 в ,0. Реакцию целесообразно вести так, чтобы в нагретую от комнатной температуры до 93 С (200 Р) смесь соединений 1, 2 и 4 вводить формальдегид (например, формалин) в среде легкого отгоняемого органического растворителя, например бензола, ксилола или толуола, или в среде очищенного нейтрального масла и затем реакцию вести при повышенной температуре 135 - 190,5 С (275 - 375 Р), предпочтительно продувая реакционную массу инертным газом, например азотом, углекислым газом и тому подобное, до завершения дегидратации. П р и м е р 1. Перемешивают при 82 С (180 Р) 2300 г (0,66 моль) полибутилзамещенного фенола с мол. в, 1600 (46% полибутилфенола, 54% полибутена) и 690 г минерального масла селективной очистки 5%, 115 г(0,61 моль) тетраэтиленпентамина и 93 г (0,83 моль) олеиновой кислоты, Затем к смеси медленно приливают 90 мл (1,2 моль) формальдегида, температуру повышают до 148,9 С (300 Р), при этом через смесь барботируют азот из расчета 0,057 и/час (2 куб, фут/час). После 3 час нагревания при 148,9 С (300 Р) в смесь вносят фильтрующес средство, например целит, и смесь отфильтровывают. Фильтрат (совершенно прозрачный) содержит 1,24% азота, вязкость при 98,89 С (210 Р) равна 677 сек Сейболта.П р им е р 2. Повторяют описанный в примере 1 опыт, но берут 1540 г (0,444 моль) полибутилфенола, 460 г минерального масла, 77 г (0,41 моль) тетраэтиленпентамина, 62 г (0,220 моль) олеиновой кислоты и 60 мл (0,861 моль) формальдегида. Фпльтрат (совершенно прозрачный) содержит 1,2% азота, вязкость при 98,89 С (210 Р) равна 679 сек Сейболта.Предлагаемую смазочную композицию подвергают испытанию Катерпиллера 1-Н, которое (продолжительность 480 час) осуществляют на скоростном (с наддувом) дизельном двигателе Катерпиллера для измерения высокотемпературных детергентных свойств картерного смазочного масла по спецификации М 1 1.-2104 В. Смазочную композицию оценивают после осмотра отложений в пазах верхних поршневых колец, которые измеряют и выражают в процентах. Оценивают степень отложения нагара на гребнях поршня и в нижних пазах (канавках). Смазочная композиция считается удовлетворительной, если содержитНаполнение верхнего паза 80/0 (44,/) Чисто (22,/) Чисто (чисто) Чисто (чисто)Наполнение верхнего паза2+0 (5;4)Чисто (27)Чисто (чисто)Чисто (чисто) 2 3 4 На гребнях1 Чисто (2", ВП.ф, 2100 А 1,17" ,1.ЛЛффф, 60,г, чисто) ЧистоЧисто Чисто (12 г, АЕф, 140, АЛ) Чисто Чисто Подкольпевые 25 г светлый янтарный лак,25,; средне-янтарный лак 50), светлый, очень светлый яйтариый лак 5,000,781,00 5,00 5ся не более 30% углеродистых отложений в верхних кольцевых пазах. Нагар во втором пазу (канавке) и на первом гребне поршня не должен пренышать 50%, Ниже поршень должен быть чистым.При испытании Катерпиллера 1.Н используют следующую масляную композицию, об%.Масло селективной очисткиЬАЕ 5 23,02Масло селективной очисткиЬАЕ 10Продукт из примера 1Сульфонат магнияДиалкилдитиофосфат цинкаДепрессатор (алкилнафталин)Антипенная силиконоваяприсадка 0,000005АЬ - янтарный лак,ф ВЫ - черный лак.фффЕА 1. - светло-янтарный лак. ный продукт конденсации по Манниху, испытывают с помощью теста Форд 289. Это испытание проводят в двигателе Форда с рабочим объемом 4736 см (289 куб. дюйма) аналогично так называемому тесту Линкольна МЯЧ, описанному в патенте США Ме 3442808, но на разных двигателях. Тест Форд 289 более строг в отношении образования углеродистых отложений и нагара, так как осуществляется с парами, поступающими в систему подачи питания двигателя при помощи картерной вентиляционной системы.Для осуществления теста Форд 289 использовали масло следующего состава об.%.Масло селективной очистки5% 37,15Масло селективной очистки10% 47,0Полибутен для улучшенияиндекса вязкости 2,80Акрилоид для улучшенияиндекса вязкостис депрессорной присадкой 4,95:Модифицированный жирнойкислотой продуктиз примера 2 Результаты испытания данной композицииприведены в табл, 1. Для сравнения приведены данные для смазочной композиции, содержащей немодифицированный высокомолеку лярный продукт конденсации по Манниху(указано в скобках), Рецептура масляной композиции следующая об,%:Основное минеральноесмазочное масло 94,5 10 Немодифицированныйвысокомолекулярный продуктконденсации по Манниху 3,5Диалкилдитиофосфат цинка 0,7Сульфонат бария 1,3 15 Другую композицию смазочного масла, содержащую модифицированный жирной кислотой, описанной в примере 2 высокомолекулярТаблица 1 Нагар при испытании в течение Диалкилдитиофосфат цинка 1,10 Сульфонат магния 2,02 20 Результаты испытания с применением тестаФорд 289 с использованием приведенной смазочной композиции приведены в табл. 2.Для сравнения даны результаты, полученные со смазочной композицией, содержащей 25 немодифицированный высокомолекулярныйпродукт конденсации по Манниху (указано в скобках), Рецептура этой композиции следующая об.%:Масло селективной очистки 93,22 Немодифицированныйвысокомолекулярныйпродукт конденсациипо МаннихуДиалкилдитиофосфат цинка35 Сульфонат магния В описанном испытании части двигателя осматривали и оценивали по десятибалльной шкале, причем 10 означает отсутствие углеро дистых отложений или нагара. Оценка 50 дляобщего количества углеродистых отложений и нагара считается безупречной. Оценка 60 или ниже считается опасной в смысле заку458135 Таблица 2 Нагар Углеродистые отложения Лак на поршне 8,5 (8,2)Головка шатуна 9,0 (9,0)Корпус толкателя 6,0Стенки цилиндра 8,9 (6,8)Маслосборник 9,8 (9,4) Всего нагара 42,2 (39,2)Обратный клапан масляного насоса 9,8(9,3) Предмет изобретения Составитель Л. Иванова Техред Т. Миронова Корректор Е. Кашина Редактор О. Кузнецова Згигз 444/17 Изд.318 Тираж 593 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров ССС 1 по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушскгя наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 порки фильтра, а оценка 50 или ниже считается опасной в смысле закупорки колец, Из табл. 2 видно, что предлагаемая композиция более эффективна, чем известные.Предлагаемые композиции могут включать различные смазочные масла, Эти смазочные масла могут быть углеводородными маслами Отложения на толкателе, плунжерелак чисто (чисто)ржавчина 9,8 (9,8)Пригорания толкателя нет (нет) Закупорки масляного фильтра нет (нет) Закупорки клапана нет (нет) Количество газов, проходящих через клапан м/час (куб. фут/час)максимальное 4,474 (158)среднее 4,304 (152)минимальное 4,135 (146)Отложения на всасывающем клапане 7,5 1. Смазочная композиция на основе минерального или синтетического масла, отл ичаю щ а я с я тем, что, с целью улучшения детергентно-диспергирующих и антиокислительных свойств композиции, в ее состав введен продукт конденсации алкилзамещенного оксиароматического соединения, алкильный заместиприродного происхождения (минеральные) и синтетическими маслами, например, получаемыми полимеризацией олефинов, а также синтетическими смазочными маслами типа эфиров поликарбоновых кислот, например масло- растворимыми эфирами адипиновой, себациновой, азелаиновой кислот и т. п,Головка шатуна 9,8 (7,5)Впускной коллектр 9,8 (8,0)Масляный фильтр 10,0 (10)Маслосборник 9,8 (7,3)Крышка клапана 9,8 (7,7)Клапанная коробка 9,8 (7,8)Крышка распределительной шестерни9,8 (7,7)Всего отложений 49,1 (39,5)Закупорки масляных колец нет (нет)Пригорания поршневого кольца нет (нет)Расход масла 5,35 (5,22)Всасывающий клапанмаксимальные 0,0027 (0,0013)средние 0,0012 (0,0010)минимальные 0,0005 тель которого имеет мол. в, 600 - 100000, амина, содержащего не менее однойХН-группы, алифатического альдегида и алифатической кислоты, содержащей не менее 6 атомов углерода, в количестве 0,05 - 70 вес.%.2. Композиция по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я 15 тем, что продукт конденсации введен в количестве 0,05 - 10 вес.%,