МОТОРНОЕ МАСЛО Российский патент 1995 года по МПК C10M159/16 C10M159/16 C10M129/54 C10M135/10 C10M137/10 C10M133/16 C10M145/14 C10N40/25 

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, в частности к составу моторного масла, предназначенного для использования в высокофорсированных дизельных двигателях с наддувом.

Известно моторное масло для быстроходных форсированных дизелей с наддувом, содержащее (в мас.): cредне- щелочной сульфонат кальция (3,5), смесь алкилфенолята бария и диалкилфенилдитиофосфата цинка в массовом соотношении 2,5: 1 (6), диалкилфенилдитиофосфат цинка (0,8), полиметилсилоксан (0,003) минеральное масло (до 100) [1]
Известно также моторное масло для быстроходных форсированных дизелей с наддувом, содержащее (в мас.) средне- щелочной сульфонат кальция (3,5), смесь алкилфенолята бария и диалкилфенилдитиофосфата цинка в массовом соотношении 2,5: 1 (6), диалкилдитиофосфат цинка (0,5), продукта взаимодействия хлорированного парафина с фенолом и последующей обработкой продукта монохлористой серой и гидроокисью бария (1-1,5) или раствора алкилфенолята кальция в масле ИС-12, полиметилсилоксан (0,003), минеральное масло (до 100) [1]
Наиболее близким к предлагаемому маслу по составу ингредиентов является моторное масло [2] содержащее следующие компоненты, мас.

Щелочной алкилсалицилат кальция 6,0 Щелочной сульфонат кальция 2,6 Алкенилсукцинимид 2,5 Диалкилдитиофосфат цинка 2,2 Полиметилсилоксан 0,003 Полиметакрилат 5,5
Минеральное масло Остальное
Однако известные масла не обеспечивают высокого запаса диспергирующих свойств в широком интервале температур в присутствии и в отсутствии воды, что снижает срок службы этих моторных масел. Предлагается моторное масло на минеральной основе, содержащее щелочной алкилсалицилат кальция, щелочной сульфонат кальция, диалкилдитиофосфат цинка, алкенилсукцинимид, полиметилсилоксан и продукт конденсации алкилфенолов с мол. м. 900-1500, полиэтиленполиаминов с 3-6 аминными группами и формальдегида, модифицированный борной кислотой и алифатической жирной кислотой с 10-20 атомами углерода (высокомолекулярное основание Манниха) при следующем соотношении компонентов, мас.

Щелочной алкилсалицилат кальция 3,9-5,5
Щелочной сульфонат кальция 1,3-3,5
Диалкилдитиофосфат цинка 1,9-2,1
Алкенилсукцинимид ди- этилентриамина 1,4-1,6
Продукт конденсации
алкилфенилов с мол. м.

900-1500, полиэтиленполи-
аминов с 3-6 аминными
группами и формальдегида,
модифицированный бор-
ной кислотой и алифатичес-
кой монокарбоновой кис-
лотой с 10-20 атомами углерода 1,9-2,1 Полиметилсилоксан 0,003-0,005 Минеральное масло До 100
Для понижения температуры застывания масла в его состав вводят 0,1-1,0 мас. полиметакрилата.

Отличием предлагаемого технического решения от прототипа является использование в составе композиции моторного масла высокомолекулярного основания Манниха, модифицированного борной кислотой и алифатической монокарбоновой кислотой, а также предлагаемое соотношение компонентов.

Предлагаемое сочетание присадок в составе масла является неизвестным и дает возможность получить новый результат. Сбалансированное соотношение присадок в составе композиции обеспечивает синергетический эффект в запасе диспергирующих свойств в широком диапазоне температур без воды и в присутствии воды. При выбранном соотношении компонентов синергетический эффект максимален.

Ниже приведена кратная характеристика компонентов, входящих в состав масла.

Щелочной алкилсалицилат кальция (ОСТ 38.01100-76) представляет собой коллоидный раствор в минеральном масле кальциевой соли алкилсалициловой кислоты с мол. м. 750-820 и мелкодисперсного карбоната кальция, находящегося также в коллоидном состоянии. Содержание кальциевой соли алкилсалициловой кислоты в масле-растворителе 25-30% а карбоната кальция 6-9% В состав щелочного алкилсалицилата кальция входят также свободные алкилфенолы и алкилфенольные эфиры в количестве до 20% Общая щелочность присадки 100-140 мг КОН на 1 г щелочного алкилсалицилата кальция получается карбонатацией углекислым газом в присутствии Са(ОН)₂ нейтрального алкилсалицилата, растворенного в минеральном масле.

Щелочной сульфонат кальция (ТУ 101685-84) представляет собой коллоидную дисперсию карбоната кальция в масле И-20А, стабилизированную сульфонатом кальция. Общая щелочность присадки 120-150 мг КОН на 1 г.

Диалкилдитиофосфат цинка (ОСТ 38.129-73) представляет собой раствор в масле диалкилдитиофосфата цинка общей формулы
P Zn где R-C₈ алкил; R₁-C₄ алкил, содержит цинка 4,7-5,6% фосфора 4,4-4,9% рН раствора присадки в спиртотолуольной смеси не менее 5,5.

Высокомолекулярное основание Манниха (ТУ 38 УССР 201348-80) представляет собой 40-50%-ный раствор в минеральном масле и непрореагировавшем полибутилене продукта конденсации по реакции Манниха алкилфенолов со среднечисловой мол. м. 900-1500, полиэтиленполиаминов (с 3-6 аминными группами) и формальдегида, модифицированного борной кислотой и алифатической монокарбоновой кислотой с 10-20 атомами углерода. Высокомолекулярное основание Манниха содержит азота 0,8-1,3% бора 0,1-0,3%
Алкенилсукцинимид диэтилентриамина, в котором алкенил представляет собой остаток полибутилена с мол. м. 700-1000, содержит азота 1,4-1,8% (ТУ 38 10146-77). Наличие высокомолекулярного углеводо- родного радикала обеспечивает хорошую растворимость в маслах, а наличие аминных групп нейтрализующее действие. Полиметилсилоксан (ТУ 6-02-718-72) смесь полимеров метилсилоксанов линейной и циклической структур с мол.м. 2500-3500.

Полиметакрилат (ТУ 6 01270-74) продукт полимеризации эфиров метакриловой кислоты и смеси жирных синтетических первичных спиртов фракции С₁₂-С₁₆ нормального строения, мол.м. 13000-18000.

Минеральное масло изготавливают общепринятыми методами селективной очистки. Моторное масло готовят смешением минерального масла, подогретого до 70-90^оС с присадками. Последовательность введения присадок не регламентирована.

Присадки вводят в поток или смесь. Перемешивание осуществляют до получения однородной массы по всему объему емкости. Однородность полученного масла определяют по вязкости при 100^оС и щелочному числу. Было приготовлено 5 образцов моторного масла, составы которых приведены в табл. 1 и масло-прототип, содержащее (в мас.) щелочной алкилсалицилат кальция 6; щелочной сульфонат кальция 2,6; алкенилсукцинимид 2,5; диалкилдитиофосфат цинка 2,2; полиметилсилоксан 0,003; минеральное масло остальное.

Полученные образцы и масло-прототип подвергают лабораторным исследованиям с целью определить наличие синергетического эффекта в запасе диспергирующих свойств в диапазоне температур 20-250^оС без воды и в присутствии воды.

Методика лабораторного исследования, разработанная фирмой Лубризол (США), состоит в определении диспергирующих свойств масла при трех температурах 20^о, 200^о и 250^оС в отсутствии и в присутствии воды. Сущность методики заключается в приготовлении образца путем смешения исследуемого масла (20 г) с шламом-загрязнителем (5 г) и термообработке одной части образца при 200^оС в течение 10 мин, другой при 250^оС. На хроматографическую бумагу шприцем наносят капли: исследуемого масла до нагрева (20^оС) и после нагрева до 200^оС и 250^оС.

Хроматографическую бумагу с нанесенными каплями выдерживают 48 ч при комнатной температуре, после чего определяют соотношение диаметров пятен плотного потемнения (d диаметр диффузии частиц загрязнений и диаметр растекания масла D). Определяют сумму соотношений d/D, полученных при всех температурах (20^о, 200^о, 250^оС).

Аналогично получают результаты для образца, содержащего испытуемое масло (20 г), шлам загрязнитель (5 г) и дистиллированную воду (0,25 г).

Результаты определений диспергирующих свойств для образца с водой и без воды суммируются.

Лабораторные определения приведены в табл.2.

Приведенные в таблице результаты лабораторных испытаний показывают, что синергетический эффект в запасе дисперги- рующих свойств в широком диапазоне температур в присутствии воды и без воды обеспечивается только при предлагаемом соотношении компонентов (образцы 1, 2, 3, 4).

Использование предлагаемого масла позволяет осуществлять надежную эксплуатацию двигателей с увеличенным (вдвое) сроком службы моторного масла.

В табл.3 приведены эксплуатационные свойства масел, оцененные моторными методами.

Сущность изобретения: моторное масло содержит, %: щелочной алкилсалицилат кальция 3,9 - 5,5; щелочной сульфонат кальция 1,3 - 3,5; диалкилдитиофосфат цинка 1,9 - 2,1, алкенилсукцинимид 1,4 - 1,6, продукт взаимодействия алкилфенолов мол. массы 900 - 1500, полиэтиленполиаминов с 3 - 6 аминными группами и формальдегида, модифицированный борной кислотой и алифатической монокарбоновой кислотой с 10 - 20 атомами углерода, 1,9 - 2,1; полиметилсилоксан 0,003 - 0,005; минеральное масло до 100. Масло может содержать 0,1 - 1% полиметакрилата. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. МОТОРНОЕ МАСЛО, содержащее минеральное масло, щелочной алкилсалицилат кальция, щелочной сульфонат кальция, диалкилдитиофосфат цинка, алкенилсукцинимид, полиметилсилоксан, отличающееся тем, что масло дополнительно содержит продукт взаимодействия алкилфенолов с мол.м.900 1500, полиэтиленполиаминов с 3-6 аминными группами и формальдегида, модифицированный борной кислотой и алифатической монокарбоновой кислотой с 10 20 атомами углерода, при следующем соотношении компонентов, мас.

Щелочной алкилсалицилат кальция 3,9 5,5
Щелочной сульфонат кальция 1,3 3,5
Диалкилдитиофосфат цинка 1,9 2,1
Алкенилсукцинимид 1,4 1,6
Указанный продукт взаимодействия 1,9 2,1
Полиметилсилоксан 0,003 0,005
Минеральное масло До 100
2. Масло по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит полиметакрилат в количестве 0,1 1 мас.