СМАЗОЧНОЕ МАСЛО Российский патент 1997 года по МПК C10M105/06 

Изобретение относится к синтетическим смазочным маслам и может найти применение для приготовления моторных масел для двигателей.

Известны синтетические смазочные масла на основе третичных алкилнафталинов. Так, в [1, 2] описаны синтетические смазочные масла, содержащие по меньшей мере одно монозамещенное производное нафталина формулы:

где радикалы R¹, R², R³ одинаковые или разные алкил, фенилили алкилфенилы с числом атомов углерода в каждом от 1 до 21, причем общее число атомов углерода в радикалах от 4 до 23, а отношение количества α-изомеров к b-изомерам не менее 1.

Известны синтетические смазочные масла [3] состоящие из производных нафталина, аналогичной формулы, в которых радикалы R¹ являются атомами водорода, а R² и R³ неразветвленные алкилы, причем общее число атомов углерода в алкильной цепи составляет от 5 до 23.

Синтетические смазочные масла на основе третичных алкилнафталинов известны также из [4]
Известно синтетическое смазочное масло на основе этил- и бутилнафталинов [5]
Недостатком указанных смазочных масел является более сложная технология изготовления третичных алкилнафталинов по сравнению со вторичными и их недостаточная химическая стойкость.

Наиболее близким к изобретению является синтетическое смазочное масло [6] представляющее собой смесь моно- и полиалкилнафталинов формулы:

где R¹ радикалы, являющиеся атомами водорода или метильной группой, при этом моноалкилнафталины имеют три радикала R, представляющие собой атомы водорода и один радикал R, являющийся алкилом, содержащим от 12 до 26 атомов углерода в алкильной цепи, а полиалкилнафталины имеют от двух до четырех радикалов R, являющихся алкилами, содержащими от 12 до 26 атомов углерода в алкильной цепи, а остальные радикалы R представляют собой атомы водорода, при этом массовое соотношение моно- к полиалкилнафталинам определяется в пределах от 5: 95 до 70:30 в том случае, когда число атомов углерода в алкильной цепи составляет от 12 до 16, и в пределах от 5:95 до 99:1, когда число атомов углерода в алкильной цепи составляет от 17 до 26.

Описанное синтетическое смазочное масло обладает такими характеристиками, как вязкость от 61 до 88^oSUS при температуре 210^oF, индекс вязкости от 105 до 136, температура вспышки 508-560^oF.

Однако описанные выше синтетические смазочные масла на основе смеси вторичных алкилнафталинов с большим количеством атомов углерода в алкильной цепи обладают недостаточной термоокислительной стабильностью и стабильностью вязкостно-температурных характеристик, что является основными факторами, определяющими возможность и перспективность использования их в качестве основы высококачественных моторных масел, работоспособных в широком интервале температур.

Задачей изобретения является достижение технических результатов в виде повышения термоокислительной стабильности и стабильности вязкостно-температурных характеристик синтетического смазочного масла.

Решение поставленной задачи достигается тем, что синтетическое смазочное масло на основе смеси вторичных моно- и полиалкилнафталинов формулы:

где моноалкилнафталины имеют три радикала R, представляющие собой атомы водорода, и один радикал R, являющийся алкилом, а полиалкилнафталины имеют от двух до четырех радикалов R, являющихся алкилами, а остальные радикалы R представляют собой атомы водорода, отличается тем, что число атомов углерода в алкильной цепи составляет от 6 до 18 при массовом соотношении в смеси моно- к полиалкилнафталинам от 99:1 до 55:50.

Технический результат, достигаемый от использования изобретения, заключается в том, что при сохранении индекса вязкости и температуры вспышки на уровне, указанном в прототипе, повышена термоокислительная стабильность и стабильность вязкостно-температурных характеристик, а именно: менее выражено изменение в комплексе вязкости кислотного числа и фотометрического коэффициента загрязненности со временем и с повышением температуры, что обеспечивает перспективу использования изобретения для изготовления всесезонных, термоустойчивых, длительноработающих моторных масел для двигателей любой теплонапряженности.

Оценка термокислительной стабильности смесей алкилнафталинов проводилась по методике ГОСНИИхиммотологии, которая предусматривает окисление 25 г образца при 180^oC в стеклянном реакторе с барботажем воздуха со скоростью 0,3 л/мин в присутствии медной спирали в качестве катализатора в течение 30 ч. Определялись следующие показатели: потери от испарения, прирост вязкости, изменение кислотного числа и фотоэлектрического коэффициента загрязненности. Потери от испарения характеризуют расход масла на угар при его эксплуатации, а три следующих показателя в комплексе характеризуют термоокислительную стабильность масляной основы и иллюстрируют степень окисления образца в трех основных направлениях: с образованием высокомолекулярных продуктов (прирост вязкости), с образованием органических кислот и других продуктов кислого характера (прирост кислотного числа), с образованием твердых нерастворимых продуктов глубокого окисления и термодеструкции (прирост фотоэлектрического коэффициента загрязненности).

Сравнение вязкостно-температурных характеристик смесей проводилось с использованием вискозиметра Reotest-2 с измерительной ячейкой в виде двух коаксиальных цилиндров.

В табл. 1 (пп.1-5) и 2 (гр.1-3) представлены результаты оценки термоокислительной стабильности и вязкостно-температурные характеристики смазочных масел на основе смесей вторичных моно- и полиалкилнафталинов, полученные при их исследовании по указанным выше методикам.

В табл.1 (п.п.6-7) и 2 (гр.4-5) для сравнения приведены аналогичные характеристики применяемых в отечественной промышленности основ моторных масел. В качестве минеральной основы взята нефтяная основа моторного масла М-11, получаемая компаундированием дистиллятного и остаточного компонентов западно-сибирских нефтей и используемая, в частности, для изготовления моторных масел М-10В, М-10Г1, М-10Г2 и М-10Г2к.

В качестве синтетической основы для сравнения взята α-олефиновая основа масла М-9С, применяемая для отечественного синтетического моторного масла М-8ГС.

Анализ исследования смазочных масел показывает, что при одном и том же соотношении вторичных моно- и полиалкилнафталинов в смеси при меньшем числе атомов углерода в алкильной цепи предлагаемое смазочное масло обладает большей устойчивостью к окислению и меньшей зависимостью вязкостных характеристик от температуры.

Кроме того, при сравнении с отечественными образцами промышленных масел видно, что по низкотемпературным свойствам предлагаемое смазочное масло несколько уступает синтетической a-олефиновой основе масла М-9С, но существенно превосходит минеральную нефтяную основу масла М-11. Температуры застывания предлагаемого смазочного масла и синтетической основы М-9С практически одинаковы и равны -45^oC. По индексу вязкости, который составляет 140, предлагаемое смазочное масло превосходит отечественные моторные масла и прототип. Описанный выше технический результат позволяет рассматривать предлагаемое смазочное масло как перспективную синтетическую основу для изготовления устойчивого к окислению всесезонного термостабильного моторного масла, обеспечивающего холодный запуск двигателя при температурах до 30^oC с низким расходом на угар.

Сущность изобретения: смазочное масло представляет собой смесь вторичных моно- и полиалкилнафталинов, в которых алкил содержит 6-18 атомов углерода при массовом соотношении в смеси моноалкилнафталинов к полиалкилнафталинам от 99:1 до 50:50. 2 табл.

Смазочное масло на основе смеси вторичных моно- и полиалкилнафталинов общей формулы

где R, одинаковые или различные, водород или алкил и по крайней мере один R алкил,
отличающееся тем, что содержит смесь алкилнафталинов, в которой алкил составляет 6 18 атомов углерода, при массовом соотношении в смеси моноалкилнафталинов и полиалкилнафталинов 99:1 50:50.