КОМПЛЕКСНАЯ ПРИСАДКА К МОТОРНЫМ МАСЛАМ ДЛЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И СМАЗОЧНЫЕ КОМПОЗИЦИИ, СОДЕРЖАЩИЕ ЕЕ Российский патент 1997 года по МПК C10M135/30 C10M135/30 C10M135/10 C10M137/10 C10N40/25 

Заявляемое изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, конкретно, к составу комплексной присадки и смазочным композициям, ее содержащим, предназначенным для использования в дизельных двигателях внутреннего сгорания.

Известно смазочное масло для бензиновых и дизельных двигателей, состоящее из базового нефтяного или частичного синтетического масла и композиции присадок, повышающих вязкость и улучшающих вязкостно-термические свойства. Композиция присадок включает алкил- и/или алкиларилтиофосфаты цинка, маслорастворимые сульфонаты щелочноземельного металла, а также нейтральные и основные алкилфеносульфиды кальция и бария [1]
Известна также комплексная присадка к моторным маслам, содержащая смесь присадок различного назначения, в частности: 6,6-13,6% алкил- и/или алкиларилдитиофосфата цинка или их смесь; 1,5-12% алкиларилсульфоната кальция с алкилами C₁₅-C₃₅ и щелочностью 5-400 мг КОН/г; 6-20% алкилфеносульфида кальция с алкилами C₅-C₄₀ и щелочностью 120-280 мг КОН/г [2]
Однако моторные масла, содержащие смесь вышеуказанных присадок, не обладают достаточной термической и коллоидной стабильностью и необходимым запасом моюще-диспергиирующих свойств.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является моторное масло для дизельных двигателей, содержащее 75-83% базового масла, представляющего собой смесь гидрогенизата с вязкостью 5,5-6,5 мм²/с при 100^oC и рафинатов селективной очистки, а также 17-25% комплексной присадки.

Присадка содержит 0,2-3,2% цинковой соли эфиров дитиофосфорной кислоты; 1-5% алкиларилсульфоната кальция со щелочностью 5-400 мг КОН/г; 1-5% осерненного фенолята кальция со щелочностью 220-280 мг КОН/г [3]
Однако использование известного масла с присадками в современных двигателях не позволяет достичь требуемого уровня эксплуатационных свойств, что, в основном, связано с недостаточно высокой термической стабильностью комплексной присадки.

Задачей настоящего изобретения является разработка комплексной присадки к моторным маслам для дизельных двигателей, обладающей более высокой термической стабильностью и улучшенными моющими свойствами, а также смазочных композиций, содержащих эту присадку.

Для решения поставленной задачи предлагается присадка к моторным маслам для дизельных двигателей, включающая в масс.

сульфат кальция 30-45
осерненный фенолят кальция со щелочностью 140-250 мг КОН/г 32-50
осерненный алкилфенол C₉-C₁₂ 6-10
цинковую соль эфиров дитиофосфорной кислоты остальное.

Предлагаются такие смазочные композиции на основе минерального масла, содержащие вышеуказанную присадку в количестве 4-10% масс.

Новизной заявляемого технического решения является использование в составе присадки осерненного фенолята кальция определенной щелочности, дополнительное содержание осерненного алкилфенола с алкилами C_9-12, а также соотношение компонентов в присадке.

Содержание предлагаемой присадки в минеральном масле в количестве 4-10% масс, позволяет повысить термическую стабильность и улучшить моющие свойства смазочной композиции, что обусловливает увеличение срока смены моторного масла, величины межремонтного пробега и срока службы дизельного двигателя.

Достигаемый технических результат может быть достигнут только при выбранном соотношении компонентов в результате проявления синергетического эффекта, обусловленного межмолекулярным взаимодействием.

Установлено, что изменение соотношения компонентов в присадке, а также снижение ее концентрации менее 4,0% масс. ухудшает термическую стабильность и моющие свойства смазочной композиции. Увеличение концентрации более 10,0% масс. нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему улучшению свойств смазочной композиции.

Ниже приводится характеристика компонентов присадки.

Цинковую соль эфиров дитиофосфорной кислоты получают обработкой спиртов (C₄-C₈) или алкилфенолов (C_8-12) соответственно, пятисернистым фосфором и нейтрализацией полученного продукта окисью цинка. Присадка содержит 2,5-6,0% масс. цинка, 2,5-5,0% масс. фосфора, 6,0-10,0 масс. серы.

Осеренный фенолят кальция получают путем взаимодействия алкилфенола (C₉-C₁₂), элементарной серы, вицинального гликоля и оксида/гидроксида кальция с последующей обработкой полученного продукта диоксидом углерода. Присадка имеет щелочность 140-250 мг КОН/г, содержит 3,0-5,0% масс. серы.

Сульфонат кальция (отечественный или импортные продукты фирм Хайтек, Лубризол и др.) представляет собой кальциевую соль нефтяных сульфокислот или сульфокислот алкилбензолов. Присадка имеет щелочность 120-150 мг КОН/г, содержит 4,0-6,0% масс. кальция и 28-35% масс. активного вещества.

Осерненный алкилфенол представляет собой продукт взаимодействия алкилфенола C₉-C₁₂ с серой в присутствии гликоля и оксида/гидроксида кальция. Продукт содержит 8-12% серы.

Предлагаемую присадку готовят путем смешения компонентов при повышенной температуре и постоянном перемешивании. Приготовленный таким образом пакет вводили при повышенной температуре в минеральное масло, представляющее собой смесь дистиллятного и остаточного компонентов, после деасфальтизации, селективной очистки и депарафинизации, в заявленном количестве.

Приготовленные образцы смазочной композиции были испытаны лабораторными методами, позволяющими оценить их термическую стабильность и моющие свойства. Результаты испытаний представлены в таблице.

Метод оценки термической стабильности заключается в том, что смазочная композиция подвергается термической обработке при 240^oC в течение 10 мин, при этом ее оптическая плотность возрастает за счет загрязнения продуктами термической деструкции и уплотнения. Показателем, характеризующим термическую стабильность смазочной композиции, является изменение оптической плотности продукта после термической обработки, измеряемой в условных единицах. Меньшей величине этого показателя соответствует более высокая термическая стабильность. Точность метода 0,01 усл.ед.

Моющие свойства смазочной композиции оценивают по запасу моюще-диспергирующих свойств. Метод оценки заключается в том, что в испытуемую смазочную композицию вводят модельную дисперсную фазу, последовательно увеличивая ее количество, затем смеси испытуемых смазочных композиций с загрязнителем подвергают термической обработке при 240^oC, определяют оптическую плотность смесей и вычисляют дисперсность обрабатывавшихся систем. За показатель запаса моюще-диспергирующих свойств принимают концентрацию загрязнителя, при которой значение дисперсности для системы испытуемой смазочной композиции с загрязнителем становится равным значению дисперсности для термообработанного базового минерального масла без загрязнителя. Чем выше эта концентрация, тем больше запас моюще-диспергирующих свойств испытуемой смазочной композиции. Точность метода 1%
Пользуясь описанными выше лабораторными методами, можно с достаточной степенью достоверности прогнозировать эффективность моющего действия смазочных композиций в процессе работы двигателя. Представленные в таблице результаты испытаний образцов смазочной композиции с присадкой, содержащей компоненты в заявленном количестве, свидетельствуют об их высокой термической стабильности и максимальном запасе моющих свойств. Использование заявляемой присадки в виде пакета в составе смазочных композиций позволит увеличить срок смены масла, величину межремонтного пробега и службы дизельных двигателей.

Присадка содержит в%: сульфонат кальция 30-45, осерненный фенолят кальция со щелочностью 140-250 мг КОН/г 32-50, осерненный алкил (C₉-C₁₂) фенол 6-10, цинковая соль эфиров дитиофосфорной кислоты до 100. Смазочные композиции на основе минерального масла содержат 4-10% вышеуказанной присадки. 2 с. п. ф-лы, 1 табл.

1. Комплексная присадка к моторным маслам для дизельных двигателей, включающая цинковую соль эфиров дитиофосфорной кислоты, сульфонат кальция и осерненный фенолят кальция, отличающаяся тем, что содержит осерненный фенолят кальция со щелочностью 140 250 мг КОН/г и присадка дополнительно содержит осерненный алкилфенол с алкилом С₉ С₁₂ при следующем соотношении компонентов, мас.

Сульфонат кальция 30 45
Осерненный фенолят кальция 32 50
Осерненный алкил (С₉ С₁₂) фенол 6 10
Цинковая соль эфиров дитиофосфорной кислоты До 100
2. Смазочные композиции на основе минерального масла и присадки, отличающиеся тем, что содержат 4 10 мас. присадки по п.1.