КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКОЕ МАСЛО Российский патент 1998 года по МПК C08L83/04 C10M107/50 

Изобретение относится к кремнийорганическим маслам на основе олигоорганосилоксанов, используемым, в частности, в качестве основы смазок, работающих в широком диапазоне температур от -60 до 140^oC в различных отраслях промышленности.

Известны используемые в качестве масел олигодиорганосилоксаны общей формулы:
K(R¹R²SiO)_pK,
где
K (CH₃)₃SiO-;
R¹, R² -CH₃, -C₂H₅, -C₆H₅;
p 1-110.

Они работают в широком диапазоне температур, имеют малую зависимость физико-химических свойств от температуры, хорошую смазывающую способность для целого ряда трущихся пар материалов за исключением пары сталь-сталь [1]
Для увеличения смазывающей способности для пары сталь-сталь в масло дополнительно вводят органические жидкости (например, сложные полиэфиры) в количестве 10-90% и присадки. Однако введение таких добавок нивелирует указанные выше преимущества, характерные для кремнийорганических жидкостей [2]
Наиболее близким к заявляемому по достигаемому техническому результату является масло на основе олигометилхлорфенилсилоксана общей формулы:
K(R¹SiO)_a(R¹R²SiO)_bK,
где
K (CH₃)₃SiO-;
R¹ -CH₃;
R² -C₆H₃-Cl₂;
a 13;
b 1,3.

Молекулярная масса равна от 1055 до 3140 [3]
Оно имеет хорошие эксплуатационные характеристики, однако обладает недостаточно высокой смазывающей способностью для пары сталь-сталь, диаметр пятна износа 0,47 (см. табл. 1).

Технической задачей предложенного решения является повышение смазывающей способности кремнийорганического масла.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемое кремнийорганическое масло содержит линейный олигоорганосилоксан общей формулы:
K¹(R¹R²SiO)_a (R³R⁴SiO)_bK²,
где
R¹, R², R³ -CH₃, -C₂H₅;
a 0-25;
b 6-50;
K¹, K² -OSi(CH₃)₃, -OSi(C₂H₅)₃, -OH, -OC₂H₅;
R⁴ C_nH_2n+1, где n 8-24, дополнительно содержит циклический олигоорганосидоксан общей формулы:
(R⁵R⁶SiO)_c,
где
R⁵ C_nH_2n+1; где n 8-24; R⁶ -CH₃, -C₂H₅; c 3-5, при следующем соотношении компонентов (мас.):
линейный олигоорганосилоксан 60 95
циклический олигоорганосилоксан 5 40.

Известно, что олигомеры, аналогичные входящим в состав данного масла, используются в качестве ориентантов жидких кристаллов [4]
Предложенную композицию получают путем совместного перемешивания указанных компонентов в течение 15-25 мин при температуре 60-70^oC или гидросилилированием α-олефинами продуктов гетерофункциональной поликонденсации метилэтил- (или диметил- или диэтил-) хлорсиленов с метил- (или этил-) дихлорсиланом, с последующей отгонкой от реакционной смеси фракций, кипящих при температуре ниже 140^oC (765 мм рт.ст.).

Состав получаемой смеси соответствует составу предложенной композиции.

Количество циклических продуктов (по данным ГЖХ) 5 40 мас.

Соотношение содержания радикалов R¹ + R² + R³ + R⁶ / R⁴ + R⁵ 1 9 (по данным ЯМР ¹H).

Пример 1. В реакционную колбу загружают олигоэтилоктилсилоксаны линейного строения -
(C₂H₅)₃SiO [(C₂H₅)₂SiO]₉ [C₂H₅(C₈H₁₇)SiO]₁₅OC₂H₅
и циклического строения -
[(C₂H₅)C₈H₁₇SiO]₄
в количестве соответственно 80 г (80%) и 20 г (20%).

Смесь перемешивают в течение 15-25 мин при 70^oC. По окончании перемешивания определяют стандартным методом кинематическую вязкость при -60^oC, которая равна 76702 сст, при 0^oC вязкость равна 1071 сст. Соотношение C₂H₅/C₆H₁₇ равно 1,89 (по данным ЯМР-¹H).

Результаты испытаний сведены в табл. 1.

Пример 2. В реакционную колбу загружают смесь олигоэтилгидридсилоксанов линейного строения общей формулы:
(C₂H₅)₃SiO [(C₂H₅)₂SiO]₉ [C₂H₅(H)SiO]₁₅OC₂H₅
в количестве 218 г и циклического строения общей формулы:
[C₂H₅(H)SiO]₄
в количестве 38,4 г. При работающей мешалке, при температуре 120-125^oC вводят смесь 250 г октена-1 с 1,1 г 0,1%-ного раствора H₂PtCl₆•6H₂O в изопропиловом спирте. Смесь перемешивают при той же температуре в течение 4 ч и после промывки водой отгоняют легколетучие фракции при 140^oC и давлении 5 мм рт.ст. Полученный продукт имеет кинематическую вязкость при -60^oC 76117 сст, при 0^oC 1083 сст.

Соотношение C₂H₅/C₈H₁₇ 1,86 (по данным ЯМР^-1H).

Было проведено испытание ряда композиций. Результаты испытаний представлены в табл. 1.

Полученные продукты имеют высокие эксплуатационные характеристики. Смазочная способность продуктов определялась с использованием четырехшариковой машины со стальными шарами диаметром 12,7 мм. Результаты испытаний представлены в табл. 2 и 3.

В процессе испытаний установлено, что изменение состава композиции с выходом за заявляемые пределы приводит к резкому снижению смазывающей способности. Только совместное использование признаков, характеризующих предложенное решение, позволяет повысить смазывающую способность масла.

Таким образом, предложенная совокупность признаков обеспечивает достижение указанного выше технического результата.

Анализ известного уровня техники позволяет сделать вывод о соответствии предложенного решения критерию изобретения "новизна".

С учетом указанного назначения данного решения, а также данных, подтверждающих возможность его осуществления в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, правомерно сделать вывод о промышленной применимости предложенного решения.

При анализе уровня техники не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный заявителем технический результат, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного решения критерию "изобретательский уровень".

Использование: в качестве основы смазок, работающих в диапазоне (-60)^o до 140^oC. Сущность изобретения: масло содержит линейный олигоорганосилоксан общей формулы
α, где R¹, R², R³ = CH₃, C₂H₅, a = 0-25, в = 6-50, K¹K² = OSi (CH₃)₃, OSi (C₂H₅)₃, OH, O C₂H₅, R⁴ = C_nH_2n+1, n = 8-24 и циклический олигоорганосилоксан общей формулы (R⁵R⁶SiO) c, где R⁵ = C_nH_2n+1, n = 8-24, R⁶ = CH₃, -C₂H₅, c = 3-5, при следующем соотношении компонентов соответственно, мас.%: 60-95: 5-40. 3 табл.

Кремнийорганическое масло, содержащее линейный олигоорганосилоксан, отличающееся тем, что линейный олигоорганосилоксан имеет общую формулу

где R¹, R² и R³ -CH₃, -C₂H₅;
a 0 25;
b 6 50;
K¹ и K² -OSi(CH₃)₃, -OSi(C₂H₅)₃, -OH, -OC₂H₅;
R⁴ -C_nH_2n+1, где n 8 24,
и дополнительно содержит циклический олигоорганосилоксан общей формулы
(R⁵R⁶SiO)_c,
где R⁵ -C_nH_2n+1, где n 8 24;
R⁶ -CH₃, -C₂H₅;
c 3 5,
при следующем соотношении компонентов, мас.

Линейный олигоорганосилоксан 60 95
Циклический олигоорганосилоксан 5 40р