МОТОРНОЕ МАСЛО Российский патент 2003 года по МПК C10M163/00 C10M163/00 C10M137/10 C10M159/22 C10M133/16 C10M135/10 C10M145/14 C10N40/25 

Предлагаемое техническое решение относится к нефтехимии, а конкретно к моторным маслам, которыми смазывают дизельные двигатели быстроходной тяжелонагруженной транспортной техники.

Особенностями таких моторных масел являются высокий уровень антиокислительных, моющих, антикоррозионных, антинагарных свойств, высокая стабильность по индукционному периоду осадкообразования.

Специфический жесткий высокотемпературный режим в зоне цилиндропоршневой группы дизельного двигателя требует применения композиции присадок, способных предотвратить образование лака и нагара на выкидных окошках и закоксованности жарового кольца.

Для смазывания таких дизельных двигателей используют масло МТ-16п /ГОСТ 6360-83/. Масло готовят из нефтяного базового масла с добавлением соли кальция производной диалкиларилдитиофосфорной кислоты, высокозольного сульфоната кальция, депрессорной и противопенной присадок [ К.М.Бадыштова, Я. А. Берштадт, Ш.К.Богданов и др. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. - М.: Химия, 1989, с.127-129, 366, 369]. Масло имеет низкие вязкостно-температурные, моющие, антиокислительные, термоокислительные и противоизносные свойства.

Известно масло для форсированных дизельных двигателей на основе минерального масла с добавлением присадок: алкилсалицилата бария (4%), сульфоната бария (1,5%), диалкилдитиофосфата цинка (0,8%), полиметакрилата (0,5%) и полиметилсилоксана (0,001%). [Описание к а.с. СССР 436850, опубл. 03.01.1975, с. 1, 2].

Известное масло характеризуется низкими противоизносными свойствами (ОПИ = 34,5), недостаточной термоокислительной стабильностью (100 мин при 250^oС по методу Папок) и не может быть применено в условиях высокой теплонапряженности, которые создаются при эксплуатации дизельных двигателей быстроходных тяжелонагруженных транспортных средств.

Наиболее близким по назначению, условиям применения и по сходству совокупности существенных признаков к заявляемому является масло, известное под маркой M-16 ИХП-3 по ТУ 3810131-70 и предназначенное для тяжелонагруженных дизельных двигателей быстроходной транспортной техники (прототип). Известное масло готовят на основе базового нефтяного масла вязкостью при 100^oС не менее 13,5 сСт с добавлением присадок: 5,4% БФК, 2,6% СБ-3, 1,2-1,3% ИХП-3, 0,3-0,6% ПМА "Д" и 0,003% ПМС-200A, [Товарные нефтепродукты, свойства и применение. Справочник / Под ред. В.М.Школьникова. - М.: Химия, 1978, с. 117 и 120] . В этом же справочнике представлены сведения о химическом составе содержащихся в известном масле присадок:
- присадка БФК является раствором бариевой соли продукта конденсации алкилфенола с формальдегидом в маловязком масле [c.278];
- присадка СБ-3 - бариевая соль сульфокислот, получаемых на основе масляных фракций бакинских нефтей [с.273];
- присадка ПМА "Д" - 28-35% раствор полиметакрилата в масле [с.288];
- присадка ПМС-200А - полиметилсилоксан [c.290].

Состав присадки ИХП-3 описан в сборнике "Присадки к смазочным маслам", вып.2, Изд. АН Азерб.ССР, Баку, 1969, с. 73-76, - это соль щелочноземельного металла (бария, кальция или цинка) - продукта взаимодействия ланолина с пятисернистым фосфором.

Известное масло имеет удовлетворительные эксплуатационные свойства - моющие, антиокислительные, противоизносные, к недостаткам его следует отнести недостаточные нейтрализующие и антикоррозионные свойства.

В последние годы в Украине запатентованы новые моторные масла. Масло по патенту Украины 21254 [МПК 6: С 10 М 159/16, БИ 1 от 27.02.98] является более современным аналогом масла М-16ИХП-3 по ТУ 3810131-70 по назначению и не уступает ему по эксплуатационным характеристикам, в особенности образец 1, который имеет такой состав, мас.%: сульфонат бария - 2,5; алкилсалицилат бария - 4,1; смешанная бариевая соль производных салициловых и алкиларилдитиофосфорных кислот - 4,0; продукт конденсации 2,6-дитретбутилфенола и алкилфенола с формальдегидом и аммиаком, обработанный борной кислотой - 2,0; полиметилсилоксан - 0,003; остальное - нефтяное масло.

Моторное масло по патенту Украины 5398 [МПК 5: C 10 M 101/00, БИ 7-1 от 28.12.94] разрабатывалось для использования в карбюраторных и дизельных двигателях и по составу имеет значительную аналогию к заявляемому маслу, в особенности, образец 2, который содержит, мас.%: высокозольный алкилсалицилат кальция - 3,63; среднещелочной сульфонат кальция - 1,43; продукт конденсации алкилзамещенного фенола, модифицированный борной кислотой, - 2,4; диалкилдитиофосфат цинка - 0,9; диарилдитиофосфат цинка - 1,9; полиметакрилат - 0,5; продукт взаимодействия алкилфенола и гидроокиси кальция - 0,8; полиметилсилоксан - 0,005; минеральное масло - до 100.

Приведенные в табл. 3 данные испытаний моторных масел по показателю "стабильность по индукционному периоду осадкообразования /ИПО/" свидетельствуют о том, что все описанные выше моторные масла, в том числе и прототип, характеризуются недостаточным запасом антиокислительных свойств, а масло по патенту Украины 5398 имеет также очень низкую термоокислительную стабильность, а потому неприемлемо для применения в двигателях быстроходной тяжелонагруженной транспортной техники. Задачей изобретения является расширение ассортимента моторных масел для быстроходной тяжелонагруженной транспортной техники и создание масла с улучшенными антиокислительными свойствами.

Поставленная задача решена созданием новой композиции моторного масла на основе нефтяного масла, которое содержит нейтральный сульфонат бария, полиметакрилат и полиметилсилоксан и отличается от прототипа тем, что дополнительно содержит диалкилдитиофосфат цинка, продукт взаимодействия алкилфенолята бария и диалкиларилдитиофосфата цинка, карбонатированный сульфидалкилфенолят кальция и алкенилсукцинимид при следующем соотношении компонентов, мас. %: нейтральный сульфонат бария -1,5-5,5; диалкилдитиофосфат цинка - 0,3-3,5; продукт взаимодействия алкилфенолята бария и диалкиларилдитиофосфата цинка - 1,0-4,5; карбонатированный сульфидалкилфенолят кальция - 0,5-4,0; алкенилсукцинимид - 0,5-3,5; полиметакрилат - 0,3-3,0; полиметилсилоксан - 0,003-0,005; нефтяное масло - до 100.

Данные, приведенные в табл. 2-4, свидетельствуют о том, что наличие в составе предложенного масла, диалкилдитиофосфата цинка, продукта взаимодействия алкилфенолята бария и диалкиларилдитиофоофата цинка, карбонатированного сульфидалкилфенолята кальция и алкенилсукцинимида в совокупности с известными присадками и найденное соотношение компонентов обеспечивают создание нового моторного масла, имеющего улучшенные антиокислителъные свойства /стабильность по индукционному периоду осадкообразования - 55 часов/ и термоокислительную стабильность при 250^oС /110-160 минут/. Таким образом, поставленная задача расширения ассортимента роторных масел для дизельных двигателей быстроходной тяжелонагруженной транспортной техники новым продуктом высокого качества решена с достижением необходимого технического результата.

Предложенное моторное масло готовят добавлением к базовому нефтяному маслу сбалансированной композиции присадок при температуре 70-80^oС и перемешивании на протяжении 1,0-2,0 часов. Каждая присадка улучшает те или другие характеристики базового масла и в смеси с другими присадками проявляет также полезные синергетические эффекты.

В качестве нейтрального сульфоната бария в составе предложенного моторного масла могут быть использованы присадки марок
Lubrisol-694. Lubrisol-55A фирмы Lubrisol или Hitec-631 фирмы Etul K^o.

Продукт взаимодействия алкилфенолята бария и диалкиларилдитиофосфата цинка может быть включен в состав масла в виде товарной присадки ВНИИНП-360 /ТУ 381011249-89/ [7].

В качестве карбонатированного сульфидалкилфенолята кальция можно использовать присадки Lubrisol-6589G фирмы Lubrisol, OLOA-218A фирмы Orogyl или BНИИНП-714.

В составе предложенного моторного масла целесообразно также применять такие товарные присадки: - диалкилдитиофосфат цинка - присадку ДФ-II по ОСТ 38.01398-86 или присадку марки Lubrisol-1395 фирмы Lubrisol, а качестве алкенилcукцинимида - присадку С-5А по ТУ 38101146-77 или присадку Lubrisol-894 фирмы Lubrisol; полиметилсилокcан - ПМС-200А по ОСТ 6-02-20-79; в качестве полиметакрилата - присадку ПМА"Д" по ТУ 6-01-270-74 или присадку Lubrisol-7749 фирмы Lubrisol.

Конкретные примеры заявляемого состава моторного масла приведены в табл. 1. В табл. 2 показаны физико-химические характеристики образцов масла по примерам 1, 2 и для сравнения - характеристики известных моторных масел. В табл. 3 приведены результаты испытаний предложенного масла в сравнении с маслами-аналогами по показателям антиокислительных свойств.

Приведенные в табл. 2, 3 данные свидетельствуют, что предложенное моторное масло не уступает известным моторным маслам того же назначения по основным физико-химическим характеристикам, а по показателю "стабильность по ИПО" превосходит их.

Стендовые испытания заявляемого моторного масла в сравнении с известными маслами, приведенными в табл. 4, подтверждают его высокое качество и пригодность для использования в дизельных двигателях быстроходной тяжелонагруженной транспортной техники.

Источники информации
1. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости / Под ред. В.М. Школьникова. - М.: Химия, 1989, с. 127-129, 366-371.

2. Там же, с. 130-131.

3. Товарные нефтепродукты / Под ред. В.М.Школьникова. -М.: Химия, 1978, с.120, 268, 273, 278.

4. К. К. Папок. Химмотология топлив и смазочных масел. - М.: Воениздат, 1980, с.155.

5. Патент Украины 21254, С 10 М 159/16, 1998, БИ 1.

6. Патент Украины 5398, С 10 М 101/00, 1994, БИ 7-1.

7. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости, ассортимент и применение/ Под. ред. В.М.Школьникова. - М.: Техинформ, МАИ, 1999, с.448-449.

Использование: в нефтехимии для получения моторных дизельных масел. Сущность: масло содержит, маc.%: 1,5-5,5 нейтрального сульфоната бария, 0,3-3,5 диалкилдитиофосфата цинка, 1,0-4,5 продукта взаимодействия алкилфенолята бария и диалкиларилдитиофосфата цинка, 0,5-4,0 карбонатированного сульфидалкилфенолята кальция, 0,5-3,5 алкенилсукцинимида, 0,3-3,0 полиметакрилата, 0,003-0,005 и остальное до 100 - нефтяное масло. Технический результат - улучшение антиокислительных свойств и повышение термоокислительной стабильности моторного масла. 4 табл.

Моторное масло, содержащее нефтяное масло, нейтральный сульфонат бария, полиметакрилат и полиметилсилоксан, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит диалкилдитиофосфат цинка, продукт взаимодействия алкилфенолята бария и диалкиларилдитиофосфата цинка, карбонатированный сульфидалкилфенолят кальция и алкенилсукцинимид при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нейтральный сульфонат бария - 1,5 - 5,5
Диалкилдитиофосфат цинка - 0,3 - 3,5
Продукт взаимодействия алкилфенолята бария и диалкиларилдитиофосфата цинка - 1,0 - 4,5
Карбонатированный сульфидалкилфенолят кальция - 0,5 - 4,0
Алкенилсукцинимид - 0,5 - 3,5
Полиметакрилат - 0,3 - 3,0
Полиметилсилоксан - 0,003 - 0,005
Нефтяное масло - До 100и