ПАКЕТ ПРИСАДОК К МОТОРНЫМ МАСЛАМ, МОТОРНОЕ МАСЛО Российский патент 2003 года по МПК C10M159/12 C10M159/12 C10M135/10 C10M135/30 C10M137/10 C10N40/25 

Настоящее изобретение относится к нефтеперерабатывающей и автомобильной промышленности, конкретно к пакету присадок к моторным маслам и моторному маслу, предназначенному для использования в двигателях внутреннего сгорания.

С развитием моторостроения повышаются требования к моторным маслам по уровню моющих свойств, т.е. способности предотвращать отложения на деталях двигателя, и по уровню антиокислительных свойств. Хорошие моющие и антиокислительные свойства увеличивают длительность работы масла.

Известны долгоработающие моторные масла, содержащие в своем составе пакеты присадок, включающие детергентную смесь сульфоната и/или алкилфенолята щелочноземельных металлов с алкилсалицилатом щелочноземельного металла, причем каждый детергент имеет практически одинаковое щелочное число (патенты США 6140281 и 6140282, кл. 508-398, 2000 г.).

Известно долгоработающее масло на основе минерального базового масла для высокофорсированных судовых дизельных двигателей, содержащее пакет присадок, включающий щелочной алкилсалицилат кальция, нейтральный сульфонат кальция, дитиофосфат цинка, полиметилсилоксан и детергент, представляющий собой либо алкенилсукцинимид диэтилентриамина, модифицированный фталевым ангидридом, либо продукт конденсации алкил-фенола, полиэтиленполиамина и формальдегида, модифицированный борной кислотой и монокарбоновой кислотой (Патент РФ 875842, кл. С 10 М 1/20, 1992 г.).

Недостатком этого моторного масла является его высокая зольность (больше 2%).

Известно моторное масло на основе минерального базового масла, содержащее пакет присадок, включающий щелочной алкил-салицилат кальция, щелочной сульфонат кальция, диалкилдитиофосфат цинка, алкенилсукцинимид полиэтиленполиамина, высокомолекулярное основание Манниха, модифицированное борной и монокарбоновой кислотами, и полиметилсилоксан (Патент РФ 2034908, С 10 М 159/16, 1995 г.).

Однако известное масло не обладает достаточно хорошими антиокислительными и моющими свойствами.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является моторное масло на основе минерального масла, содержащее пакет присадок, включающий щелочной или нейтральный сульфонат кальция, осерненный щелочной алкилфенолят кальция, диалкилдитиофосфат цинка, ди(алкилфенил)дитиофосфат цинка, полиметилсилоксан и дисперсант-присадку СДМ, представляющую собой алкенилсукцинимид диэтилентриамина, модифицированный фталевым или малеиновым ангидридом (Патент РФ 2117033, С 10 М 141/10, 1998 г.).

Однако вводимый в состав масла пакет присадок не обеспечивает ему достаточно высокого уровня антиокислительных и антинагарных свойств.

Задачей настоящего изобретения является разработка пакета присадок к моторным маслам и моторного масла, содержащего этот пакет, обладающего более высокими антиокислительными и антинагарными свойствами.

Для решения поставленной задачи предлагается пакет присадок к моторным маслам, содержащий, мас.%:
Щелочной сульфонат кальция - 10 - 40
Осерненный алкил(С9-С12)фенолят кальция - 10 - 40
Дитиофосфат цинка - 8 - 25
Продукт последовательного взаимодействия алкенилсукцинимида полиэтиленполиамина с молибдатом аммония и малеиновым ангидридом - 20 - 50
Причем в качестве дитиофосфата цинка пакет содержит диалкил(С3-С8)дитиофосфат цинка, в частности продукт последовательного взаимодействия смеси изопропилового и н.бутилового спиртов с пятисернистым фосфором и окисью цинка. Пакет может дополнительно содержать минеральное масло разбавитель до 15 маc.%.

Предлагается также моторное масло на основе минерального и/или синтетического масла, содержащее вышеописанный пакет присадок в количестве 5-15 мас.%.

Причем моторное масло может содержать в своем составе загущающую, депрессорную и антипенную присадки.

Новизной заявляемого технического решения является содержание в пакете присадок продукта последовательного взаимодействия алкенилсукцинимида полиэтиленполиамина с молибдатом аммония и малеиновым ангидридом в качестве дисперсанта. Введение предлагаемого пакета присадок в заявленном количестве в базовое минеральное и/или синтетическое масло позволяет получить моторное масло, имеющее по сравнению с известными моторными маслами лучшие антиокислительные и антинагарные свойства, что, в свою очередь, увеличивает срок смены масла и межремонтного пробега двигателя.

Предлагаемое моторное масло может быть приготовлено путем последовательного введения в минеральное и/или синтетическое базовое масло присадок, содержащихся в предлагаемом пакете, либо в две стадии, причем на первой стадии готовят пакет путем смешения присадок с маслом разбавителем при 50-100^oС и затем приготовленный пакет присадок вводят в базовое масло.

Ниже приведена характеристика компонентов пакета присадок и базового масла.

Сульфонат кальция представляет собой кальциевую соль нефтяных сульфокислот или сульфокислот алкилбензолов, содержащую дисперсию карбоната кальция. Сульфонат кальция имеет щелочность 120-310 мг КОН/г, содержит 4,8-12 мас.% кальция и 28-40% активного вещества. Для приготовления образцов предлагаемого пакета использовали сульфонат кальция со щелочностью 140 мг КОН/г.

Осерненный алкилфенолят кальция является продуктом взаимодействия алкил(С9-С12)фенола, элементарной серы, вицинального гликоля и оксида (гидроксида)кальция и последующей обработки реакционной смеси диоксидом углерода. Продукт взаимодействия имеет щелочность 140-250 мг КОН/г, содержит 5,0-9,0 мас.% кальция и 3,0-5,0 мас.% серы. Для приготовления образцов предлагаемого пакета использовали осерненные алкил(С9) феноляты кальция со щелочностью 210 мг КОН/г (присадка ВНИИНП-7120 по ТУ 0257-008-11246224) и со щелочностью 140 мгКОН/г (присадка ВНИИНП-714 по ТУ 0257-007-11246224).

Дитиофосфат цинка представляет собой продукт последовательного взаимодействия алкилфенола или смеси спиртов с пятисернистым фосфором и оксидом цинка, например присадка ДФ-11 (ТУ 38.5901254-90), присадка ВНИИНП-354 (ТУ 38101-680-77) или продукт последовательного взаимодействия смеси изопропилового и н.бутилового спиртов с пятисернистым фосфором и окисью цинка.

Пример получения продукта последовательного взаимодействия алкенилсукцинимида полиэтиленполиамина с молибдатом аммония и малеиновым ангидридом.

Алкенилсукцинимид тетраэтиленполиамина получают известным способом, исходя из полибутилена среднечисловой молекулярной массы 950 и фракции полиэтиленполиаминов, соответствующей по молекулярной массе тетраэтиленполиамину. 50%-ный концентрат этого алкенилсукцинимида в масле разбавителе содержит 2,1% азота, имеет щелочное число 30 мг КОН/г. К 770 г этого алкенилсукцинимида при 80^oС добавляют 300 мл водного раствора, содержащего 40 г молибдата аммония. Перемешивают 1 час, затем добавляют 400 мл толуола и нагревают до кипения с ловушкой Дина-Старка до полного удаления воды, затем удаляют растворитель, нагревая до 180^oС, и перемешивают 1 час в токе азота при 180^oС. Затем охлаждают до 90^oС, добавляют 16 г малеинового ангидрида и нагревают 30 минут при 180^oС. Продукт взаимодействия очищают центрифугированием в растворе бензина. Присадка содержит 2,6% молибдена.

В качестве базового масла может быть использована дистиллатная или остаточная нефтяная фракция или их смеси, а также синтетическое масло, например алкилированная ароматика, полиальфаолефины и др., а также смесь минеральных и синтетических компонентов.

В качестве минерального масла разбавителя может быть использован дистиллатный компонент, имеющий вязкость в пределах 4-5 мм²/с и температуру вспышки не ниже 185^oС, например индустриальное масло И-20А по ГОСТ 20799.

В табл. 1 приведены составы образцов предлагаемого пакета присадок (примеры 2-7), для сравнения приведен состав пакета присадок по патенту РФ 2117033 (пример 1).

Для приготовления образцов моторного масла в качестве базового масла была использована смесь дистиллатного компонента с вязкостью 6,67 мм²/с при 100^oС и остаточного компонента минерального масла с вязкостью 18,1 мм²/с в соотношении 55: 45 соответственно. В табл. 2 приведены составы образцов предлагаемого моторного масла и результаты испытаний этих образцов в сравнении с известным маслом по патенту РФ 2117033. Причем образцы (4-6) были приготовлен в 2 стадии, а образец 1 - это масло по патенту.

Антиокислительные и антинагарные свойства оценивали лабораторным методом в условиях термокаталитического окисления при температуре 230^oС в течение 3-х часов.

О свойствах моторного масла судят по обобщенному показателю антиокислительных и антинагарных свойств (ОП), который получают перемножением величин нарастания вязкости, изменения оптической плотности и коррозии свинца в результате термокаталитического окисления.

Из результатов, представленных в табл.2, следует, что несмотря на существенно меньшую зольность (0,9-1,3) образцы предлагаемого моторного масла имеют лучшие антиокислительные и антинагарные свойства (ОП=49-70) по сравнению с известным маслом (сульфатная зольность = 1,48%, OП=145).

Использование: в нефтеперерабатывающей и автомобильной промышленности, конкретно в получении пакета присадок к моторным маслам и моторного масла, предназначенного для использования в двигателях внутреннего сгорания. Сущность: пакет присадок к моторным маслам содержит, мас.%: щелочной сульфонат кальция 10-40, осерненный алкил (С9-С12)фенолят кальция 10-40, дитиофосфат цинка 8-25, продукт последовательного взаимодействия алкенилсукцинимида полиэтиленполиамина с молибдатом аммония и малеиновым ангидридом 20-50. Причем в качестве дитиофосфата цинка пакет может содержать диалкил(С3-С8)дитиофосфат цинка, в частности продукт последовательного взаимодействия смеси изопропилового и н.бутилового спиртов с пятисернистым фосфором и окисью цинка. Пакет присадок может содержать в своем составе минеральное масло-разбавитель до 15 мас. %. Моторное масло на минеральной и/или синтетической основе содержит вышеописанный пакет присадок в количестве 5-15 мас.%. Моторное масло может содержать в своем составе загущающую, депрессорную и антипенную присадки. Технический результат - улучшение антиокислительных и антинагарных свойств. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Пакет присадок к моторным маслам, содержащий щелочной сульфонат кальция, осерненный алкил(С9-С12)фенолят кальция, дитиофосфат цинка и дисперсант, отличающийся тем, что в качестве дисперсанта он содержит продукт последовательного взаимодействия алкенилсукцинимида полиэтиленполиамина с молибдатом аммония и малеиновым ангидридом при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Щелочной сульфонат кальция - 10-40
Осерненный алкил (С9-С12)фенолят кальция - 10-40
Дитиофосфат цинка - 8-25
Дисперсант - 20-50
2. Пакет присадок по п. 1, отличающийся тем, что в качестве дитиофосфата цинка содержит диалкил (С3-С8)дитиофосфат цинка, в частности продукт последовательного взаимодействия смеси изопропилового и н. бутилового спиртов с пятисернистым фосфором и окисью цинка. 3. Пакет присадок по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит минеральное масло-разбавитель до 15 мас. %
4. Моторное масло на минеральной и/или синтетической основе, содержащее пакет присадок, отличающееся тем, что содержит пакет присадок по пп. 1-3 в количестве 5-15 мас. %. 5. Моторное масло по п. 4, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит загущающую, депрессорную и антипенную присадки.