СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2005 года по МПК C10M107/28 C10M145/16 

Изобретение относится к области производства смазочных материалов для различного рода машин и механизмов.

Известно, что улучшение эксплуатационных свойств смазочных материалов достигается использованием присадок разного назначения из многих классов органических соединений. В промышленности получил признание достаточно узкий круг соединений, т.к. помимо эффективности присадки она должна быть доступна по сырью и технологическому оборудованию при производстве: синтез не должен сопровождаться образованием вредных отходов, процесс получения присадки желательно проводить в мягких режимах, максимально снижающих риск возникновения аварийной ситуации.

Известно использование различных полимерных добавок для улучшения эксплуатационных свойств смазочных материалов.

Известна вязкостная присадка для гидравлических и трансмиссионных жидкостей, содержащая 0,1-20% маслорастворимого гомополимера моноолефинов, например, α-олефинов С₄-С₈ и 0,5-10% N- содержащего сложного эфира сополимера, который получают сополимеризацией двух мономеров: α-олефина или винилового ароматического мономера и α, β-ненасыщенной карбоновой кислоты или ее сложного эфира (патент США 4594378, 1986).

Известна также присадка к смазочным маслам и топливам, понижающих температуру застывания и улучшающая их прокачиваемость, представляющая собой сополимер трех мономеров, этилена, ненасыщенного эфира монокарбоновой кислоты С₄-С₂₀ и ненасыщенного соединения С₄-С₃₀, выбранного из группы олефинов, ненасыщенных карбоновых кислот или их эфиров (патент США 3467597, 1969).

Известны композиции минерального масла с добавлением таких соединений, как сополимеры этилена, винилацетата и диалкил(С₈-С₁₈)фумарата (патент США 3304261, 1967), сополимер этилена с диалкил(С₁-С₄) фумаратом (патент США 3694176, 1972).

Однако известные технические решения не позволяют достигнуть высокого уровня комплекса эксплуатационных свойств масел, т. к. известные присадки улучшаются только отдельные характеристики масел. Организация производства сополимеров с использованием этилена требует специального автоклавного оборудования, а сам процесс сополимеризации проводится при высоких давлениях и температурах (до 1500 ат и 210°С).

Наиболее близким техническим решением к заявленному является композиция, которая используется как смазочный материал или добавка и представляет собой продукт реакции при температуре 180-350°С α-олефинов C₁₂-С₃₄ с диалкил(С₄-C₂₀) фумаратом (патент США 5176841, 1993). Смазочный материал с таким сополимером не обладает необходимым комплексом свойств, т.к. сополимер имеет низкую вязкость, которая составляет 5,59- 24,6 сСт при 100°С.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание смазочной композиции, обеспечивающей достижение высоких характеристик одновременно по вязкостным свойствам, отсутствие деструкции, по противоизносным и противозадирным свойствам, с использованием доступных продуктов, получаемых по простой технологии.

Поставленная задача решается тем, что смазочная композиция содержит сополимер α-олефина с длиной цепи С₆-С₁₀ и диалкил(С₄- С₁₂) фумарата с вязкостью при 100°С, равной или больше 100 сСт, и, при необходимости, базовый смазочный компонент при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер 5-100

базовый смазочный компонент 0-95

Композиция предпочтительно содержит 5-35 мас.% сополимера, 65-95 мас.% базового смазочного компонента и 0-15 мас.% присадок.

Базовый смазочный компонент может быть выбран из группы, включающей моторные масла, индустриальные масла, жидкости для гидравлических систем, пластичные смазки, трансмиссионные масла, редукторные масла.

Предлагаемое решение имеет следующие преимущества:

1. Смазочная композиция обладает необходимым комплексом свойств за счет высокой вязкости используемого сополимера (100-4000 сСт при 100°С).

2. Получение применяемого сополимера основано на доступном промышленном сырье и проводится на стандартном оборудовании без избыточного давления при невысоких температурах 70-150°С по безотходной технологии с использованием простого способа удаления непрореагировавшего олефина и летучих из товарного продукта с последующим возвратом их на повторное использование.

Применение с этих позиций в качестве олефиновой компоненты гексена-1, октена-1 или их смеси, особенно гексена-1, является предпочтительным (В.В.Моисеев, Ю.В.Перина “Синтетические каучуки России и материалы для их производства”, справочник, Воронеж, 2001, с.49). В заявленном изобретении могут быть использованы наряду с индивидуальными α-олефинами и смеси α-олефинов, и различные фракции α-олефинов С₆-С₁₀.

Спиртами в диэфире фумаровой кислоты могут быть как линейные, так и разветвленные спирты, содержащие от 4 до 12 атомов углерода, и смеси спиртов. Наиболее предпочтительными являются бутиловый и 2-этилгексиловый спирты.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Получение сополимеров олефинов (С₆-С₁₀) и диалкил (С₄-С₁₂) фумаратов.

В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, термометром и мешалкой, помещают 340 г (1 мол) ди-(2-этилгексил)фумарата (ДЭГФ), 112 г (1 мол) октена-1 и 6,78 г (1,5% на сумму мономеров) перекиси бензоила. Реакционную массу выдерживают при температуре 110-140°С до полного исчерпания ди-(2-этилгексил)фумарата по анализу методом ГЖХ. Затем из реакционной массы удаляют остаточный октен-1 под вакуумом водоструйного насоса (200-300 мм рт.ст.).

Готовый сополимер октена-1 с ДЭГФ (продукт МС-2) имеет следующие показатели:

Содержание связанного ДЭГФ, мас.% - 66

Содержание свободного ДЭГФ, мас.% - 0,05

Содержание свободного октена-1 - отсутствие

Кинематическая вязкость при 100°С, сСт- 213,5 Аналогично готовят сополимер гексена-1, децена-1 и диалкилфумаратов с различной длиной цепи. В таблице 1 приведены характеристики полученных продуктов.

Пример 2

Готовят смазочную композицию на основе базового минерального масла И-40 и сополимеров олефинов (С₆-С₁₀) путем смешения компонентов при температуре 70-80°С.

В таблице 2 приведены результаты испытаний полученных композиций в сравнении с базовым маслом и известной присадкой по вязкости и трибологическим характеристикам на четырехшариковой машине трения (ГОСТ 8290-75).

Как видно из таблицы 2, композиции по изобретению (№3-13) намного превосходят по свойствам исходное базовое масло (№1) и известную композицию (№2).

Композиции согласно изобретению могут дополнительно содержать известные присадки для улучшения потребительских характеристик масла, например, депрессаторы, сукцинимидные диспергаторы, тиофосфаты, алкилсалицилаты, гидрированные полиолефины, эфиры дикарбоновых кислот, антиокислительные, антикоррозионные присадки.

Так, добавление к композиции №5 (табл.2) депрессаторов типа полиалкилметакрилата, например, присадки ПМА “Д” в концентрации 2%, противоизносной присадки типа Англамол-99 в концентрации 6,5-8% позволяет снизить температуру застывания композиции масла с минус 15°С до минус 37°С.

Таблица 1
Характеристика сополимеров олефинов с диалкилфумаратами (ДАФ).ПродуктОлефинРадикалы в ДАФХарактеристика готового продукта.   Содержание ДАФ,%Содержание свободного олефинаВязкость при 100°С, сСт   связанногосвободного  МС-1гексен-1дибутил51отс.отс.193МС-2октен-1ди(2-этил-гексил)660,05отс.213,5МС-3децен-1диизобутил75отс.отс.260МС-4октен-1C₄-C_l2600,01отс.281МС-5октен-1дибутил650,01отс.282МС-6гексен-1дибутил55отс.отс.2300 +октен-1      (1:1 мол)     

Таблица 2
Свойства масел в зависимости от состава композиции№№ппСостав композицииВязкость при 100°С, сСтТрибологические характеристики на ЧШМ трения   И₃Р_с, кгРк, кгД_и1.И-40 исходное7,6425,0133530,982.И-40+10%сополимера додецена-1 с дибутилфумаратом (прототип)7,825,5134530,983.И-40+10%МС-29,1528,0143570,844.И-40 + 20% МС-211,229,5159580,795.И-40 + 30% МС-214,331,8178600,726.И-40 + 35% МС-215,934,0199630,617.И-40+10%МС-130,136,0180650,418.И-40+10%МС-39,428,9146580,809.И-40+10%МС-49,528,1143590,4910.И-40 + 90% МС-221,034,0195680,4911.И-40+10%МС-59,528,0142580,7912.И-40 + 10% МС-625,034,0175590,413.100% МС-2213,535,0210700,38

Изобретение относится к области производства смазочных материалов для различного рода машин и механизмов. Сущность: смазочная композиция содержит 5-100 мас.% сополимера α-олефина, имеющего длину цепи С₆-С₁₀, и диалкил(С₄-С₁₂) фумарата, имеющего вязкость при 100°С, равную или больше 100 сСт, и при необходимости 0-95 мас.% базового смазочного компонента. Последний может быть выбран из группы, включающей моторные масла, индустриальные масла, жидкости для гидравлических систем, пластичные смазки, трансмиссионные масла, редукторные масла. Предпочтительно композиция содержит в мас.%: 5-35 сополимера, 65-95 базового смазочного компонента и 0-15 присадок. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Смазочная композиция, содержащая сополимер α-олефина с длиной цепи С₆-С₁₀ и диалкил(С₄-С₁₂) фумарата с вязкостью при 100°С, равной или больше 100 сСт, и при необходимости базовый смазочный компонент при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Сополимер 5-100

Базовый смазочный компонент 0-95