ПРОТИВОЗАДИРНЫЕ И ПРОТИВОИЗНОСНЫЕ ПРИСАДКИ К МАСЛАМ, РАБОТАЮЩИМ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ Российский патент 2011 года по МПК C10M135/34 C10M135/04 C10M137/10 C10N30/06 

Изобретение относится к противоизносным и противозадирным присадкам к маслам, а именно к присадкам, содержащим производные фуллерена [60], работающим при высоких давлениях.

Указанные присадки обладают повышенными противоизносными и противозадирными свойствами и используются в изготовлении технологических смазок для холодной объемной штамповки и высадки металла, трансмиссионных и редукторных масел.

Известна присадка [Патент РФ №2168536. Бюл. №16 (2001)], которую получают взаимодействием α-олефинов фракции С₁₆-С₂₈ с серой при температуре 130-150°С в течение 3 ч в присутствии 0.1-0.9 мас.% по отношению к α-олефину катализаторов, в качестве которых используют моно-, или ди-, или триэтаноламин.

Недостатком присадки является большой ее расход, достигающий 10-25% (см. табл.1).

Известна присадка к смазочным маслам [Патент РФ №2156789. Бюл. №27 (2000)], которую получают взаимодействием элементарной серы со смесью олигомеров пропилена фракции С₁₂-С₂₁, синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₆ и диэтиленгликоля при 150-170°С.

Недостатком присадки является большой ее расход при добавлении к маслам, достигающий 20-50%.

Задача изобретения - получение серусодержащих присадок, обладающих повышенными противозадирными и противоизносными свойствами при меньшем их расходе.

Это достигается тем, что в серусодержащее органическое соединение вводят смесь 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов общей формулы (1) в количестве 0,06-0,14 мас.%, предпочтительно 0,1 мас.% при интенсивном перемешивании 4 ч и при температуре 60°С.

где n=1 (50%), n=2 (30%), n=3 (15%), n=4 (5%).

Смесь 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов общей формулы (1) получают каталитическим циклоприсоединением избытка диоктилсульфоксида к фуллерену[60] [А.Р.Туктаров, А.Р.Ахметов, M.Pudas, А.Г.Ибрагимов, У.М.Джемилев. ЖОрХ, 43 (12), 2007, 1870-1871].

Проведение перемешивания при более высокой температуре, например 100°С, нецелесообразно, что связано с дополнительными энергозатратами. При меньшей температуре, например 20°С, происходит растворение 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1) в серусодержащих органических соединениях за более длительное время.

Применение смеси 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1) в количестве больше 0.14 мас.% по отношению к серусодержащим органическим соединениям не приводит к существенному улучшению показателей (противозадирные, противоизносные свойства) присадки. Применение смеси 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1) в количестве меньше 0.06 мас.% по отношению к серусодержащим органическим соединениям снижает показатели присадки.

Существенные отличия предлагаемого способа.

Известные серусодержащие присадки обеспечивают повышенные противозадирные, противоизносные свойства при добавлении к маслам в количестве 20-40% (см. табл.1). Предлагаемые присадки, в отличие от известных, обеспечивают повышенные противозадирные, противоизносные свойства при добавлении к маслам в количестве 3-7% (см. табл.1).

Способ поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР 1. В термостатированный стеклянный реактор, снабженный механической мешалкой, дефлегматором и дозатором, для подачи азота загружают 99,9 г серусодержащей присадки сульфидированных тетрамеров пропилена (ОТП) и 0,100 г смеси 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1), нагревают до 60°С и перемешивают 4 часа. Получено 100 г присадки, содержащей 18,364% серы.

ПРИМЕР 2. Проводят как пример 1, но к 99,9 г серусодержащей присадки сульфидированных α-олефинов добавляют 0,100 г смеси 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1). Получено 100 г присадки, содержащей 20,104% серы.

ПРИМЕР 3. Проводят как пример 1, но к 99,9 г присадки ДФ-11 добавляют 0,100 г смеси 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1). Получено 100 г присадки, содержащей, мас.%: S=9,709; Р=4,693; Zn=4,952.

ПРИМЕР 4. Проводят как пример 1, но к 99,860 г присадки сульфидированных α-олефинов добавляют 0,140 г смеси 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1). Получено 100 г присадки, содержащей 20,105% серы.

ПРИМЕР 5. Проводят как пример 1, но к 99,94 г присадки сульфидированных α-олефинов добавляют 0,06 г смеси 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1). Получено 100 г присадки, содержащей 20,102% серы.

Присадки, полученные согласно примерам 1-5, растворяли в индустриальном масле И-20А в количестве от 3 мас.% до 7 мас.% и сравнивали их свойства с известными присадками ДФ-11, ОТП, осерненными α-олефинами.

В примерах 6, 7, 8 приведены реологические свойства известных присадок в индустриальном масле И-20А.

Присадки испытывали по ГОСТу 9490-75 на четырехшариковой машине трения (ЧШМ). При испытании на ЧШМ использовали шарики по ГОСТу 3722-81 из стали марки ШХ 15 по ГОСТу 801-78 диаметром 12,7 мм, степень точности 20.

На четырехшариковой машине трения исследовали противозадирные свойства смазок. Оценочными показателями служили нагрузка сваривания (Р_с), характеризующая предельную работоспособность смазочного материала в условиях испытания, критическая нагрузка (Р_к), а также обобщенный показатель износа (ОПИ), определяющие способность смазочного материала предотвращать возникновение задира трущихся поверхностей.

Результаты представлены в табл.1. Как видно из данных таблицы 1, полученные в соответствии с изобретением новые составы присадок по сравнению с известными обладают лучшими противоизносными и противозадирными свойствами, хорошей совместимостью с индустриальными маслами.

Таблица 1 Присадки Концентрация в масле И-20А, мас.% Р_к, кгс Р_с, кгс ОПИ присадки Р S Zn 1 2 3 4 5 6 7 8 1. Сульфидированные тетрамеры пропилена (ОТП) + смесь 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофен-1-оксидов (1) 5 - 0,918 - 112 631 86 2. Сульфидированные α-олефины фракции С₁₈-С₂₆ + смесь 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофен-1-оксидов (1) 5 - 1,005 - 112 708 89 3. ДФ-11 + смесь 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофен-1-оксидов (1) 3 0,141 0,291 0,141 100 501 82 4. Сульфидированные α-олефины фракции C₁₈-C₂₆ + смесь 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофен-1-оксидов (1) 7 - 1,407 - 112 794 89 5. Сульфидированные α-олефины фракции C₁₈-C₂₆ + смесь 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофен-1-оксидов (1) 3 - 0,603 - 100 501 82 6. Сульфидированные тетрамеры пропилена (ОТП) 40 - 7,2 - 100 596 72 7. Сульфидированные α-олефины фракции C₁₈-C₂₆ 25 - 7,5 - 100 631 86 8. ДФ-11 20 0,940 1,941 0,992 100 447 72

Сущность: композиция присадок к смазочным маслам включает серусодержащие органические соединения и 0,06-0,14% мас. смеси 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов формулы (1). В качестве серусодержащих присадок используют ДФ-11, ОТП, сульфидированные α-олефины фракции С₁₈-С₂₆. Технический результат - повышение противоизносных и противозадирных свойств. 1 табл.

где n=1 (50%), n=2 (30%), n=3 (15%), n=4 (5%)

Противоизносные и противозадирные присадки к смазочным маслам, работающим при высоких давлениях, на основе серусодержащих органических соединений, отличающиеся тем, что для повышения противоизносных и противозадирных свойств они дополнительно содержат смесь 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1) в количестве 0,06-0,14 мас.%, предпочтительно 0,1 мас.%
, где n=1 (50%), n=2 (30%), n=3 (15%), n=4 (5%).