АНТИОКСИДАНТЫ ДЛЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И СПОСОБЫ ИХ ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2012 года по МПК C09K15/16 C10M133/12 C10M133/14 C10M129/95 

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

Данная заявка заявляет приоритет заявки на патент США сер. №11/672,559, поданной 8 февраля 2007 г., а также приоритет Заявки США сер. №11/923,250, поданной 24 октября 2007 г., тем самым полностью включая содержание этих заявок посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение относится к антиоксидантам для смазочных материалов вообще и, в частности, для синтетических смазочных материалов, таких как смазочные масла на основе сложных эфиров полиолов.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Синтетические смазочные материалы, как правило, относятся к дорогостоящим областям применения в таких устройствах, как стационарные турбины, реактивные двигатели, гидравлические системы и тому подобное. Некоторые синтетические смазочные материалы известны как "сложные эфиры полиолов" и содержат соединения одноосновных жирных кислот и многоатомных спиртов с "неопентильной" структурой. Представители спиртов, которые можно использовать для получения синтетических сложноэфирных смазочных материалов, включают неопентилгликоль, триметилолпропан, пентаэритрит и дипентаэритрит. Эти спирты дают сложные эфиры при реакции с жирными кислотами, имеющими примерно от пяти до примерно двенадцати атомов углерода, включая валериановую, изопентановую, гексановую, гептановую, октановую, изооктановую, 2-этилгексановую, пеларгоновую, изононановую, декановую и додекановую кислоты. Вышеперечисленные спирты в общем случае не содержат бета атомов водорода и различаются в первую очередь по числу гидроксильных групп, способных к образованию эфира.

В зависимости от того, какие жирные кислоты выбраны, т.е. одинаковые или различные, и от числа атомов углерода в них свойства образовавшихся сложных эфиров полиолов можно задать так, чтобы получить конкретные величины интервала вязкости, точки текучести, температуры вспышки и летучести, необходимые для конкретной области применения. Низкомолекулярные кислоты, например валериановая, изопентановая и др. кислоты, как правило, применяются в случае, когда важна текучесть при низких температурах. Такие свойства, как устойчивость к окислению и сопротивление гидролизу, можно усилить за счет введения кислот с разветвленными цепями. Во многих областях применения использование смесей кислот с более высоким и более низким молекулярными весами может обеспечить желаемые свойства. Патент США №4,440,657 описывает множество простых эфиров, диэфиров и эфиров полиолов, которые можно использовать в качестве смазочных материалов.

Кроме того, что синтетический смазочный материал выбирают исходя из его химической структуры, к смазочному материалу примешивают различные присадки для повышения его стойкости к окислению, диспергирования образовавшегося осадка, улучшения сопротивления гидролизу, пассивирования металлов, предотвращения ржавления и т.д. Антиоксиданты, образовавшиеся в результате полимеризации, например, алкилированных дифениламинов и алкилированных фенил-α-нафтиламинов, широко используются в различных областях промышленности для повышения стойкости к окислению, включая (но не только) термопластичные смолы, смазочные материалы и гидравлические жидкости. Патент США №3,509,214 раскрывает, что ароматические вторичные нафтиламины или N-арилнафтиламины способны к сочетанию или кросс-сочетанию с образованием олигомеров, которые при введении в синтетические смазочные материалы в качестве присадок повышают устойчивость смазочных материалов к высокотемпературному окислению.

Еще примеры антиоксидантных присадок представлены в патенте США №5,160,647, который представляет продукты конденсации формальдегида с алкилфенилзамещенными 1-аминонафталинами. Все образцы соединений, представленных в этом патенте, получены в растворителе, причем соединение выделяют и очищают в виде твердого вещества.

Патент США №3,492,233 описывает смазочные композиции, содержащие продукты дегидроконденсации, которые получены химическим присоединением молекулы присадки, такой как антиоксидант, присадка, повышающая несущую способность, детергент, антикоррозионная присадка и др., к молекуле смазочного масла при нагревании присадки и жидкого органического базового масла в присутствии органической перекиси.

Патент США №6,426,324 предлагает антиоксидантную композицию для использования в сложноэфирных жидких смазочных маслах, полученную из дифениламинов и N-арилнафтиламинов в присутствии органической перекиси. В этом описании раскрывается реакция с базовым маслом на основе сложных эфиров полиолов, которая, однако, в соответствии с описанием является побочным продуктом, и предпочтение отдается способам минимизации реакции между аминами и жидкими эфирами полиолов.

Данные методы получения антиоксидантов для жидких смазок часто включают много ступеней, и часто требуются сложные и дорогие операции отделения и очистки. Такие способы получения, используемые в настоящее время, дополнительно увеличивают стоимость и так дорогостоящих синтетических смазочных материалов, таких как сложные эфиры полиолов. Если бы было доступно соединение, обладающее подходящими антиоксидантными свойствами, и если бы был создан менее сложный и более эффективный способ получения этого соединения и введения его в синтетические смазочные материалы, то это способствовало бы развитию в области стабилизированных смазочных материалов на основе сложных эфиров полиолов. Ниже представлено такое соединение, а также способы его получения и введения в синтетическое смазочное масло на основе сложных эфиров полиолов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Воплощение данного изобретения включает соединение формулы

где R1 - это Н или линейный или разветвленный алкил;

АR - это фенил, нафтил или фенантрил;

в одном воплощении m=0; в другом воплощении m=1; в еще одном воплощении m=2; и

R2 - это алкилзамещенный карбоксил.

Соединения формулы I могут использоваться в качестве антиоксидантных присадок в синтетических смазочных материалах, например в смазочных материалах на основе сложных эфиров полиолов или гидравлических жидкостях.

В одном аспекте данного изобретения антиоксидантные присадки получают по реакции поликонденсации алкилированного фенил-α-нафтиламина (AЛK-ФAНA) с формальдегидом в присутствии базового смазочного масла. В одном воплощении способ получения включает смешивание алкилированного фенил-α-нафтиламина, формальдегида, ледяной уксусной кислоты и базового смазочного масла, например сложного эфира полиола. Затем эту смесь нагревают и перемешивают для того, чтобы вызвать реакцию конденсации. Вода образуется и отгоняется. После удаления воды раствор нагревают и упаривают в вакууме до по существу полного удаления остатков воды и уксусной кислоты. Продукт реакции конденсации, а именно антиоксидант, остается в основном смазочном масле.

Смесь антиоксиданта и базового масла затем смешивают с тем же самым или совместимым смазочным маслом. При желании вводят дополнительные присадки или комплексы присадок. Предлагаемые данным изобретением способы для получения антиоксидантов путем конденсации алкилированного фенил-α-нафтиламина с формальдегидом в присутствии синтетического смазочного материала, такого как смазочные масла на основе сложных эфиров полиолов, без дополнительных стадий выделения или обработки сильно повышают эффективность получения этих высококачественных смазочных масел с антиоксидантными присадками. Ранее для получения антиоксидантных соединений такого типа требовалось много стадий для выделения соединений такого типа из растворителей, в которых они были синтезированы, и их очистки.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одно из воплощений данного изобретения - это соединение формулы

в котором R1 - это Н или линейный или разветвленный алкил; АR - это фенил, нафтил или фенантрил; в одном воплощении m=0, в другом воплощении m=1, в еще одном воплощении m=2; и R2 - это алкилзамещенный карбоксил. В одном воплощении АR - это фенил. В другом воплощении R1 - это третичный октил. Соединение формулы I включает воплощение, в котором R2 - это R3-С(=О)О-. Еще одно воплощение соединения формулы I - это соединение, в котором m равно 0, 1 или 2 и которое представляет собой димер (бис), тример (трис) или тетрамер (тер), соответственно алкилфенилнафтиламина, сочетанного с формальдегидом.

Предполагается, что источником группы R2 на нафтильном кольце является реакционная среда сложного эфира полиола. В Примерах 3 и 4 будет показано, что в тех случаях, когда реакцию сочетания с формальдегидом проводят в метаноле или ледяной уксусной кислоте, что является альтернативой проведению этой же реакции в базовом масле на основе сложных эфиров полиолов (как показано в Примере 1), в инфракрасных спектрах продуктов любого из Примеров 3 или 4 отсутствует поглощение карбонила. Соответственно, предполагается, что когда сложный эфир полиола используется в качестве реакционной среды для получения соединения формулы I, то источником карбонильного поглощения в соединении формулы I является один из карбоксилатных остатков базового сложного эфира полиола. Если бы источником карбонила был формальдегид, можно было бы ожидать, что эта реакция будет также проходить с использованием метанола или уксусной кислоты в качестве растворителя. В соответствии с предположением о том, что источником R2 является карбоксилат сложного эфира полиола, в одном воплощении R3 выбирают из группы, состоящей из линейных или разветвленных алкильных групп, т.е. углеводородов CnH2n+1, где n=4-11.

В варианте воплощения, где соединение формулы I образуется в среде базового смазочного масла, включая сложные эфиры пентаэритрита, органическую кислоту R2 в общем случае выбирают из группы, состоящей из валериановой, изопентановой, гексановой, октановой, изооктановой, 2-этилгексановой, пеларгоновой, изононановой, декановой и додекановой кислот.

В Примере 1, в котором тетраэфир пентаэритрита образуется из прямой или разветвленной цепи С5-С10 со средней длиной цепи примерно 6,3, вероятно, R3 будет представлять собой подобное распределение алкилов С4-С9 с прямой или разветвленной цепью. Карбоксилат R2, по-видимому, присоединяется к нафтильному кольцу за счет замещения атома водорода в одном или нескольких положениях 2, 4, 5, 7 и 8. В Примере 1 мольное отношение карбоксильного кислорода (в виде О2) к N в элементном анализе примерно равно 0,85. Это отношение предполагает значительную степень переноса карбоксильного остатка от сложного эфира полиола к азотсодержащему олигомеру формулы I.

Согласно еще одному аспекту данного изобретения антиоксидантные присадки в общем случае получают реакцией конденсации алкилированного фенил-α-нафтиламина (АЛК-ФАНА) с формальдегидом в присутствии базового смазочного масла. В одном воплощении способ получения включает смешивание алкилированного фенил-α-нафтиламина, формальдегида, ледяной уксусной кислоты и базового смазочного материала, например сложного эфира полиола. Эту смесь затем нагревают и перемешивают, чтобы вызвать реакцию конденсации. Вода генерируется и отгоняется. После удаления воды раствор нагревают и упаривают в вакууме до по существу полного удаления остаточной воды и уксусной кислоты. Продукт конденсации, а именно антиоксидант, остается в базовом масле.

В одном воплощении соединение формулы I получают путем смешивания алкилированного фенил-α-нафтиламина, например N-4-алкилфенил-1-нафтиламина, параформальдегида, ледяной уксусной кислоты и основного компонента смазочного материала - сложного эфира полиола. В одном воплощении полиол выбирают из группы, состоящей из неопентилгликоля, триметолпропана, пентаэритрита, дипентаэритрита, и т.п. В другом воплощении полиол этерифицируют органической кислотой, которую выбирают из группы, состоящей из валериановой, изопентановой, гексановой, гептановой, октановой, изооктановой, 2-этилгексановой, пеларгоновой, изононановой и декановой кислот и их комбинаций. Можно добавить углеводород в процессе производства для образования азеотропа и облегчения выделения реакционной воды. В одном воплощении углеводород - это один из насыщенных или ароматических углеводородов, о которых известно, что они образуют азеотропы с водой.

В другом воплощении данное изобретение включает способ компаундирования композиции смазочного масла или гидравлической жидкости, которая включает антиоксидантную присадку. Этот способ включает получение смазочного масла или гидравлической жидкости и примешивание достаточного количества совместимого базового масла на основе сложного эфира полиола, содержащего антиоксидант, например, соединение формулы I, полученное в его среде, так чтобы концентрация антиоксиданта достигала предварительно выбранной величины. В еще одном воплощении смазочное масло представляет собой сложный эфир полиола. В одном воплощении получающаяся в результате композиция смазочного масла содержит в основном сложный эфир полиола. Выражение "содержит в основном" означает, что сложный эфир полиола составляет по меньшей мере примерно 90 вес.% или более от конечной композиции.

При ссылке на композицию смазочного масла или гидравлической жидкости специалист в данной области будет понимать, что этот термин подразумевает торговую форму, упакованную для транспортировки в канистры, цилиндрические баки или контейнеры для насыпных грузов. Эти смазочные композиции могут включать материалы на основе минеральных масел, синтетические смазочные материалы, такие как сложные эфиры полиолов, и их совместимые комбинации. Эти композиции могут также включать один или несколько антиоксидантов, т.е. соединение формулы I в единственном числе либо в комбинации с другими совместимыми соединениями, такими как ингибиторы коррозии, присадки, повышающие сопротивление износу, диспергирующие присадки, пассиваторы металлов, и т.п. Полезные концентрации соединения формулы I в композиции смазочного масла или гидравлической жидкости в общем случае варьируют от 0,1% до примерно 10%. В одном воплощении концентрация для композиций на основе этерифицированного пентаэритрита, содержащих соединение формулы I, варьирует от примерно 1,5 до примерно 5,5 вес.%. Для конкретного применения можно предусмотреть другие концентрации соединения формулы I в смазочных маслах или гидравлических жидкостях, и их следует рассматривать в объеме данного изобретения.

Пример 1

Получение соединения формулы I

N-(4-терт-октилфенил)-1-нафтиламин (161,4 г/0,487 моль) смешали с параформальдегидом (95%) (10,78 г/0,341 моль), ледяной уксусной кислотой (21,15 г/0,352 моль), циклогексаном (50 г) и тетраэфиром пентаэритрита (161,4 г), содержащим смешанные карбоксилаты С5-С10 (со средней длиной углеродной цепи около 6,3). Смесь перемешивали и нагревали до 110ºС в течение примерно 90 минут при слабом барботировании азота; при этом циклогексан отгоняли в виде водного азеотропа в ловушку Дина-Старка, таким образом удаляя и выделившуюся воду, и ледяную уксусную кислоту.

Водная уксусная кислота в ловушке весила 13,37 г и содержала 4,83 г уксусной кислоты (определено титрованием). Оставшиеся 8,54 г включают 6,14 г воды, рассчитанные для полноты реакции, а также воду, присутствующую в исходных параформальдегиде и ледяной уксусной кислоте.

Затем реакционную смесь упаривали в вакууме (примерно до 1 мм ртутного столба) при нагревании до 140°С в течение 2 часов. После упаривания в вакууме через реакционную смесь барботировали азот (со скоростью примерно 10 л/ч) в течение примерно одного часа. Получившаяся в результате вязкая красноватая жидкость весила 323,4 г и имела кислотное число 0,07.

Для дальнейшей характеристики продукта вышеупомянутой реакции порцию вязкой красноватой жидкости растирали два раза с порциями метилового спирта при интенсивном перемешивании. Получившийся в результате осадок затем собирали вакуумной фильтрацией и далее промывали еще несколькими порциями метанола. Получившийся в результате порошок розового цвета сушили до постоянного веса в вакууме при 25°С, что обеспечивало 45,7% выход (по весу красноватой жидкости). Предполагается, что баланс по красноватой жидкости включал низкомолекулярные формы, до некоторой степени растворимые в метаноле. Инфракрасный спектр розового порошка показывает карбонильное поглощение при 1774 см^-1, что указывает на присутствие эфирной карбонильной группы. Далее, элементный анализ для этого продукта (найдено: С-82,70; Н-8,88; N-3,22; O-6,24) показывает, что мольное отношение карбоксильного кислорода к азоту равно 0,85. Эти факты подтверждают наличие значительного переноса карбоксильного остатка со сложного эфира полиола к азотсодержащему олигомеру за счет реакции замещения.

Так как мольное отношение исходных реагентов АЛК ФАНА/формальдегид было 1,700/0,70, в теории должен получиться средний состав, представленный мольным отношением АЛК ФАНА/ формальдегид олигомер, равным 3,33/2,33. Принимая во внимание вклад карбоксилатного остатка в предположении средней группы С5Н11С(=О)О-, молекулярный вес, вычисленный для нерастворимого в метаноле материала, представленного средней формулой С99,23Н124,88N3,33O5,66, равен примерно 1455, что обеспечивает результат элементного анализа (вычислено: С-81,92; Н-8,65; N-3,20; О-6,22), удовлетворительно сравнимый с вышеуказанными найденными величинами.

ГПХ анализ выделенного продукта проводили в тетрагидрофуране с использованием ряда колонок ГПХ со смешанным размером пор. Детектирование элюатов проводилось с помощью УФ фотодиодного матричного детектора (Waters/Alliance 2996) при калибровке по молекулярным весам с использованием полистиролов в качестве стандартов. По данным ГПХ, Mn=1293, Mw=1558, где D=1,20.

Пример 2

Конденсация N-фенил-1-нафтиламина с формальдегидом в растворе сложного эфира полиола

После процедуры, проведенной согласно Примеру 1, N-фенил-1-нафтиламин (150,3 г/0,685 моль) смешали с параформальдегидом (95%) (15,2 г/0,481 моль), ледяной уксусной кислотой (31,1 г/0,518 моль), циклогексаном (62 г) и тетраэфиром пентаэритрита, содержащим смесь карбоксилатов С5-С10. Смесь перемешивали при нагревании, затем упаривали в вакууме. Продукт получили в виде вязкой жидкости, вес которой был равен 321,0 г при кислотном числе, равном 0,07. Нерастворимый в метаноле компонент этого препарата был выделен в виде порошка бежевого цвета с выходом 35,3% по весу. Инфракрасный спектр выделенного продукта также показал характерное для карбонильного кислорода поглощение при 1744 см^-1. Элементный анализ для этого продукта (найдено: С-82,74; Н-6,74; N-4,69; О-6,44) указывает, что мольное отношение карбоксильного кислорода к азоту равно 0,60. Молекулярный вес, рассчитанный аналогично Примеру 1 для нерастворимого в метаноле вещества, представляемого средней формулой С67,67Н63,33N3,33О6,48, составляет приблизительно 987. По данным ГПХ, Mn=965, Mw=1076, где D=1,12.

Пример 3

Конденсация N-(4-трет-октил-1-нафтиламина) с формальдегидом в метаноле

После процедуры, описанной в патенте США №5,160,647, Пример 1, суспензию N-(4-трет-октилфенил)-1-нафтиламина (33,1 г/0,1 моль) в метаноле (150 мл), подкисленном 98% Н2SO4 (10,2 г/_˜0,1 моль), смешали с 37,6% водным раствором формальдегида (4,0 г/0,05 моль) и нагревали с обратным холодильником в течение примерно 2 часов. После продолжительной обработки в соответствии с описанием в патенте, на который дается ссылка, был получен продукт бежевого цвета с выходом 76,8% (в расчете на димер), для которого не наблюдалось карбонильного поглощения в инфракрасном спектре. Для димера С49Н52N2 рассчитано: С-87,19; Н-8,66: N-4,15. Найдено: С-87,26; Н-8,61; N-4,07. По данным ГПХ, Mn=996, Mw=1076 и D=1,08, что указывает на преобладание диметилен-трис-АЛК ФАНА.

Пример 4

Конденсация N-(4-трет-октил-1-нафтиламина) с формальдегидом в ледяной уксусной кислоте

Нижеследующие примеры А-С иллюстрируют способы получения с использованием нескольких мольных отношений азотсодержащего нафтиламина к формальдегиду.

(А) Мольное отношение 1,0/0,5 (амин/формальдегид). N-(4-трет-октилфенил)-1-нафтиламин (22,97 г/0,0693 моль) смешали с 45 г ледяной уксусной кислоты при перемешивании. Эту смесь нагрели до 65^°С при перемешивании для растворения амина. Добавили 95% параформальдегид (1,09 г/0,0345 моль), который быстро растворился. Появление осадка наблюдалось менее чем через одну минуту и сопровождалось экзотермическим эффектом до 75°С. Реакционную смесь оставили охлаждаться до комнатной температуры; нерастворимый осадок собрали, растерли с метанолом в Waring Blendor®, отфильтровали на вакуум-фильтре, промыли метанолом и высушили до постоянного веса при 80°С. Собрали 15,83 г порошка бежевого цвета, что составило выход 67,6% по весу реагентов. Для С49Н58N2 рассчитано: С, 86,94% Н, 8,62; N, 4,16. Найдено: С, 87,19; Н, 8,66; N, 4,15. По данным ГПХ, Mn=918, Mw=1009 и D=1,10. Результаты ГПХ почти совпадают с результатами, полученными для продукта в Примере 3. Карбонильное поглощение не проявляется в инфракрасном спектре.

(В) Мольное отношение 1,0/0,67 (амин/формальдегид). N-(4-трет-октилфенил)-1-нафтиламин (22,97 г/0,0693 моль) смешали с 45 г ледяной уксусной кислоты при перемешивании. Эту смесь нагрели до 65°С при перемешивании для растворения амина. Добавили 95% параформальдегид (1,53 г/0,0483 моль), который быстро растворился. Появление осадка наблюдалось менее чем через одну минуту и сопровождалось экзотермическим эффектом до 75ºС. Реакционную смесь оставили охлаждаться до комнатной температуры; нерастворимый осадок собрали, растерли с метанолом в Waring Blendor®, отфильтровали на вакуум-фильтре, промыли метанолом и высушили до постоянного веса при 80°С. Собрали 18,99 г порошка бежевого цвета, что составило выход 81,1% по весу реагентов. Для С77Н87N2 рассчитано: С, 87,69% Н, 8,32; N, 3,99. Найдено: С, 87,10; Н, 8,53; N, 4,00. По данным ГПХ, Mn=1067, Mw=1334 и D=1,25. Карбонильное поглощение не проявляется в инфракрасном спектре.

(С) Мольное отношение 1,0/1,0 (амин/формальдегид). N-(4-трет-октилфенил)-1-нафтиламин (22,97 г/0,0693 моль) смешали с 45 г ледяной уксусной кислоты при перемешивании. Эту смесь нагрели до 65°С при перемешивании для растворения амина. Добавили 95% параформальдегид (2,18 г/0,690 моль), который быстро растворился. Появление осадка наблюдалось менее чем через одну минуту и сопровождалось экзотермическим эффектом до 75°С. Реакционную смесь оставили охлаждаться до комнатной температуры; нерастворимый осадок собрали, растерли с метанолом в Waring Blendor®, отфильтровали на вакуум-фильтре, промыли метанолом и высушили до постоянного веса при 80°С. Собрали 21,4 г бежевого порошка, что соответствовало выходу 91,5% по весу реагентов. Для С25Н29N (повторяющееся звено) рассчитано: С, 87,40% Н, 8,52; N, 4,08. Найдено: С, 86,94; Н, 8,47; N, 3,98. По данным ГПХ, Mn=1565, Mw=2548 и D=1,63. Карбонильное поглощение не проявляется в инфракрасном спектре.

Примеры 4 (В) и (С) существенно подтверждают в соответствии с системой конденсации/олигомеризации ожидаемое образование продуктов более высокого среднего молекулярного веса с большим распределением, т.е. большей величиной D из продуктов, имеющих эти средние величины.

Пример 5

Высокотемпературная стабилизация смазочного масла

Взвешенные образцы соединений, полученных в Примерах 1, 2, 3 и 4, использовали для составления промышленных смазочных композиций следующего состава: 95,29 вес.% сложного эфира, 2,35 вес.% других присадок и переменный весовой процент соединений в соответствии с примерами 1, 2, 3 и 4, которые перечислены в табл. 1 ниже. Тесты на окислительную коррозию (ОК) проводили с использованием Федерального стандарта (Federal Test Method) 5308 в следующих условиях: 400°С, 72 час, ток воздуха 5 литров/час на меди, алюминии, стали, серебре и цинке в качестве тестируемых металлов. В таблице 1 также перечислены прирост вязкости, кислотное число, количество образующегося осадка и коррозия в мг/см² в соответствии со стандартным испытанием для нескольких металлов с примерами при нескольких концентрациях в смазочном масле на основе сложного эфира полиола. Стандартное готовое смазочное масло (Vanlube 9317) и взвешенный образец того же сложного эфира полиола без какого-либо комплекса присадок использовали соответственно как положительный и отрицательный контроль. Величины, не заключенные в скобки, например "37,8" в отрицательном контроле для цинка, показывают потерю веса, тогда как величины в скобках, например "(0,062)" в отрицательном контроле для меди, показывают прибыль веса.

Таблица 1 Пример Добавл. конц., % % увелич. вязкости Кислотное число Осадок, мг Cu
мг/см Al
мг/см St
мг/см Zn
мг/см Ag
мг/см Отрицат. контроль нет 139,9 7,74 37,0 (0,062) (0,023) (0,023) 37,8 (0,101) 1 2,12 9,44 0,60 0,50 0 (0,008) (0,039) 0,016 0,039 1 2,35 10,85 0,46 0,50 (0,008) (0,008) (0,008) 0,016 (0,008) 2 1,42 6,95 0 48,9 (0,194) (0,046) (0,046) (0,023) (0,039) 2 2,35 7,53 0,54 246 (0,029) (0,023) (0,047) (0,031) (0,093) 3 2,10 5,33 1,00 7,7 (0,008) 0,008 (0,023) (0,023) 0,054 4А 2,10 6,24 0,55 2,8 0,008 (0,008) (0,008) 0 0 4В 2,10 7,27 0,67 9,0 (0,008) 0,008 0,008 0,016 0,023 4С 2,10 5,65 0,64 1,7 (0,016) (0,023) (0,062) (0,062) (0,062) Положит. контроль 2,35 6,18 0,02 1,3 0,046 (0,008) (0,016) 0,016 0

Результаты, полученные для Примера 1 формулы I по данному изобретению, благоприятны по сравнению с результатами, полученными для существующего промышленного стандарта (Vanlube 9317) в аналогичных условиях и приведенными выше как "Положит. контроль".

Несмотря на то что изобретение было описано выше со ссылкой на конкретные примеры воплощения, следует понимать, что эти воплощения всего лишь иллюстрируют принципы и применение данного изобретения. Для специалистов в соответствующей области будет очевидно, что возможны различные модификации и варианты способа и оборудования по данному изобретению без отклонения от духа и объема изобретения. Таким образом, предполагается, что данное изобретение включает модификации и варианты, которые охвачены прилагаемой формулой изобретения, и их эквиваленты.

Изобретение относится к антиоксидантам для синтетических смазочных материалов, предназначенных для смазки стационарных турбин, реактивных двигателей и гидравлических систем. Предлагается соединение формулы I

где R1 - линейный или разветвленный алкил; AR - фенил, нафтил или фенантрил; m=0, 1 или 2; R2 - алкилзамещенный карбоксил, в качестве антиоксиданта и способ его получения. Предлагается также смазочное масло, включающее базовое масло на основе сложного эфира полиола и от 0,1 до 10 процентов вес. указанного соединения I, способ его получения и применения. Технический результат: получение нового соединения по упрощенной технологии и эффективное введение его в смазочное масло на основе сложного эфира полиола с приданием ему эффективных антиоксидантных свойств. 6 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

1. Соединение формулы

где R¹ представляет собой линейный или разветвленный алкил;
AR представляет собой фенил, нафтил или фенантрил;
m=0, 1 или 2; и
R² представляет собой алкилзамещенный карбоксил.

2. Соединение по п.1, где AR представляет собой фенил.

3. Соединение по п.1, где R¹ представляет собой третичный октил.

4. Соединение по п.1, где R² представляет собой R³-C(=O)O-, где R³ представляет собой линейный или разветвленный алкил.

5. Соединение по п.4, где линейный или разветвленный алкил включает С_nН_2n+1, где n от 4 до 11.

6. Соединение по п.1 в форме его соединения с базовым сложным эфиром полиола на основе эфира органической кислоты и пентаэритрита, где органическая кислота выбрана из группы, состоящей из валериановой, изопентановой, гексановой, октановой, изооктановой, 2-этилгексановой, пеларгоновой, изононановой, декановой, додекановой кислот и их комбинаций.

7. Соединение по п.5, где R³ представляет собой изобутил.

8. Композиция смазочного масла, включающая:
базовое масло на основе сложного эфира полиола и
примерно от 0,1 до примерно 10 процентов (вес./вес.) соединения формулы I по п.1.

9. Композиция смазочного масла по п.8, где базовое масло на основе сложного эфира полиола образуется из полиола, выбранного из группы, состоящей из неопентилгликоля, триметилолпропана, пентаэритрита и дипентаэритрита, причем полиол этерифицирован кислотой, выбранной из группы, состоящей из валериановой, изопентановой, гексановой, гептановой, октановой, изооктановой, 2-этилгексановой, пеларгоновой, изононановой, декановой, додекановой кислот и их комбинаций.

10. Композиция смазочного масла по п.8, где полиол представляет собой пентаэритрит, причем полиол этерифицирован кислотой, выбранной из группы, состоящей из валериановой, изопентановой, гексановой, октановой, изооктановой, 2- этилгексановой, пеларгоновой, изононановой, декановой, додекановой кислот и их комбинаций; а соединение формулы I выбрано из группы, включающей метилен-бис-[N-4-трет-октилфенил)-1-нафтиламин-С5-С9 карбоксилат], диметилен-трис-[N-4-трет-октилфенил)-1-нафтиламин-С5-С9 карбоксилат], триметилен-тер-[N-4-трет-октилфенил)-1-нафтиламин-С5-С9 карбоксилат] и их комбинации.

11. Смазочное масло по п.8, имеющее примерно десять или меньше процентов прироста вязкости после испытаний в соответствии с Федеральным стандартом (Federal Test Method) 5308.

12. Способ, включающий:
смешивание N-4-алкилфенил-1-нафтиламина, параформальдегида, ледяной уксусной кислоты и базового масла сложного эфира полиола;
нагревание и перемешивание смеси для того, чтобы вызвать реакцию конденсации с образованием соединения, имеющего формулу

где R¹ представляет собой линейный или разветвленный алкил;
AR представляет собой фенил, нафтил или фенантрил;
m=2, 3 или 4; и
R² представляет собой алкилзамещенный карбоксил;
отгонку воды; и
нагревание и упаривание в вакууме смеси для, по существу, полного удаления остатков воды и уксусной кислоты, чем обеспечивается образование соединения формулы I в базовом масле на основе сложного эфира полиола.

13. Способ по п.12, где базовое масло на основе сложного эфира полиола образуется из полиола, выбранного из группы, состоящей из неопентилгликоля, триметилолпропана, пентаэритрита и дипентаэритрита, причем полиол этерифицирован кислотой, выбранной из группы, состоящей из валериановой, изопентановой, гексановой, гептановой, октановой, изооктановой, 2-этилгексановой, пеларгоновой, изононановой, декановой, додекановой кислот и их комбинаций.

14. Способ по п.12, где N-4-алкилфенил-1-нафтиламин представляет собой N-4-трет-октилфенил-1-нафтиламин.

15. Способ по п.12, где стадия смешивания включает выбор базового масла на основе сложного эфира полиола, который образуется из пентаэритрита и кислот С5-С10 с прямой или разветвленной цепью, имеющих среднюю длину углеродной цепи от примерно 6,3.

16. Способ по п.12, где стадия смешивания включает смешивание N-4-трет-октилфенил-1-нафтиламина и параформальдегида в мольном отношении от примерно 1,0/0,5 до примерно 1,0/1,0.

17. Способ по п.12, дополнительно включающий смешивание синтетического смазочного масла с соединением формулы I.

18. Способ получения конечной смазочной композиции, включающий смешивание алкилированного фенил-α-нафтиламина, формальдегида и базового масла с получением смеси; нагревание этой смеси для того, чтобы вызвать реакцию конденсации, удаление реакционной воды с образованием композиции базового масла и антиоксиданта; примешивание присадки или комплекса присадок к композиции базового масла и антиоксиданта с получением смазочной композиции.

19. Способ смазки устройства, выбранного из группы, состоящей из стационарной турбины, реактивного двигателя и гидравлической системы, причем этот способ включает:
предоставление жидкого материала, содержащего присадку соединения формулы I в количестве от примерно 0,1 до 10% (вес./вес.), комплекс присадок, выбранных из группы, состоящей из ингибиторов коррозии, присадок, повышающих сопротивление износу, диспергирующих присадок, пассиваторов металла и их комбинаций, и до баланса - основной материал, выбранный из группы, состоящей из материалов на основе минерального масла, синтетических смазочных материалов, сложных эфиров полиолов и их комбинаций; и введение жидкого материала в систему.

20. Готовая к продаже смазочная или гидравлическая жидкая композиция в упаковке для распространения, включающая:
соединение формулы I в количестве от примерно 0,1 до примерно 10% (вес./вес.);
комплекс присадок, выбранных из группы, состоящей из ингибиторов коррозии, присадок, повышающих сопротивление износу, диспергирующих присадок, пассиваторов металла и их комбинаций; и до баланса - основной материал, выбранный из группы, состоящей из материалов на основе минерального масла, синтетических смазочных масел, сложных эфиров полиолов и их комбинаций; и
контейнер, выбранный из группы, состоящей из канистр, цилиндрических баков и контейнеров для насыпных грузов.