СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРИСАДКИ К СМАЗОЧНЫММАСЛАМ Советский патент 1974 года по МПК C10M133/56 

1

Изобретение относится к способу получения новых присадок, способных придавать смазочным маслам свойства детергентов, диопергаторов и противокоррозионные. Этот класс присадок, за последние несколько лет получивших широкое распространение, содержит главным образом продукты реакции ацилируюших агентов, представляющих собой производные янтарной кислоты, замещенные углеводородным остатком, и алифатических аминов или спиртов.

При испытании таких продуктов сложные эфиры оказались неудовлетворительными изза их теплостойкости и стойкости к гидролизу; имея хорошие противокоррозионные свойства, они обладают ограниченной диспергирующей способностью.

Производные аминов являются хорошими беззольными диспергирующими веществами, но обладают слабыми антикоррозионными свойствами.

Цель изобретения - получение присадки, обладающей большой эффективностью по сравнению с уже известными алкилянтарными сложными эфирами.

Согласно изобретению в качестве спирта используют дифенилолПропан и продукт реакции обрабатывают полиамином.

Алкилзамещенная янтарная «ислота или ее ангидрид содержит не менее 30 атомов углерода, предпочтительно 50 атомов углерода, в алкильной цепи. Предпочтительными полиаминами являются диэтилентриамин, триэтилентетрамин, тетраэтиленпентамин, пентаэтилепгексамин.

Эта категория продуктов представляет собой сложную смесь, точный химический состав которой сложно определить, так же как и относительные пропорции различных составляющих. Такие продукты описаны по способу их производства. Присутствие сложного эфира может быть установлено ИК-спектроскопией.

Реакция этерификации между замещенной янтарной кислотой или ангидридом и дифенилолпропаном приводит к трудно сдвигаемому равновесию; полученный продукт содержит в растворе переменное количество непрореагировавшего ацилирующего агента, а также неизрасходованного дифенилолпропана, диспергированного в растворе. Непрореагировавщий дифенилолпропан может быть удален, если он находится в большом избытке, любым подходящим способом, например фильтрованием, центрифугированием.

Реакцию этерификации дифенилолпропа«а

и замещенного янтарного ангидрида или кислоты можно проводить без катализатора или

в присутствии классического этерифицирующего катализатора, например пиридина или его солянокислой соли, серной кислоты, паратолуолсульфокислоты или смол с сильной или умеренной кислотностью.

Эта реакция проходит при температуре от 50 до 300°С, предпочтительно между 100 и 200°С, в присутствии растворителя, например ксилола, толуола и лодобного, или без растворителя. Растворитель облегчает иногда регулирование температуры и удаление воды из реакционной смеси.

Относительные нролорции обоих составляющих: дифенилолпропана и замещенной янтарной кислоты или ангидрида могут изменяться в широких пределах.

Этерификацию, длительность которой 1 -10, предпочтительно 2-б час, можно проводить при обычном давлении, -под давлением, при пониженном давлении или в атмосфере инертного газа.

Замещенные янтарные кислоты или ангидриды, используемые согласно изобретению, получены в- результате реакции малеиновой кислоты дли ангидрида с такими полиолефинами, как полиэтилен, иолипропилен, полибутилен, полиизобутилен и т. п. с молекулярным весом, достаточным для получения при конденсации по крайней мере 30 атомов углерода. На практике молекулярный вес таких полимеров превышает 400. Можно также использовать хлорированные в конце цепи полиолефины, которые вводят в реакцию с малеиновой кислотой или ангидридом. Реакция заключается в простом нагревании составляющих при температуре предпочтительно между 150 и 250°С. Продуктом этой реакции является янтарный ангидрид, замещенный полиолефином.

При гидролизе водой или водяным паром можно получить соответствующую кислоту.

Ацилирующий агент, использованный в приведенных ниже примерах 1-6, является продуктом реакции 350 г малеинового ангидрида и 250 г полиизобутилена с молекулярным весом около 1000.

Индекс ППБСА - полиизобутенилянтарного ангидрида - представляет собой число миллиграммов калия, необходимое для нейтрализации 1 г продукта.

Пример 1. 2 кг замещенного янтарного ангидрида (индекс ПИБСА-33) подвергают взаимодействию со 107 г дифенилолпропана в присутствии 21 г п-толуолсульфокислоты в течение 4 час при 160°. Затем продукт упаривают в вакууме при 160°С в течение 1 час, потом нейтрализуют 82 г тетраэтиленпентамина при 155°С в течение 2 час при незначительно пониженном давлении {около 400 мм рт. ст.). Обработку продолжают при упаривании в вакууме при 20 мм рт. ст. в течение 30 мин. Содержание азота в конечном продукте составляет 1,29 вес. %.

Пример 2. 62,5 г дифенилолпропа«а нагревают до 170°С. 484 г замещенного янтарного ангидрида (индекс ПИБСА 63,5) вводят в течение 15 мин при 400 мм рт. ст. Продолжают реакцию в течение 4 час при температуре 17и°С и частичном вакууме. 543 г этого продукта затем обрабатывают 21,5 г тетраэтиленпентамина в условиях примера 1. Содержание азота в конечном продукте составляет 1,40 вес. %.

Пример 3. 64 г дифенилолпропана нагревают в присутствии 472 г ксилола при 110- 115°С. 1257 г замещенного ангидрида (индекс ПИБСА 62,5) вводят в течение 25 мин.

После 1 час реакции при 110-115°С добaiвляют 13,2 г пиридина. Второе добавление пиридина проводят после 2 час реакции.

После 3,5 час реакции продукт упаривают при температуре 140°С и давлении 20 мм рт. ст. в течение 30 мин.

Пример 4. 200 г продукта примера 3 нейтрализуют 5,6 г тетраэтиленнентамина в условиях примера 1. Содержание азота в конечном продукте составляет 1 вес. %.

Пример 5. 200 г продукта примера 3 нейтрализуют 7,7 г триэтилентетрамина в условиях примера 1. Содержание азота в конечном продукте составляет 1,42 вес. %.

Пример 6. 6640 г замещенного янтарного ангидрида с индексом ПИБСА 76,3 подвергают взаимодействию с 465 г дифенилолпропана в присутствии 53 г п-толуолсульфокислоты в течение 2,5 час при 162,5°С. Продукт затем упаривают в вакууме в течение 1,5 час. 667 г этого продукта нейтрализуют 23,1 г

тетраэтиленпентамина в условиях примера 1. Содержание азота в конечном продукте, полученном таким образом, составляет 1,23 вес. %.

Пример 7. Ацилирующим агентом является продукт реакции малеинового ангидрида с

полиизобутеном с молекулярным весом около

455, который нагревают при температуре

190-240°С в течение 10 час.

200 г этого замещенного янтарного ангидрида с индексом ПИБСА 31 реагируют с 16,46 г дифенилолпропана и 2,1 г паратолуолсульфокислоты в течение 4 час при 170°С, затем в течение 30 мин реакцию проводят в вакууме при 170°С.

201 г этого продукта реагирует с 9 г тетраэтиленпентамина при 155°С в течение 2 час при вакууме (400 мм рт. ст.). Обработку заканчивают при вакууме 20 мм рт. ст. в течение 30 мин. Содержание азота в конечном

продукте составляет 1,44 вес. %.

Испытывали диспергирующие и противокоррозионные свойства полученных продуктов в смазочных материалах.

Исследование диспергирующей способности проведено согласно следующей методике.

Паносят пятна раствором присадки в масле SAE 30. Прибавляют щлам таким образом, чтобы получить содержание углеродистых материалов 0,36%. Сделано пять пятен после нагревания 1при следующих температуре и времени:

200°С, 10 мин

250°С, 10 мин

200°С, 10 мин (к исходному прибавляют 1% воды)

200°С, 1 мин (к исходному прибавляют 1 % воды)

После прибавления 1 % воды «а холоду.

Оценку проводят через 48 час. Для каждого пятна вычисляют процент диспергированного продукта по отношению к пятну масла, исходя из соответствующих диаметров. Более высокому проценту диспергированных продуктов соответствует лучшая дисперсия по отношению к шламу.

Таким образом получают следующие результаты для продуктов примеров (1, 2, 4 и б):

1308

2306

4301

5312.

Для сравнения приведены результаты, полученные с другими продуктами, например ненейтрализованным сложным эфиром и обычно используемыми продуктами, соответствующими .современному уровню техники.

Продукт примера 3 ненейтрализованный200МонОСукцинимид268 Биссукцинимид274 Сложный эфир замещенной янтарной кислоты и пентаэритрита265Сложный эфир замешенной

янтарной кислоты и глицерина 250 Сложный эфир замещенной янтарной кислоты и фенола 200.

Моно- и биссукцинимиды были испытаны при равном содержании азота с продуктами примеров 1, 2, 4 и 5.

Различные сложные эфиры были синтезированы в соответствии с классическими процессами этерификации и испытаны в масле

SAE30 при концентрации 1,8%, одинаковой с продуктами прИМеров 1, 2, 4 и 5.

Лабораторные испытания продуктов изобретения по антикоррозионным свойствам дали благоприятные результаты. Такие же результаты были получены при моторных испытаниях.

Состав основы, в которую вводят присадку, представляет собой сульфонат кальция, фенолят кальция и дитиофосфат цинка.

Ниже приведены результаты, показывающие среднюю заржавленность мотора (эталон-10) при введении в основу присадок.

Продукт примера 1

8,6 Продукт примера 5 7,9 Биссукцинимид 7,2.

Приведенные данные показывают значительное улучшение свойств масел при введе20 НИИ в них присадок, полученных согласно изобретению.

Предмет изобретения

1.Способ получения присадки к смазочным маслам путем взаимодействия спирта и алкилзамещенной янтарной кислоты или ее ангидрида, отличающийся тем, что, с целью повыщения антикоррозионных и диспергирующих свойств присадки, в качестве спирта используют дифенилолпропан и продукт реакции обрабатывают полиамином.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют алкилзамещенную янтарную кислоту, содержащую не менее 30 атомов углерода, предпочтительно 50 атомов углерода, в алкильной цепи.

3.Способ по ПП. 1и2, отличающийся тем, что реакцию дифенилолпропана и алкилзамещенной янтарной кислоты или ее ангидрида проводят при температуре 50-300°С в течение 1-10 час.

4.Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве полиамина используют диэтилентриамин, триэтилентетрамин, тетраэтилбнпентамин или пентаэтиленгексамин.