Способ получения присадки для смазочных масел Советский патент 1976 года по МПК C08F8/04 C10M1/18 

ральное масло, получаемое после рафинирован-ия бензина с высокой т, кип. или синтетическая легкая фракция), низкую степень деполимеризации. С помош,ью присадки для повышения коэффициента ВЯ31КООТИ могут быть получены универсальные смазочные с хорошими .ха р а ктер и стика м и. Универсальные смазочные вещества - это масла, обладающие низкой вязкостью в холодном состоянии и высокой вязкостью в горячем состоянии. Их применение, помимо преимуществ, которые они обеспечивают двигателю (например, возможность иуока холодного двигателя), позволяет исключать недостатки, связанные с сезонными изменениями. Виже представлены пределы вязкости таких универсальных масел при О и 210°С (-17,8°С и 98,99°С) согласно классификации SAE Общества автомобильных инженеров. Классификация SAE машинных масел Из при1веденных данных видно, что универсальные масла 20W-50 должны обеспечивать вязкость при - 17,8°С в диапазоне 2400-9600 спуаз и при 99°С в диапазоне 16,8- 22,7 сстокс. Универсальные масла 10W-40 имеют диапазои вязкости при -17,8°С 1200- 2400 снуаз и при 99°С 12,9-16,8 сстокс. Универсальные масла 10W-50 должны иметь вязкость при -il7,8°C в диапазоне 1200- 2400 спуаз и при 99°С в диапазоне 16,8- 22,7 сстокс. Универсальные масла 5W-30, предназначенные для применения в условиях Характеристики Кине.чатическая вязкость при 99-С, сст Кинематическая вязкость при 37,8 С, с Коэффициент вязкости Вязкость при -17,8-С, спуаз Те.мпература застывания,

Пример 2. Полимер с начальной т. кип. 175°С и вязкостью при 99°С 1160 сстокс подвергают дистилляции до 350°С; остаток после дистилляции подвергают каталитическому гидрированию, оп исанному в примере 1.

Фракция 175-350°С составляет 4,5 вес. %, остаток (350°С) 95,5 вес. %; последний (после гидрирования) имеет вязкость при 93°С 1500 остокс. Этот полимер используют в качестве присадки к смеси, имеющей приведенную ниже рецептуру. очень холодного климата, имеют пределы вязкости при -17,8°С еще более низкие, а именно ниже 1200 спуаз, и вязкость при 99°С в диапазоне 9,6-12,9 Остомс. Приводимые смазочные смеси содержат гидрированный полимер с начальной т. кип. 350°С, минеральное или синтетическое масло, присадку для снижения точки текучести и детергентные, антиокислительные и нротивоизносные нрисадки. Под детергентньгми присадками имеет1ся в виду сульфонаты и феноляты на основе Са, В а, Mg и т. д., под диспергирующими присадками - соединения бензольного типа, являющиеся производными алкенил1сукцинимидов и т. д. Под антиокислительными и противоизносными присадками имеются в виду фенолы, дитиофосфаты цинка и т. д. Пример 1. Полимер с начальной т. кип. 175°С и вязкостью при 99°С 660 остокс подвергают дистилляции при пониженном давлении до 350°С. Фракция 175-350°С составляет 5,3 вес. % от исходного продукта (остаток - фракция выше 350°С) затем подвергают каталитическому гидрированию, предварительно разбавив легким растворителем (н-гептаном), с примепением катализатора на основе Ni в кизельгуре при 180°С, давлении водорода 100 кг/см в течение 2 ч. Гидрированный полимер, полученный после отгонки растворителя и имеющий начальную т. кип. 350°С, имеет вяз1.кость при 99°С 840 сстокс. Этот полимер используют в качестве присадки к смеси, имеющей приведенную ниже рецептуру. Рецептура масла 20W-50, имеющего минеральную основу состава, вес. %: Гидрированный полимер 840 сантистоюс при 99°С11,0 Группа присадок6,7 Присадка, понижающая температуру застывания масла Минеральное масло (вязкость 9,30 сстокс при 99°С; коэффициент вязкости по ASTMD 2270/А-109; при -17,8°С вязкость 6700 спуаз ASTM DM519,62 ASTM D445170,8 ASTM D2270/A125 ASTM D2270/B141 ASTM D26028400 ASTM D97-31

5

Рецептура масла , имеющего минеальную основу, вес. %: Гидрированный полимер,

1500 остомс при 99°С8,5

Группа присадок:5

присадка, понижающая темХарактеристики

Кинематическай вязкость при , сстокс Кинематическая вязкость при 37,8°С, сстокс Коэффициент вязкости Коэффициент вязкости Вязкость при -17,8°С, спуаз Температура застывания, °С Температура вспышки, Пример 3. Полимер с начальной температурой Кипения 175°С и вязкостью при 99°С 1450 сстокс подвергают дистилляции до 350°С; остаток после дистилляции подвергают каталитичеокому гидрированию, аналогично приведенному в примере 1. Фракция 175-350°С составляет 4,2 вес. %, остаток 350°С 95,8 вес. %; остаток после гидрирования имеет вязкость при 99°С 2160 сстокс. Этот полимер используют в качестве присадки к смеси, имеющей рецептуру, приведенную ниже. Характеристики Кинематическая вязкость при , сст Кине.матическая вязкость при 37,8С, с Коэффициент вязкости Вязкость при -17,, сстокс Температура застывания, °.С В примерах 1, 2 и 3 можно считать, что коэффициент вязкости основных масел (из 40 расчета по методу ТМ 2270/А) увеличен за счет добавления присадки для повыщения коэффициента ВЯ31КОСТИ по предлагаемому способу со 109-110 до 125. rip иМер 4. Полимер с начальной т. кип. 45 175°С и вязкостью при 99°С 5330 сстокс подвергают дистилляции до 350°С; остаток после дистилляции подвергают каталитическо му гидрированию аналогично приведенному в примере 1. 175-350°С составляет 3,6 вес. %, остаток 350°С 96,4 вес. %; этот остаток после гидрирования имеет вязкость при 99°С 6100 сстокс. Такой полимер используют в каХарактеристикаКинематическая вязкость при , сстокс Кинематическая вязкость при 37,8С, сСто Коэффициент вязкости Вязкость при -17,8°С, спуаз , JgMnepatypa застывания, С

6

пературу застывания масла0,6

инеральное масло (|ВяЗКость при 99°С 9,30 сстокс; ASTMD 2270/А 109; при - 17,8°С вязкость 6700 мпуаз 84,2

Метод

ASTMDW520,43

ASTMD445177,4

ASTMD2270/A125

АЗТЛ1D2270/B144

ASTMD26029200

ASTMD97-30

ASTMD92240 ецептура масла 20W-50, имеющего миалыную основу, вес. %: идрированный полимер, 2160 сстокс при 99°С6,5 руппа присадок: присадка, понижающая температуру застывания масла0,6 Минеральное масло (вязкость при 99°С 8,71 сстокс; коэффициент вязкости по ASTMD 2270/А 110; при - 17,8°С вязкость 5800 спуаз 84,4 ASTM D44518,38 ASTM D445154,9 ASTM D2270/A125 ASTM D2270/B143 ASTM D2602800 ASTM D97-30 присадка к смеси, имеющей приведениже рецептуру. ептура масла , имеющего миьную основу, вес. %: идрированный полимер, 6100 сстокс при 99°С7,0 руппа присадок8,5 присадка, понижающая температуру застывания масла0,6 основное Минеральное 1масло (.вязкость при 99°С 5,0 сстокс; коэффициент вязкости по ASTMD 2270/А 116;при-17,8°С 1050 спуаз) 83,9 ASTM Dt4514,85 ASTM D44595,4 ASTM D2270/A139 ASTM D2270/B174 ASTM D26022400 ASTM D97.-33

Пример 5. Полимер с начальной т. кип. 175°С и вязкостью при 99°С 8160 остокс подвергают дистилляции до 350°С; остаток после дистилляции подвергают каталитическому гидрированию, аналогично приведенному в примере 1.

Фракция 175-ЗбО°С составляет 3,1 вес. %, остаток 350°/С 96,9 вес. %. Этот остаток после гидрирования имеет вязкость при 99°С 9150 сстокс. Такой полимер используют :В качестве присадки к смеси, имеющей приведенную «иже рецептуру. Характеристика Кинематическая вязкость при 99°С, сст Кинематическая вязкость при 37,8°С, сс Коэффициент вязкости Вязкость при -17,8°С, спуаз Температура застывания, С Пример 6. Полимер с начальной т. кип. 175°С и вязкостью при 99°С 14900 сстокс подвергают дистилляции до 350°С; остаток после дистилляции подвергают каталитическому гидрированию аналогично приведенному в примере 1. Фракция 175-350°С оставляет 2,8 вес. %, остаток 350°С 97,2 вес. %. Остаток после гидр-ирования имеет вязкость при 99°С 16300 сстокс. Этот полимер используют в качестве присадки к смеси, имеющей рецептуру, приведенную ниже.

Характеристики

Кинематическая вязкость при , сстокс Кинематическая вязкость при 37,8°С, сстокс Коэффициент вязкости

Вязкость при -17,, сстокс Температура застывания, °С В примерах 4, 5 и 6 коэффициент вязкости основного масла (из расчета по методу ASTM D2270/A) увеличен за счет добавления присадки для повышения коэффициента вязкости с 116 до 139-140. Пример 7. Гидрированный полимер с т. кип. выще 350°/С, использованный в примере в качестве присадки для улучщения коэффициента вязкости, такой же, как в примере 3, имеет вязкость при 99°С 2160 остокс. Этот полимер использован в качестве присадХарактернстикаКинематическая вязкость при 99°С Кине.матическая вязкость при 37,8°С Коэффициент вязкости Вязкость при -17,8°С, сстокс Те.гг1ература застывания, °С

Рецептура масла 10W 40, имеющего минеальную основу, вес. %:

Гидрированный полимер, вязкость

при 99°С 9150 сстокс6,5

Лруппа при1садок:6,7

присадка, понижающая температуру застывания масла0,6 основное минеральное масло (вязкость при 99°С 5,05 осток; коэффициент вязкости по ASTMD 2270/A ill6; при - 17,8°С -1050 спуаз) 86,2

Метод

ASTMDM5

ASTMDM5

ASTMD2270/A

ASTMD2270/B

ASTMD2602

ASTMD97 ASTM D44514,49 ASTM DM591,8 ASTM 2270/А140 ASTM 2270/В175 ASTM 2602220 ASTM 97-33 ецептура масла , имеющего миальную основу, вес. %: идрогенизованный полимер, ;вязкость при 99°С 16300 сстакс 2,5 руппа присадок:6,7 присадка, понижающая температуру застывания масла0,6 основное минеральное масло (вязкость при 99°С 5,05 сстокзс; коэффициент вязкости при ASTM D2270/A Мб; при -17,8°С 1050 спуаз 90,2 смеси, имеющей рецептуру, приведенную . цептура масла , имеющего синческую основу, вес. %: Гидрированный полимер, вязкость при 99°С 2160 сстокс15,0 Группа присадок8,5 интетическое масло (вязкость при 99°С 4,50 сстокс; коэффициент 1ВЯ31КОСТИ по ASTM D2270/A 125; при - 17,8°С 200 спуаз76,5 ASTM D44518,30 ASTM D445107,3 ASTM D2270/A144 ASTM D2270/B201 ASTM D2602165Г) ASTM D97-35

9

ПрИ м ер 8. Гидрированный полимер, использованный в примере В качестве присадки для улучшения коэффициента вязкости, аналогичный примеру 3, имеет вязкость при 99°С 2160 сстокс. Этот полимер июпользован в качестве присадки к смеси, имеющей рецептуру, приведенную ииже.

Рецептура масла 5W-30, имеющего синтетическую основу, вес. %:

Характеристики

Кинематическая вязкость при , сстокс Кинематическая вязкость при 37,, сстокс Коэффициент вязкости

Вязкость при -17,8 С, спуаз Темпгратура застывания, С

10

Гидрированный полимер, вязкость

три 99°С 2160 юстокс10,0

Группа присадок:8,5

синтетическое масло (вяэкость при 99°С 4,50 сстокс; коэффициент вязкости по ASTM D 2270/А 125; при -17,8°С 200 спуаз)81,5

Метод

ASTMDM5

ASTMD445

ASTMD2270/A

ASTMD2270/B

ASTMD2602

ASTMD97

В примерах 7 и 8 коэффициент вязкости основного синтетического масла (из расчета по методу ASTM D2270/A) увеличен путем доба1вления присадки для улучшения коэффициента вязкости со 125 до 144 и 147 соответственно.

Примеры 9 и 10. Проведены вапытания на сопротивление сдвигу на маслах в соответствии с примерами 2 и б. Для испытаний исКинематическая вязкость: при , сстокс

при 37,8°С, сстокс

Согласно примеру 10 испытание на сопротивление сдвигу проведено на масле 10W-40 в соответствии с примером 5.

Кинематическая вязкость: при 99С, сстокс при 37,, сстокс

Бели учесть, что два масла примеров 2 и 5 срецептированы с применением двух гидрогенизованных полимеров, имеющих значительно отличающиеся друг от друга вязкости при 99°С; 1500 и 9150 сстокс соответственно, можно сделать вывод, что степень деполимеризации не зависит от вязкости использованного полимера.

Примеры 11 и 12. Сравнивают степени деполимеризации (сопротивление сдвигу) смазочных материалов, содержащих промышленные присадки для повышения коэффициента вязкости, со смазочными маслами, содержащими присадки для повышения коэффипользован звуковой генератор Райтона (ASTM D2603-70) в течение 15 мни. Определяют изменение вязкости при двух температурах; 99 и 37,8°С.

Согласно нрцмеру 9 испытание на сопротивление сдвигу проведено на масле 20W-50 в соответствии с примером 2.

Результаты приведены ниже.

Потеря вязкости,

9,6 10,1

Результаты приведены ниже

После испытания Потеря вязкости.

9,3

13,14 83,1 9,5

циента вязкости по предлагаемому способу. Согласно примеру 11 испытывают масло SAE 20W-50 с промышленной присадкой для повышения коэффициента вязкости на основе нолиметакрилата.

Масло 20W-50 согласно примеру Г, состав, вес. %:

Промышленный полимер7,0

Группа присадок6,7

Основное минеральное масло (вязкость при 99°С 9,68 сстокс; коэффициент вязкости по ASTM D2270/A 105; при 17,8°С- 7100 спуаз)86,3

стокс , сстокс

Кинематическая вязкость при 99°C, сстокс Кинематическая вязкость при 37,8°С, сстокс

Согласно примеру 12 испытывают масло SAE 10W-40 с присадкой для повышения коэффициента ВЯЗКОСТИ на основе поли-метакрилата.

10W-40 согласно примеру 12, соМасло%:

а;в, вес.

Характеристики

Кинематическая вязкость при 99С, сстокс Кинематическая вязкость при 37,8С, сантистокс Коэффициент вязкости

Вязкость при -17,, спуаз Температура застывания, °С

Испытание на стабильность сопротивления сдвигу (ASTM D2203-70)

Кинематическая вязкость при 99°С, сстокс16,4413,6117,2

Кинематическая вязкость при 37,8°С, сантистокс 102,384,36, 16,5

Из сравнения результатов испытания на сопротивление сдвигу по примерам 11 и 12 с результатами по примерам 9 и 10, видно, что масла, содержащие присадки для повышения коэффициента вязкости, имеют степень деполимйрязациИ приблизительно вдвое Меньшую чем масла, содержащие промыщленные присадки для повыщения коэффициента вязкости.

Предмет изобретения

Способ получения присадки для смазочных масел, отличающийся тем, что, с целью

503528

12:,

Метод

ASTM D44519,37

ASTM D445161,4

ASTM D2270/A127

ASTM D2270/B147

ASTM D26028600

ASTM D97-28

ASTM D2603-70

Потеря вязкости,

После испытания 16,12 16,8 136,0

15,7

Промышленный полимер

Группа присадок

Основное минеральное маюло (вязкость прИ 99°С 5,6 сстоюс коэффициент вязкости по ASTMD2270/A М7; при - 17,8°С 1350 спуаз

Исходная После испытания Потери вязкости

повышения .качест1ва присадок, жидкий полимер ic высокой вязкостью и т. «ип. выше 175°С (|ку1бовый остаток от дистилляции продукта полИмеризащии ос-олефинов общей формулы R-СН-СНд, где R-С2-С1б-алкил, в присутствии катализатора, состоящего из четыреххлористого титана и полииминоалана) подвергают дистилляции при пониженном давлении, продукт с начальной т. кип. 3SO°C гидрируют в присзгствии катализатора в среде углеводородного распворителя, предпочтительно я-гептана, с последующей отгонкой этого растворителя.