Ароматические сложные эфиры - базовые жидкости для смазочных масел Советский патент 1976 года по МПК C07C69/76 C10M1/26 

эфиров алифатических дикарбоновых кислот: феноксифенилазелаината (А), смеси сложных эфиров азелаиновой кислоты и фенола (В) или м-феноксифенола (С), ди-( м-феноксифенилсебацината) (Д), ди-( МгфеноксЕ&фенилброзилата (Е), дит( /л -феноксифенилфосфата) (Р), ди-{ м -феноксифенилглутарата) (Q), Д№-{ «л.-метилмалоната) (Н), некоторые показатели которых приведены в табл. 1, Термоокислительная стабильность этих же эфиров представлена в табл. 2.

Таблица 1

Однако и эти ароматические эфиры в недостаточной степени по общему комплексу свойств удовлетворяют требованиям к смазочным маслам, С целью повышения термической стабильности, устойчивости к радиационному облучению, предлагается использовать ароматические сложные эфиры общей формулы где Аг представляют собой М ./

Таблица 2 45 ВО 55 Т) - целое, число 1-5; К - целое число 2-3 в случае ди- или трикарбоновых кислот, в качестве базовой жидкости для смазочных масел, Эти эфиры отличаются высокой вязкостью, относительно низкой температурой застывания, хорошими смазывающими свой«ствами. Имеют высокую термическую (до 330-С) и радиационную устойчивость. Следует отметить, что наличие двух метильных заместителей в р - положении алкильной (в спирте) части молекулы обусловливает высокую термическую стабильность эфиров, так как при этом блокируется низкотемпературный механизм разложения через шестичленное переходное состояние. Ароматические структуры

придают эфиру повышенные термическую, термоокислительную и радиационную стабильность. Наличие кислородного мостика между двумя фенильными группами (дифенилоксидная группировка) улучшает низкотемпературные и вязкостно-температурные свойства сложного эфира.

Синтезированные соединения могут быть использованы как основа высокотемпературных пластичных смазок, смазочных масел, теплоносителей и гидравлических жидкостей, .

Сложные эфиры получают путем непосредственной этерификапии кислоты спиртом в присутствии Na HSO как катализатора (6-10%, считая на кислоту) и ксилола в качестве азеотропного агента. После окончания процесса этерификадии (ЗО35 час) продукт отделяют от кислых соединений на ионообменной смоле АВ-17, Затем отгоняют растворитель и избыток спирта и сушат эфир в вакуум-сушильном шкафу или перегоняют под вакуумом.

Пример 1, Получение био-(2,2-диметиламилового эфира тримеллитовой кислоты).;

16,7 г тримеллитовой кислоты нагревают с 41,5 г 2|2-диметиламилового спирта и 1,1 г катализатора (NaHSQ в присутствии ксилола как азеотропного агента. Процесс осуществляют- в трехгорлой- колбе с мешалкой, водоотделительной ловушкой, об ратным холодильником и термометром. Ре-

акцию ведут до окончания выделения воды и постоянного кислотного числа. Затем реакционную смесь охлаждают и пропускают через колонку, заполненную анионитом АВ-17. Очищенный таким образом от кислых соединений эфир высушивают над .. Затем отгоняют ксилол и избыток спирта, остаток разгоняют при остаточном давлении- 4мм рт.ст. с отбором фракции . Выход очишенного продукта 70% от теоретического, свойства его представлены в табл. 3, 4 и 5.

П р и м е р 2. Получение сложного эфира дифенилоксид-4,4-дикарбоновой кислоты и 2,2-диметилгексилового спирта.

В трехгорлой колбе с мешалкой, водоотделительной ловушкой и термометром нагревают 21,4 г дифенилоксид-4,4-дикарбоновой кислоты, 31,2 г 2,2-диметилгексилового спирта, 1,3 г катализатора NaHSO, Реакцию проводят в среде ксилола как азеотропного агента. Когда кислотное число становится постоянным, а в ловушке прекращается выделение воды, реакцию заканчивагют. Далее реакционную смесь пропускают через колонку, заполненную сильноосновным анионитом АВ-17 для очистки от кислых соединений. Очищенный эфир Сушат над ., отгоняют ксилол и избыток спирта, а затем высушивают в вакууме. Свойства синтезированного эфира показаны в табл.3, 4 и 5, там же приведены свойства других, аналогично полученных эфиров.

со

яз а

S

« ю со

Н

X

о

ш у я

2 о о,

со

а о о,

- I

g

« §

ь

ш

с

а

а

S

ti ю

Ф

Ь

vg

СП

EH

ш

И Ф

Как известно, одной из основнь:х характеристик смазочного масла является его термическая стабильность. Термическую стабильность полученных эфиров изучали термогравиметрическим методом на дериватографе системы Паулик, Паулик и Эрдей Из табл. 6 следует, что термическая стабильность указанных эфиров выше, чем термическая стабильность эфира1-2, являю- щаяося наиболее устойчивым к воздействию температур из имеющихся в настоящее время. В связи с тем, что иногда синтетические масла работают в условиях повышенной радиации, бьта выявлена их радиационная устойчивость, которую определяли при дозе облучения 10 рад. Результаты приведены в табл. 6. Из данных табл. 6 видно, что физикохимические свойства синтезированных соеди нений меняются при воздействии радиационного облучения в значительно меньшей степени, чем свойства эфиpa-2f Для определения устойчивости к окислению эфиры окисляли кислородом воздуха

Опыты велись в токе аргона с подъемом температуры 3°С/мин. По результатам опытов были выявлены зависимости потерн веса испытуемых эфиров от температуры и найдены температуры начала разложения. Результаты приведены в табл. 5,

Таблица 5 при нагревании и исследовали свойства окисленных образцов. Испытание проводили без ингибиторов в присутствии пластинок из алюминия и стали, Условия окисления: температура 225°G, продолжительность 50 час, скорость подачи воздуха 50 мл/мин. Термоокислительная стабильность характеризовалась изменением кислотности и вязкости сложных эфиров в результате испытания и оценивалась в сравнении с промышленным образцом пентаэритритового эфира на основе фракции нормальных жирных кислот С -Сд. В табл. 7 представлены результаты анализа свойств окисленного образца - эфира дифенилоксид-4,4- -дикфбоновой кислоты и 2,2-диметилпентанола-1.

со

to я s и ю

со

н

525663

17 Примечание.

Кроме того, смазочные масла должны предохранять подшипники качения и шестеренчатые передачи от повышенного износа, предотвращать заедание всех трущихся 40 деталей, обеспечивать надежность и долговечность работы двигателя.

Смазывающие свойства полученных предлаг аезиых сложнь1х эфиров оценивали на

Предельная нагрузка задира, кг.

.Дифенш1ОКСид-4,4-дикарбоновой кислоты и 2,2-диметилбутанола-1

Дифенш1ОКсид-4,4-дикарбоновой кислоты и 2,2-диметилгексанала-1

Сложный эфир пента итрита и фракции жирных кислот С - С„ {эфир-2)

ДОС

Неопентильные эфиры алифатических кислот

18

Таблица 7

4-шариковой машине трения при различных нагрузках.

Сравнение противоизносных свойств сложных эфиров различного строения осуществляли при следующих условиях: П 1400 об/мин, время 6О сек, диаметр шара 12,7 ммСТШХ 15.

8О,0 75,0

65,0 60

6О-65 При испытании предлагаемых сложных эфиров прибор и пластинки оставались чистыми, при испытании известного образца на приборе появлялся коричневый налет, пластинки становились темными.

19 Формула изобретения

Ароматические сложные эфиры общей формулы

СН,о

СН,-ССН)-С-СН.,-0-С 5

20 представляет собой

где

или

П - целое число l-5j

к - целое число 2-3 в случае ди- или

трикарбоновых кислот,

- базовые жидкости для смазочных масел.