Способ получения несимметричной сложноэфирной основы синтетического смазочного масла Советский патент 1980 года по МПК C07C69/60 C07C67/08 C10M3/20 

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения сложноэфирных смазочных масел, повышающих работоспособность машин и механизмов в различных областях техники. Наиболее широко в качестве основы сложноэфирных синтетических масел используют эфиры различных дикарбоновых кислот (себациновой, азелаиновой адипиновой) , и одноатомных алифатичес ких спиртов, из которых наилучшими свойствами обладает диизооктилсебацинат. .Эти эфиры получают по единой технологии: этерификацией дикарбоновых кислот спиртами при нагревании в присутствии кислотного катализатора 1. Известные диэфирные основы смазоч ных масел обладают хороишми вязкостн температурными свойствами и низкой температурой застывания, но даже луч шая из них - диизооктилсебацинат - недостаточно термостабильна для по вьлшения термоокислительной и смазывающей способности вводят соответст вующие присадки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является получения сложноэфирной оснорм синтетического смазочного масла взаимодействием малеиновой, фумаровой, итаконовой кислот или малейнового и итаконового ангидридов с алифатическими спиртами, в частности с алифатическими спиртами C(.-C20f при 120-160°С в присутствии кислотного катализатора. Наилучшие свойства получаемых продуктов достигаются при этерификации исходных кислот или ангидридов двумя различными алифатическими спиртами с образованием несимметричных диэфиров 2 . Известный способ позволяет получать целевые диэфиры, которые помимо хороших вязкостных и низкотемпературных свойств обладают высоким смазывающим (противоизносным) действием, но они также, как и другие алифатические диэфиры, недостаточно стабильны к термической и термоокислительной деструкции. Целью изобретения является разработка способа, позволяющего расширить ассортимент и сырьевую базу сложноэфирной основы синтетических смазочных масел, отличающихся 1товы1иенноЯ термической и термоок 1С итсльиой ст-:,бильностью.

Поставленная цель достигается описываемым способом получения несимметричной сложноэфирной основы синтетического смазочного масла, состоящим во взаимодействии малеиновой или фумаровой кислот или малеинового ангидрида при нагревании в присутствии кислотного катализатора с двумя различными спиртами, одним из которых является алифатический спирт , а в качестве второго берут алкилфеноксигэтанол с алкильной группой .jg .

Отличительный признаком способа является использование в качестве одного из спиртов алкилфеноксиэтанола с алкильной группой .

Технология способа состоит в следующем.

К малеиновой (фумаровой) кислоте или малеиновому ангидриду, содержащим кислотный катализатор и нагретым до 60-ЭО С, прибавляют при перемешивании алкилфеноксиэтанол и по завершении первой стадии этерификации - алифатический спирт , повышают температуру до 120-15О С. Реакционную массу нейтрализуют и дистиллируют с выделением целевого несимметричного диэфира известными приемами. Возможен и обратный порядок проведения процесса этерификации: сначала алифатичесКИМ спиртом С -Cg , а затем алкилфеноксиэтанолом с алкильной группой . Можно использовать для этерификации смесь указанных спиртов.

Пример 1. В расплав 10 г малеинового ангидрида при постепенно (0,5 ч) вводят при интенсивном перемешивании 25 г пара-трет -октилфеноксиэтанола и повышают температуру до 90 С. Через 1-2 ч первую стадию этерификации завершают, в реакционную смесь добавляют 0,5 г бензолсульфокислотьл и 25 г 2-этилгексанола-1, повышают температуру до 110-120 0 и ведут процесс до прекращения вьщеления реакционной воды. Полученную реакционную массу промьтвают водой до нейтральной реакции, высушивают и разделяют вакуумной дистилляцией. Целевая фракция имеет т. кип. 195- 205с/1 мм рт.ст., молекулярную массу 460 (вычислено 460) и эфирное число 245 мг КОН/Г (вычислено 244 мг КОН на 1 г), выход 78,3% от теоретического. В ИК-спектре отчетливо проявляются полосы, поглощения при 820 см, 1250 , дублет при 1610 -см, интенсивный пик при 1737 см и отсутствует поглощение в области 3200-3600 см , что подтверждает строение полученного несимметричного диэфира малеиновой и фумаровой кислот, содержащего, в своем составе ароматическое ядро. При этерификации происходит частичная изомеризация кислотного остатка малеиновой кислоты в фумаровую и полученный

продукт содержит смесь стереои:- ..lepных диэфИ1 ов.

Пример 2. К смеси 11,6 г фумаровой кислоты и 3,5 г сульфокатионита КУ-2 прибавляют при 100°С и перемешивании 15,2 пара-крезоксиэтанола, а по завершении выделения расчетного количества реакционной воды (1,8 Мл) вводят 25 г 2-этилгексанола-1. Через 2-3 ч процесс завершают, полученную реакционную массу нейтрализуют и разделяют как описано в примере 1. Получают несимметричный диэфир с т. кип. 178-185С/1 мм рт.ст., молекулярной массой 362 (вычислено 362) и эфирным числом 312 мг КОЯ/г (вычислено 310 мг КОН/г), выход 78,7% от теоретического.

Пример 3,По методике, описанной в примере 1, получают несимметричный эфир втор.октадецилфеноксиэтанола малеиновой и фумаровой кислот и метанола с т. кип. 217-235с/ /1 км рт.ст., молекулярной массой 502 (вычислено 502) и эфирным числом 225 мг КОН/Г (вычислено 223 мг КОН/г) выход 81,1% от теоретического.

Пример 4. По методике, описанной в примере 1, но при использовании на первой стадии этерификации изобутилового спирта, а на второй - Етор.децилфеноксиэтанола, получают несимметричный диэфир с т. кип. 187- мм рт ..ст., молекулярной массой 432 (вычислено 434) и эфирным числом 261 мг КОН/г (вычислено 260 мг коя/г), выход 79,5% от теоретического

Полученные несимметричные диэфиры испытывают по ряду физико-химических свойств в сравнении с известными сложноэфирными основами синтетических смазочных масел (ГОСТ 19096-73) . Температуру начала разложения и потерю веса оценивали общепринятым в последнее время дериватографическим методом

Результаты испытаний приведены в таблице.

Из приведенных данных видно, что синтезированные несимметричные диэфиры на основе С -С д-алкилфеноксиэтанолов и алифатических спиртов C.-Cg имеют более высокую тег-тературу начала разложения и гораздо меньшую потерю веса при термическом разложении в токе воздуха по сравнению с известными несимметричными алифатическими диэфирами малеиновой и фумаровой кислот, а также с промыиленной сложноэфирной основой - ди(2-этилгексил) себацинатом. Вязкостные, низкотемпературные и противоизносны.е свойства несимметричных диэфиров на основе С -С д-алкилфеноксиэтанолов и алифатических спиртов С,-Сg находятся на уровне известных диэфиркых смазоч-ных масел.

Полученные в соответствии с данным изобретением несимметрич-ие диэфиры обладают повышенной термической и термоокислительной стабильностью. Кроме того, исходные С;,-С д-алЧилфеноксиэтанолы являются более до:тупными и дешевыми реагентами, чем Физико-химические свойства сложноЪф алифатические спирты, в связи с чем их применение позволяет расширить сырьевую базу производства и значительно снизить стоимость сложноэфирной основы синтетических смазочных масел. ирных основ смазочных масел

Показатель преломления при 20С Плотность, г/см Вязкость, сСт, при С: -40 -50 -100 -Т,застыв., с Кислотное число, мг КОН/Г Температура начала термич. разложения, с, при скорости нагревания б С/мин