МОТОРНОЕ МАСЛО Советский патент 1994 года по МПК C10M133/02 C10M133/02 C10M133/08 C10M133/16 C10M129/54 C10M135/10 C10M155/02 C10M137/10 C10N30/04 

Изобретение относится к составам моторных масел на минеральной основе, применяемым в высокофорсированных судовых дизельных двигателях, эксплуатируемых в тяжелых условиях.

Известно моторное масло, предназначенное для форсированных карбюраторных двигателей, например, группы Г₁, на минеральной основе с добавлением щелочного алкилсалицилата кальция, щелочного сульфоната кальция, ди-(алкил)-дитиофосфата цинка, полиметакрилата, сукцинимидной присадки и полиметилсилоксана [1].

Известно моторное масло, предназначенное для форсированных автотракторных дизелей, например, группы Д, на минеральной основе с добавлением щелочного алкилсалицилата кальция, нейтрального сульфоната кальция, ди-(алкил)дитиофосфата или ди-(алкилфенил)дитиофосфата цинка, полиметакрилата, полиметилсилоксана, азотистого основания - сукцинимида - и ингибитора коррозии [2].

Это масло по составу ингредиентов наиболее близко к предлагаемому и принято за прототип.

Однако известное масло вызывает повышенное нагарообразование на поршнях высокофорсированных судовых тронковых дизелей, имеющих температуру поршня в зоне первого поршневого кольца 260^оС и более, и не обладает требуемым для эксплуатации этих дизелей сроком службы.

Целью изобретения является повышение моющих свойств и увеличение срока службы моторного масла в условиях повышенных температур.

Поставленная цель достигается тем, что моторное масло на основе минерального масла, содержащее щелочной алкилсалицилат кальция, нейтральный сульфонат кальция, дитиофосфат цинка, полиметилсилоксан и азотистое основание, в качестве последнего содержит фталимид алкенилсукцинимида диэтилентриамина или продукт конденсации алкилфенола, полиэтиленполиамина и формальдегида, модифицированный борной кислотой и алифатической монокарбоновой кислотой с 10 - 20 атомами углерода, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Щелочной алкилсалицилат кальция 8,5 - 10,5
Нейтральный сульфонат кальция 9 - 11 Дитиофосфат цинка 2,5 - 3,2 Полиметилсилоксан 0,003 - 0,005 Азотистое основание 2,5 - 4,0 Минеральное масло до 100
В качестве дитиофосфата цинка масло может содержать ди-(алкилфенил)дитиофосфат цинка или смесь его с ди-(алкил)-дитиофосфатом цинка в массовом соотношении 2:1.

Наличие в составе масла фталимида сукцинимида диэтилентриамина или продукта конденсации алкилфенола, полиэтиленполиамина и формальдегида, модифицированного борной и алифатической жирной кислотой (основание Манниха) в совокупности с другими компонентами, входящими в состав масла, обеспечивает по сравнению с известными маслами кроме более высоких моющих свойств при повышенных температурах увеличение срока службы масла в результате менее интенсивного его старения в процессе работы в двигателе, выражающегося в значительно меньшем накоплении нерастворимых продуктов загрязнения в работающем масле и, как следствие этого, в уменьшении срабатывания присадок.

Краткая характеристика компонентов, входящих в состав масла.

Щелочной алкилсалицилат кальция представляет собой коллоидный раствор в минеральном масле кальциевой соли алкилсалициловой кислоты с мол.м. 750 - 820 и тонкодисперсного карбоната кальция, находящегося также в коллоидном состоянии. Содержание кальциевой соли алкилсалициловой кислоты в масле-растворителе 25 - 30%, а карбоната кальция 6 - 9%. В состав щелочного алкилсалицилата кальция входят также свободные алкилфенолы и алкилфениловые эфиры в количестве до 20%. Общая щелочность присадки 100 - 140 мг КОН/1 г. Щелочной алкилсалицилат кальция получается карбонатацией углекислым газом в присутствии Са(ОН)₂ нейтрального алкилсалицилата, растворенного в минеральном масле.

Нейтральный сульфонат кальция представляет собой 18 - 25%-ный раствор в минеральном масле кальциевой соли сульфокислот с мол.м. 420 - 640. Получается сульфированием минерального масла или синтетических алкилбензолов с последующей нейтрализацией Са(ОН)₂.

Основание Манниха представляет собой 40 - 50%-ный раствор в минеральном масле и непрореагировавшем полибутилене продукта конденсации по реакции Манниха алкилфенолов (алкильный радикал 40-20000 атомов углерода), полиэтиленполиаминов (с 3-6 аминными группами) и формальдегида, модифицированного борной кислотой и алифатической монокарбоновой кислотой с 10-20 атомами углерода.

Высокомолекулярное основание Манниха содержит 0,8 - 1,3% азота, 0,1 - 0,3 % бора.

Фталимид алкенилсукцинимида диэтилентриамина представляет собой 40-50% -ный раствор активного вещества в минеральном масле и непрореагировавшем полибутилене. Основной компонент активного вещества имеет следующее строение:
H где R - алкенил с 35-200 атомами углерода.

Содержание азота во фталимиде алкенилсукцинимида диэтилентриамина 1,0 - 1,6%.

Масло готовят смешением минерального масла, подогретого до 70 - 90^оС, с присадками. Последовательность введения присадок не регламентирована. Присадки вводят в поток или в емкость. Перемешивание осуществляют до получения однородной массы по всему объему емкости. Однородность полученного масла определяют по вязкости при 100^оС и щелочному числу (мг КОН/г).

Приготовлено пять образцов масла.

Образец 1, мас.%:
Щелочной алкилсалицилат кальция 8,5
Нейтральный сульфонат кальция 11,0 Ди-(алкилфенил)дитиофосфат цинка 3,0 Основание Манниха, модифицированное борной и алифатической жирной кислотой С₁₀ 3,0 Полиметилсилоксан 0,003 Минеральное масло с вязкостью до 100 14 сСт при 100^оС
Масло имеет следующие основные физико-химические показатели: вязкость при 100^оС ν₁₀₀ = 15,8 сСт; ИВ = 95, зольность сульфатная 1,55%, щелочное число 9,8 мг КОН/г масла, коррозионность при 140^оС - отсутствие.

Образец 2, мас.%:
Щелочной алкилсалицилат кальция 9,5
Нейтральный сульфонат кальция 10,0
Ди-(алкилфенил)дитиофосфат цинка 2,5
Основание Манниха,
модифицированное борной
и алифатической жирной кислотой С₁₅ 3,0 Полиметилсилоксан 0,004 Минеральное масло до 100
Масло имеет следующие основные физико-химические показатели: вязкость при 100^оС ν₁₀₀ = 15,8 сСт, ИВ = 95, зольность сульфатная 1,57%, щелочное число 10,9 мг КОН/г масла, коррозионность при 140^оС - отсутствие.

Образец 3, мас.%:
Щелочной алкилсалицилат кальция 10,5
Нейтральный сульфонат кальция 9,0
Ди-(алкилфенил)дитиофосфат цинка 2,5
Основание Манниха, модифи-
цированное борной и алифа-
тической жирной кислотой С₂₀ 4,0 Минеральное масло до 100
Масло имеет следующие основные физико-химические показатели: вязкость при 100^оС ν₁₀₀ = 15,8 сСт, ИВ=98, зольность сульфатная 1,58%, щелочное число 11 мг КОН/г масла, коррозионность при 140^оС - отсутствие.

Образец 4, мас.%:
Щелочной алкилсалицилат кальция 9,5
Нейтральный сульфонат кальция 10,0
Ди-(алкилфенил)дитиофосфат цинка 2,5
Фталимид алкенилсукцини- мида диэтилентриамина 2,5 Полиметилсилоксан 0,003 Минеральное масло до 100
Масло имеет следующие основные физико-химические показатели: вязкость при 100^оС ν₁₀₀ = 16,1 сСт, ИВ=95, зольность сульфатная 1,60%, щелочное число 10,8 мг КОН/г масла, коррозионность при 140^оС - отсутствие.

Образец 5, мас.%:
Щелочной алкилсалицилат кальция 8,5
Нейтральный сульфонат кальция 1,0
Ди-(алкилфенил) дитиофосфат цинка 2,1
Ди-(алкил)дитиофосфат цинка 1,1
Фталимид алкенилсукци- нимида диэтилентриамина 2,5 Полиметилсилоксан 0,003 Минеральное масло до 100
Полученные образцы масла испытаны на установке ИМ-1 по методу ИМ-144 С (оценка стойкости масел против старения).

Введение фталимида алкенилсукцинимида диэтилентриамина или основания Манниха, модифицированного борной и алифатической жирной кислотой, в состав масла уменьшает интенсивность роста нагарообразования на поршне и особенно существенно снижает степень его старения.

Загрязненность масла, характеризуемая величиной нерастворимого осадка, на 40 - 50% меньше, чем масла-прототипа. В результате меньшего накопления в работавшем масле нерастворимых продуктов загрязнения на 70 - 90% снижается величина прироста вязкости в конце испытания. Таким образом, предлагаемое масло имеет значительный резерв для увеличения сроков службы и снижения потерь на трение в двигателе из-за роста вязкости масла.

1. МОТОРНОЕ МАСЛО на основе минерального масла, содержащее щелочной алкилсалицилат кальция, нейтральный сульфонат кальция, дитиофосфат цинка, полиметилсилоксан и азотистое основание, отличающееся тем, что, с целью увеличения сроков службы масла и повышения его моющих свойств в условиях высоких рабочих температур, в качестве азотистого основания оно содержит фталимид алкенилсукцинимида диэтилентриамина или продукт конденсации алкилфенола, полиэтиленполиамина и формальдегида, модифицированный борной кислотой и алифатической монокарбоновой кислотой с 10 - 20 атомами углерода, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Щелочной алкилсалицилат кальция 8,5 - 10,5
Нейтральный сульфонат кальция 9,0 - 11,0
Дитиофосфат цинка 2,5 - 3,2
Полиметилсилоксан 0,003 - 0,005
Азотистое основание 2,5 - 4,0
Минеральное масло До 100
2. Масло по п.1, отличающееся тем, что в качестве дитиофосфата цинка оно содержит ди-(алкилфенил)дитиофосфат цинка или смесь его с ди-(алкил)дитиофосфатом цинка в массовом соотношении 2 : 1.