Олигоуретаны в качестве присадок к смазочным маслам

Олигоуретаны в качестве присадок к смазочным маслам

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к олигоуретанам(ОУ)с концевыми кетонными группами, которые могут быть использованы в качестве присадок к смазочным маслам. Снижение вязкости, улучшение смазочных свойств и повышение стабильности ОУ достигается за счет использования их с концевыми кетонными группами общей формулы: ЧV 9 Q -CHfC(CH3VO-C-W-R,-NH-C-0-R-0-C- ; l-Rr CHjO -Wl-C-aCHjIfCHfC O гае R,--(CH2}6 СНч 5 Uf к-сн-сиГ о-сн-снг ГоснгспГо-сн2сн2-о - з 3Г г vi I mi - -оЗптсн сн сн. сн, сн, I 3 - Si-0- I СИ, И5 -Si сн. m + n 14-31; К 49-50. При использовании соединения в качестве присадок ОУ берут от 1 до 7% от массы смазочных масел. 2 табл. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ИКАЯ, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

СН CHHç

-ICn,cH-О) -СН,-СН

ССНН сн, I

Si-0I

Cfl3

CHý

1 — $1

I (CCHH

К ABTOPCKOMY С8ИДЕТЕЛЬСТ8У (21) 4666566/05 (22) 23.03.89 (46) 23,11.91, Бюл. ¹ 43 (71) Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова (72) В.Н. Николаев, С.М.Верхунов и

И,Ф,Степанов (53) 678.664(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 761489, кл. С 08 G 18/84, 1978. (54) ОЛИГОУРЕТАНЫ В КАЧЕСТВЕ ПРИСАДОК К СМАЗОЧНЫМ МАСЛАМ (57) Изобретение относится к олигоуретанам (ОУ) с концевыми кетонными группами, которые могут быть использованы в качестве присадок к смазочным маслам. Снижение вязкости, улучшение смазочных свойств

Изобретение относится к олигоуретанам с концевыми кетонными группами, которые могут быть использованы в качестве присадок к смазочным маслам, например, к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) для штамповки деталей из стальных и латунных лент.

Цель изобретения — снижение вязкости присадок, улучшение смазочных свойств и повышение стабильности олигоуретанов с концевыми кетонными группами.

Для получения олигоуретанов используют следующие соединения; 2,4-толуилендиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, диацетоновый спирт, а -олигодиметилсилоксандиолы, имеющие следующие характеристики: содержание гидроксильных групп 0,9-0,93%, мол. м. 3700-3800, содержание влаги менее 0,01%, кислотное число

0,02 мг КОН/r, полиоксипропилендиолы

„„SU ÄÄ 1692990 А1

ash)s С 08 6 18/83//С 10 M 149/14 и повышение стабильности ОУ достигается за счет использования их с концевыми кетонными группами общей формулы: о 0

h ц о-с-сн,-с(сн,),-о-с-wH-H,-кн-с-0-R-Î-С- ЩI сн5 0 сН

- н-с-с сн 1-сн.-с=о

I г е В,--(сндь з н--сн-сн,-(о-сн-сн),— осн,сн,.-о-сн,сн,-оmi-n 14 31,К 49 50.

При использовании соединения в качестве присадок OY берут от 1 до 7% от массы смазочных масел. 2 табл. (Лапролы) марок Д-10 и Д-20, мол, м. 1000 и

2000, содержание влаги 0.06 и 0,05%, содержание гидроксильных групп 3,2 и 1,64%, кислотное число 0,02 и 0,015 мг КОН/г, вязкости при комнатной температуре 1,48 и

3,33 П соответственно, В качестве смазочно-охлаждающих жидкостей используют полиэтилсилоксановую жидкость марки ПЭС-5. Состав СОЖ—

100% ПЗС-5 (Базовая СОЖ).

Пример 1. В трехгорловую колбу, снабженную механической мешалкой, отводом для соединения с вакуумной системой и термометром; загружают, мас.ч.: жидкий гидроксилсодержащий диметилсилоксановый каучук 1000; 2,4-толуилендиизоцианат

8,08, и ведут процесс при 50 + 5 С и интенсивном перемешивании в течении 20 ч до половинного превращения NCO-групп. 3атем к реакционной смеси добавляют 2,32

1692990 мас.ч. диацетонового спирта (эквивалентное количество) и смесь перемешивают в течение 5 ч при 60 + 5 С до полного исчезновения NCQ-групп. Полученный полиуретан имеет мол.м. 4430, плотность 1,111, г см, содержание концевых кетонных з групп 1,27ь, вязкость 75 П. При хранении в теченйе 30 сут вязкость возрастает на 3 .

Растворяется в полиэтоксисилоксане.

Пример 2, Повторяют процесс, описанный в примере 1, применяя, мас.ч.; жидкий гидроксилсодержащиЙ диметилсилоксановый каучук 1000, ге .Саметилендиизоцианат 7,80; диацетоновый спирт

2,32 (эквивалентное количество), Полученный пorèópeòàí имеет мол. и, 4300, плотность 1,1110, г/смз, содержание. концевых кетонных групп 1,?0)(„вязкость 66 П. При хранении в течение 30 сут вязкость возрастает на 3 Д, растворяется в полиэтоксисилокса не.

Пример 3. Повторяют процесс, описанный в примере 1, применяя, мас,ч,; полиоксипропилендиол (мол.м. 2000) 1000:

2,4,-толуилендиизоцианата 174, диацетоновый спирт 116 (эквивалентное количество).

Полученный полиуретан имеет мол. м. 2450, плотностоь 1,0108 г/см", содержание концевых кетонных групп 2,30 )ь, вязкость 68 П, При хранении в течение 30 сут вязкость оэрастает на ЗЯ,. Растворяется в полиэтоксисилоксане, П р и M е р 4. Повторяют llpolgecc, описанный в примере 10 применяя, мас.ч.; полиоксипропилендиол (мол.м. 1000) 1000;

12,4-толуилендиизоцианат 348; диацетоновый спирт 116 (эквивалентное количество), Полученный полиуретан имеет мол. м, 1450, плотность 1,0110 r/ñì, содержани, концевых кетонных групп 3.86 /, вязкость

153 Г1. При хранении в течение 30 сут вязкость возрастает на " p. Растворяется в пояиэтоксисилоксане.

П р и M е р 5. Г!Овторяют процесс, Описанный в примере 3, применяя, мас,ч,; полиоксипропилендиол (мол.м, 2000) 1000;

2,4-толуилендиизоциэнат 174. К полученному 11744 мас.ч. макродиизоцианата вводят

110 мас.ч, диацетонового спирта из расчета соотношения модифицирующая добавка (диацетоновый спирт): макродиизоцианат, равного — — 1,9:1 (моль), т,е. недостаток модифицирующей добавки. Полученный полиуретан имеет мол.м, 2400, плотность 1,0109 г/смз, содержание концевых кетонных групп 2,25",(„ вязкость 70 П. При хранении в течение 30 сут вязкость возрастает в 3 раза (дошла до 210 П), Дело в том, что при недостатке модифицирующей добавки остаются свободные изоцианагные группы, которые при хранении реагируют с влагой воздуха. образуя мочевинные группы и резко увеличивая вязкость олигомера.

Пример 6. Повторяют процесс, описанный в примере 3, применяя, мас.ч.: полиоксипропилендиол (мол.м. 2000) 1000;

2,4-толуилендиизоцианат 174. К полученному 1174 мас.ч.макродиизоцианату добавляют 122 мас.ч. диацетонового спирта из расчета соотношения модифицирующая до5

10 бавка (диацетоновый спирт); макродиизоцианат, равного 2,1:1 (моль), т.е, избыток модифицирующей добавки, Полученный полиуретан имеет мол,м. 2450, плотность

1,0107 г/см, содержание концевых кетонз ных групп 2,35$; вязкость 50 П. При хранении в течение 30 сут вязкость возрастает на

607 (дошла до 80 П), Дело в том, что при избытке модифицирующей добавки после синтеза он остается в свободном виде, При хранении он мигрирует из олигомера, повышая вязкость, Строение и структура полученных соединений подтверждается анализом их ИК- и

ЯМР-спектров, определением элементного состава олигомеров. В ИК-спектрах имеются частоты в области, характерные для кетонйых групп, полосы в областях 1736 — 1700, 1600 — 1500 и 3000-3250 см, характерные для уретановых групп, В ЯМР-спектрах имеются характерные химсдвиги протонов, в области 3,65 м.д., характерные N-Н связи уретановых групп, в области 2,1 м.д„характерные изолированной СНз-С=О группе

Предлагаемые олигоуретаны с кетонными группами испытаны в качестве компонентов к полисилоксановым маслам.

Наряду с хорошей растворимостью и высокими смазочными свойствами, предлагаемые полиуретаны обладают повышенной стабильностью, пониженной вязкостью и

40 высокими противоизностными свойствами

Испытания показывают, что гри добавлении 1 — 10 мас. ь полиуретанов к полисилоклент, стойкость инструмента штампа повышается в три раза, инструмент не нагревается и тем самым в 3 раза уменьшает;я брак

50 деталей, вызванный температурными изменениями линейных размеров, Испытание олигоуретанов с кетонными группами в смеси с базовым полисилокса новым маслом на машине трения МИ-1М по определению противоизносных свойств

Испытанию подвергают образцы из стали (Ст, 45) и латуни (Л63, Трение образцов происходит в режиме. комбинированного трения-качения с 20 7, -ным и роскальзыванием и возвратно-г!оступатячьным движе45 сановым маслам, применяемым на заводах в качестве СОЖ при штамповка из латунных

1692990 нием со скоростью 20 двойных ходов/мин при нагрузке между парой трений 100 кг.

Износ определяют взвешиванием стального образца до и после процесса трения. Время испытания 1 ч.

Таким образом, оптимальное введение в полисилоксановую жидкость 4-G полиуретанов с кетонными группами в 3-6 раз уменьшают износ образцов.

Сравнение характеристик полученных олигомеров с характеристиками известных олигомеров представлены в табл.1 и 2.

Из сопоставления данных табл.1 и 2 видно, что предлагаемые олигоуретаны характеризуются низкой вязкостью, улучшенными смазочными свойствами и повышенной стабильностью, сн сн Сна

3 3

Si-О- -$1 !

CHç

14-31; k = 49 — 50

CHý

Формула изобретения

Олигоуретаны общей формулы

Т а б л и ц а1

Износ в присутствии

Я присадки (олигоиера), Исходные коипоненты полученных по

Характеристика олигоиеров, предлагаеиоиу способу

Содержание кеРост вязкос ти за

Вязкость при 25 С, и

: Плот- ° ность, icH3

Мол.м. тонных групп,З

30 суток, ф

4300 1,1110 1,27 75

0,5

0,5

4300 1,1110 1,30 66

0,6

2450 10108 230 68

1450 1,0110 3,86 53

0,6

Дииетилсилоксановый каучук - 2,4-ТДИ.+ диаце" тоновый спирт

Дииетилсилоксановый каучук + ГИДИ + диацетоновый спирт

Полиоксипропилендиол (иол.и. 2000) + ТДИ + диацетоновый спирт

Полиоксипропилендиол (иол.и. 1000) + ТДИ + диацетоновый спирт) о

1 о-с-сн-с(сн ) -о-с-нн-в1 Ь 1

CHз0 О

-NH-С-0-R-О-С-МН-R —-!

-НН-С-С(СН )-CH -С-О зь г, CCHHç

СНз где Rl- -(СН2)б;

R--СН-СН-<О-СН-СН11 2 и

CCHH CHç

15 -осн1сн -о-сн1сн1-О-(сн1сн-О) „;сн -сн

Гп+и= в качестве присадок к смазочным маслам.

1692990

8 >и

Таблица 2

Исходные компоненты

Характеристики олигомеров, полученных по известному способу

4300 1,1750 130

192

1,5

4200 1,1700 110

1 5

203

2500 1,1500 S?

1,6

Полиоксипропилендиол (мол.м. 500) + ТДИ + оксимасляный альдегид 1300 1,450 50

l,6

200

Корректор М. Кучерявая

:к

Редактор Н. Рогулич

Заказ 4048 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Произаодстаанно-издатааьскии комбинат "Патент". г. Уигород. уа. Гагарина, 101

Диметилсилоксановый каучук + ТДИ + оксимасляный альдегид

Диметилсилоксановый каучук + ГИДИ + оксимасляный альдегид

Полиоксипропилендиол (мол.м. 1500) + ТДИ + ок симасляный альдегид.

Иол.м. Плотг . Вязкость Рост вязр ность, при 25 С, кости за г/см и 30 сут, Ф

Составитель А. Воробьев

Техред M.Ìîðãåíòàë

Износ в присутствии

53 присадки (олигомера),