Функциональная жидкость
Иллюстрации
Реферат
Использование: в качестве смазочных материалов, гидравлических жидкостей и жидкостей для обработки металлов. Сущность изобретения: жидкость содержит базовое масло и 0,5-1,5% простого тиоэфира формулы Ri-S-CH2-CH(OH)-CH2-Q-CH2- -CH(OH)-CH2-S-R2, где Ri,Ra - одинаковые или различные трет (d-C) алкил; Q-S-, -S-S-, -S-CH2-CH2-S-. Простой тиоэфир улучшает противозадирные и противоизносные свойства . 4 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (st)s С 10 М 135/20 /
ГОСУДАРСТВЕ1НЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (21) 4614348/04 (22) 12.06.89 (31) 2258/88 (32) 13.06.88 (33) СН (46) 23,07.92. Бюл. Q 27 (71) Циба-Гейги, АГ (СН) (72) Херманн Отто Вирт, Клаус Мюллер и
Ханс-Хельмут Фридрих (DE) (56) Патент США М 4113634, кл. 252-32.7, 1978.
Европейский патент М 166696, кл. С 10 М 135/20, 1985.
Патент Швейцарии М 628329, кл. С 07 С 149/18, 1982.
Изобретение относится к функциональным жидкостям из ряда смазочных материалов, гидравлических жидкостей и жидкостей для обработки металлов, содержащим простые тиозфиры.
Известно, что в функциональные жидкости добавляют в общем различные добавки для улучшения их эксплуатационных свойств. Так как, например, смазочным маслам для передачи больших усилий необходима высокая нагрузочная способность, к ним добавляют противозадирные и противаизносные приеадки, такие как диалкилдитиофосфаты цинка.
Известно использование простых тиоэфиров формулы R-S-СНг-СН(ОН)-СНг-S-R в качестве присадок, к смазочным материалам.
Наиболее близкими к предлагаемыми по технической сути являются функциональные жидкости на основе базового масла, содержащие 0,1 — 1$ противоизносно-противоэадирных присадок, представляющих, Я2,, 1750432 АЗ (54) ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЖИДКОСТЬ (57) Использование: в качестве смазочных материалов, гидравлических жидкостей и жидкостей для обработки металлов. Сущ-. ность изобретения: жидкость содержит базовое масло и 0,5-1.5 простого тиоэфира формул ы . R>-S-CHz-CH(OH)-CHz-0-СНг-СН(ОН)-СНг-З-Rz, где R>,Rz — одинаковые или различные трет (C4 — Ст) алкил; Q--S-, -S-S-, -S-CHz-CHz-S-. Простой тиоэфир улучшает противозадирные и противоиэносные свойства. 4 табл. собой простой тиоэфир формулы ЩСНгСН(СНг5Н) 0)Н или (RXCHzCH(OH)CHz)zS, Х- О, R — линейный алкил Се-Сг4, разветвленный алкил СВ-Сг4.
Известные присадки недостаточно сни- а жают износ. «4
Целью изобретения является повышение противозадирных и противоизносных
СВОЙСТВ.
Цель достигается тем, что функциональ- Фь ная жидкость на основе базового масла, со- СА держащая простой тиоэфир, в качестве 1 последнего содержит соединение формулы н,-н-нн,-р-нн,-н-нн,-нн-нн,-н-н,,„>
QH OK где R<,Rz — одинаковые или различные трет(С4 — С7)-алкил, Q S-,-S-S-, -S-CHz-СНг-S-, в количестве 0,5-1.,5 мас.g в расчете на фун-. кциональную жидкость.
Получение функциональной жидкости осуществляется известным образом.
1750432
10 рида
Схема реакции
-ж,-), ын.
40 нию к меди
В качестве. промежуточного продукта для получения присэдок использован простой алкилтиаглицидиловый эфир, полученный следующим образом:
+M)OH
МН+Й-1Н -3Н- Н, -ай/-ну
О (2)
В.-3-0Н -(Н вЂ” 0Н ()
Особенно предпочтительно для этого взаимодействия применение катализатора переноса фаз, как, например„тетрабутиламмоиийхлоПростые алкилтиаглицидиловые эфиры . формулы 2 затем можно вводить во взаимодействие, например, с гидросульфидом натрия с получением соединения формулы 3, Образовавшиеся после присоединения сероводорода к соединениям формулы 2 меркаптаны можно переводить, например, с помощью диметилсульфоксида, в соединения формулы 4, Присоединение соединений типа формулы 2 к 1,2-димеркаптоэтэну дает соединение формулы 5.
В качестве базового масла наряду с минеральными маслами пригодны, например„ поли- а -олефины, смазки иа основе сложиых эфиров, фосфаты, гликоли, полигликоли и полиалкиленгликоли, Соединения формулы 1 хорошо растворимы в смазочных материалах, поэтому они особенно пригодны в качестве добавок, например, к смазочным маслам и смазкам и приводят к улучшению противоизносных и противоэадирных свойств. Кроме этого, соединения обладают энтиокислительным и антикоррозионным действием по отношеПрисутствие соединений формулы 1 в смазочных материалах позволяет частично заменять эолообразующие добавки, такие как цинковые соединения или фосфорсодержащие добавки, особенно дитиофосфаты цинка, Цинк и его соединения и также фосфор и его соединения в качестве составной части добавки, применяемой в смазочном масле для бензиновых двигателей, должны быть ограничены в количестве или предпочтительно полностью ликвидированы ввиду возможной дезактивации катализатора выхлопных газов, под«лючениого после бензинового двигателя.
Композиции согласно изобретению пригодны для применения в качестве составов смазочных масел для двигателей внутреннего сгорания в общем, для дизельных двигателей в особенности и для карбюраторных двигателей внутреннего сгорания особенно предпочтительно. Имеются в виду кэрбюраториые двигатели внутреннего сгорания с принудительным зажиганием и возвратно-поступательным движением поршня.
Смазочные материалы могут содержать дополнительно другие присадки, которые добавляются для того, чтобы дополнительно улучшать основные свойства смазочных материалов; к иим относятся; антиоксиданты, пассиваторы металлов, ингибиторы коррозии, присадки, улучшающие индекс вязкости, снижающие температуру застывания, диспергаторы, детергенты, а также другие добавки,противоизносиые и противозадирные присадки, Нижеприведенные примеры поясняют изобретение. Части и проценты при этом относятся к мэс., если не указано ничего другого, Пример 1. Получение:
СР -8-(Z>-0Í вЂ” 0Н1-8-СНГ5-! I
ОН OH (3)
-CH>-S- O„н
Й Н -S-CHz-CK- CHq+NaSH(30%8Hq0)+
))0-60 C
+нхΠ— с4Н,-S-51-(нН6
0Н
В четырехгорлой колбе к 50 мл (0,268 моль) технического 307-ного щелочного раствора гидросульфида натрия — .разбавлен с помощью 25 мл воды — при перемешивании прикапывают 73,1 r (0;5 моль) трет-бутилглицидилового тиоэфира (длительность добавления примерно 1 ч). Выдерживают путем охлаждения при 40-50 С нагревающуюся при этом реакционную смесь. Затем дополнительно перемешивают при 50-60 С еще 1 ч и контролируют конец реакции по исчезновению пятна простого глицидилтиоэфира в тонкослойиой хроматограмме. Обработку осуществ- ляют путем разделения фаэ.
Органическая фаза представляет собой продукт реакции. Ее дополнительно промывают примерно 20 мл разбавленного раствора бикзрбонзтз натрия и после четкого разделения фаз фильтруют через целит и высушивают. Выход: 77,6 г"= 95 оттеории: желтого цвета вязкая жидкость, показатель преломления: и о 1,5261. Т.кип.
180 С/0,5 мбзр.
1750432
Пример 2, Получение:
0К А G>4 Пгг р )г
Схема реакции б, 7 Сц6 -S-CH -Ы-СН 1Н0 -С62 Нг-SH — G„H,-S-GHlИЙ01К3
I "г-3-СНг-)г
В двугорлой колбе 1 8 г (0,2 моль) 1,2-димеркаптоэтана и 0,5 мл раствора метилата натрия (30$-ный в метаноле) нагревают до 20
60 С, удаляют нагревательную баню и в течение 45 минут при перемешивании и при
60 — 70 С прикапывают 61,4 (0,42 моль) третбутилглицидилового простого тиоэфира (зкзотермическая реакция). По окончании 25 добавления смесь дополнительно перемешивают еще 30 мин примерно при 60 С и ка ротационном испарителе в вакууме удаляют летучие вещества. Обработкуосуществляют аналогично примеру 1. 30
Выход: 100,(, от теории; бесцветная жидкость. Показатель преломления: п2 D:1,5391.
П риме р 3. Получение:
0Я ... 35
I (5) ,(Са-S-СЕг-GH-СНг-S-GH)-), Схема реакции
0Н 40 а я;3-m>-ск-а;зн сн,),3=0 (GqNg S GN,-GN GN,г)г
-gN) ф
36 т (0,5 моль). Соединения трет-Слйя-S-СН2-СН(СН)-СН2-SH, 31,2 г (0,4 моль) диметилсульфоксида и 150 мл толуола объединяют в реакционном сосуде и при перемешивании 50 при кипячении с обратным холодильником в течение 4-х часов удаляют 1,7 мл реакционной воды. Затем при нормальном давлении отгоняют примерно 100 мл толуола с диметилсульфоксидом, органическую фазу сме- 55 шивэют с 50 мл толуола, промывают водным раствором гидрокарбоната натрия и затем водой, после чего высушивают и концентрируют. Выход: 34 7 г -"— 96,7$ от теории, желтая жидкость, и p:1,5450.
2О, П р и мер 4. Тест на защиту от износа.
Полученные согласно примерам 1-3 соединения 3.4 и 5, каждое, примешивают к не содержащему дитиофосфат цинка моторному маслу SAE-класса 10K-30 (основа Б
0VG32-минерального масла) с названием
AARG 45 в концентрации 1 мас.7ь и образцы подвергают тесту с толкателем клапана и кулачком (Can и Тарре — тест (С + Т)), Краткое описание метода испытания С+ Т.
В закрытой камере вращают кулачок из чугуна, закаленный индукционным нагревом до 550-580 НЧ(твердость по Виккерсу), против нагруженного рессорой толкателя из цементированной стали с твердостью 800850 HV. Камеру заполняют вплоть до середины оси кулачка испытуемым маслом.
Благодаря встроенным нагревательным стержням масло нагревается до 100 С. После достижения заданной температуры пиковое усилие на кулачке устанавливают при
100 Н и испытание начинают при числе оборотов кулачка 1500 в мин. Спустя час времени пробега измеряют износ, Если суммарный износ острия кулачка и толкателя меньше, чем 0,25 мм, то пиковое усилие повышается на 100 Н и тест продолжается при увеличенной силе на кулачок следующий час до тех пор, пока износ не достигнет величины более чем 0,25 мм или пиковое усилие достигнет 2000 Н, Результат указывается в виде аварийных ступеней каскада, или, если не было обнаружено никакого износа, регистриру- ются как выше 2000. В табл,1 представлены установленные значения, причем повышенное численное значение (в Н} обозначает улучшенную износостойкость.
Пример,5. Тест на стабилизацию против окисления, Соединения, полученные согласно примерам 1 и 2 (добавки 3 и 4), подвергает
TF0lJT-тесту. Этот тест представляет собой модифицированный вариант "теста окисления во вращающейся бомбе для минеральных масел" (R80T) (ASTMD 2272). При
TF0UT-тесте испытуемое масло (1,5 r) в стакане, который находится в стальном сосуде (бомбе), в присутствии 27ь воды, жидкой окисленной нитрированной фракции моторного бензина в качестве катализатора (4ф,ная исходная концентрация) и жидкого нафталата металла в качестве дополнительного катализатора (4 (,-ная исходная концентрация) подвергают при давлении кислорода 6,3 бар (90 пси) (объем кислорода
65 мл), Бомба вращается в наклонном положении со скоростью 100 об/мин в ванне с жидкостью при 160 С. Наклонное положение и вращение вызывают пленкообрэзное
1750432 распределение масла на поверхности корпуса стеклянного сосуда, Спустя известное время индукции масло при этих условиях начинает окисляться.
Окисление вызывает расход кислорода, который отчетливо виден по четкому падению давления. Время вплоть до начала, так называемое время индукции, берется в качестве меры для стабильности к окислению.
В качестве испытуемого масла служит двигательное масло на основе минерального масла ISOVG32, содержащее композицию: добавку 01оа 4140 С {Orogll), и улучшающую индекс вязкости присадку (олефиновый сополимер). Вязкость соответствует 15W-50 и содержание дитиофосфата цинка в присадке соответствует содержанию 0,0677, цинка и 0,067. фосфора в масле.
Приведенные в табл,2 результаты обозначают время (мин) вплоть до излома в диаграмме давление-время.
Увеличение времени соответствует хорошей эффективности стабилизатора.
Пример 6. Тест на совместимость с уплотняющими материалами.
Испытывают по методу фольксвагена
VW-Seal-тест, Р-VW 3334 при 150 С и продолжительности теста 96 ч. Оценочным параметром является изменение модуля 1/3 (при удлинении на 1/3), изменение прочности к растрескиванию и изменение удлинения при разрыве.
Испытание тест-материала типа FKM (фтор-каучук) 8 двигательном масле, содержащем либо соединение формулы 3, либо
"оединение формулы 4, не сообщает никакого заметного изменения состояния уплотнений относительно удлинения при разрыве и изменения напряжения при растяжении Ro сравнению с моторным маслом без добавки соединений формулы 3 и 4, Пример 7. Тест на коррозионное поведение по отношению к меди.
Используют Petter CECL-02-А-78-тест.
Через 36 ч определяют потери веса медных подшипников в присутствии соединений формулы 3 и формулы 4 s масле, а также проводя испытание в не содержащем фосфора, и в содержащем фосфор (Р = 0,06 ) масле, Значения весовых потерь менее, чем
25 мг, Таким образом, удовлетворяют требованиям классов ССМС G1, G2 и G3.
Пример 8. Тест на защиту от износа при высоком давлении.
5 .. Проверку на пригодность в качестве добавки для защиты от износа проводят по стандартному методу ASTMD-2783-81 путем применения четырехшариковой машины фирмы Шелл, В качестве базового масла
10 применяют минеральное масло "Solvent
Neutral 150", к которому добавляют соединения формулы 3. Определяют нагрузку сва ривания WL(Weld Load) в кг, при которой шарики свариваются в течение менее 10 с.
15 Полученные результаты приведены в табл.3.
Результат показывает, что при условий высокого давления, которые встречаются при металлообработке. соединение форму20 лы 3 способствует значительной стабилиз»ции масла.
П р к м е р 9. Сравнительный тест н» защиту от износа.
Согласно примеру 8 в испытуемом
25 масле растворяют по 1 нижеследующих соединений, а полученные смеси подвергают испытанию на 4-шариковой машина:
A: /f so-C8H17-О-С Н2-С Н(0 Н)-S-/ . (пример
12 патента СН-А-628329) IY;/t-C4Hg-S-CH230 -СН(ОН)-$-/ (пример 3).
Результаты приведены в табл.4.
Формула изобретения
Функциональная жидкость из ряда см»зочных материалов, гидравлических жидко35 стей и жидкостей для обработки металлов нэ основе базового масла. содержащая простой тиоэфир, отличающаяся тем, что, с целью повышения противозадирных и противоизносных свойств, жидкость в каче
40 стве простого тиоэфира содержит соедине ние общей формулы
R)-3 HH) )IH-HHz Q-)))),-))R- )))-о ч
45 . (IH 0К где Й1, Rg — одинаковые или различные, тре1 (С4 С7)-эл кил;
Q- -S, -S-S-, -$-СН2-СН -$-, в количестве 0,5-1,5 мас.$ в расчете на фу
50 кциональную жидкость, 10
1750432
Таблица 1
Таблица 2
Таблица 3
Таблица 4
Составитель Л.Иванова
Редактор О.Хрипта Техред М.Моргентал Корректор Т Палий
Заказ 2607 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101