Противозадирные и противоизносные присадки к маслам, работающим при высоких давлениях

Противозадирные и противоизносные присадки к маслам, работающим при высоких давлениях

Реферат

Изобретение относится к противоизносным и противозадирным присадкам к маслам, а именно к присадкам, содержащим производные фуллерена [60], работающим при высоких давлениях.

Указанные присадки обладают повышенными противоизносными и противозадирными свойствами и используются в изготовлении технологических смазок для холодной объемной штамповки и высадки металла, трансмиссионных и редукторных масел.

Известна присадка [Патент РФ №2168536. Бюл. №16, 2001], которую получают взаимодействием α-олефинов фракции C₁₆-C₂₈ с серой при температуре 130-150°С в течение 3 ч в присутствии 0.1-0.9 мас.% по отношению к α-олефину катализаторов, в качестве которых используют моно-, или ди-, или триэтаноламин.

Недостатком присадки является большой ее расход, достигающий 10-25% (см. табл.1).

Известны присадки к смазочным маслам [Патент РФ №2177477. Бюл. №36, 2001], которые получают взаимодействием норборнена, эндо- или экзо-дициклопентадиена с элементной серой в присутствии 0.5-2.0% от массы указанных соединений катализатора - 1-(N,N-диметиламинометил)бензотриазола и процесс проводят при 125-130°С.

Недостатком способа является большой расход серусодержащих присадок при добавлении к маслам, достигающий 10-25% (см. табл.1).

Задачей изобретения было получение серусодержащих присадок, обладающих повышенными противозадирными и противоизносными свойствами.

Это достигается тем, что в серусодержащее органическое соединение вводят смесь 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов общей формулы (1) в количестве 0,06-0,14 мас.%, предпочтительно 0,1 мас.% при интенсивном перемешивании 4 ч и при температуре 60°С:

где n=1 (65%), n=2 (10%), n=3 (25%)

Смесь 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов общей формулы (1) получают каталитическим циклоприсоединением избытка бензилметилсульфида к фуллерену[60] [А.Р.Туктаров, А.Р.Ахметов, M.Пудас, А.Г.Ибрагимов, У.М.Джемилев. ЖОрХ, 43(12), 2007, 1870-1871].

Проведение перемешивания при более высокой температуре, например 100°С, не целесообразно, что связано с дополнительными энергозатратами. При меньшей температуре, например 20°С, происходит растворение смеси 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов (1) в серусодержащих органических соединениях за более длительное время.

Применение смеси 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов (1) в количестве больше 0.14 мас.% по отношению к серусодержащим органическим соединениям не приводит к существенному улучшению показателей (противозадирные, противоизносные свойства) присадки. Применение смеси 2-фенил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофенов (1) в количестве меньше 0.06 мас.% по отношению к серусодержащим органическим соединениям снижает показатели присадки.

Существенные отличия предлагаемого способа:

Известные серусодержащие присадки обеспечивают повышенные противозадирные, противоизносные свойства при добавлении к маслам в количестве 10-25% (см. табл.1). Предлагаемые присадки в отличие от известных обеспечивают повышенные противозадирные, противоизносные свойства при добавлении к маслам в количестве 3-7% (см. табл.1).

Способ поясняется следующими примерами:

ПРИМЕР 1. В термостатированный стеклянный реактор, снабженный механической мешалкой, дефлегматором и дозатором для подачи азота, загружают 99,9 г серусодержащей присадки сульфидированных тетрамеров пропилена (ОТП) и 0,100 г смеси 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов (1), нагревают до 60°С и перемешивают 4 ч. Получено 100 г присадки, содержащей 18,364% серы.

ПРИМЕР 2. Проводят как пример 1, но к 99,9 г серусодержащей присадки сульфидированных α-олефинов добавляют 0,100 г смеси 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов (1). Получено 100 г присадки, содержащей 20,104% серы.

ПРИМЕР 3. Проводят как пример 1, но к 99,9 г присадки ДФ-11 добавляют 0,100 г смеси 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов (1). Получено 100 г присадки, содержащей, мас.%: S=9,709; Р=4,693; Zn=4,952.

ПРИМЕР 4. Проводят как пример 1, но к 99,860 г присадки сульфидированных α-олефинов добавляют 0,140 г смеси 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов (1). Получено 100 г присадки, содержащей 20,105% серы.

ПРИМЕР 5. Проводят как пример 1, но к 99,94 г присадки сульфидированных α-олефинов добавляют 0,06 г смеси 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов (1). Получено 100 г присадки, содержащей 20,102% серы.

Присадки, полученные согласно примерам 1-5, растворяли в индустриальном масле И-20А в количестве от 3 мас.% до 7 мас.% и сравнивали их свойства с известными присадками ДФ-11, ОТП, осерненными α-олефинами.

В примерах 6, 7, 8 приведены реологические свойства известных присадок в индустриальном масле И-20А.

Присадки испытывали по ГОСТу 9490-75 на четырехшариковой машине трения (ЧШМ). При испытании на ЧШМ использовали шарики по ГОСТу 3722-81 из стали марки ШХ-15 по ГОСТу 801-78 диаметром 12,7 мм, степень точности 20.

На четырехшариковой машине трения исследовали противозадирные свойства смазок. Оценочными показателями служили нагрузка сваривания (Р_с), характеризующая предельную работоспособность смазочного материала в условиях испытания, критическая нагрузка (Р_к), а также обобщенный показатель износа (ОПИ), определяющие способность смазочного материала предотвращать возникновение задира трущихся поверхностей.

Результаты представлены в табл.1. Как видно из данных табл.1, полученные в соответствии с изобретением новые составы присадок по сравнению с известными обладают лучшими противоизносными и противозадирными свойствами, хорошей совместимостью с индустриальными маслами.

Таблица 1
Присадки	Концентрация в масле И-20А, мас.%	Рк, КГС	Pc, КГС	ОПИ
присадки	Р	S	Zn
1	2	3	4	5	6	7	8
1. Сульфидированные тетрамеры пропилена (ОТП) + смесь 2-фенил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофенов (1)	5	-	0,918	-	89	631	80,9
2. Сульфидированные α-олефины фракции C18-С26 + смесь 2-фенил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофенов (1)	5	-	1,005	-	89	562	77,0
3. ДФ-11 + смесь-2-фенил-3,4-фуллеро-[60]тетрагидротиофенов (1)	3	0,141	0,291	0,141	100	501	72,9
4. Сульфидированные α-олефины фракции C18-С26 + смесь 2-фенил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофенов (1)	7	-	1,407	-	89	631	80,9
5. Сульфидированные α-олефины фракции C18-C26 + смесь 2-фенил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофенов (1)	3	-	0,603	-	79	316	52,1
6. Сульфидированные тетрамеры пропилена (ОТП)	5	-	0,918	-	79	398	61,2
7. Сульфидированные α-олефины фракции C18-С26	5	-	1,005	-	79	251	40,6
8. ДФ-11	3	0,150	0,291	0,15	100	282	48,8

Противоизносные и противозадирные присадки к смазочным маслам, работающим при высоких давлениях, на основе серусодержащих органических соединений, отличающиеся тем, что для повышения противоизносных и противозадирных свойств, они дополнительно содержат смесь 2-фенил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофенов (1) в количестве 0,06-0,14 мас.%, предпочтительно 0,1 мас.% ,где n=1 (65%), n=2 (10%), n=3 (25%).