Пакет присадок к моторным маслам и масло, его содержащее

Пакет присадок к моторным маслам и масло, его содержащее

Реферат

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к пакетам присадок для моторных масел, и может быть использовано при производстве масел для серийных и перспективных высокофорсированных бензиновых двигателей и турбонаддувных дизелей, эксплуатирующихся в холодных и арктических климатических зонах.

Возрастает потребность в маслах, обеспечивающих надежный пуск непрогретого двигателя при температурах от минус 45°C и ниже и обладающих высокими моющими и антиокислительными свойствами на установившихся режимах работы двигателя, характерными для масел класса вязкости 3з/12 и не ниже группы "Д" по уровню эксплуатационных свойств [А.А.Гуреев, И.Г.Фукс, В.Л.Лашхи. Химмотология. - М.: Химия, 1986, - с.261].

Уровень таких свойств обеспечивают входящие в состав пакетов присадок к маслу зольные металлсодержащие детергенты и фосфор-, цинксодержащие антиоксиданты, а также низкозастывающие компоненты основы масла, обеспечивающие пологую вязкостно-температурную характеристику масла в соответствующих температурных условиях.

Известно, что атомы фосфора обладают отравляющим действием для каталитических дожигателей выхлопных газов. Повышенное содержание серы в составе масла способствует загрязнению системы рециркуляции выхлопных газов, что негативно влияет на экологию окружающей среды. Атомы металлов, содержащиеся в пакетах присадок, повышая сульфатную зольность масел в целом, способствуют образованию химических пленок на поверхности металлических деталей, что затрудняет эффективную работу сажевых фильтров [Spikes Н. The history and mechanisms of ZDDP//ZTribology Letters, vol.17, №3, 2004, p.469-489].

К числу масел, распространенных в отечественной практике применения и обеспечивающих низкотемпературный запуск непрогретого двигателя при температуре окружающей среды до минус 45°С, относится универсальное всесезонное моторное масло М-4з/14Д [ГОСТ РВ 50920].

Указанное обусловливает интенсивный поиск решений, направленных на снижение в составе пакета присадок соединений, отрицательно влияющих на окружающую среду, с одной стороны, и на одновременное улучшение антиокислительных, деактивирующих свойств и вязкостно-температурных характеристик масел - с другой.

Перед авторами стояла задача разработать такой пакет присадок к моторным маслам и масло, его содержащее, которые бы улучшали антиокислительные, деактивирующие свойства и вязкостно-температурные характеристики масел в условиях их высокотемпературного окисления и низких (до минус 60°C) температур применения без снижения противоизносных, антифрикционных и противокоррозионных свойств масел и с одновременным уменьшением содержания серы, фосфора и сульфатной зольности.

При анализе патентной и научно-технической информации были выявлены технические решения, частично решающие поставленную задачу.

Известен пакет, содержащий присадки при их соотношении, мас.%:

ди(алкил)- и/или ди(алкиларил)дитиофосфат цинка	15-30
алкил(C12-C24)салицилат кальция	15-40
сукцинимидная присадка или высокомолекулярное
(м.м. 1200-5000) основание Манниха	20-35
продукт взаимодействия среднещелочного сульфоната
кальция с алкил(С12-С24)салициловой кислотой	до 100
фракция алкилбензола, выкипающая в интервале 300-600°C	до 1

[патент РФ №2235120, C10M 159/24, от 27.04.2004].

По этому патенту моторное масло на нефтяной и/или синтетической основе содержит описанный выше пакет присадок в количестве 4-10 мас.% и депрессорную и/или загущающую и антипенную присадки.

Известен также пакет присадок, содержащий, мас.%:

алкил(C12-C24)салицилат кальция	10-40
высокощелочной сульфонат магния	5-15
продукт взаимодействия нейтрального и высокощелочного сульфонатов кальция с алкил(C12-C24)салициловой кислотой	до 100,
фракция алкилбензола, выкипающая в интервале 300-600°C	до 1

[патент РФ №2245899, C10M 159/24, от 10.02.2005].

По этому патенту масло на нефтяной и/или синтетической основе содержит описанный выше пакет присадок в количестве 3-15 мас.%, полиметилсилоксан 0,003-0,05 мас.% и может дополнительно содержать, мас.%:

дитиофосфат цинка	0,4-2,5
и/или беззольный азотсодержащий дисперсант	1,0-3,0
депрессорная присадка	0,1-3,0
и/или загущающая присадка	1,0-3,0

Известно моторное масло, содержащее маловязкое дистиллятное масло с кинематической вязкостью 2-4 мм²/с при 100°С в смеси с остаточным компонентом с кинематической вязкостью 15-20 мм²/с при той же температуре, щелочной алкилсалицилат кальция, щелочной сульфонат кальция, полиметакрилат марки "Д", полиметилсилоксан, гидрированный блок-сополимер бутадиена со стиролом, высокомолекулярное основание Манниха, концентрат смеси моно- и бис-алкилсукцинимидов в масле, модифицированный продукт алкилирования фенола хлорпарафинами, блок-сополимер окиси этилена и пропилена на основе этилдиамина и спиртовой цинкдитиофосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

щелочной алкилсалицилат кальция	2,9-4,9
щелочной сульфонат кальция	0,5-1,5
полиметакрилат марки "Д"	1,5-2,5
полиметилсилоксан	0,003-0,005
гидрированный блок-сополимер бутадиена
со стиролом	1,75-2,25
высокомолекулярное основание Манниха	2,0-3,0
концентрат смеси моно- и бисалкилсукцинимидов в масле	2,5-3,5
модифицированный продукт алкилирования фенола
хлорпарафинами	1,4-2,2
блок-сополимер окиси этилена и пропилена на основе
этилдиамина	0,015-0,025
спиртовой цинкдитиофосфат	0,6-1,6
остаточный компонент с кинематической вязкостью
15-20 мм2/с при 100°С	6,0-5,4
маловязкое дистиллятное масло с кинематической
вязкостью 2-4 мм2/с при 100°С	остальное

[патент РФ №2232796, C10M 161/00, от 20.07.2004].

Известен состав смазочного масла, содержащего, мас.%:

сера	0,01-0,3
фосфор	0,01-0,1
соль металла и органической кислоты, образующей
0,1-1,0% сульфатной золы	0,2-7,0
базовое минеральное масло с содержанием серы
не более 0,1%	до 100

беззольный дисперсант типа алкенированного или алкилированного сукцинимида, используемый в количестве, соответствующем 0,01-3,0% азота,

металлсодержащий детергент типа щелочной или щелочноземельной соли алкилсалициловой кислоты с основным числом 10-350 мг КОН/г и соли щелочноземельного металла алкилфенольного производного со структурой основания Манниха, используемых в количестве, соответствующем 0,1-1,0 золы; диалкилдитиофосфат цинка (0,01-0,1 в расчете на фосфор); ингибитор окисления на фенольной и/или аминной основе [патент США №6569818, C10M 141/02, от 27.05.2003].

К недостаткам перечисленных композиций следует отнести повышенное содержание фосфора, серы и сульфатной зольности в масле, что оказывает негативное влияние на работу катализаторов дожига, сажевых фильтров и систем рециркуляции отработанных газов в двигателях внутреннего сгорания и неблагоприятно сказывается на окружающей среде, а также отсутствие деактивирующих свойств и невозможность обеспечить низкотемпературный запуск двигателя при температуре окружающей среды до минус 60°C.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению и взятым за прототип является пакет присадок к моторным маслам для высокофорсированных дизельных двигателей и моторное масло на минеральной основе, его содержащее в количестве 9-11 мас.% и антипенную присадку в количестве 0,003-0,005 мас.%. При этом пакет присадок содержит, мас.%:

щелочной алкилсалицилат кальция	39,0-52,0
щелочной сульфонат кальция	9,0-23,0
модифицированный диалкилдитиофосфат цинка	13,0-16,0
блок-сополимер окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина	0,9-1,1
фенил-α-нафтиламин	2,0-3,5
беззольный азотсодержащий дисперсант	до 100

[патент РФ №2223303, C10M 167/00, от 10.02.2004].

Недостатком прототипа является высокое содержание фосфора, серы и сульфатной зольности за счет повышенного количества первых трех присадок в пакете, что неблагоприятно сказывается на окружающей среде; невозможность обеспечить низкотемпературный запуск двигателя при температуре окружающей среды до минус 60°C по причине высокой (минус 15°C) температуре застывания масла, отсутствие деактивирующих свойств.

Технический результат изобретения - расширение температурного диапазона применения масел и повышение ресурса двигателей за счет повышения антиокислительных, деактивирующих и противокоррозионных свойств моторного масла в условиях высокотемпературного каталитического окисления с пониженными содержанием в масле серы, фосфора и сульфатной зольности без снижения противоизносных и антифрикционных свойств масла, улучшения вязкостно-температурных характеристик масла при низких температурах окружающего воздуха.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном пакете присадок к моторным маслам, содержащем щелочной алкилсалицилат кальция, щелочной сульфонат кальция, беззольный азотсодержащий дисперсант, блок-сополимер окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина, модифицированный диалкилдитиофосфат и фенил-α-нафтиламин, согласно изобретению в качестве щелочного сульфоната кальция пакет содержит растворенный в масле карбонатированный продукт взаимодействия алкилбензолсульфокислоты с гидроокисью кальция, имеющий щелочное число не менее 390 мг КОН/г, в качестве модифицированного диалкилдитиофосфата -50%-й раствор смеси аминной соли и амида диалкилдитиофосфорной кислоты в масле с тетра(2-этилгексил)тиурамдисульфидом, взятым в соотношении к 50%-му раствору смеси от 1:3 до 3:1 по массовой доле при атомном отношении серы к фосфору в диапазоне 3,25-11,55, и дополнительно содержит октилированный дифениламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

щелочной алкилсалицилат кальция	24,94-34,94
растворенный в масле карбонатированный продукт
взаимодействия алкилбензолсульфокислоты с гидроокисью
кальция, имеющий щелочное число не менее 390 мг КОН/г	12,97-16,97
беззольный азотсодержащий дисперсант	17,96-21,96
блок-сополимер окисей этилена и пропилена
на основе этилендиамина	0,17-0,23
50%-й раствор смеси аминной соли и амида
диалкилдитиофосфорной кислоты в масле с тетра-
(2-этилгексил)тиурамдисульфидом, взятым в соотношении
к 50%-му раствору смеси от 1:3 до 3:1 по массовой доле
при атомном отношении серы к фосфору в
диапазоне 3,25-11,5	8,98-10,98
фенил-α-нафтиламин	8,98-10,98
октилированный дифениламин	до 100

Моторное масло на минеральной основе, содержащее антипенную полиметилсилоксановую присадку, согласно изобретению содержит указанный пакет присадок и дополнительно депрессорную полиметакрилатную присадку с молекулярной массой от 2800 до 3200 при соотношении, мас.%:

пакет присадок	8,695-11,345
антипенная полиметилсилоксановая присадка	0,003-0,005
депрессорная полиметакрилатная присадка с
молекулярной массой от 2800 до 3200	0,1-1,0

Моторное масло в качестве минеральной основы согласно изобретению содержит дистиллятное масло или его смесь с остаточным маслом селективной очистки, имеющее кинематическую вязкость от 51 до 75 мм²/с при 40°C и температуру застывания не выше минус 15°C, масло, полученное из малосернистых парафинистых нефтей глубокой селективной очисткой и депарафинизацией, с кинематической вязкостью от 16 до 22 мм²/с при 40°C и температурой застывания не выше минус 55°C, поли-α-олефиновое масло с кинематической вязкостью от 3,5 до 4,5 мм²/с при 100°C и температурой застывания не выше минус 60°C, сложный эфир, полученный при взаимодействии себациновой кислоты и 2-этилгексанола, с кинематической вязкостью не менее 3,2 мм²/с при 100°C и температурой застывания не выше минус 55°C и поливинил-н-бутиловый эфир с кинематической вязкостью 3200-9000 мм²/с при 100°C и молекулярной массой от 15000 до 25000 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

дистиллятное масло или его смесь с остаточным
маслом селективной очистки, имеющее кинематическую
вязкость от 51 до 75 мм2/с при 40°C и температуру
застывания не выше минус 15°C	10,0-20,0
масло, полученное из малосернистых парафинистых
нефтей глубокой селективной очисткой и
депарафинизацией, с кинематической вязкостью
от 16 до 22 мм2/с при 40°C и температурой
застывания не выше минус 55°C	40,0-50,0
поли-α-олефиновое масло с кинематической вязкостью
от 3,5-до 4,5 мм2/с при 100°С и температурой застывания
не выше минус 60°С	25,0-35,0
сложный эфир, полученный при взаимодействии
себациновой кислоты и 2-этилгексанола, с кинематической
вязкостью не менее 3,2 мм2/с при 100°С и температурой
застывания не выше минус 55°С	5,0-15,0
поливинил-н-бутиловый эфир с кинематической
вязкостью 3200-9000 мм2/с при 100°С и молекулярной
массой от 15000 до 25000	до 100

Ниже приведена характеристика компонентов, входящих в состав пакета присадок и основы моторного масла.

Щелочной алкилсалицилат кальция - моющая присадка, вырабатываемая промышленностью под товарными марками Детерсол-140, Детерсол-300 по ТУ 38.101 290-88, ТУ 38.301-13-079-94. Является коллоидным раствором кальциевой соли алкилсалициловой кислоты с молекулярной массой 750-820 и мелкодисперсного карбоната кальция в минеральном масле. Общая щелочность присадки не менее 155 мг КОН/г, массовая доля сульфатной золы - не более 24,3%. Практикуемое введение в состав пакета присадок для моторных масел составляет от 20 до 45%.

Щелочной сульфонат кальция - моющая присадка, вырабатываемая промышленностью под товарными марками К-313 (ТУ 0257-016-40065462-01), К-312 (ТУ 0257-114-4006 5452-2000, С-300 (ТУ 38.101444-76), С-150 (ТУ 38.101 685-84). Является коллоидным раствором в масле карбонатированного продукта взаимодействия алкилбензолсульфокислоты с гидроокисью кальция, имеющим щелочное число не менее 390 мг КОН/ г.

Беззольный азотсодержащий дисперсант - диспергирующая присадка, вырабатываемая промышленностью под товарными марками С-5АБ (ТУ 38. 401-58-130-95). К-51 (ТУ 38.401-58383-2007), С-5А (ТУ 38.101 146-77). Является масляным раствором модифицированного бором алкилсукцинимида.

Блок-сополимер окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина - антиокислительная и деэмульгирующая присадка, вырабатываемая промышленностью под товарной маркой Дипроксамин 157 по ТУ 6-14-614-76. Представляет собой коллоидный раствор с массовой долей азота - 0,5-0,55% и массовой долей золы - не более 0,5%.

50%-й раствор смеси аминной соли и амида диалкилдитиофосфорной кислоты в масле - антиокислительная и противоизносная присадка [Чулков П.В., Чулков И.П. Краткий словарь-справочник по нефтепродуктам. - М.: Политехника, 1997, с.326]. Выпускается промышленностью по ТУ 38. 101105-84 под товарной маркой АДТФ. Массовая доля азота составляет не менее 0,2%, фосфора - не менее 3,3%.

Тетра(2-этилгексил)тиурамдисульфид (ТДС) - антиоксидант, вырабатываемый по СТО 08151164-110-2011. Свойства ярко выражены в области нагрузок 315-500 N. ТДС - продукт взаимодействия ди(2-этилгексил)амина с сероуглеродом и едким натром и при 20°С является жидкостью, содержащей 20,4 мас.% серы и 4,25 мас.% азота [Шхиянц И.В., Маркова Е.И., Воевода Н.В., Шер В.В., Санин П.И. Исследование антиокислителей типа диалкилдитиокарбаматов металлов // Нефтехимия, том 11, №6, 1971, с.919]. Применение ТДС известно [S.Kumar, N.N.Roy / Wear, - 1997, - v.209. - p.1-7} в составе полифункциональной композиции в совокупности с бис(арил/алкил) тиурамдисульфидом, бис-(арил)ксантогенатом и (арил/алкил)дитиокарбаматом. Диапазон атомного отношения серы к фосфору составляет 3,9-4,9.

Фенил-α-нафтиламин (N-фенил-1-нафтиламин) - антиокислительная присадка, выпускаемая промышленностью под товарной маркой «Неозон А» по ТУ 6-14-202-74. Является твердым веществом с температурами плавления 62-63°С, кипения 224°С при 12 мм рт.ст., хорошо растворимое в этаноле, диэтиловом эфире, бензоле и других углеводородных растворителях.

Октилированный дифениламин - антиокислительная присадка, выпускаемая промышленностью как под товарной маркой ДАТ по ТУ 38.1011215-89. Является жидким коллоидным раствором.

Полиметакрилатная присадка - депрессор, вырабатываемый промышленностью под товарными марками ПМА «Д»-110, К-110 по ТУ 0257-037-40065452-03 и др. Продукт полимеризации эфиров метакриловой кислоты и смеси жирных первичных спиртов с молекулярной массой от 2800 до 3200.

Полиметилсилоксановая жидкость применяется для улучшения антипенных свойств масел и вырабатывается промышленностью под товарной маркой ПМС-200А по ОСТ 6-02-20-79. Представляет собой жидкую смесь полиметилсилоксанов линейной и цилиндрической структуры с молекулярной массой 2500-3500 и массовой долей кремния 36-39%.

Дистиллятное масло или его смесь с остаточным маслом селективной очистки применяется в качестве компонента основы индустриальных и моторных масел и вырабатывается промышленностью под товарной маркой И-40А по ГОСТ 20799-88. Имеет кинематическую вязкость от 51 до 75 мм²/с при 40°C и температуру застывания не выше минус 15°C.

Масло, полученное из малосернистых парафинистых нефтей глубокой селективной очисткой и депарафинизацией, с кинематической вязкостью от 16 до 22 мм²/с при 40°C и температурой застывания не выше минус 55°C применяется в качестве компонента основы гидравлических и моторных масел и вырабатывается промышленностью под товарной маркой АУ по ТУ 38.301-29-71-94 и ТУ 38.1011232-89. Является маловязким дистиллятным маслом с кислотным числом - 0,05-0,07 мг КОН/г, зольностью сульфатной - 0,005%, температурой вспышки - 165°C.

Поли-α-олефиновое масло с кинематической вязкостью от 3,5 до 4,5 мм²/с при 100°C и температурой застывания не выше минус 60°C применяется в качестве компонента основы авиационных, трансмиссионных, гидравлических и моторных масел и вырабатывается промышленностью под товарной маркой ПАОМ-4 по ТУ 0253-014-54409843-2007.

Сложный эфир, полученный при взаимодействии себациновой кислоты и 2-этилгексанола, с кинематической вязкостью не менее 3,2 мм²/с при 100°C и температурой застывания не выше минус 55°C вырабатывается под товарной маркой ДОСт по ТУ 6-06-11-88. Применяется преимущественно в качестве компонента основы трансмиссионных и моторных масел.

Поливинил-н-бутиловый эфир вырабатывается под товарной маркой Синтолюкс B-20 по СТО 57175009-005-2011 с кинематической вязкостью 3200-9000 мм²/с при 100°C и молекулярной массой от 15000 до 25000. Применяется в качестве загустителя базовых масел.

Авторам не известен вариант применения ТДС (стр.9) в пакетах присадок к моторным маслам в сочетании с другими компонентами. Авторы провели исследование технической эффективности действия совокупности двух компонентов: АДТФ и ТДС. Для определения оптимальной концентрации компонентов в композиции были приготовлены ее образцы. Состав образцов представлен в таблице 1, а их характеристика по содержанию фосфора и серы - в таблице 2.

Таблица 1
Состав опытных образцов присадки
Компоненты присадки	Номер образца и соотношение в нем компонентов присадки
1	2	3	4	5	6	7
ТДС	0	0,2	0,25	0,5	0,75	0,8	1,0
АДТФ	1,0	0,8	0,75	0,5	0,25	0,2	0

Таблица 2
Характеристика опытных образцов присадки
Компоненты, входящие в композицию	Содержание, %	Атомное отношение
Р	S	S/P
Товарная присадка ДФ-11	0,0938	0,1942	2,0703
Образец 1	0,0640	0,1325	2,0703
Образец 2	0,0480	0,1500	3,1250
Образец 3	0,0480	0,1560	3,2500
Образец 4	0,0320	0,1674	5,2312
Образец 5	0,0160	0,1848	11,5500
Образец 6	0,0160	0,1883	11,7687
Образец 7	отс.	0,2022	-

Соотношение АДТФ и ТДС в композиции выбрано в пределах от 1:3 до 3:1, дающих наиболее высокий технический результат. Композиция вводится в пакет в количестве 8,98-10,98 мас.%, что обеспечивает повышение антиокислительных свойств при сохранении противоизносных и антифрикционных свойств с одновременным снижением содержания серы, фосфора и сульфатной зольности в маслах.

Для подтверждения заявляемого соотношения компонентов в композиции и выявления эффективности их действия в пакете приготовленные образцы (табл.1, 2) в сравнении с применяемой антиокислительной и противоизносной присадкой ДФ-11 были испытаны для оценки антиокислительных, противоизносных и антифрикционных свойств.

Испытания опытного образца масла, содержащего 1 мас.% композиции (образец №4 в табл.1, 2) в заявленных соотношениях, в сравнении с маслом (по прототипу), содержащим 1 мас.% товарной присадки ДФ-11, проводили по моторному методу ИКМ-40 (ГОСТ 20457) оценки антиокислительных свойств (таблица 3).

Таблица 3
Оценка антиокислительных свойств масел
Наименование показателя	Норма по методу	Образец с ДФ-11	Образец №4 из таблиц 1, 2
Антиокислительные свойства
Прирост кинематической вязкости при 50°C за время испытаний, %	Не более 50	34	23
Антикоррозионные свойства
Потеря массы вкладыша нижней головки шатуна, мг	Не более 25	19	14

Результаты испытаний показали, что образец масла, содержащий 1 мас.% присадки в заявленных соотношениях (образец №4 в табл.1, 2) превосходит образец масла, содержащий 1 мас.% товарной присадки ДФ-11, по антиокислительным свойствам (табл.3, строка 1) и не только сохраняет уровень, но и превосходит его (табл.3, строка 2) по антикоррозионным свойствам. Испытания образцов по оценке противоизносных и антифрикционных свойств (трибологических характеристик) проводили по ГОСТ 9490. Как показали результаты испытания (таблица 4), предложенная композиция АДТФ и ТДС (образцы 3-5 в табл.1, 2) в масле обеспечивает сопоставимые с диалкилдитиофосфатом цинка (ДФ-11) противоизносные и антифрикционные свойства, а их показатели не превышают допустимые значения.

Таблица 4
Результаты оценки трибологических характеристик образцов
Состав опытных образцов композиции	Противоизносные свойства	Антифрикционные свойства
Диаметр пятна износа, Du, мм*	Коэффициент трения, f (60 мин)**
Смесь И-20 и И-40 (0,5:0,5)	0,92	0,154
То же с:
1% ДФ-11	0,392	0,138
1% образца 1	0,706	0,145
1% образца 2	0,462	0,131
1% образца 3	0,429	0,139
1% образца 4	0,435	0,135
1% образца 5	0,449	0,140
1% образца 6	0,680	0,143
1% образца 7	0,706	0,145
* Допускается не более 0,45 мм
** Допускается не более 0,140

В результате испытаний опытных образцов предложенной композиции установлено, что оптимальным по составу и уровню свойств является композиция присадки, состоящая из смеси ТДС и АДТФ в соотношении 0,5:0,5 при атомном отношении серы к фосфору 5,2312 (образец №4).

Авторами не обнаружено применения такого сочетания компонентов в композициях пакета присадок и в составе основы моторных масел в заявленных соотношениях, а заявляемый состав пакета присадок условно назван пакетом «ЦЕБАЗОЛ-25-13». Провели исследование технической эффективности действия пакета присадок и масла, его содержащего.

Предлагаемый пакет присадок к моторным маслам готовили смешением отдельных присадок в определенной последовательности в условиях термостатирования и постоянного перемешивания по всему объему при заданной температуре до получения однородной массы. Для обоснования количественного содержания компонентов в пакете присадок были приготовлены образцы. Состав образцов пакета присадок представлен в таблице 5.

Приготовленные образцы пакета присадок прошли испытания по оценке физико-химических показателей в соответствии с заданными требованиями. Результаты испытаний образцов приведены в таблице 6.

Таблица 5
Состав опытных образцов пакета присадок
Компоненты пакета присадок	Номер пакета присадок и массовая доля в нем компонентов, мас.%
1	2	3	4	5
Щелочной алкилсалицилат кальция	24,93	24,94	29,94	34,94	34,95
Растворенный в масле карбонатированный продукт взаимодействия алкилбензолсульфокислоты с гидроокисью кальция, имеющий щелочное число не менее 390 мг КОН/ г	12,96	12,97	14,97	16,97	16,98
Беззольный азотсодержащий дисперсант	17,95	17,96	19,96	21,96	21,97
Блок-сополимер окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина	0,16	0,17	0,20	0,23	0,24
50%-й раствор смеси аминной соли и амида диалкилдитиофосфорной кислоты в масле с тетра(2-этилгексил)тиурамдисульфидом, взятым в соотношении к 50%-му раствору смеси 1:1 по массовой доле при атомном отношении серы к фосфору 5,23	8,97	8,98	9,98	10,98	10,99
Фенил-α-нафтиламин	8,97	8,98	9,98	10,98	10,99
Октилированный дифениламин	26,06	26,00	14,97	3,04	3,88

Таблица 6
Результаты испытаний образцов пакета присадок
Наименование показателей	Норма для пакета*	Значения показателей для пакета
1	2	3	4	5
Щелочное число, мг КОН/г,	не менее 95,0	94,79	95,01	101,99	106,35	106,48
Массовая доля серы, %,	не более 0,3	0,21	0,23	0,26	0,28	0,31
Зольность сульфатная, %,	не более 10,0	8,5	9,8	9,9	10,0	12,5
Массовая доля фосфора, %,	не более 0,05	0,040	0,043	0,045	0,048	0,053
* Нормы приведены исходя из требований ACEA C4-08

Из данных таблицы 6 видно, что оптимальными по количеству присадок в пакете, отвечающими предъявляемым требованиям, являются образцы пакетов присадок №2-4.

Пакеты присадок №2-4 в количестве 8,695-11,345 мас.% были введены в базовое масло М-20 (по прототипу).

Были приготовлены образцы масла с пакетами присадок в заявляемых соотношениях при условии содержания в масле не только разных по составу пакетов (пакеты №2-4), но и в различных их концентрациях (от 8,695 до 11,345%, а также за пределами заявленного диапазона): образец 1 (8,695% пакета №2); образец 2 (8,695% пакета №3); образец 3 (8,695% пакета №4); образец 4(10% пакета №2); образец 5 (10% пакета №3); образец 6 (10% пакета №4); образец 7 (11,345% пакета №2); образец 8 (11,345% пакета №3); образец 9 (11,345% пакета №4); образец 10 (8,694% пакета №2); образец 11 (8,694% пакета №3); образец 12 (8,694% пакета №4); образец 13 (11,346% пакета №2); образец 14 (11,346% пакета №3); образец 15 (11,346% пакета №4).

Основные физико-химические свойства масел, содержащих пакеты присадок в концентрации от 8,695 до 11,345%, представлены в таблице 7.

Из данных таблицы 7 видно, что оптимальными по составу пакетами присадок в масле, отвечающими предъявляемым требованиям, являются образцы масла 4-6 с 10 мас.% пакета присадок №2-4. Образцы 1-3 и 7-15 уступают по свойствам образцам 4-6. Наиболее оптимальным по физико-химическим свойствам является опытный образец масла с 10 мас.% пакета присадок №3.

Для выявления эффективности действия заявляемого соотношения компонентов пакета присадок в масле образец масла с 10 мас.% пакета присадок №3 в сравнении с маслом, содержащим 10 мас.% известного (по прототипу) товарного пакета, был испытан для оценки антиокислительных, противокоррозионных, деактивирующих, противоизносных и антифрикционных свойств.

Антиокислительные и противокоррозионные свойства масла с пакетом присадок оценивались на установке ИКМ-40 по методу ГОСТ 20457. В таблице 8 представлены результаты оценки антиокислительных и противокоррозионных свойств масла.

Таблица 7
Основные физико-химические свойства масла, содержащего пакет присадок в различной концентрации
Наименование показателей	Номера образцов масел с пакетами присадок
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Щелочное1 число, мг КОН/г	8,60	8,90	9,25	9,50	10,19	10,63	10,75	10,90	11,34	9,10	9,48	9,56	10,40	10,65	10,98
Массовая доля, %, серы2	0,18	0,20	0,21	0,22	0,26	0,30	0,32	0,34	0,37	0,21	0,23	0,25	0,38	0,39	0,42
Массовая доля, %, фосфора3	0,033	0,036	0,038	0,040	0,045	0,050	0,056	0,062	0,067	0,030	0,032	0,033	0,058	0,066	0,071
Массовая доля, %, кальция4	0,28	0,30	0,31	0,32	0,34	0,36	0,38	0,40	0,41	0,25	0,27	0,30	0,42	0,45	0,47
Зольность сульфатная5, %	0,92	0,93	0,94	0,98	0,99	1,00	1,05	1,10	1,18	0,90	0,98	1,06	1,25	1,35	1,45
1 Допускается не менее 9,5 мг КОН/г
2 Допускается не более 0,3%
3 Допускается не более 0,05%
4 Допускается в пределах 0,28-0,36%
5 Допускается не более 1,0

Таблица 8
Результаты оценки антиокислительных и противокоррозионных свойств масел
Наименование показателя	Норма по методу	Образец с пакетом по прототипу (патент РФ №2223303, C10M 167/00, от 10.02.2004)	Масло с пакетом присадок №3 (заявляемый)
Антиокислительные свойства
Прирост кинематической вязкости при 50°C за время испытаний, %	Не более 50	16,0	13,9
Противокоррозионные свойства
Потеря массы вкладыша нижней головки шатуна, мг	Не более 25	19,0	14,0

Результаты испытаний показали, что образец масла, содержащий 10 мас.% пакета присадок в заявленных соотношениях по антиокислительным свойствам (табл.8, строка 1) превосходит образец масла, содержащий 10 мас.% известного товарного пакета присадок, и не только сохраняет уровень, но и превосходит его (табл.8, строка 2) по антикоррозионным свойствам.

Деактивирующие свойства по отношению к медьсодержащим соединениям определяли на установке ВО-4 по методу СТО 08151164-012-2009. В таблице 9 представлены результаты оценки деактивирующих свойств масла.

Таблица 9
Результаты оценки деактивирующих свойств масел
Наименование образца	Время окисления, ч	Вязкость кинематическая при 100°C, мм2/с	Кислотное число, мг КОН/г
Окисление без катализатора
Образец масла М-20, содержащий 10 мас.% заявляемого пакета присадок №3	0	20,12	0,07
5,0	20,78	0,42
10,0	21,04	0,93
15,0	21,78	1,64
20,0	22,25	2,09
Образец масла М-20, содержащий 10 мас.% пакета присадок по прототипу (патент РФ №2223303, C10M 167/00, от 10.02.2004)	0	20,20	0
5,0	21,48	0,49
10,0	21,99	1,66
15,0	22,37	2,60
20,0	22,90	3,18
Окисление с катализатором - окисью меди
Образец масла М-20, содержащий 10 мас.% заявляемого пакета присадок №3	0	20,12	0,07
5,0	20,98	0,55
10,0	21,48	1,34
15,0	22,19	2,07
20,0	22,97	2,46
Образец масла М-20, содержащий 10 мас.% пакета присадок по прототипу (патент РФ №2223303, C10M 167/00, от 10.02.2004)	0	20,20	0
5,0	21,18	1,12
10,0	21,75	1,99
15,0	22,44	2,97
20,0	23,33	3,68
Окисление с промотором - нафтенатом меди
Образец масла М-20, содержащий 10 мас.% заявляемого пакета присадок №3	0	20,12	0,07
5,0	21,08	0,71
10,0	21,76	1,55
15,0	22,43	2,34
20,0	23,05	2,94
Образец масла М-20, содержащий 10 мас.% пакета присадок по прототипу (патент РФ №2223303, C10M 167/00, от 10.02.2004)	0	20,20	0
5,0	21,38	1,36
10,0	22,66	2,09
15,0	22,98	3,18
20,0	23,70	3,88

Из данных, представленных в таблице 9, видно, что лучшие деактивирующие свойства по отношению к цветному металлу - меди, характеризующиеся меньшим значением прироста вязкости и кислотного числа (столбцы 3,4 таблицы 9), показал образец масла с 10% заявляемого пакета присадок №3. Образец масла, содержащий 10 мас.% известного товарного пакета присадок (по прототипу) уступает заявленному образцу.

Испытания пакетов по оценке противоизносных и антифрикционных свойств проводили по ГОСТ 9490 и методу МИ 13.165-2002 (таблица 10).

Таблица 10
Результаты оценки трибологических характеристик пакетов
Состав опытных	Противоизносные свойства	Антифрикционные свойства
образцов композиции	Диаметр пятна износа, Du, мм*	Коэффициент трения, f**
Образец масла М-20, содержащий 10 мас.% заявляемого пакета присадок №3	0,435	0,135
Образец масла М-20, содержащий 10 мас.% пакета присадок по прототипу (патент РФ №2223303, C10M 167/00, от 10.02.2004)	0,429	0,131
* Допускается не более 0,45 мм.
** Допускается не более 0,140 за 60 мин

Как показали результаты испытания, заявляемый пакет присадок в масле улучшает по сравнению с товарным пакетом противоизносные и антифрикционные свойства и не превышает допустимые значения.

Для определения оптимального соотношения компонентов основы масла в заявляемом диапазоне с оценкой его эффективности по основным физико-химическим свойствам были приготовлены его образцы (таблица 11).

Таблица 11
Состав опытных образцов основы масла
Компоненты базового масла	Номер образца основы масла и массовая доля в ней компонентов, %
1	2	3	4	5
Дистиллятное масло или его смесь с остаточным маслом селективной очистки, имеющее кинематическую вязкость от 51 до 75 мм2/с при 40°C и температуру застывания не выше минус 15°C	9,9	10,0	15,0	20,0	20,1
Масло, полученное из малосернистых парафинистых нефтей глубокой селективной очисткой и депарафинизацией, с кинематической вязкостью от 16 до 22 мм2/с при 40°C и температурой застывания не выше минус 55°C	39,9	40	45	50	50,1
Поли-α-олефиновое масло с кинематической вязкостью от 3,5 - до 4,5 мм2/с при 100°C и температурой застывания не выше минус 60°C	24,9	25,0	30,0	35,0	35,1
Сложный эфир, полученный при взаимодействии себациновой кислоты и 2-этилгексанола с кинематической вязкостью не менее 3,2 мм2/с при 100°C и температурой застывания не выше минус 55°C	4,9	5,0	10,0	15,0	15,1
Поливинил-н-бутиловый эфир с кинематической вязкостью 3200-9000 мм2/с при 100°C и молекулярной массой от 15000 до 25000	До 100%

Образцы основы масла прошли испытания по оценке основных физико-химических свойств, а результаты испытаний представлены в таблице 12.

Таблица 12
Результаты испытаний опытных образцов основы масла
Наименование показателей	Норма для масла	Номер образца основы масла (из