Смазочная композиция

Смазочная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И--C А;Н И1Е 0 458I35

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимый от патента (22) Заявлено 12.07.71 (21) 1683540/

1828212/23-4 (32) Приоритет 13.07.70 (31) 54558 (33) США

Опубликовано 25.01.75. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 07.03.75 (51) M. Кл. С 10тп 1. 32

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.892.8 (088.8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Эдмунд Джозеф Пиасек и Роберт Эдвард Карлл (США) Иностранная фирма

«Стандарт Ойл Компани» (США) (71) Заявитель (54) СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к составам смазочных масел, в частности к композициям автомобильного и дизельного картерного смазочного масла, содержащим небольшое количество маслорастворимых присадок нового класса, улучшающих характеристики масла, особенно его диспергирующе-детергентные свойства.

Современные автомобильные и дизельные двигатели рассчитаны на высокую мощность, незначительное выделение продуктов сгорания и длительную службу картерного смазочного масла. Это требует очень жестких рабочих условий, кроме того, необходимы высокоэффективные смазочные масла, обеспечивающие при повышенных эксплуатационных требованиях защиту от коррозии и накопления углеродистых отложений, нагара и смолистых продуктов на поверхности деталей двигателя, быстро снижающих эффективность и срок службы двигателя. Даже при высокой степени очистки базового смазочного масла от вредных компонентов, например полимеризирующихся компонентов, кислотообразующих, носков и тому подобное, оно тем не менее нуждается в добавке ряда маслорастворимых химических присадок, придающих маслу способность противостоять окислению, отложению осадков или нагара и коррозии смазываемых металлических частей и способность регулировать смазочные свойства и вязкость при изменении температуры.

5 Продукты сгорания, образующиеся в результате сгорания топлива и термического разложения смазочных масел и присадок, склонны накапливаться в картерном масле с образованием маслонерастворимых продуктов, 10 образующих нагар или лакоподобные пленки, или оседающих на частях двигателя в виде вязких отложений, или образующих твердые золоподобные или углеродистые отложения.

Отложения могут сузить и даже закупорить

15 пазы, канавки и полости, по которым масло подается к движущимся поверхностям двигателя и тем самым ускорить износ и, следовательно, снизить эффективность двигателя.

Кроме того, кислые продукты сгорания корро20 дируют смазываемые металлические поверхности.

Для обеспечения детергентно-диспергирующих свойств были предложены различные ингредиенты. Первыми присадками указанного

25 назначения явились нейтральные или щелочные металлорганические производные, напри. мер соли щелочноземельных металлов и суль фокислот и продукты реакции углеводопола i

458135

30

65 пятисернистым фосфором. Однако эти присадки образуют продукты термического разложения, способствующие отложению золы на частях двигателя. Они не могут эффективно диспергировать образующиеся лаки, нагары или углеродистые отложения, теряют диспергирующе-детергентные свойства при расходовании их щелочноземельного компонента на нейтрализацию кислых продуктов сгорания.

Применяют также в качестве присадок продукты конденсации по Манниху, полученные из алкилзамещенных оксиароматических соединений, у которых алкил имеет относительно невысокий молекулярный вес (2 — 20 углеродных атомов в алкиле) и алкильные заместители типа хлорированного воска. Однако ни один из подобных продуктов конденсации не пригоден для использования в качестве детергентно-диспергирующсй присадки для современных масел продолжительной эксплуатации.

Известны смазочные композиции, содержащие в качестве детергентно-диспергирующих присадок высокомолекулярные продукты конденсации алкилзамещенных оксиароматических соединений, алкильный заместитель которых имеет мол. в. 600 — 3000, с амином, содержащим не менее одной NH-группы, и альl дегидом. Раствор подобных высокомолекулярных продуктов конденсации, особенно в легких маслах, в процессе хранения образует нерастворимые или малорастворимые побочные продукты, которые не только почти невозможно удалить путем фильтрации, но которые сильно снижают скорость фильтрации самого продукта.

При использовании их в картерном смазочном масле в результате высокой температуры в канавках поршневых колец образуются углеродистые отложения и быстро накапливается нагар, мешающий длительной эксплуатации смазочного масла.

Целью изобретения является улучшение детергентно-диспергирующих и антиокислительных свойств композиции.

Поставленная цель достигается тем, что в состав композиции введен продукт конденсации алкилзамещенного оксиароматического соединения, алкильный заместитель которого имеет мол. в. 600 — 100000, амина, содержащего не менее одной NH-группы, алифатиl ческого альдегида и алифатической кислоты, содержащей не менее 6 атомов углерода, в количестве 0,05 — 70 вес.%.

Предпочтительными являются продукты конденсации полиалкилфенола с мол. в. 850—

2500, этиленполиамина, формальдегида и алифатической кислоты.

Такие высокомолекулярные продукты являются эффективными присадками к смазочным маслам, придающими последним диспергирующе-детергентные и антиокислительные свойства при относительно низкой концентрации присадок (0,05 — 10 вес.%, считая на смазочное масло). Более высокие концентрации, например порядка 10 †. 70 вес.%, пригодны для концентратов, используемых для получения смазочных масел и укрепления картерного масла.

Указанные высокомолекулярные продукты полy÷ÿ1Îò известными способами конденсации по Манниху, загружая высокомолекулярное алкилзамещенное оксиароматическое соединение (1), амин (2), альдегид (3) и алифатическую кислоту (4) в молярных соотношениях 1,0: 0,1 — 10: 1,0 — 10: 0,014 — 1,0. Реакцию целесообразно вести так, чтобы в нагретую от комнатной температуры до 93 С (200 F) смесь соединений 1, 2 и 4 вводить формальдегид (например, формалин) в среде легкого отгоняемого органического растворителя, например бензола, ксилола или толуола, или в среде очищенного нейтрального масла и затем реакцию вести при повышенной температуре 135 — 190,5 С (275 — 375 F), предпочтительно продувая реакционную массу инертным газом, например азотом, углекислым газом и тому подобное, до завершения дегидратации.

Пример 1. Перемешивают при 82 С (180 F) 2300 r (0,66 моль) полибутилзамещенного фенола с мол. в. 1600 (46% полибутилфенола, 54% полибутена) и 690 г минерального масла селективной очистки 5W, 115 г (0,61 моль) тетраэтиленпентамина и 93 г (0,83 моль) олеиновой кислоты. Затем к смеси медленно приливают 90 мл (1,2 моль) формальдегида, температуру повышают до

148,9 С (300 F), при этом через смесь барботируют азот из расчета 0,057 и /час (2 куб. фут/час). После 3 час нагревания при

148,9 С (300 F) в смесь вносят фильтрующес средство, например целит, и смесь отфильтровывают. Фильтрат (совершенно прозрачный) содержит 1,24% азота, вязкость при 98,89 С (210 F) равна 677 сек Сейболта.

П р им е р 2. Повторяют описанный в примере 1 опыт, но берут 1540 r (0,444 моль) полибутилфенола, 460 г минерального масла, 77 г (0,41 моль) тетраэтиленпентамина, 62 г (0,220 моль) олеиновой кислоты и 60 мл (0,861 моль) формальдегида. Фпльтрат (совершенно прозрачный) содержит 1,2% азота, вязкость при 98,89 С (210 F) равна 679 сек

Сейболта.

Предлагаемую смазочную композицию подвергают испытанию Катерпиллера 1-Н, которое (продолжительность 480 час) осуществляют на скоростном (с наддувом) дизельном двигателе Катерпиллера для измерения высокотемпературных детергентных свойств картерного смазочного масла по спецификации

М1 1-2104 В. Смазочную композицию оценивают после осмотра отложений в пазах верхних поршневых колец, которые измеряют и выражают в процентах. Оценивают степень отложения нагара на гребнях поршня и в нижних пазах (канавках). Смазочная композиция считается удовлетворительной, если содержит45 8135

70,0

4,0

1,0

0,88

0,50

Отложения.240 час

480 час

В пазах (канавках) 1

Наполнение верхнего паза

8% (44 %)

Чисто (22%)

Чисто (чисто)

Чисто (чисто) Наполнение верхнего паза

2% (5%)

Чисто (27О )

Чисто (чисто)

Чисто (чисто) 2

4

На гребнях

Чисто (2", ВП.»", 21;, AL, 17% LAL** 60% чисто)

Чисто

Чисто

Чисто (12% AL 14, АУ-) Чисто

Чисто

Подкольпевые

25% светлый янтарный лак, 25,; средне-янтарный лак

50% светлый, очень светлый яйтариый лак

5,00

0,78

1,00

5,00

5 ся не более 30% углеродистых отложений в верхних кольцевых пазах. Нагар во втором пазу (канавке) и на первом гребне поршня не должен превышать 50%, Ниже поршень должен быть чистым.

При испытании Катерпиллера 1-Н используют следующую масляную композицию, об.%.

Масло селективной очистки

SAE 5 23,02

Масло селективной очистки

SAE 10

Продукт из примера 1

Сульфонат магния

Диалкилдитиофосфат цинка

Депрессатор (алкилнафталин)

Антипенная силиконовая присадка 0,000005 AL — янтарный лак. " В1Š— черный лак.

***LAL — светло-янтарный лак. ный продукт конденсации по Манниху, испытывают с помощью теста «Форд 289». Это испытание проводят в двигателе Форда с рабочим объемом 4736 см (289 куб. дюйма) аналогично так называемому тесту Линкольна

MSV, описанному в патенте США Ке 3442808, но на разных двигателях. Тест «Форд 289» более строг в отношении образования углеродистых отложений и нагара, так как осуществляется с парами, поступающими в систему подачи питания двигателя при помощи картерной вентиляционной системы.

Для осуществления теста «Форд 289» использовали масло следующего состава об. /о..

Масло селективной очистки

5W 37,15

Масло селективной очистки

10W 47,0

Полибутен для улучшения индекса вязкости 2,80

Акрилоид для улучшения индекса вязкости с депрессорной присадкой 4,95:

Модифицированный жирной кислотой продукт из примера 2

Результаты испытания данной композиции приведены в табл. 1. Для сравнения приведены данные для смазочной композиции, содержащей немодифицированный высокомолекулярный продукт конденсации по Манниху (указано в скобках). Рецептура масляной композиции следующая об,о/о.

Основное минеральное смазочное масло 94,5

10 Немодифицированный высокомолекулярный продукт конденсации по Манниху 3,5

Диалкилдитиофосфат цинка 0,7

Сульфонат бария 1,3

15 Другую композицию смазочного масла, содержащую модифицпрованньш жирной кислотой, описанной в примере 2 высокомолекулярТаблица 1

Нагар при IlcIIblTBHHH в течение

Диалкилдитиофосфат цинка 1,10

Сульфонат магния 2,02

20 Результаты испытания с применением теста

«Форд 289» с использованием приведенной смазочной композиции приведены в табл. 2.

Для сравнения даны результаты, полученные со смазочной композицией, содержащей

25 немодифицированный высокомолекулярный продукт конденсации по Манниху (указано в скобках). Рецептура этой композиции следующая об.о/о.

Масло селективной очистки 93,22

Немодифицированный высокомолекулярный продукт конденсации по Манниху

Диалкилдитиофосфат цинка

35 Сульфонат магния

В описанном испытании части двигателя осматривали и оценивали по десятибалльной шкале, причем 10 означает отсутствие углеро40 дистых отложений или нагара. Оценка 50 для общего количества углеродистых отложений и нагара считается безупречной. Оценка 60 или ниже считается опасной в смысле заку458135

Таблица 2

Нагар

Углеродистые отложения

Лак на поршне 8,5 (8,2)

Головка шатуна 9,0 (9,0)

Корпус толкателя 6,0

Стенки цилиндра 8,9 (6,8)

Маслосборник 9,8 (9,4) Всего нагара 42,2 (39,2)

Обратный клапан масляного насоса 9,8 (9,3) Предмет изобретения

Составитель Л. Иванова

Техред Т. Миронова

Корректор Е. Кашина

Редактор О. Кузнецова

Згигз 444/17 Изд. № 318 Тираж 593 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров ССС1» по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушскгя наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова. 2 порки фильтра, а оценка 50 или ниже считается опасной в смысле закупорки колец. Из табл. 2 видно, что предлагаемая композиция более эффективна, чем известные.

Предлагаемые композиции могут включать различные смазочные масла. Эти смазочные масла могут быть углеводородными маслами

Отложения на толкателе, плунжере лак чисто (чисто) ржавчина 9.8 (9,8)

Пригорания толкателя нет (нет)

Закупорки масляного фильтра нет (нет)

Закупорки клапана нет (нет)

Количество газов, проходящих через клапан м /час (куб. фут/час) максимальное 4,474 (158) среднее 4,304 (152) минимальное 4,135 (146)

Отложения на всасывающем клапане 7,5

1. Смазочная композиция на основе минерального или синтетического масла, отл ичаю щ а я с я тем, что, с целью улучшения детергентно-диспергирующих и антиокислительных свойств композиции, в ее состав введен продукт конденсации алкилзамещенного оксиароматического соединения, алкильный заместиприродного происхождения (минеральные) и синтетическими маслами, например, получаемыми полимеризацией олефинов, а также синтетическими смазочными маслами типа эфиров поликарбоновых кислот, например маслорастворимыми эфирами адипиновой, себациновой, азелаиновой кислот и т. и.

Головка шатуна 9,8 (7,5)

Впускной коллект»р 9,8 (8,0)

Масляный фильтр 10,0 (10)

Маслосборник 9,8 (7.3)

Крышка клапана 9,8 (7.7)

Клапанная коробка 9,8 (7,8)

Крышка распределительной шестерни

9,8 (7.7)

Всего отложений 49,1 (39,5)

Закупорки масляных колец нет (нет)

Пригорания поршневого кольца нет (нет)

Расход масла 5,35 (5,22)

Всасывающий клапан максимальные 0,0027 (0,0013) средние 0,0012 (0.0010) минимальные 0,0005 тель которого имеет мол. в. 600 — 100000, амина, содержащего не менее одной NH-группы, алифатического альдегида и алифатической кислоты, содержащей не менее 6 атомов углерода, в количестве 0,05 — 70 вес.%.

2. Композиция по п. 1, отличающаяся

15 тем, что продукт конденсации введен в количестве 0,05 — 10 вес.%.