Способ получения присадки для смазочных масел

Патент 503528

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ 00 503528

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (51) М. Кл,- С 08Г 8/04

С 10М 1/18 (22) Заявлено 11.03.74 (21) 2009498/23-5 (23) Приоритет вЂ” (32) 12.03.73 (31) 21460-А/73 (33) Италия

Опубликовано 15.02.76. Бюллетень № 6

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 678.741.02 (088.8) Дата опубликования описания 29.06.76 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Пьерлеоне Джиротти, Ренато Тесеи и Телемако Флорис (Италия) Иностранная фирма

«СНАМ Прогетти С,п.А.» (Италия) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРИСАДКИ ДЛЯ СМАЗОЧНЫХ

МАСЕЛ

Изобретение относится к получению присадо к для смазочных ма сел.

Известен способ получения присадки для смазочных масел полимеризацией изобутилена. Недостатком этого способа является деполимеризация полимера во время работы двигателя с последующим снижением вязкости и коэффициента вязкости содержащего eI.o масла.

С целью повышения качества присадок предлагают способ, отличающийся от из вестного тем, что получение присадки осуществляют не полимеризацией, а дистилляцией жи дких полимеров с последующим каталитическим гидриро ванием. жидкие полимеры с высокой вязкостью и т. кип. выше 175 С (кубовый остаток от дистилляции продукта полимеризации а-олефинов общей формулы R вЂ” СН=СН, где Râ€”

С,- вЂ” С1в-алкил, в присутствии катализатора, состоящего из четыреххлористого титана и полииминоалана), подвергают дистилляции при пониженном давлении, продукт с начальной т. кип, 350 С гидрируют в присутствии катализатора в растворе углеводородного растворителя, предпочтительно н-гвптана, с последующей отгонкой этого растворителя.

Пол имер с начальной т. кип. 175 С получают с высоким выходом путем полимеризации смесей нормальных а-олефинав вЂ” продуктов крекинга парафинов или нормальных сс-олефинов, имеющих общую формулу R вЂ” СН = СНз, где R вЂ” алкильный радикал, содержащий от

2 до 16 атомов углерода, в присутствии ката5 лизатора, представляющего собой комплексное соединение четыреххлористого титана и полииминоалана, в инертной или частично замещенной водородом атмосфере при манометрическом давлении водорода не выше 1 кг/см2

10 и последующей дистиллизации продукта полимеризации до 175 С.

Полимер, имеющий начальную т. кип. 175 С, при пониженном давлении подвергают дистилляции до 350 С. Полученный продукт с

15 начальной т. кип. 350 С гидрируют в присутствии катализатора с предварительным разбавлением легким растворителем (и-гептаном) и последующей отгонкой этого растворителя.

20 Катализатором, применяемым для гидрирования, может быть один из тех, которые обычно применяются в технике, например катализатор на основе %, содержащегося в кизельгуре.

25 Температура гидрирования 180 С, давление водорода 100 кг/см, продолжительность контакта 2 ч.

Присадка для повышения коэффициента вязкости обладает способностью обеспечивать

30 в смазочных смесях, содержащих ее (мпне503528

Вязкость при вЂ” 17,8-С, спуаз

Вязкость ири

99=С, сетокс

min

min шах

max

9600

SAE 5

SAE 10

SAE 20

SAE 30

SAE 40

SAE 50

1200

2400

12,9

16,8

22,7

9,6

12,9

16,8

81,7

Метод

АКТЫ 0145 с АСТМ 0445

ASTM D2270/А

А$ТМ D2270/Â

AST М 02602

ASTМ 097

19,62

170,8

141

8400 вЂ” 31 ральное масло, получаемое после рафинирования бензина с высокой т. кип. или синтетическая легкая фракция), низкую степень деполимеризации.

С помощью присадки для повышения коэффициента вяз кости могут быть получены универсальные смазочные масла с хорошими характеристиками.

Универсальные смазочные вещества вЂ” это масла, обладающие низкой вязкостью в хо- 10 лодном состоянии и вьгсокой вязкостью в горячем состоянии. Их применение, помимо преимуществ, которые они обеспечивают двигателю (например, возможность пуска холодного двигателя), позволяет исключать недо- 15 статки, связанные с сезонными изменениями.

Ниже пред ставлены пределы вяз кости таких универсальных масел при 0 и 210 С (вЂ” 17,78 С и 98,99 С) согласно классификации

SAE Общества автомобильных инженеров. 20

Классификация SAE машинных масел

Из приведенных данных видно, что универсальные масла 20W-50 должны обеспечивать вяз кость при вЂ” 17,8 С в диапазоне 2400 вЂ” 9600 спуаз и при 99 С в диапазоне 16,8вЂ”

22,7 сстокс, Универсальные малосла 10W-40 имеют диапазон вязкости при вЂ” 17,8 С 1200вЂ”

2400 опуаз и при 99 С 12,9 вЂ” 16,8 сстокс. Универсальные масла 10W-50 должны иметь вязкость при вЂ” 17,8 С в диапазоне 1200вЂ”

2400 спуаз и при 99 С в диапазоне 16,8вЂ”

22,7 сстокс. Универсальные масла 5чч -30, предназначенные для применения в условиях

Характеристики

Кинематическая вязкость при 99 С, сстокс

1(инематическая вязкость при 37,8 С, ссток

Коэффициент вязкости

Вязкость при вЂ” 17,8 С, спуаз

Температура застывания, С

Пример 2. Полимер с начальной т. кип.

175 С и вязкостью при 99 C 1160 сстокс подвергают дистилляции до 350 С; остаток после дистилляции подвергают каталитиче скому гидрированию, описанному в примере 1.

65 очень холодного климата, имеют пределы вязкости при вЂ” 17,8 С еще более низкие, а именно н иже 1200 спуаз, и вязкость при 99 С в диапазоне 9,6 вЂ” 12,9 остоис.

Приводимые смазочные смеси содержат гидрированный полимер с начальной т. кип.

350 С, минеральное или синтетическое масло, присадку для снижения точки текучести и детергентные, антиокислительные и противоизносные присадки.

Под детергентными присадками имеется в виду сульфонаты и феноляты на основе Са, Ва, Mg и т. д., под диопергирующими присадками вЂ” соединения бензольного типа, я вляющиеся произ водными алкенилсукцинимидов и т, д. Под антиокислительными и проти воизносными присадками имеются в виду фенолы, дитиофосфаты цинка и т, д.

Пример 1. Полимер с начальной т. кип.

175 С и вязкостью при 99 С 660 остокс подвергают дистилляции при пониженном давлении до 350 С.

Фра кция 175 вЂ” 350 С составляет 5,3 вес. %

î r исходного продукта (остаток вЂ” фракция выше 350 С) затем подвергают каталитическому гидрированию, предварительно разбавив легким растворителем (н-гептаном), с применением катализатора на основе М в кизельгуре при 180 С, да влении водорода

100 кг/см,в течение 2 ч.

Гидрированный полимер, полученный после отго|нки растворителя и имеющий начальную т. кип. 350 С, и меет вязкость прои 99 С

840 сстокс. Этот полимер используют в качестве пр исадки к смеси, имеющей приведенную ниже рецептуру.

Рецептура масла 20%-50, имеющего минеральную основу состава, sec. %:

Гидрированный полимер

840 санти стокс при 99 С 1 1,0

Группа присадок 6,7

Присадка,,понижающая температуру застывания масла 0,6

Минеральное масло (вязкость

9,30 сстокс при 99 С; коэффициент вязкости по ASTMD

2270/А-109; при вЂ” 17,8 С вязкость

6700 спуаз

Фракция 175 вЂ” 350 С соста|вляет 4,5 вес. %, остаток (350 С) 95,5 вес. %; последний (после гидрирования) имеет вязкость при 93 С

1500 остокс. Этот полимер используют в качестве присадки к смеси, имеющей приведенную ниже рецептуру.

503528

0,6

84,2

Характеристики

Кинематическая вязкость при 99-С, сстокс

Кинематическая вязкость при 37,8 С, сстокс

Коэффициент вязкости

Вязкость при вЂ” 17,8 С, спуаз

Температура застывания, С

Температура вспышки, С

20,43

177,4

144

9200 вЂ” 30

240

А$ТМ

ASTM

А$ТЛ1

П р и и е р 3. Полимер с начальной температурой кипения 175 С и вязкостью при 99 С

1450 ссток с подвергают дистилляции до 350 С; остаток после дистилляции подвергают каталитичеокому гидрированию, аналогично при- 20 веденному в примере 1.

Фракция 175 вЂ” 350 С составляет 4,2 вее. %, остаток 350 С 95,8 вес. %; остаток после гидрирования имеет вязкость при 99 С 2160 осток с. Этот полимер используют в качестве 25 присадки к смеси, имеющей рецептуру, приведенную ниже.

0,6

Метод

D 445

D445

D2270/А

Р2270/В

D2602

097

Характеристики

Кинематическая вязкость при 99-"С, сстокс

1(инематическая вязкость при 37,8"Ñ, сстокс

1(оэффициент вязкости

18,38

154,9

143

800 вЂ” 30

А$ТМ

ASTM

А$ТМ

AST M честве присадка к смеси, имеющей приведен40 надю ниже рецептуру.

Рецептура малосла 10W=40, имеющего минеральную основу, вес. :

Гидрированный полимер, 6100 сстокс при 99 С 7,0

Группа присадок 8,5 присадка, понижающая температуру застывания масла 0,6 основное минеральное масло (.вязкость при 99 С

5,0 сстокс; коэффициент вязкости по ASTMD 2270/А

116; при вЂ” 17,8 С

1050 спуаз) 83,9

Метод

D145

D445

D2270/À

D2270/В

D2602

097

Характеристика

Кинематнческая вязкость при 99=C, сстокс

Кинематическая вязкость при 37.,8=С, сстокс

Коэффициент вязкости

14,85

95,4

139

174

2400.вЂ” 33

ASTM

А$ТМ

ASTM

А$ТМ

Рецептура масла 20W=50, имеющего минеральную основу, вес. %:

Гидрираванный полимер, 1500 сстокс при 99 С 8,5

Группа,присадок: присадка, понижающая темВязкость при вЂ” 17,8"-С, сстокс

Температура застывания, .С

В примерах 1, 2 и 3 можно считать, что коэффициент вязкости основных масел (из расчета по методу ТМ 2270/A) увеличен за счет добавления присадки для повышения коэффициента вязкости по предлагаемому способу со 109 вЂ” 110 до 125.

Пример 4. Полимер с начальной т. кип.

175 С и вязкостью при 99 С 5330 сстокс подвергают дистилляции до 350 С; остаток после дистилляции под вертают каталитическому гидрированию аналогично приведенному в примере 1.

Фракция 175 вЂ” 350 С соста|вляет 3,6 вес. %, остаток 350 С 96,4 вес. %; этот остаток после гидрирования имеет вяз кость при 99 С

6100 сстокс. Такой полимер используют в каВязкость прп вЂ” 17,8 С, спуаз .

1емпература застывания, (; пературу застывания масла минеральное масло (вязкость при 99 С 9,30 сстокс;

ASTMD 2270/А 109; при вЂ” 17,8 С вяз кость 6700 мпуаз

Метод

D445

D 2270/А

D2270/В

D2602

D97

092

Рецептура масла 20W вЂ” 50, имеющего минеральную основу, вес. %:

Гидрированный полимер, 2160 сстокс при 99 С 6,5

Группа присадок: присадка, понижающая температуру застывания масла

Минеральное масло (вязкость при 99 С 8,71 GcToKIc; коэффициент вязкости по

ASTMD 2270/А 110; при вЂ” 17,8 С вязкость 5800 спуаз 84,4

503528

Рецептура масла 10W=40, имеющего минеральную основу, вес. %.

Гидрированный полимер, вязкость п:ри 99 С 9150 остокс 6,5

Г руппа при садок: 6,7 присадка, понижающая температуру застывания масла основное минеральное масло (вязкость ари 99 С 5,05 осток;

10 коэффициент вязкости по

ASTMD 2270/А=116; при вЂ” 17,8 С 1050 спуаз) 86,2

0,6

Характеристика

Кинематическая вязкость при 99 С, сстокс

Кинематическая вязкость при 37,8-"С, сстокс

Коэффициент вязкости

Пример 6. Полимер с начальной т. кип.

175 С и вязкостью при 99 С 14900 ссток с подвергают дистилляции до 350 С; остаток после дистилляции подвергают катал итичес кому гидрированию а налогично приведенному в примере 1.

Фракция 175 вЂ” 350 С оста вляет 2,8 вес. о/о, остаток 350 С 97,2 вес. /о. О статок после гид- 30 риро вания имеет вязкость при 99 С

16300 сстокс. Этот полимер используют в качеспве присадки к смеси, имеющей рецептуру, приведенную ниже.

Рецептура масла 10W=40, имеющего минеральную основу, вес. :

Гидрогенизова|нный пQJIHMGp,,Bÿçкость при 99 С 16300 сстакс 2,5

Группа присадо к: 6,7 присадка, понижающая температуру застывания масла 0,6 основное минералыное малосло (вязко сть при 99 С 5,05 остоис; коэффициент вязкости npu ASTM

D2270/À 116; при вЂ” 17,8 С

1050 спуаз

90,2

Характеристики

Кинематическая вязкость при 99-С, сстокс

Кинематическая вязкость при 37,8 С, сстокс

Коэффициент вязкости

Метод

А$ТМ Ш45

ASTM D445

А$ТМ D2270/А

ASTM D2270/В

А$ТМ D2602

ASTM D97 ки к смеси, имеющей рецептуру, приведенную

45 ниже.

Рецептура uraicJIa 10W=50, имеющего синтетическую основу, вес. /о.

Гидрированный полимер, вязкость при 99 С 2160 сстокс 15,0

Группа присадо к 8,5 синтетическое масло (вязкость при 99 С 4, 50 сстокс; коэффициент вязкости по ASTM

02270/А 125; при вЂ” 17,8 С

55 200 спуаз

76,5

Пример 5. Полимер с начальной т. кип.

175 С и вязкостью при 99 С 8160 сстокс подвергают ди стилляции до 350 С; остаток после дистилляции под вергают каталитическому гидрированию, аналогично приведенному в примере 1.

Фра кция 175 вЂ” 350 С составляет 3,1 вес. /o, остаток 350 /С 96,9 вес. /о. Этот остаток после гидрирования имеет вязкость при 99 С

9150 сстокс. Такой полимер используют в качестве присадки к смеси, имеющей приведенную ниже рецептуру.

Вязкость при вЂ” 17,8 С, спуаз

Температура застывания, С

Вязкость при вЂ” 17,8=С, сстокс

Температура застывания, С

В примерах 4, 5 и 6 коэффициент вязкости основного масла (из расчета по методу ASTM

D2270/А) увеличен за счет добавления присадки для повышения коэффициента вязкости с 116 до 139 вЂ 1.

Пример 7. Гидрированный полимер с т. кип. выше 350 /С, использованный в примере в качестве присадки для улучшения коэффициента вязкости, такой же, как в примере 3, имеет вязкость при 99 С 2160 сстокс.

Этот полимер использован в качестве присадХарактеристика

Кинематическая вязкость при 99-"С

Кинематическая вязкость при 37,8 С

Коэффициент вязкости

Вязкость при вЂ” 17,8 С, сстокс

Температура застывания, С

ASTM

А$ТМ

ASTM

А$ТМ

ASTM

ASТМ

ASTM

А$ТМ

Метод

D445

D 145

2270/A

2270/В

2602

Метод

D445

D2270/А

D2270/В

D2602

D97

14,49

91,8

220 вЂ” ЗЗ

14,93

94,6

176

2350 вЂ” 30

18,30

107,3

144

201

1650 вЂ” 35

503528

П р и м ер 8, Ги дрированный полимер, использованный в примере в качестве присадки для улучшения коэффициента вязкости, аналогичный примеру 3, имеет вязкость при 99 С

2160 сстокс. Этот полимер использован в ка- 5 честве присадки к смеси, имеющей рецептуру, приведенную ниже.

Рецептура масла 5W вЂ” 30, имеющего синтетичсокую основу, вес. %:

81,5

Метод

02270/В

02602

097

Характеристики

Кинематическая вязкость при 99-С, сстокс

1(инематическая вязкость при 37,8-С, сстокс

1(озффициент вязкости

12,05

67,02

147

190

А$ТМ

АСТМ

1050 вЂ” 40 пользован звуковой генератор Райтона (ASTM Р2603 вЂ” 70) в течение 15 мин. Определяют изменение вязкости при двух температурах: 99 и 37,8 С.

Б примерах 7 и 8 коэффициент вязкости основного синтетического масла (из расчета 20

rto методу ASTM D2270/À) увеличен путем доба вления присадки для улучшения коэффициента вязкости со 125 до 144 и 147 соответственно.

Пример ы 9 и 10. Проведены испытания 25 на сопротивление сдвигу на маслах в соответст вии с примерами 2 и 5. Для испытаний исСогласно примеру 9 испытание на сопротивление сдвигу проведено на масле 20W-50 в соответствии с примером 2.

Результаты приведены, ниже.

Потеря вязкости, После испытания

Начальная

1(инематическая вязкость: при 99 - С, сстокс при 37,8"С, сстокс

9,6

10,1

18,46

159,5

20,43

117,4

Начальная

1(инематическая вязкость:

9,3

9,5

13,14

83,1 при 99 -С, сстокс прп 37,8=С, сстокс

14,49

91,8 циента вязкости по предлагаемому способу.

Согласно примеру 11 испытывают масло

ЬЛЕ 20W-50 с промышленной присадкой для повышения коэффициента вязкости на основе полиметакрилата.

Масло 20W-50 согласно примеру 1 1, .состав, вес. %:

Промышленный полимер 7,0

Группа присадок 6,7

Основное минеральное малосло (вязкость при 99 С

9,68 сстокс; коэффициент вязкости по ASTN

D2270/À 105; при 17,8 СвЂ”

65 7100 спуаз) 86,3

Вязкость пр,i вЂ” 17,8 С, сиуаз

Темп ратура застывания, С

Согласно примеру 10 испытание на сопрот.гвление сд|вигу проведено на масле IOW-40 в соответствии с примером 5.

Если учесть, что два масла примеров 2 и 5 срецептированы с применением двух гидрогенизованных полимеров, имеющих значительно отличающиеся друг от друга вязкости при

99 С; 1500 и 9150 сстокс соответственно, можно сделать вывод, что степень деполимеризации не зависит от вязкости использованного полимера.

Пример ы 11 и 12. Сравнивают степени деполимеризации (сопротивление сдвигу) смазочных материалов, содержащих промышленные присадки для повышения коэффициента вязкости, со смазочными маслами, содержащими присадки для повышения коэффиГидрированный полимер, вязкость при 99 С 2160 сстокс 10,0

Группа присадок: 8,5 синтетическое масло (вязкость при 99 С 4,50 с стокс; коэффициент вязкости по ASTM D

2270/А 125;,при вЂ” 17,8 С

200 спуаз) Результаты приведены ниже

После испытания Потеря вязкости, 503528

Характеристики

Кинематическая вязкость при 99 С, сстокс

Кинематическая вязкость при 37,8 С, сстокс

Козффициент вязкости

Вязкость при вЂ” 17,8"С, спуаз

Температура застывания, С

Испытание на сопротивление сдвигу

Исходная После испытания

19,37 16,12

161,4 136,0

Потеря вязкости, %

16,8

15,7

Кинематическая вязкость при 99 С, сстокс

Кинематическая вязкость при 37,8 С, сстокс

10,5

6,7

Промышленный полимер

Группа присадок

Основнос минеральное малосло (в я з кость п р и 99 С

5,6 сстоис коэффициент вязкости .по ASTMD2270/À 117; при вЂ” 17,8 С=1350 спуаз

82,8

Характеристики

Кинематическая вязкость при 99 С, сстокс

Кинематическая вязкость при 37,8"-С, сантистокс

Коэффициент вязкости

А$ТМ

ASTM

16,44

102,3

141

2400 вЂ” 28

Вязкость при вЂ” 17,8 С, спуаз

Температура застывания, С

Испытание на стабильность сопротивления сдвигу (А$ТМ D2203-70)

Исходная После испытания Потери вязкости

Кинематическая вязкость при 99 С, сстокс 16, 44 13,61 17,2

Кинематическая вязкость при 37,8 С, сантистокс 102,3 84,36 16,5 повышения .качества приса док, жидкий поли10 мер;с высокой вязкостью и т. кип. выше 175 С (кубовый остаток от дистилляции прадукта полимеризации а-олефинов общей формулы R вЂ” СН вЂ” СН2, где

К вЂ” Сз вЂ” Сц-алкил, в присутствии катализа15 тора, состоящего из четыреххлористого титана и полииминоалана) подвергают дистилляции при пониженном давлении, продукт с начальной т. кип. 350 С гидрируют в присутствии катализатора в среде углеводородного

20 растворителя, пред|почтительно н- гептана, с последующей отгонкой этого растворителя.

Предмет изобретения

Составитель Н. Котельникова

Редактор Л. Новожилова

Техред 3. Тараненко

Корректор Е. Хмелева

Заказ 1309/16 Изд. № 1112 Тираж 630 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Согласно примеру 12 испытывают масло

SAE 10W-40 с присадкой для по вышения коэффициента вязкости на основе полиметакрилата.

Масло 10W-40 согласно примеру 12, соста,в, вес. /О.

Из сравнения результатов испытания на сопротивление сдвигу по примерам 11 и 12 с результатами по примерам 9 и 10, видно, что масла, содержащие присадки для повышения коэффициента вязкости, имеют степень деполимеризации приблизительно вд|вое меньшую чем масла, содержащие промышленные присадки для повышения коэффициента вязкости.

Способ получения присадки для смазочных масел, отличающийся тем, что, с целью

А$ТМ

ASTM

Метод

D2270/А

D2270/B

02602

097

D2603

Метод

D145

D2270/À

D2270/В

02602

097

19,37

161,4

127

147

8600 вЂ” 28 вЂ” 70