Смазочный концентрат

Смазочный концентрат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПЙ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 576964 (61),дополнительный к патенту— (22) Заявлено 14,01.74 (21) 1989489/04 (23) Приоритет — (32) 2 (51) М. Кл С 10 М 1/18

С 10 М 1/28

С 10 М 1/32 Государственный комитет

Саввта Министров СССР по делам нзооретений н открытий (31) (33} (43) Опубликовано 15,10.77. Бюллетень ¹ 38 (45) Дата опубликования описания 18.11.77 (53) УДК 621.892,8 (088.8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Джеймс Джеральд Дадарн, Рональд Генри Денк, Дэвид Днн Рил и Абрахам Мордюковиц (США) Иностранная фирма

"Тексако Дивелопмент Корпорейшн" (США) (71) Заявитель (54) СМАЗОЧНЫЙ КОНЦЕНТРАТ

Изобретение относится к смазочным масляным концентратам, обладающим улучшенным индексом вязкости и текучести при низких температурах.

Изобретение касается масляных концентратов, содержащих этиленпрошитеновый сополимер, который играет роль стаоилизатора индекса вязкости при сдвиге, и совместимые с ним полимерные добавки, которые не вызывают помутнения смазочного масла, при добавлении для образования концентрата.

Индекс вязкости эффективно повышают за счет использования длинноцепочечных полимеров и сополимеров. При использовании таких высокомолекулярных полимеров в смазочных композициях часто наЬлюдаются высокие скорости сдвига, что может повлечь за собой потерю вязкости и другие нежелательные эффекты в смазочных смесях. Одной из доЬавок, повьштающей индекс вязкости, которая также оказалась эффективной с точки зрения повышения вязкости и характеризуется высокой степенью стабильности при сдвиге, оказалась добавка на основе аморфного сополимера этилена и пропилена, Этот сополимер имеет аморфную структуру, среднечисловой молекулярный вес 10000—

40 000, содержание пропилена 20 — 70мол.% и показатель псцщпнсперсностн, М„и/Мп меньше 5.

Поскольку смазочные масла часто применяются в условиях низких температур, то для сохранения жидкотекучего состояния при низких температурах необходимо ввести в них депрессатор. Хотя известны многие депрессаторы, многие из них неудовлетворительны нз-за высокой концентрации тре1р буемого депрессатора, высокой стоимости нли малоэффективноспк невозможность понизить температуру текучести до требуемого температурного уровня. Помимо этого некоторые добавки, улучшающие индекс вязкоспт, отрицательно влияют на действие депрессаторов, когда используются в сочетании с последними. Далее было обнаружено, что некоторые депрессаторы неприемлемы, поскольку они несовместимы с другими добавками в смазочном масле, как например с соединениями, добав2о ленными для повышения индекса вязкости. Эта несовмесптмость может выражаться в появлении мутности в сложных концентратах смазочного масла или в раэделегппг фаз при хранении.

Хотя аморфные этилен - пропиленовые сополимеры существенно улучшают стабильность индекса

576964 вязкости при сдвиге, но они не обладают действием депрессаторов.

Целью изобретения является повышение текучести и устранение помутнения смазочного концентрата. Цель достигается тем, что смазочный концентрат на основе минерального масла, содержащий аморфный этилен-пропиленовый сополимер, дополнительно содержит метакрилатный полимер молекулярного веса 30000 — 120000 при следующем соотношении компонентов,вес.% l0

Этилен-пропиленовый сополимер 5 — 30

Метакрилатный полимер 0,5 — 20

Минеральное масло до 100.

В качестве метакрилатного полимера желательно использовать полимер иа основе мономера, 15 выбранного из группы и -алкилметакрилата, содержащего 1 — 22 атомов углерода в алкильной цепи, или смеси нх, диалкиламиноалкилметакрилата, содержащего 1 — 6 атомов утлерода в алкильной цепи, или смеси его с н-алкилметакрилатом, алканон- 20 акриламида, содержащего 4 — 12 атомов углерода в алкильной цепи.

В концентрате желательно использовать этилен-пропиленовый сополимер со средним молекулярным весом 10 000 - 100 000. 25

В качестве минерального масла для получения концентрата используют нефтяные смазочные масла, например масла парафинового ряда, нафталинового ряда, илн смешанные парафиновые фракции или остаточные нефтепродукты. Для получения 30 улучшения смазочных концентратов согласно изобретению могут быть использованы минеральные смазочные масла, имеющие вязкость при 100 Ф (37, 78 С) приблизительно 50 — 1000 SUS.

Аморфные этилен-пропиленовые сополимеры в 35 смазочных концентратах согласно изобретению могут быть получены реакцией, замедленной водородом, при умеренных температурах и давлении в присутствии растворителя, растворяющего катализа торы Циглера-Натта. Газообразную смесь пропилена 40 и этилена вместе с водородом подают в реактор, содержащий растворитель, который не может дезактивировать катализатор, например четыреххлорис тьй углерод, гексан, н-гептан, бензол или цикло1

;гексан. Удовлетворительными являются температуры 5

,реакции от (минус 40) до 250 Ф (минус 40 — 121 С) и

;давление 0-300 фунт(кв. дюйм (0-21 кг/см ) . В качасг ве одной из составляющих катализатора Циглара-Натта содержится алкилванадат, галогенид алкилванад я или тригалоганид ванадия, Второй составляю- 50 щей катализатора является алкилалюминийгалогенид. Предпочтительные каталитические системы содержат три-н-бутил ортованадат в качестве первой компоненты и двухлористый этиленалюминнй, диэтилалюминийхлорид или этилалюминийполуторахлорид в качестве второй составляющей.

Такую активированную регулируемую водородом полимеризацию на основе катализаторов Циглера-Натта используют для получения этилен-пропиленовых сополимеров, обладающих аморфной структурой (установлено посредством инфракрасной спектроскопии) и узким молекулярно-весовым распределением (определено при помощи гель-хроматографии (6РС), . меньше 5. Обычно можно получить сополимер с любым желаемым молекулярным весом, но в качестве добавки, повышающей индекс вязкости, используют сополимер со средним молекулярным весом 10000—

100000, п ради о чти тельно 30000 — 80000. Эти сополимары на только повышают индекс вязкости, но они проявляют черезвычайно высокое сопротивление к действию сильных напряжений сдвига, испытываемых смазочными маслами, которые часто приводят к механическому разрыву длинных цепей полимера.

Добавки полимерного дапрассатора, которые используют согласно изобретению, представляют собой метакрилатсодержащие полимеры, имеющие средний молекулярный вес 30000 - 120000.

Эти депрессаторы могут быть получены полимеризацней одного алкилметакрилата, сополимеризацией 2,3 или более алкилметакрилатов или смесей целого ряда алкилметакрилатов. Эти полимеры получают при полной полимеризацини указанных мономеров, осуществляемой в массе, растворе или дисперсии, с использованием известных катализаторов полимеризации, например катализаторов на основе таких азосоединений, как азобисизобутанитрил или хорошо известных перекисных катализаторов, таких как перекись бензоила и перекись лаурила, взятых в количествах 0,1 - 5 вес.%. Обычно полимеризацию проводят при 50 - 150 С, предпочтительно 80 - 110 С, в атмосфере инертного газа, такого как азот или двуокись углерода, для предотвращения нежелательных реакций окисления. В процессе полимеризацни отбирают пробы через определенные промежутки времени для определения показателя преломления. Реакцию полимеризации продолжают до тех пор, пока показатель преломления не станет относительно постоянным прн времени реакции 1 -10 ч.

Метакрилаты получают на основе стандартной методики этерификации, осуществляемой между матакриловой кислотой и техническими длинноцепочечными первичными спиртами. Эти используемыа в промышленности спирты представляют собой смеси н-алканолов с различной длиной цепи, содержащей 4 - 22 атомов углерода в алкильной группе.

Одним из азотсодаржащих мономеров, который может быть введен в дапрассатор, используемый согласно изобретению, является диалкилампноалкилматакрилат. Предпочтительно применение ди"C> - C6 - алкиламино- С, - Сь - алкилметакрилата.

Среди этих используемых матакрилатных мономаров находится диэтиламинопропилматакрилат, диматиламиноэтилматакрилат, пропиламиноэтилматакрвлат и бутиламивобутилматзкрилаты. Особенно предпочтительным является диматиламиноэтилметакрилат.

576964

Т а б л и ц а 1.

ДМАЭМА

ДМБА

4 — — 5 — 8 10 — 4 5 — 8!

С,g - С 6АМА 71 71 70 70 67

67 70 70

С1 - С ОАМА" 25 25 25 25 25

1) Диметичэтиламиноэтилметакрилат.

2) N - (1,! Диметилбутан - 3 - он) - акриламид.

3) С1$ — С,6 - алкилметакрилат (Неодол L 25),.

4) Г, 6 — C. „- алкилметакрилат (Алфол 1620 SP) .

20 20

Помимо азотсодержащего метакрилата может быть взят акриламид, в частности !ч- (алканон)- акриламид. Особенно эффективными являются

N- ((С4 — С,т) алканон) - акриламиды, такие как

М - (1,1 - диметилбутан - 3 - он) - акриламид и М-(1,2 - диметил - 1 - этилбутан - 3 - он)

-акриламид. Концентрат используют для приготовления смазочных масел, причем его вводят в таком количестве, чтобы концентрация этиленпропиленового сополимера в смазочном масле составляла0,5-5 вес.%, а концентрация метакрнлатного полимера 0,0510 вес.%, Пример 1. Этот пример иллюстрирует способ получения аморфных этиленпропиленовых сополимеров, используемых в композиции изобретения. 1б

Приблизительно 500 мл СС14 насыщают при

4,4 С смесью газообразных мономеров, содержащей 6,8 мол.% водорода вместе со смесью этилена и пропилена, в которой пропилеи и этилен находятся в молярном отношении 1,3:1. Реактор, снабженный 20 мешалкой и содержащий этот раствор, охлаждают в ледяной бане и непрерывно пропускают дополнительные количества указанной газообразной смеси в раствор со скоростью 1л/мин. Затемдобавляют

1,5 мл 20 o-ного (по весу) раствора хлористого 25 диэтилалюминия в гептане и 0,5 мл 20 o-ного (по весу) раствора три-н-бутилванадата в гептане. Температура поднимается от 4,4 до 18,3 С в течение

20 мин. В этот момент добавляют дополнительный катализатор-1,5 мл раствора хлористого диэтилалю- 30 миния и 0,5 мл раствора три-и- бутилванадата.

Реакция продолжается в течение еще 10 мин до тех пор, пока температура реакции не упадет до 10 С.

Полимер промывают разбавленной соляной кислотой, а растворитель отгоняют. Получают 23,3 г про- 35 дукта.

Путем инфракрасной спектроскопии установлен аморфный характер полимера. Средний молекулярный вес его равен 30 000, а молекулярновесовое распределение Мцд/M„4O пропилена в полимере составляет 44 мол,% (определено методом ядерного магнитного резонанса).

Пример 2, Получение алкилметакрилатного сополимера.

150 г смеси алкилметакрилатов, состоящей из

Cry - С,6 - алкилметакрилатов (Алфол 1620 SP) и

50 г смеси алкилметакрилатов, состоящей в основном из С16 -Гте алкилметакрилатов (Неодол 251.) смешивают со 100 r гидроочищенного парафинового масла, имеющего вязкость приблизительно 145

SuS при 37-78 С, и помещают в реактор объемом

1 л, который в течеые 40 мин продувают очищенным азотом. Затем реакционную смесь нагревают до 80-83 С, добавляют 0,5 г азобисизобутанитрила и 0,3 г до децилмеркаптана, и ведут реакцию полимеризации до окончания в течение 4 ч. Затем температуру поднимают до 100 С и поддерживают ее в течение 1 ч, после чего добавляют 300 г гидроочищенного депарафинированного масла, имеющего вязкость приблизительно 1000 SUS при 37,78 С, и поддерживают температуру при 100 С еще в течение 1ч.

Содержимое реактора состоит из масляного разбавителя с растворенным в нем алкилметакрилатным сополимером, концентрация которого составляет 33 вес,%. Этот концентрат используют для получения масляных смазочных смесей.

Метакрилатный сополимер, обозначенный как образец АА депрессатора, имеет среднечисленный молекулярный вес 30000 - 120000, Очищенный растворитель (опытное маслоУ 1) получен на основе парафинового масла селективной очистки, имеющего вязкость 328 SUS (37,78 С) и приблизительно

53 SuS (98,89 С). При введении в него 1,5 вес.% полученного сополимера масло имеет вязкость

10,5 сСт при 98,89 С.

Пример 3. Способом, аналогичным описанному в примере 2, получают ряд других метакрилатных сополимеров для оценки их как совместимых депрессаторов. Эти полимеры получают из Cr q- С, 6 - алкилметакрилата и С, 6 - C20 - алкилметакрилата, использованного в примере 2, плюс друтой мономер, либо диметиламиноэтилметакрилат, либо

N - (1,1 - диметилбутен - 3-оы)-акриламид. Содержание мономера в этих полимерах, которые обозначены как образцы депрессаторов от ВВ до Ц приведено в табл. 1, Все эти полимеры имеют средний мол.вес от 30000 до 120000, 576964

Таблица 2.

Мутность по Люметрону,%

Концентрат

18,5

ВВ

12,5

14,4

1 1,5

14,5

12,5

13,4

19,1

26,5

47,5

Пример 4, Проведена оценка совместимости ряда депрессаторов с аморфной этилен-пропиленовой сополимерной добавкой, повышающей индекс вязкости, путем приготовления ряда масляных концентратов и определения их мутности. Масляные композиции получают путем добавления некоторого количества каждого из испытуемь|х концентратов депрессаторов к этилен-пропиленовому сополимеру примера f, так, чтобы концентрация этиленпфопиленового сополимера составила приблизительно 15 вес.% и концентрация депрессатора

1,5 вес.% в конечной смеси. Оценке подвергают образцы депрессаторов от АА до 33, наряду с некоторыми промышленными депрессат орами (образцы J - L). Депрессатор образца представляет собой более высокомолекулярную фракцию образца АА, имеющую среднежсленный молекулярный вес приблизительно 180 000. Опытное масло, содержащее приблизительно 1,5 вес.% образца 3, имеет вязкость 13,23 сСт (98,89 С).

Образец К депрессатора представляет собой полиалКонцентрат этилен- пропиленового сополимеоа

То же + 5 вес.% депрессатора:

Пример 5. Проведена оценка сложных смесей примера 4 путем смешения их с нейтральным масляным растворителем для достижения в конечной смеси концентрации депрессатора, равной килметакрилат, характеристическая вязкость полимера в бензоле при 25 С составляет 0,58. Образец L депрессатора представляет собой тетраполимер низшего алкилметакрилата, двух высших алкилметакрилатов и алкиламиноалкилметакрилата, характеристическая вязкость полимера в бензоле при

25 С составляет 0,75. Испытуемое масло, содержащее приблизительно 1,5 вес,% образцами„имеет вязкость 14,35 сСт (98,89 С).

1р Совместимость этих добавок, вводимьи в концентрат, оценивают путем измерения светорассеяния образцов кахщого из рецептов. В качестве измерительного прибора использован фотоэлектрический калориметр модели Люметрон 402 Е, Полу15 ченные результаты представлены в табл. 2 и выражены процентами мутности, что является мерой светорассеяния и рассчитывается путем вычитания процента пропускания из 100. Приемлемыми являют ся только те смеси, у которых пролускание меньше

20 20%. При визуальном наблюдении несовместимых смесей последние являются мутными. приблизительно 0,15 вес.% и концентрации этиленпропиленового сополимера,равной 1,5 вес.%. Вязкость и температуры текучести этих смесей привещ дены в табл. 3.

576964

Таблица 3

Конце нтра т

Вязкость лри

98,89 Г

Температура текучести, Ф (Г) 4,65

О, (— 17,78) I

Основным маслом является растворитель на основе очищенного нейтрагьного масла. Этилен — пропиленовый сополимер представляет собой аморфный этилен-пропиленовый сополимер, содержащий приблизительно 45 мол. с пролилена, имеющий Мл

30000 и отношение Мчч/М„менее 5.

Этилен-пропиленовый сон олимер 5 — 30

Метакрилатный полимер 0,5 — 20

Минеральное масло До 100

2. Смазочный концентрат по п.1, от лича юшийся тем, что. в качестве метакрилатного полимера он содержит полимер на основе мономе35 ра, выбранного из группы н-алкилметакрилата, содержащего 1 - 22 атомов углерода в алкильной цепи, или смеси их, диалкиламиноалкилметакрилата, содержащего 1 -6 атомов углерода в алкильной цепи, или смеси его с н-алкилметакри40 латой, алканонакриламида, содержащего 4

12 атомов углерода в алкильной цепи, Формула изобретения

3. Смазочный концентрат по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что содержит этилен- пропиленовый

45 сополимер со средним молекулярным весом 10000-100000.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США Р 3522180, кл. 252-59, опубл. 1970.

Составитель Л, Иванова

Техред H. Андрейчук

Корректор A. Лакилв

Редактор T. Девятко

Тираж 651 Подписное

ЦПИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

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

Заказ 2959/704

Фи .иан ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнаг, 4

Основное масло

Основное масло+ 1,5 вес.%

Э вЂ” П сополимера и 0,15 вес.% депрессатора:

АА

ВВ

СС

DD

ЕЕ

FF

GG

НН

33

Х

К

Приведеннъ1е примеры 3-5 показывают, что депрессаторы эффективно понижают температуру текучести до необходимого уровня. Однако сложные концентраты образцов К и L не совмещаются с этилен-пропиленовым сополимером, тогда как концентраты, содерх ащие этилен-пропиленовый сополимер и депрессорную присадку, в основном сво. бодны от мути.

1. Смазочный концентрат на основе минерального масла с добавлением этилен- пропиленового сополимера, имеющего аморфную структуру, с содержанием пропилена, 40-70 мол.% и соотношением

Мщ,/Мп не более 5, отличающийся тем, что, с целью повышения текучести и устранения помутнения концентрата, он дополнительно содержит мета крилатный полимер молекулярного веса 30000-120000 при следующем соотношении компонентов, вес. o.

11,48

11,54

10,58 ! 0,47 ! 0,72

10,60

10,39

10,58

10,58 ! 1,42

11,46

12,07 — 35 (— 37,2) — 35(— 37,2) — 30(— 34,4) — 40(— 40) — 35(— 37,2) — 35(— 37,2) — 35(— 37,2) — 35(— 37,2) — 40(— 40) — 35(— 37,2) — 35(37,2) — 25 (— 36,7)