close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5331

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5331
(13) C1
(19)
7
(51) C 10M 133/56,
(12)
149/06//C 10N 30:04,
40:25
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
МАСЛЯНАЯ МОТОРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ,
МАСЛЯНАЯ СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
И КОМПОЗИЦИЯ ПРИСАДОК ДЛЯ НИХ
BY 5331 C1
(21) Номер заявки: 951111
(22) 1995.12.26
(31) P 95 02797 (32) 1995.09.25 (33) HU
(46) 2003.09.30
(71) Заявители: МОЛЬ Мадьяр Олай эш
Газипари Ресвеньтаршашаг; ВЕСПРЕМИ ЭДЬЕТЕМ (HU)
(72) Авторы: АУЭР, Янош; БАРТХА, Ласло;
ДЕАК, Дьюла; ХАНЧОК, Енё; ЛЕНТИ,
Маргит; БАЛАДИНЦ, Енё; БОБЕСТ,
Эва; ДЕНЕШ, Ференц; КИШ, Янош
(HU)
(73) Патентообладатели: МОЛЬ Мадьяр Олай
эш Газипари Ресвеньтаршашаг; ВЕСПРЕМИ ЭДЬЕТЕМ (HU)
(57)
1. Масляная моторная композиция, состоящая из основного масла и присадок, отличающаяся тем, что она содержит 1,5-55,0 мас. % композиции присадок, содержащей компоненты А, Б и В, взятые в массовом соотношении (15-85):(15-85):(0-70) соответственно,
при этом компонент А включает
10-100 мас. % полифункциональной беззольной и оказывающей поверхностно-активное и
диспергирующее действие композиции присадок или ее масляного раствора, которая
содержит имеющие одинаковую или различную среднечисленную молекулярную массу
полимерные ингредиенты в виде замещенных производных полиолефинов, преимущественно полиизобутилена, со среднечисленной молекулярной массой, по меньшей мере, 800,
которые получены прививкой к указанным полиолефинам одной или нескольких дикарбоновых кислот и/или их ангидридов и одного или нескольких не имеющих свойств кислоты сомономеров с этиленовой двойной связью, и замещением полученного привитого
продукта соединениями с амино- и/или имино-, и/или гидроксигруппами, при этом полиолефиновые цепи полимерных ингредиентов содержат 1,6-20 производных кислот при количестве молекул с более чем одним производным кислоты, по меньшей мере, 25 %,
причем эти производные могут быть имидами и/или амидами, и/или амидами сложных
эфиров, и
0-90 мас. % производных алкенилянтарной кислоты типа имидов и/или сложных эфиров,
и/или амидов сложных эфиров;
компонент Б включает одну или несколько присадок, выбранных из группы, включающей
присадки, обладающие поверхностно-активным и диспергирующим действием, характеризующиеся разными числами омыления и содержащие разное количество металла, антиоксиданты, антифрикционные материалы, ингибиторы износа, ингибиторы коррозии,
пеногасители и вещества, снижающие температуру застывания; и
компонент В включает один или несколько полимерных загустителей.
2. Масляная моторная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит
компонент А с такими полимерными ингредиентами, которые получены прививкой малеинового ангидрида.
BY 5331 C1
3. Масляная моторная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит
компонент А с такими полимерными ингредиентами, которые получены замещением полиизобутилена со среднечисленной молекулярной массой 1300-30000, взятого в качестве
полиолефина.
4. Масляная моторная композиция по п. 1 или 3, отличающаяся тем, что она содержит компонент А, состоящий, по меньшей мере, из двух полимерных ингредиентов, которые имеют различное значение среднечисленной молекулярной массы, при этом
значение среднечисленной молекулярной массы ингредиента с ее меньшим значением
меньше шестикратного значения средней молекулярной массы исходного полиолефина,
соотношение молекулярных масс полимерных ингредиентов с меньшим значением среднечисленной молекулярной массы и полимерных ингредиентов с большим значением
среднечисленной молекулярной массы составляет (3-50):1, предпочтительно (10-20):1, а
соотношение масс полимерных ингредиентов с меньшим значением среднечисленной молекулярной массы и полимерных ингредиентов с большим значением среднечисленной
молекулярной массы составляет (0,1-5):1.
5. Масляная моторная композиция по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что она
содержит компонент Б, состоящий из оказывающих поверхностно-активное и диспергирующее действие органических солей кальция или магния, таких как сульфонаты, феноляты,
салицилаты или их смесей с различными числами омыления и различным содержанием
металла.
6. Масляная моторная композиция по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что соотношение указанных компонентов в композиции присадок составляет, мас. %:
компонент А
0,6-26,0
компонент Б
0,3-18,6
компонент В
0-25.
7. Масляная смазочная композиция, состоящая из основного масла и присадок, отличающаяся тем, что она содержит 1,5-55,0 мас. % композиции присадок, содержащей компоненты А, Б и В, взятые в массовом соотношении (15-85):(15-85):(0-70) соответственно,
при этом компонент А включает
10-100 мас. % полифункциональной беззольной и оказывающей поверхностно-активное и
диспергирующее действие композиции присадок или ее масляного раствора, которая
содержит имеющие одинаковую или различную среднечисленную молекулярную массу
полимерные ингредиенты в виде замещенных производных полиолефинов, преимущественно полиизобутилена, со среднечисленной молекулярной массой, по меньшей мере, 800,
которые получены прививкой к указанным полиолефинам одной или нескольких дикарбоновых кислот и/или их ангидридов и одного или нескольких не имеющих свойств кислоты сомономеров с этиленовой двойной связью, и замещением полученного привитого
продукта соединениями с амино- и/или имино-, и/или гидроксигруппами, при этом полиолефиновые цепи полимерных ингредиентов содержат 1,6-20 производных кислот при количестве молекул с более чем одним производным кислоты, по меньшей мере, 25 %,
причем эти производные могут быть имидами и/или амидами, и/или амидами сложных
эфиров, и
0-90 мас. % производных алкенилянтарной кислоты типа имидов и/или сложных эфиров,
и/или амидов сложных эфиров;
компонент Б включает одну или несколько присадок, выбранных из группы, включающей
присадки, обладающие поверхностно-активным и диспергирующим действием, характеризующиеся разными числами омыления и содержащие разное количество металла, антиоксиданты, антифрикционные материалы, ингибиторы износа, ингибиторы коррозии,
пеногасители и вещества, снижающие температуру застывания; и
компонент В включает один или несколько полимерных загустителей.
2
BY 5331 C1
8. Масляная смазочная композиция по п. 7, отличающаяся тем, что она содержит
компонент А с такими полимерными ингредиентами, которые получены прививкой малеинового ангидрида.
9. Масляная смазочная композиция по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что она содержит компонент А с такими полимерными ингредиентами, которые получены замещением
полиизобутилена со среднечисленной молекулярной массой 1300-30000, взятого в качестве полиолефина.
10. Масляная смазочная композиция по любому из пп. 7-9, отличающаяся тем, что
она содержит компонент А, состоящий, по меньшей мере, из двух полимерных ингредиентов, которые имеют различное значение среднечисленной молекулярной массы, при
этом
значение среднечисленной молекулярной массы ингредиента с ее меньшим значением
меньше шестикратного значения средней молекулярной массы исходного полиолефина,
соотношение молекулярных масс полимерных ингредиентов с меньшим значением среднечисленной молекулярной массы и полимерных ингредиентов с большим значением
среднечисленной молекулярной массы составляет (3-50):1, предпочтительно (10-20):1, а
соотношение масс полимерных ингредиентов с меньшим значением среднечисленной молекулярной массы и полимерных ингредиентов с большим значением среднечисленной
молекулярной массы составляет (0,1-5):1.
11. Масляная смазочная композиция по любому из пп. 7-10, отличающаяся тем, что
она содержит компонент Б, состоящий из оказывающих поверхностно-активное и диспергирующее действие органических солей кальция или магния, таких как сульфонаты, феноляты, салицилаты или их смесей с различными числами омыления и различным
содержанием металла.
12. Масляная смазочная композиция по любому из пп. 7-11, отличающаяся тем, что
соотношение указанных компонентов в композиции присадок составляет, мас. %:
компонент А
0,6-26,0
компонент Б
0,3-18,6
компонент В
0-25.
13. Композиция присадок, пригодная для включения в масляные смазочные композиции, преимущественно в масляные моторные композиции, отличающаяся тем, что
она содержит 15-100мас. % присадок и 0-85мас. % разбавителей, при этом в качестве
присадок она содержит компоненты А, Б и В, взятые в массовом соотношении
(15-85):(15-85):(0-70) соответственно,
при этом компонент А включает
10-100 мас. % полифункциональной беззольной и оказывающей поверхностно-активное и
диспергирующее действие композиции присадок или ее масляного раствора, которая
содержит имеющие одинаковую или различную среднечисленную молекулярную массу
полимерные ингредиенты в виде замещенных производных полиолефинов, преимущественно полиизобутилена, со среднечисленной молекулярной массой, по меньшей мере, 800,
которые получены прививкой к указанным полиолефинам одной или нескольких дикарбоновых кислот и/или их ангидридов и одного или нескольких не имеющих свойств кислоты сомономеров с этиленовой двойной связью, и замещением полученного привитого
продукта соединениями с амино- и/или имино-, и/или гидроксигруппами, при этом полиолефиновые цепи полимерных ингредиентов содержат 1,6-20 производных кислот при количестве молекул с более чем одним производным кислоты, по меньшей мере, 25 %,
причем эти производные могут быть имидами и/или амидами, и/или амидами сложных
эфиров, и
0-90 мас. % производных алкенилянтарной кислоты типа имидов и/или сложных эфиров,
и/или амидов сложных эфиров;
3
BY 5331 C1
компонент Б включает одну или несколько присадок, выбранных из группы, включающей
присадки, обладающие поверхностно-активным и диспергирующим действием, характеризующиеся разными числами омыления и содержащие разное количество металла, антиоксиданты, антифрикционные материалы, ингибиторы износа, ингибиторы коррозии,
пеногасители и вещества, снижающие температуру застывания; и
компонент В включает один или несколько полимерных загустителей.
14. Композиция присадок по п. 13, отличающаяся тем, что она содержит компонент
А с такими полимерными ингредиентами, которые получены прививкой малеинового ангидрида.
15. Композиция присадок по п. 13 или 14, отличающаяся тем, что она содержит компонент А с такими полимерными ингредиентами, которые получены замещением полиизобутилена со среднечисленной молекулярной массой 1300-30000, взятого в качестве
полиолефина.
16. Композиция присадок по любому из пп. 13-15, отличающаяся тем, что она содержит компонент А, состоящий, по меньшей мере, из двух полимерных ингредиентов,
которые имеют различное значение среднечисленной молекулярной массы, при этом
значение среднечисленной молекулярной массы ингредиента с ее меньшим значением
меньше шестикратного значения средней молекулярной массы исходного полиолефина,
соотношение молекулярных масс полимерных ингредиентов с меньшим значением среднечисленной молекулярной массы и полимерных ингредиентов с большим значением
среднечисленной молекулярной массы составляет (3-50):1, предпочтительно (10-20):1, а
соотношение масс полимерных ингредиентов с меньшим значением среднечисленной молекулярной массы и полимерных ингредиентов с большим значением среднечисленной
молекулярной массы составляет (0,1-5):1.
17. Композиция присадок по любому из пп. 13-16, отличающаяся тем, что она содержит компонент Б, состоящий из оказывающих поверхностно-активное и диспергирующее действие органических солей кальция или магния, таких как сульфонаты,
феноляты, салицилаты или их смесей с различными числами омыления и различным содержанием металла.
18. Композиция присадок по любому из пп. 13-17, отличающаяся тем, что соотношение в ней указанных компонентов составляет, мас. %:
компонент А
0,6-26,0
компонент Б
0,3-18,6
компонент В
0-25.
(56)
EP 0658572 A1, 1995.
EP 0183913 A2, 1986.
US 4767551 A, 1988.
EP 0354647 A2, 1990.
US 5167848 A, 1992.
Изобретение относится к свободным от галогенов высокостабильным и характеризуемым - в соответствующих случаях - низким содержанием фосфора моторным масляным
композициям широкого назначения и к смазочным композициям с присадками, которые
состоят из подходящего основного масла и композиции присадок. Кроме того, изобретение относится к используемым композициям присадок.
4
BY 5331 C1
Для выполнения требований эксплуатации двигателей с воспламенением от сжатия, то
есть дизелей, моторные масла должны содержать следующие группы присадок:
полимеры, служащие средствами повышения вязкости и снижения температуры застывания,
беззольные диспергаторы,
металлосодержащие поверхностно-активные вещества,
ингибиторы (окисления, коррозии, ржавления и им подобные),
ингибиторы износа.
Присадки к моторным маслам на основании их функций и структуры могут быть подразделены на пять групп. К первой относятся высокомолекулярные (М = 5000~2000000) в
основном гомо- или сополимерные присадки, которые повышают вязкость и снижают
температуры застывания.
Включением полярных основных групп в структуру сополимеров могут быть получены
присадки, сочетающие поверхностно-активное и диспергирующее действие (далее - ПАВД),
применение которых позволяет снизить концентрацию низкомолекулярных (М<2000)
ПАВД-присадок в моторных масляных композициях. Из числа таких присадок наиболее
известны полиалкилметакрилаты (ПАМ) и их производные, сополимеры этилена и пропилена (СЭП), сополимеры стирола и бутадиена (ССБ) и полиизопрен (ПИ).
Другую группу присадок, которые все быстрее находят широкое применение, составляют так называемые беззольные ПАВД-присадки. Рост их количественной доли в применении основан на том, что возрастающие эксплуатационные требования к конструкции
двигателей, а именно уменьшение шлакообразования, вредных выбросов металлов в окружающую среду и повреждающего действия на уплотнительные материалы могут быть
удовлетворительно выполнены лишь при дальнейшем совершенствовании беззольных
присадок и их применении в возрастающих концентрациях.
Третью, четвертую и пятую группы составляют присадки с прочими функциями. К таким присадкам относится ряд соединений, обладающих важными свойствами с точки зрения их применения.
Например, в эти группы входят металлосодержащие поверхностно-активные вещества, ингибиторы окисления, ингибиторы коррозии, вещества-модификаторы трения и ингибиторы износа, а также пеногасители. Известен ряд металлосодержащих и беззольных
веществ такого типа, которые в общем случае выбраны и применены с учетом их способности к возможному - синэргетическому или антагонистическому - взаимодействию по
результатам лабораторных и трибометрических исследований.
Проведенные в течение последних 15 лет работы по совершенствованию составов моторных масел служили удовлетворению растущих требований, с одной стороны, путем
применения новых присадок повышенной эффективности, а с другой стороны, обеспечивали возможность дальнейшего повышения уровня мощности (двигателей) при фиксированном расходе присадок или уменьшения необходимой для определенного уровня
мощности концентрации присадок путем модификации структуры уже успешно применяемых присадок, то есть путем изменения присадок, которые наряду с основным эффектом
обладали и побочным действием. Так, удалось, например, химическим модифицированием
структуры применяемых в композициях присадок успешно ослабить такие нежелательные
эффекты, как разъедание уплотнительных материалов или коррозия металла подшипников. В частности, эффективность ПАВД была повышена путем модификации беззольных
сукцинимидных присадок органическими кислотами (ЕР 0 537 386) или путем оптимизации структуры применяемых для их синтеза полиэтиленполиаминов (ЕР 0 451 380).
Прививкой полярных групп на обычные загустители-сополимеры этилена и пропилена
(ЕР 0 400 866) эффективно снижается побочное действие ПАВД. Привитые полиметакрилатами смешанные полимеры из числа сополимеров этилена и пропилена пригодны для
стабилизации смесей различных полимерных загустителей.
5
BY 5331 C1
Разъедающее действие обычных низкомолекулярных алкенилсукцинимидных присадок на фторкаучуковые уплотнительные материалы может быть успешно уменьшено
сильными неорганическими кислотами (US 5114402).
Применением новых полиизобутиленянтарных солей цинка в соответствии с ЕР 0 265 658
можно успешно повысить стойкость масляных композиций к окислению при высоких
температурах и к образованию отложений. Применением производных сложных эфиров
полиалкенилянтарной кислоты, этиленгликоля и жирных кислот, согласно ЕР 0 051 998,
наряду с высокой ПАВД-активностью и высокой стойкостью при хранении может быть
обеспечено преимущественное противоизносное действие.
Присадки, которые наряду с высокой ПАВД-активностью и улучшенной совместимостью с уплотнительными материалами обладают побочным загустительным действием,
могут быть получены из полииизобутиленсукцинимидов прививкой боковых полимерных
цепей до молекулярной кассы 5000 и синтезом так называемых полисукцинимидных присадок (US 4.234.435, WO 91/04 959, WO 90/03 359 и ЕР О 271 937).
Изготовление таких присадок со средней молекулярной массой в некоторых случаях
до десятков тысяч возможно синтезом таких средств ацилирования, которые в своих молекулах содержат на соответствующего полиолефиновую цепь более одного связанного
ангидрида янтарной кислоты (далее АЯК).
Реакциями обмена между такими полупродуктами и полиалкиленполиаминами и/или
полиспиртами и/или алканоламинами можно синтезировать - даже на основе полиолефинов с высокой средней молекулярной массой как у общепринятых макромолекул (15005000) -присадки с крупными полярными группами (имидными, амидными или эфирными)
и с высокой ПАВД-активностью. И хотя структуры известных присадок и известные способы их изготовления весьма разнообразны, во всех вариантах композиций с такими присадками можно, однако, добиться повышения ПАВД-активности и такого побочного
действия по повышению вязкости и регулированию ее величины, при которых возможны
снижение количества обычных полимеров, необходимых для достижения определенного
уровня вязкости, до 10-30 % и соответствующее снижение расходов на присадки.
Однако, несмотря на достигнутые вышеописанные успехи в разработке высокомолекулярных (М>2000) сукцинимидов, применение обычных полимеров-загустителей в производстве многопрофильных моторных масел остается необходимым условием. Чтобы
обеспечить дальнейшее сокращение их применения, необходимо также учесть и другие
направления.
Количество полимеров, применяемых для загущения (повышения вязкости и индекса
вязкости), может быть уменьшено при использовании основных масел, полученных водородным (гидрирующим) крекингом, или синтетических основных масел (полиальфаолефинов, диэфиров и подобных материалов) со все более высоким индексом вязкости.
Коммерчески доступные полимеры-загустители оказывают удовлетворительное действие
на смазочные масла, однако возникающие из-за их использования в композициях и из-за
влияния имеющихся химических загрязнений нестабильные продукты деструкции в жестких условиях (типа высоких температур и механических нагрузок) образуют нерастворимые смолоподобные отложения, загрязняющие двигатель. Поэтому такие полимеры тем в
меньшей степени способны поддерживать желаемую вязкость и желаемый индекс вязкости смазочных масел, чем заметнее уменьшение их молекулярной массы вследствие деструкции. Следовательно, качество моторных масел можно повышать и далее применением
полимеров с повышенной стабильностью.
В ходе наших исследований нам удалось неожиданно выяснить, что при использовании определенных количеств соответствующим образом подобранных основных масел,
различных общеупотребительных присадок и некоторых новых полифункциональных
беззольных присадочных ПАВД-композиций могут быть получены моторные масляные и
смазочные композиции с повышенной Scher-стабильностью, которые могут содержать
6
BY 5331 C1
существенно меньшие количества обычных полимеров-загустителей и даже не содержать
совсем.
Поэтому предметом изобретения является масляная моторная композиция, состоящая
из основного масла и присадок, отличающаяся тем, что она содержит 1,5-55,0 мас. % композиции присадок, содержащей компоненты А, Б и В, взятые в массовом соотношении
(15-85) : (15-85) : (0-70) соответственно, при этом компонент А
включает 10-100 мас. % полифункциональной беззольной и оказывающей поверхностно-активное и диспергирующее действие композиции присадок или ее масляного
раствора, которая содержит имеющие одинаковую или различную среднечисленную молекулярную массу полимерные ингредиенты в виде замещенных производных полиолефинов, преимущественно полиизобутилена, со среднечисленной молекулярной массой, по
меньшей мере, 800, которые получены прививкой к указанным полиолефинам одной или
нескольких дикарбоновых кислот и/или их ангидридов и одного или нескольких не
имеющих свойств кислоты сомономеров с этиленовой двойной связью, и замещением
полученного привитого продукта соединениями с амино- и/или имино- и/или гидроксигруппами, при этом полиолефиновые цепи полимерных ингредиентов содержат 1,6-20
производных кислот при количестве молекул с более чем одним производным кислоты, по
меньшей мере, 25 %, причем эти производные могут быть имидами и/или амидами и/или
амидами сложных эфиров, и
0-90 мас. % производных алкенилянтарной кислоты типа имидов и/или сложных эфиров и/или амидов сложных эфиров,
компонент Б включает одну или несколько присадок, выбранных из группы, включающей присадки, обладающие поверхностно-активным и диспергирующим действием,
характеризующиеся разными числами омыления и содержащие разное количество металла,
антиоксиданты, антифрикционные материалы, ингибиторы износа, ингибиторы коррозии,
пеногасители и вещества, снижающие температуру застывания; и
компонент В включает один или несколько полимерных загустителей.
Следующим предметом изобретения служит применяемая в указанных композициях
указанная композиция присадок, которая содержит компоненты "А", "Б" и в определенных случаях "В", включающие одну или несколько соответствующим образом подобранных присадок и имеющие вышеуказанный состав.
Как указано, композиция присадок, согласно изобретению, состоит из трех основных
компонентов ("А", "Б", "В"), включающих одну или несколько соответствующим образом
подобранных присадок. Так, компонент "А" в качестве главного ингредиента содержит
новую беззольную полифункциональную композицию присадок с ПАВД-действием и
способностью повышать вязкость и индекс вязкости. Эта композиция содержит полученные прививкой производные полиолефинов, преимущественно производные полиизобутиленянтарного ангидрида (и далее именуется "полифункциональная беззольная ПАВДкомпозиция присадок"). Компонент "Б" является смесью присадок из известных зольных
и/или беззольных присадочных материалов с различным действием. Компонент "В" представляет собой добавочный и известный присадочный материал или смесь присадочных
материалов для повышения вязкости или индекса вязкости. Этот компонент необязателен.
Компонент "А" содержит от 10 до 100 % мас. полифункциональную беззольную композицию ПАВД-присадок или ее масляный раствор, причем указанная композиция содержит ингредиенты, представляющие собой одинаковые или различные по численным
значениям средних молекулярных масс полимерные компоненты в виде замещенных производных полиолефинов, преимущественно полиизобутилена (ПИБ-производные) с численным значением средней молекулярной массы более 800 (преимущественно 1.30030.000), которые получены прививкой одной или нескольких дикарбоновых кислот и/или
их ангидридов (преимущественно малеинового ангидрида, далее - МА) и одного или более не имеющих свойств кислоты сомономеров с этиленовой двойной связью или сополи7
BY 5331 C1
меров с такими сомономерами (и/или с гомополимерами МА), и замещением полученного
привитого продукта соединениями с амино- и/или имино-, и/или гидроксигруппами, при
этом полиолефиновые цепи полимерных ингредиентов содержат 1,6-20 производных кислот при количестве молекул с более чем одним производным кислоты, по меньшей мере,
25 %, причем эти производные могут быть имидами и/или амидами, и/или амидами сложных эфиров.
Указанная полифункциональная беззольная композиция ПАВД-присадок содержит по
меньшей мере два полимерных ингредиента, которые имеют различное значение среднечисленной молекулярной массы, причем значение среднечисленной молекулярной массы
ингредиента с ее меньшим значением меньше шестикратного значения среднечисленной
молекулярной массы исходного полиолефина, а соотношение молекулярных масс полимерных ингредиентов с меньшим значением среднечисленной молекулярной массы и полимерных ингредиентов с большим значением среднечисленной молекулярной массы
составляет (3-50):1, предпочтительно (10-20):1.
Соотношение масс полимерных ингредиентов с меньшей и большей среднечисленными молекулярными массами составляет (0,1-5).
При изготовлении полифункциональной беззольной композиции ПАВД-присадок
вначале получают средство ацилирования, прививая на некоторый полиолефин, преимущественно полиизобутилен (далее - ПИБ) с численным значением средней молекулярной
массы более 800 (преимущественно не менее 1.300) полярные сополимерные боковые цепи из МА и некоторый полярный или неполярный не имеющий свойств кислоты сомономер с этиленовой двойной связью или смесь таких сомономеров. Сомономером может, в
частности, служить некоторое дополнительное соединение или применяемый в производственном процессе некоторый инициатор, или некоторое соединение - регулятор роста
цепи, или ненасыщенный продукт деструкции основного полиолефинового сырья, или некоторый ненасыщенный ингредиент смеси продуктов деградации такого полиолефина (ЕР
0 658 572). Прививка может протекать как последовательное присоединение малеинового
ангидрида и сомономера к макромолекуле полиолефина и/или присоединение ранее образовавшихся цепочек из малеинового ангидрида и из одной или более молекул сомономера
или их частей. При получении средства ацилирования следует соблюдать мольное соотношение "малеиновый ангидрид: сомономер: полиолефин = (1,2-5,5) : (0,01-3,5) : 1" в присутствии или в отсутствие растворителя и в присутствии 5-25 мас. % (по отношению к
малеиновому ангидриду) некоторого радикального инициатора полимеризации и 0,1-5
мас. % некоторого соединения-регулятора присоединения мономеров и давление в промежутке 100 1500 кПа в инертной и/или углеводородной атмосфере при температуре между 80 и 180 °С. Полупродукт при необходимости разбавляют основным маслом и после
осветления фильтрованием очищают. Полученное средство ацилирования подвергают реакции замещения одним или более по меньшей мере бифункциональным соединением с
амино- и/или имино- и/или гидроксигруппой при мольном соотношении "средство ацилирования: амин и/или спирт" в интервале (0,7-5,5) при температуре в промежутке от 120 до
235 °С в присутствии или без катализатора в течение 2-15 часов, при необходимости разбавляют основным маслом, очищают и известным образом модифицируют.
Полученный полупродукт, состоящий из длинной неполярной полиолефиновой цепи и
хаотически или поочередно присоединенных к ней сильно поляризованных сополимерных
цепочек, "весьма пригоден для изготовления имидов и/или сложных эфиров и/или амидов
и/или амидов сложных эфиров с высоким диспергирующим действием, причем присоединенные к основной полиолефиновой цепи группы могут быть как одинаковыми, так и различными. С этими базовыми материалами становится возможным на основе возникающих
и состоящих из большого количества карбоксильных групп полифункциональных, главным
образом концевых групп, путем ацилирования с применением соответствующих, по
меньшей мере бифункциональных, основных соединений, получение таких полимерных
8
BY 5331 C1
структур, которые предпочтительны при модификации реологических свойств смазочных
масел. А именно было установлено, что при использовании полиизобутиленов с численным значением средней молекулярной массы более 800 и преимущественно более 2 000
могут быть получены присадки, которые наряду с удовлетворительным ПАВД-действием
проявляют такие возможности регулирования вязкости и индекса вязкости, которые
превышают возможности исходных полиизобутиленов. Полиизобутилены с высокой концентрацией альфаолефинов (более 70 мас. %) особенно пригодны для изготовления указанных полимерных ингредиентов.
Как особо привлекательный, можно отметить тот факт, что полиизобутилен с помощью изобретения может быть использован как присадка-регулятор вязкости и для термических условий, и на холоде.
Наши собственные исследования показали, что полифункциональные беззольные
ПАВД-композиции присадок имеют повышенные термостабильность и устойчивость к
окислению и тем самым способствуют повышению стабильности моторных масляных
композиций в неожиданной степени.
Компонент "А" наряду с вышеописанной основной частью содержит при необходимости
от 0 до 90 мас. % обычных и коммерчески доступных низкомолекулярных производных
алкенилянтарной кислоты типа имидов и/или сложных эфиров, и/или амидов сложных
эфиров, полиизобутиленсукцинимидов, сукцииимидамидов или их смесей. Особо предпочтительны продукты, изготовленные согласно патентам Венгрии 197936 и 205778.
В качестве компонента "Б" в композициях, согласно изобретению, применяют такие
указанные далее присадки с известной активностью, без которых изготовление современных высокоэффективных масляных композиций практически невозможно. Речь идет: преимущественно об одной или более из таких ПАВД~присадок с различным содержанием
металлов и различными "числами омыления" (далее - ОЧ), как щелочные или сверхщелочные сульфонаты; феноляты и салицилаты кальция или магния; об антиоксидантах типа
диалкилдитиофосфатов и дитиокарбаматов цинка, стереонесовместимых фенолов и крезолов, ароматических аминов и их производных; об антифрикционных и противоизносных
присадках типа алифатических аминов, амидов, сложных эфиров, амидов сложных эфиров, фосфатов, тиофосфатов, сульфидов, полисульфидов и их производных; об ингибиторах
коррозии типа алкилтриазолов, керкаптобензтриазоле, моно- и дикарбоновых кислотах и их
производных; о пеногасителях типа диалкилкремниевых полимеров; о присадках, понижающих температуру застывания, типа полиалкилметакрилатов, полиалкилакрилатов, сополимеров этилена с винилацетатом, сополимеров с использованием диалкилфумаратов и
им подобных материалов.
Преимущественными ингредиентами компонента "Б" могут служить: в качестве металлосодержащих ПАВД-присадок - щелочные или сверхщелочные сульфонаты, феноляты
и салицилаты кальция или магния; в качестве ингибиторов - диалкилдитиофосфат цинка и
беззольные дитиокарбаматы стереонесовместимые фенолы и крезолы и ароматические
амины; в качестве антифрикционных материалов - производные жирных и фосфорной кислот и полиалкилсилоксаны; в качестве противоизносных присадок - дитиокарбаматы,
производные растительных масел, а в качестве веществ, понижающих температуру застывания, - полиалкилметакрилаты, а также смеси указанных веществ.
Применимые в компоненте "Б" коммерчески доступные присадки могут быть легко
подобраны образованным специалистом на основе предшествующего опыта и результатов
общепринятых в технике предварительных исследований.
Компонент "В" представляет собой известный полимер, способный повышать вязкость или индекс вязкости или соответствующим образом подобранную смесь таких полимеров. Для моторных масляных композиций широкого назначения предпочтительно
использование полиалкилметакрилатов, сополимеров этилена и пропилена, сополимеров
стирола и диолефинов, а также их производных, которые содержат азот.
9
BY 5331 C1
Соотношение присадок, включенных в компоненты "А","Б" и, "B" внутри компонентов
и соотношение отдельных компонентов между собой определяются различными параметрами. Такими параметрами, например, могут служить уровень вязкости, работоспособность конкретной композиции, свойства используемых основных масел и зависящее от
концентраций взаимодействие присадок.
Для изготовления высокоэффективных и благоприятно действующих смазочных и моторных масляных композиций отдельные присадки, включаемые в компоненты "А","Б" и
"В", должны иметь концентрации внутри интервалов, которые указаны в табл. 1.
Таблица 1
Интервалы концентраций присадок
Компоненты
А
Б
В
Присадки
Полифункциональное беззольное ПАВД
Производное алкенилянтарной кислоты
Металлосодержащее ПАВД
Ингибитор коррозии меди
Антиоксидант
Ингибитор ржавления (коррозии)
Ингибитор трения и износа
Пеногаситель
Средство понижения температуры застывания
Полимер-загуститель
Концентрация, мас. %*
0,6-20
0-6
0,1-10
0,0-0,5
0,1-2
0,001-1
0,1-3
0,0001-0,1
0-2
0-25
Примечание: * данные приведены на всю массу, включая содержащееся в композициях масло-разбавитель.
Для моторных масляных композиций широкого назначения предпочтительные количества отдельных компонентов приведены в табл. 2.
Таблица 2
Предпочтительные интервалы концентраций компонентов,
включаемых в композицию присадок
Компоненты
Количество, мас %.
А
15-85
Б
15-85
В
0-70
Следует отметить, что могут быть использованы и такие присадки, которые одновременно могут выполнять несколько функций, причем их взаимодействие может усиливаться
или ослабевать. Поэтому их концентрации должны быть выбраны с учетом взаимовлияния.
Композиция присадок, согласно изобретению, может быть также использована как
концентрат. В таких случаях для облегчения применения композиция присадок может содержать преимущественно 0-85 % разбавителя. Этим разбавителем могут служить, например, применяемые в композициях основные масла, такие как обычные для моторных
масляных композиций основные масла с низкой кинематической вязкостью (<15 мм2/с при
100 °С).
В композициях, согласно изобретению, в качестве основных могут применяться масла
на основе минеральных масел, которые получены путем рафинирования с использованием
растворителей и/или гидрирования, и/или каталитической депарафинизации, и/или каолинов, и/или заключительного гидрирования, и/или крекинга в присутствии водорода, а в
некоторых случаях очищены с использованием дополнительных растворителей и/или ка10
BY 5331 C1
талитической депарафинизации. При этом указанные основные масла получены преимущественно смешиванием коммерчески доступных основных масел различной вязкости с
учетом желаемых уровня вязкости и работоспособности. В любом случае предпочтительны синтетические масла типа полиальфаолефинов, эфиров дикарбоновых кислот или полиэфиров, а также растительные масла и/или их производные, соотношение которых
должно быть установлено с учетом требований к применению. При использовании композиции присадок, согласно изобретению, могут быть составлены как наиболее предпочтительные различные смеси основных масел, которые изготовлены из парафинистых сырых
масел комбинированной очисткой с использованием растворителей и/или гидрирования, с
полиальфаолефинами и эфирами дикарбоновых кислот. При этом соотношение должно
быть установлено с учетов желаемой вязкости.
С использованием композиций присадок, согласно изобретению, могут быть изготовлены моторные масляные композиции с известными уровнями работоспособности. Так,
например, могут быть достигнуты уровни SG ("высший разряд") и SH ("высокая мощность") по классификации API (Американского нефтяного института, ASTM D4485) или
уровни PD-2 и GL-5 по классификации ССМС (доклад Cahill G.F.: Evolution of the CCMC
Engine Lubricant Sequences, in IIIrd International Symposium of Performance Evolution to
Automotive Fuels and Lubricants, 13 April 1989).
Наряду с моторными масляными композициями с использованием композиций присадок,
согласно изобретению, могут быть также применены для улучшения (эксплуатационных)
свойств и в других смазочных композициях типа трансмиссионных масел, гидравлических
жидкостей, приборных масел ("ATF"), охлаждающих и машинных масел, и в прочих композициях типа тормозных жидкостей, масляных теплоносителей для теплоообменников,
закалочных масел, и в моторных топливах. Однако предпочтительной областью применения остается изготовление содержащих присадки моторных масляных композиций широкого применения.
Композиции (указанных типов) изготовляют обычным перемешиванием. При этом
может быть предусмотрено последовательное введение отдельных присадок в основное
масло с последующим тщательным перемешиванием композиции. В другом возможном
варианте вначале изготовляют композицию присадок с перемешиванием взятых в требуемом
соотношении присадочных ингредиентов, затем - для облегчения последующего применения - задают нужную вязкость введением подходящего (преимущественно используемого
в композициях в качестве основного) масла. Полученный концентрат может быть использован для получения композиций смешиванием с желаемым основным маслом.
При изготовлении композиций должна соблюдаться определенная очередность введения присадок, учитывающая возможные химические взаимодействия. Предпочтительно,
чтобы различные присадочные ингредиенты примешивали к основному маслу в таком
порядке, который сводил бы к минимуму вероятность реакций между соединениями с различной структурой и реакционноспособностью. Для исключения термодеструкции смешивание следует проводить в интервале температур 40-80 °С.
Примечательное преимущество изобретения заключается в том, что применяемый в
свободных от галогенов беззольных присадках высокомолекулярный ПИБ, который обеспечивает получение ПАВД - присадок с повышенной работоспособностью, в сочетании с
другими общепринятыми присадками позволяет ослабить (или по меньшей мере не усилить)
воздействие на эластомерные уплотнительные материалы. Наряду с указанным эффектом
также достигаются повышение сопротивляемости сдвигу, теплостойкости, устойчивости к
окислению, способности повышать вязкость и индекс вязкости и тем самым достигается
снижение расхода или даже исключение обычных полимерных или фосфорсодержащих
противоизносных присадок и соответственно получение высокостабильных и совместимых с окружающей средой композиций.
11
BY 5331 C1
Более подробно сущность изобретения поясняется приведенными ниже примерами,
которые, однако, не ограничивают объем охраны. В примерах представлены моторные
масляные композиции, которые по наиболее распространенной классификации API (Американского нефтяного института) соответствуют уровню SG ("высший разряд").
Пример 1.
Условия синтеза и показатели качества полупродуктов для синтеза производных полиизобутилена-полисукцинимида с новой структурой, которые могут быть использованы
в компоненте А в качестве полифункциональных беззольных композиций ПАВД-присадок,
приведены в табл. 3, а аналогичные характеристики полученных с использованием полупродуктов конечных продуктов - в табл. 4.
Таблица 3
Важнейшие условия синтеза и показатели качества полупродуктов
полифункциональных беззольных ПАВД-присадок в композициях
Полупродукты
Параметры
ПИБПАЯК-КА ПИБПАЯК-КБ
2
3
1
Условия синтеза:
Средняя молекулярная масса ПИБ, Мп
Растворитель
его количество, мас. %
Мольное соотношение МА/ПИБ
Инициатор, мас. % (от массы MA)
Замедлитель реакции, мас. % (бутанол)
Сомономер (СМ)
Мольное соотношение CM/MA
Температура, ° С
2250
Основное масло
27
2
30
0,05
iC4
130-150
(180-200)
Давление, кПа (для удаления непрореагировавшего МА)
101,3 (? 10)
Длительность реакции, ч
9
Масло-разбавитель, % от массы полупродукта
50
Осветление, фильтрование
да
Показатели качества полупродуктов:
256,2
Кинемат. вязкость при 100 ° С, мм2/с
Кислотное число, мг КОН/г
44,6
Содержание МА, мг/г
3,1
Среднее количество сшивок АЯК-ПИБ
2,4
Количество соединений с более чем тремя АЯКгруппами на молекулу, мас. %
0,4
Увеличение молекулярной массы полупродукта по отношению к ПИБ, %
13
Количество соединений с более чем одной АЯКгруппой на молекулу, мас. %
-
8000
Ксилол
27
4
35
0,05
Стирол
1:3
130-160
(180-200)
101,3 (? 10)
10
70
да
330,5
10,5
1,2
3,3
20
42
Примечание: ПИБПАЯК-КА, ПИБПАЯК-КБ - масляные растворы полупродуктов прививки ангидрида янтарной кислоты (АЯК) на полиизобутилен (ПИБ).
12
BY 5331 C1
Таблица 4
Важнейшие условия синтеза и показатели качества
полифункциональных беззольных ПАВД-присадок в композициях
Варианты полупродуктов
Параметры
ПИБПСИ-1**
ПИБПСИ-2**
1
2
3
Условия синтеза:
Вид ПИБПАЯК*
КА
КБ
Количество, моль
20
10
Полиамин, моль:
ТЭПА***
5
4
ДЭТА****
2
Катализатор: вид
Триэтаноламин
Яблочн. к-та
мас. %
0,1
0,2
Нагревание при 175-180 °С, ч:
под давлением: 101,3 кПа
5
50 кПа
1
5
30 кПа
1
10 кПа
1
3
Показатели качества готовых продуктов:
456
689
Кинемат. вязкость при 100 °С, мм2/с
Содержание азота, мас. %
0,8
0,17
Кислотное число, мг КОН/г
6,4
3,1
Масло-разбавитель (мас. %)
50
25
Соотношение полимеров с высшей и низшей
молекулярной массой
0,33
Примечания:
* - масляные растворы полиизобутиленполиангидрида янтарной кислоты;
** - полиизобутиленполисукцинимид;
*** - тетраэтиленпентамин;
**** - диэтилентриамин.
Пример 2.
Согласно примеру 1, были изготовлены следующие моторные масляные композиции с
использованием полифункциональных беззольных композиций ПАВД-присадок: ПИБПСИ-1 и ПИБПСИ-2. Экспериментальные моторные масляные композиции были изготовлены следующим образом.
В сосуд, оснащенный теплообменной рубашкой для нагрева до температуры 120 °С и
для охлаждения и внутренней механической мешалкой, вначале при комнатной температуре вносили включаемые в композицию масляные ингредиенты с низшей вязкостью (и в
том числе - синтетические ингредиенты). Затем в порядке, определяемом возрастающей
вязкостью, при нагреве и постоянном перемешивании подавали прочие масляные ингредиенты. Масляную смесь нагревали до температуры более 70 °С и затем с предосторожностями примешивали к ней взятые в соответствующих количествах подогретые в
требуемых случаях до 60 °С средства понижения температуры застывания (далее - СПТЗ)
и различные средства регулирования вязкости и индекса вязкости (далее - СРВ-1, 2, 3 и 4)
и совместно с ними - выбранные беззольные диспергаторы.
Смесь указанных материалов перемешивали в течение часа, затем в охлажденную до
температуры около 60 °С смесь добавляли расчетные количества дитиофосфата цинка,
смесь поверхностно-активных веществ (ПАВ) и антиоксидант. После перемешивания в
течение одного часа смесь охлаждали до комнатной температуры. Составы 14-и экспериментальных композиций (далее - К-1, К-2 и т.д.), соответствующих уровням работоспособности SG/CD, приведены в табл. 5.
13
BY 5331 C1
Таблица 5, часть 1-я
Состав моторных масляных композиций согласно изобретению
и контрольных масляных композиций
Композиции
К-1
К-2
К-3
К-4
К-5
К-6
К-7
15W-40 15W-40 15W-40 15W-40 10W-40 10W-40 10W-40
Тип SAE (*)
Состав, мас. %
1
2
3
4
5
6
7
8
Осн. масло SN-80
Осн. масло SN-150
44,1
53,8
44,6
34,8
47,0
45,8
Осн. масло SAE-10/95H
57,2
Осн. масло SN-350
35,0
27,9
24,4
40,0
29,4
19,3
22,2
ПАО-4
15,0
15,0
15,0
ПАО-6
ППТЗ (ПМА)
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
СРВ-1 (ПМА)
1,0
СРВ-2 (ССИ)
СРВ-3 (ПИБ) (***)
8,6
6,5
СРВ-4 (СO)
8,7
6,0
5,2
ДТФЦ
1,3
1,4
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
АО
0,2
ДЕТ
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
Комад-301 (**)
7,2
7,5
ПИБПСИ-1
7,2
7,2
2,4
7,2
ПИБПСИ-2
8,0
12,0
Таблица 5, часть 2-я
К-12
К-13
К-14
Композиции
К-8
К-9
К-10
К-11
10W-40 10W-30 10W-30 10W-30 5W-50
5W-50
5W-50
Тип SAE (*)
Состав, мас. %
1
9
10
11
12
13
14
15
Осн. масло SN-80
5,2
8,6
6,7
Осн. масло SN-150
59,1
63,6
65,2
77,5
Осн. масло SAE-10/95H
Осн. масло SN-350
5,4
ПАО-4
6,4
2,9
6,6
ПАО-6
15,0
70,6
75,6
73,0
ППТЗ (ПМА)
0,2
0,2
0,2
СРВ-1 (ПМА)
1,0
11,0
9,5
3,6
СРВ-2 (ССИ)
19,0
14,0
СРВ-3 (ПИБ) (***)
6,0
СРВ-4 (СO)
ДТФЦ
1,4
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
1,3
АО
ДЕТ
4,5
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
3,5
Комад-301 (**)
7,2
7,2
ПИБПСИ-1
7,6
7,2
1,8
7,2
ПИБПСИ-2
9,0
12,0
Примечания:
(*) SAE - Society of Automotive Engineers (Общество инженеров автомобильной промышленности и транспорта);
(**) - общедоступный на рынке бисукцинимид;
(***) - средняя молекулярная масса ПИБ 1000;
(****) - "Полиамин" - тетраэтиленпентамин.
14
BY 5331 C1
Важнейшие показатели качества материалов, примененных для изготовления экспериментальных композиций, таковы:
рафинаты минеральных масел SN-80, SN-150 b SN-350 представляют собой обеспарафиненные очищенные с использованием N-метилпирролидона в качестве растворителя и
гидрированные фракции дистиллятов, полученных из венгерских минеральных масел. Их
кинематическая вязкость при 100 °С составляет соответственно 3,42, 5,40 и 8,62 мм2/с;
индекс вязкости - 102, 105 и 95; содержание ароматических веществ по Брандесу - 4,9, 4,6
и 7,7 %; температура застывания - (-18), (-18) и (-15) °С. Основное масло SAE 10/95H
представляет собой рафинированное обеспарафиненное масло, которое получено в слабом
гидрирующем крекинг-процессе с последующей редистилляцией. Масло SAE 10/95H имеет: кинематическую вязкость при 100 и при 40 °С соответственно 5,29 и 31,7 мм2/с; индекс
вязкости не менее 100; содержание ароматических веществ по Брандесу примерно 7,7 %;
содержание серы около 0,04 % и температуру застывания (-18) °С. Компонентами ПАО-4
и ПАО-6 служили общедоступные на рынке полиальфаолефины.
В роли присадки для понижения температуры застывания (ППТЗ) был использован
полиметакрилат (ПМА).
В качестве средств регулирования индекса вязкости были использованы: обычный для
моторных масляных композиций полиметакрилат (СРВ-1), раствор сополимера стирола и
изопрена (ССИ) в основном масле SN-150 (СРВ-2), пригодный для регулирования вязкости полиизопрен-ПИБ (СРВ-3) и сополимера олефинов (СО) в основном масле SN-150
(СРВ-4). Использованное в СРВ-2, СРВ-3 и СРВ-4 основное масло SN-150 продемонстрировало наилучшие показатели качества.
Индексом ДТФЦ далее обозначен дитиофосфат цинка, который является широко распространенной присадкой к моторным масляным композициям, используемым в дизелях
и карбюраторных двигателях внутреннего сгорания и изготовлен с примесями первичных
и вторичных спиртов. Он содержит 9,2 мас. % цинка и 8,4 % фосфора и примесь производных дифениламина в качестве антиоксиданта (далее - АО).
Индексом ДЕТ далее обозначен детергент (поверхностно-активное вещество) в виде
смеси щелочных салицилатов кальция и магния; он содержит 4,9 мас. % кальция и 2,6 мас. %
магния и число омыления не менее 2,53 мг КОН/г по ASTM D2896.
Пример 3.
Свойства композиций К-1...К-14 обосновывают преимущества изобретения.
Совместимость с уплотнительными материалами.
Известные последствия применения обычных сукцинимидных ПАВ, особенно при
концентрациях 3-4 мас. %, заключаются в нежелательном повреждении уплотнительных
материалов, используемых в двигателях внутреннего сгорания.
Хорошая совместимость композиций, согласно изобретению, с уплотнительными материалами доказана на основе исследований моторных масляных композиций К-6, К-7, К8 и К-3. Контролем служила композиция К-5, содержавшая обычный сукцинимид (Комад301). Указанные композиции были тестированы по методике СЕС (Американского инженерно-технического совета) против четырех (обычных) эластомеров и, кроме того, против
фторкаучука в более жестких условиях теста VW-234. Результаты приведены в таблице 6.
Частично синтетические композиции К-5, К-6, К-7 и К-8, соответствующие уровню
вязкости 10W-40 по классификации SAE, за исключением сукцинимида, имеют практически одинаковый состав (композиция К-8 содержит ПАО-6, а три прочие композиции ПАО-4). Основой композиции К-3 служит рафинат минерального масла, полученный слабогидрирующим крекингом, и соответствует уровню вязкости 15W-40 по классификации SAE.
Показанные в табл. 6 хорошие и очень хорошие оценки композиций К-3, К-6, К-7 и К-8
в сравнении с плохой оценкой композиции К-5 демонстрируют преимущества изобретения.
15
BY 5331 C1
Таблица 6
Совместимость моторных масляных композиций
с уплотнительными материалами
Композиции
Тип SAE
Диспергаторы:
Комад-301 (**)
ПИБПСИ-1
ПИБПСИ-2
K-5
10W40
К-6
10W40
К-7
10W40
7,2
7,2
12,0
СЕС-тестирование
Серия 1
Изменение предела прочности, %
-68
+2,0
-1,0
Изменение удлинения при разрыве, %
-75
-35
-16
Изменение DIDC-твердости, %
+6
+1
+1
Набухание, %
+10
+1,0
+1,2
Серия 2
Изменение предела прочности, %
+11
+8
+1,1
Изменение удлинения при разрыве, %
+2
-18
-10
Изменение DIDC-твердости, %
+6
+5
+2
Набухание, %
+2,0
0
+0,7
Серия 3
Изменение предела прочности, %
-36
-25
-12
Изменение удлинения при разрыве, %
-11
+4
-6,0
Изменение DIDC-твердости, %
-7
-22
-15
Набухание, %
+17,0 +12,0 +8,0
Серия 4
Изменение предела прочности, %
-33,0
-6,1
-3,8
Изменение удлинения при разрыве, % -51,0
-31
-26
Изменение DIDC-твердости, %
+3
0
0
Набухание, %
+8,0
+1,5
+0,5
Тест VW-3344
Предел прочности, МПа
5,0
9,1
10,4
Удлинение при разрыве, %
119
209
235
Разрушения
52
плохо хорошо хорошо
Оценка
Противоизносное действие
Данные из табл. 7 показывают усиление противоизносных
при определенных обстоятельствах.
К-8
10W40
К-3
Граничные
15Wзначения
40
7,6
-
7,2
-
+1,9
-29
-2
+0,5
-9,8
-20
0
+0,2
-50-0
-60-0
0-+5
0-+5
+13
-22
+3
+1,4
+3,8
-23
+4
+1,5
-15-+10
-35-+10
-5-+5
-5-+5
-19
+0,7
-16
+14,4
-26
-13
-19
+17,0
-30-+10
-20-+10
-25-0
0-+30
-8,8
-47
+1
+0,3
-4,2
39
0
+1,0
-20-0
-50-0
-5-+5
-5-+5
9,9
228
-
8,3
183
-
>8
>160
исключено
хорошо хорошо
свойств новых композиций
Таблица 7
Противоизносное действие моторных масляных композиций
Композиции
Тип SAE
Диспергаторы:
Комад-301 (**)
ПИБПСИ-1
ПИБПСИ-2
Испытания на приборе Timken:
Допустимая нагрузка, фунты
Износ по "кольцу и блоку" (3 ч, 40 фунтов), мг
16
К- 9
10W-30
К- 11
10W-30
7,2
-
1,8
3,0
45
4,7
45
1,9
BY 5331 C1
Композиция К-9, изготовленная с обычными диспергаторами, и композиция К-11, в
которой использована композиция присадок согласно изобретению, при испытании по методу и на приборе Timken (ASTM D2782) показали одинаковую допустимую нагрузку 45
фунтов (22 кг). Однако после трехчасового трения кольца по блоку под нагрузкой 40 фунтов (19,5 кг) оказалось, что композиция К-11, согласно изобретению, снижает износ на
60 %.
Эффективность регулирования вязкости и замещение полимеров-модификаторов вязкости.
Существенное преимущество композиций, согласно изобретению, заключается в усилении эффективности новых присадок в части повышения вязкости и индекса вязкости.
Это преимущество следует из приведенных в таблице 8 сравнительных данных, относящихся к трем композициям, содержащим обычную присадку Комад-311, и к наборам
ПАВД-присадок, согласно изобретению, в композициях на основе минерального масла с
уровнем вязкости 15W-40 по классификации SAE, в частично синтетических композициях
с уровнем вязкости 10W-40 по классификации SAE и в синтетических композициях с
уровнем вязкости SW-50 по классификации SAE, прочие ингредиенты которых были тождественны. Важнейшие реологические показатели приведены в табл. 8 и 9. Внутри каждого
из уровней вязкости композиции были приведены к ее близким численным значениям регулированием вязкости основных масел и количества полимеров-модификаторов вязкости.
В обоих полифункциональных беззольных композициях ПАВД-присадок в сравнении
с контрольной присадкой Комад-301 ПИБПСИ-1 оказывает меньшее загущающее действие, однако и этого оказывается достаточно, чтобы на треть сократить расход полимеровмодификаторов вязкости для уровня вязкости 15W-50 по классификации SAE. Для уровня
вязкости 10W-40 такое сокращение расхода, т.е. экономия полимеров, составляет около
25 %, а для уровня SW-50 - примерно 15 %.
Таблица 8, часть 1-я
Замещение полимеров-модификаторов вязкости (СРВ)
на ПИБПСИ-1 и ПИБПСИ-2
Композиции
Тип SAE
1
Применяемые СРВ, мас. %
СРВ-1
СРВ-3
СРВ-4
Применяемые диспергаторы, мас. %
Комад-301
ПИБПСИ-1
ПИБПСИ-2
Кинемат. вязкость при 100 °С, мм2/с
Показатели конечного продукта:
индекс вязкости
динамическая вязкость, мПА*с:
при 15 °С
при 20 °С
при 25 °С
температура застывания, °С
K-1
К-2
К-4
К-5
К-6
15W-40
2
15W-40
3
15W-40
4
10W-40
5
10W-40
6
8,6
6,5
8,7
6,0
7,2
7,2
7,2
6,6
6,3
2,4
8,0
6,7
134
138
137
3320
3110
3390
-30
17
-30
-30
7,2
5,9
5,6
148
152
3370
3480
-36
-36
BY 5331 C1
Таблица 8, часть 2-я
Композиции
Тип SAE
1
Применяемые СРВ, мас. %
СРВ-1
СРВ-3
СРВ-4
Применяемые диспергаторы, мас. %
Комад-301
ПИБПСИ-1
ПИБПСИ-2
Кинемат. вязкость при 100 °С, мм2/с
Показатели конечного продукта:
индекс вязкости
динамическая вязкость, мПА*с:
при 15 °С
при 20 °С
при 25 °С
температура застывания, °С
K-7
К-12
К-13
К-14
10W-40
2
5W-50
3
5W-50
4
5W-50
5
11,0
9,5
3,6
7,2
7,2
12,0
5,7
6,1
6,0
12,0
6,1
158
217
217
194
3410
< -40
3310
< -40
3480
< -40
3370
-36
Композиция присадок ПИБПСИ-2, способная к высокоэффективной модификации
вязкости, в экспериментальных масляных композициях, соответствующих уровню качества SG по классификации API, обеспечивает замену общего количества полимеровмодификаторов вязкости в необходимой концентрации ПАВД-присадок, а для уровней
вязкости 15W-40 и 10W-40 по классификации SAE, а для масляных композиций на уровне
SW-50 позволяет использовать только треть таких полимеров в сравнении с контрольным
набором ПАВД-присадок. Поскольку численные значения вязкости при пониженных и
повышенных температурах для близких уровней вязкости практически равны и подобны
таким значениям у основных масел, постольку ПАВД-присадки, применяемые в качестве
полимеров-модификаторов вязкости в наборе согласно изобретению, повышают вязкость
указанных масел на холоду не более, чем известные полимеры.
Стабильность сопротивления сдвигу.
Приведенные в табл. 9 данные о стабильности сопротивлений сдвигу, полученные, согласно стандарту ASTM D3934, на инъекционном приборе фирмы BOSCH, подобны как
для моторных масляных композиций К-7, К-13 и К-14, в которых присадки, повышающие
вязкость или индекс вязкости частично или полностью представлены сукцинимидами, так
и для моторной масляной композиции К-12, содержащей соответствующий сукцинимид
(Комад-301) и присадку СРВ-1 на основе полиметакрилата.
18
BY 5331 C1
Таблица 9
Стабильность сопротивления сдвигу
масляных композиций согласно изобретению
Композиции
Тип SAE
1
Применяемые СРВ, мас. %
ППТ3
СРВ-1
Применяемые диспергаторы, мас. %
Комад-301
ПИБПСИ-1
ПИБПСИ-2
Показатели качества:
Кинемат. вязкость мм2/с
при 100 °С
при 40 °С
Индекс вязкости
Динамическая вязкость, мПА*с:
при 15 °С
при 25 °С
Испытания по методике Bosch:
Кинематическая вязкость, мм2/с
при 100 °С после 30 циклов
S.S.I., %
Индекс вязкости после 30 циклов
Кинематическая вязкость, мм2/с
при 100 °С после 250 циклов
S.S.I., %
Индекс вязкости после 250 циклов
Кинематич. вязкость основного масла при
100 °С, мм2/с
K-7
10W-40
2
К-12
5W-50
3
К-13
5W-50
4
К-14
5W-50
5
11,0
9,5
3,6
0,2
7,2
7,2
12,0
14,95
97,2
161
12,0
18,53
94,7
217
18,69
95,7
217
17,94
102,4
194
3410
3310
3260
12,09
31
150
13,99
37
14,77
31
14,43
30
11,70
36
148
13,38
41
14,21
35
14,01
31
5,8
6,1
6,0
6,1
3100
Поверхностно-активное и диспергирующее действие, работоспособность при испытаниях на тормозном стенде
Результаты испытаний на тормозном стенде, служащие показателями для заключительной оценки моторных масляных композиций, приведены в табл. 10. Композиции К-2
и К-3 были испытаны на тормозном стенде по тестам Petter W-1, М 102 Е, выборочному
тесту IIIE и тесту PV 1431. Показатели, характеризующие продукты износа двигателей
согласно тестам М 102 Е и IIIE, подтвердили чрезвычайное диспергирующее действие, а
показатели чистоты цилиндров, согласно тестам IIIE и PV 1431, - соответствующее нормам моющее действие присадок, применяемых в масляных композициях. Преимущественный состав композиций, согласно изобретению, обоснован результатами тормозных
испытаний, а именно: хорошими противоизносными свойствами, которые определены в
тесте М 102 Е и, особенно, в выборочном тесте IIIE, и весьма низким износом подшипников, измеренным в тесте Petter W-1.
19
BY 5331 C1
Таблица 10
Результаты испытаний на тормозном стенде масляных композиций, содержащих
полифункциональную беззольную композицию ПАВД-присадок ПИБПСИ-1
Композиции
K-1
К-2
Тип SAE
15W-40
15W-40
1
2
3
Концентрация присадок, мас. %
ППТ3
0,2
СРВ-1
1,0
СРВ-2
6,0
5,2
ДТФЦ
1,3
1,3
АО
0,2
ПИБПСИ-1
7,2
7,2
1. Petter W-1. Износ подшипников, мг
4,7
2. М 102 Е:
Средний размер частиц шлама
9,4
Износ уплотнительных колец
ASF = 16
Нагрузка на поршень:
канавка 1
30,0
канавка 2
19,1
Радиальный износ кулачков, мкм
3,0
Радиальный износ толкателей, мкм
1,9
3. Sequence IIIE:
38
Рост вязкости при 40 °С, %
Нагар на поршнях
9,38
Нагар в зоне уплотнительных колец
7,40
Показатель шламообразования
9,57
Износ упл. колец и коромысел клапанов
отсутст.
Радиальный износ кулачков, мкм
3,7
Радиальный износ толкателей, мкм
11,0
4. PV 1431
Износ уплотнительных колец
отсутст. (ASF = 0)
Чистота поршней
70
Пределы для G4/PD-2
по класс. ССМС
4
max 25
min 8,5
max ASF = 30
max 30
max 25,9
max 5,7
max 3,1
max 300
min 8,9
min 3,5
min 9,2
отсутст.
max 30
max 60
отсутст. ASF = 0
min 69,4
Примечание: ASF - Automotive Safety Foundation (Организация по обеспечению безопасности грузового автомобильного движения).
20
BY 5331 C1
Пример 4.
Составы концентрированных композиций присадок (НП) согласно изобретению и моторных масляных композиций (МК), содержащих такие композиции, показан в табл. 11.
Таблица 11
Концентрированные композиции присадок и включающие
такие композиции моторные масляные композиции
Составы
1
Компонент "А":
Комад-301
ПИБПСИ-1
ПИБПСИ-2
Компонент "Б":
ППТЗ (ПМА)
ДТФЦ
ДЕТ
Компонент "В":
СРВ-1
Основное масло SN-150
Смесь основных масел
15W-40
Примеры композиций присадок и масляных композиций
НП-1 НП-2 НП-3 НП-4 МК-1
МК-2
2
3
4
5
6
7
10,4
7,2
11,4
6,1
15,6
33,0
7,8
52
57,0
26,0
5,0
5,0
1,3
1,3
1,0
0,7
8,4
8,2
6,6
4,2
22,7
22,1
17,8
11,3
6,5
33,5
50,0
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
84,6
81,3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
252 Кб
Теги
by5331, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа