Способ получения многофункциональной присадки к смазочным маслам

аи ВЮ ОО И 2611(51)б С 10 М 1356 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)(а) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк мторскому свидетельству(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по переработке нефти(72) Евстафьев В.ПАфанасьева И.ИМеламед С.О Фуфаев РА; Шор Г.ИТрофимова ГЛВаванова ЛА; Лихтеров Сд; Мещерин ЕМОстровская М.Е (56) Патент США 3 Ч 3322670, кл. 252-496, 1967,Патент США 3 Ч 3254025, кл 252-32,7, 1966 Авторское свидетельство СССР Й 4465-40, кп. С 1 ОМ 177/ОО, 1975.Авторское свидетельство СССР М 1452083, кл. С 070207/404,1988.Патент США й 4802893, кл 252-49.6, 1989. Патент США й 3390086, кл. 252-475, 1968.Авторское свидетельство СССР й 1452082, кл.С О 0207/404, 1988.(67) Сущность изобретения: полученный на основе полибутена молмассы 700-2000, подвергают конденсации с малеиновым ангидридом, взятым в количестве 0,5-2,5 мас%. Продукт конденсации обрабатывают борной кислотой пм атомном соотношении бора и азота, равном 02 - 1,3:1, и элементарной серой, взятой в количестве 1,5-8 мас%, при температуре 160-200 С. 1 табл20 25 30 35 40 45 50 Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к способу полученияборсодержацей многофункциональнойприсадки, предназначенной для использования в моторных смазочных маслах,Целью изобретения является улучшение противоизносных и стабилизирующихсвойств Г 1 рйсадки,Пос аале н эя цз ль дот лгается тек 1 ч гов способе получения присадки взаимодействием алкенилсукцинимида диэтилентриамина с мдлеиновыГ.2 ангидоидом и борнойслоой, эой пои атомном отноени.бора к азоту 0,2:1,3 продукт взаимсдействиядополнительно обрабатывают при 160 -200 С элементарной серой взятой в количестве 1.5-8% от массь, продуктавзаимодействия, Обработку серой можнопроводить как после взаимодействия с борной кислотой, так и одновременно в однустадию.Использование присадки, получаемой попредлагаемому способу, позволяет получатьмалозольные смазочные масла с улучшенными антикоррозионными и противоизноснымисвойствами.Ниже гриводятся примсоы 5-12 получения присадки по предложенному способу, атакже для сравнения примеры 1-3 получения присадки по а.с, СССР К. 1452082 ипример М 4 по патенту США М 3390086,П р и м е р 1 (сравнительный по прототипу).Исходя из полибутилена со среднечисловой молекулярной массой 800, известнымспособом получают алкенилсукцинимид диэтилентриамина (в алкениле в среднем 57атомов углерода), 45%-ный концентрат этого сукцинимида в минеральном масле И -20 А и непрореагировавшем полибутиленесодержи 1,5% азота. Щелочное число. определенное методом потенциометрического титрования в ледяной уксусной кислотехлорной кислотой составляет 29 мг КОН на1 г, вязкость при 100 С 180 мм /с, К 500 гэтого алкенилсукцинимида диэтилентриамина добавляют 7,5 г (1,5%) малеиновогоангидрида: перемешивают в токе азота 1 чпри 160 С, затем охлаждают до 80 С, добавляют 13,9 г борной кислоты (атомное отношение бора к азоту 0,47). Нагреваютреакционную смесь до 15 ООС и перемешивают 4 ч при 150 С, затем очищают от механических примесей. Получают присадкусодержащую, %; М 1,4; В 0,45, Кинематическая вязкость при 100 С 260 мм 2/с,П р и м е р 2 (сравнительный по прототипу).К 200 г алкенилсукцинимида диэтилент-.риамина, охарактеризованного в примере 1 добавляют 3 г (1.5%) малеинового ангидрида, перемешиваот 1 ч при 180 С, затем охлаждают до 80 С и добавляют 20 г борной кислоты (атомное отношение бора к азоту 1,54) и 0,02 г полиметилсилоксана.Нагревают в токе азота смесь с удалением реакционной воды до 150"С и перемешивают 4 ч при 150 С, затем очищают от механических примесей, Получают присадку, содержащую, %: М 1,3; В 1,6. Кинематическая вязкость при 100 С 405 мм 2/с.П р и м е р 3(сравнительный по прототиг у),К 300 г алкенилсукцинимида диэтилентриамина, охарактеризованного в примере 1,добавляют 4,5 (1,5%) малеинового ангидрида, перемешивают 1 ч при 180 С, затем охлаждают до 80"С и добавляют 15 г борной кислоты (атомное отношение бора к азоту 0,76) и 0,03 полиметилсилоксана. Нагревают, реакционную смесь, удаляя воду при 150 С, и перемешивают еще 4 ч при этой температуре, затем очищают от механичеФ ских примесей. Получают присадку, содержащую, %: й 1,4; В 0,8, Кинематическая вязкость пои 100 С 305 мм /с П р и м е р 4 (сравнительный по пат США М. 3390086).Исходя иэ полибутилена со среднечисловой молекулярной массой 900, известным способом получают алкенилянтарный ангидрид (в алкениле в среднем 64 атома углерода) в виде раствора основного вещества в непрореагировавшем полибутилене. Число омыления образца 80 мг КОН/г, т,е, молярная концентрация 0,071 моль.на 100 г.К 50 г диэтилентриамина (0,48 моль) добавляют 600 г масла И - 20 А и 1350 г (0,96 моль) охарактеризованного выше алкенилянтарного ангидрида, Смесь перемешивают в токе азота и нагревают до 150 С, отгонял реакционную воду, Выдерживают 2 ч при 195 С, Получают алкенилсукцинимид диэтилентриамина, в котором моль диэтилентриамина связан с двумя молями алкенилянтарного ангидрида, т.е. каждая из двух имеющихся в диэтилентриамине первичных аминогрупп связана с алкенилянтарным ангидридом, Найдено содержание азота 0,8%.К 150 г этого алкенилсукцинимида добавляют 5 г (3,3%) элементарной серы и перемешивают в атмосфере азота 4 ч при 180 С, затем охлаждают, добавляют 200 г бензина, фильтруют, отгоняют раствори- тель, Получают продукт, имеющий вязкость кинематическую при 1 ОООС 326 мм 2/с. Найдено, %; азота 0,9, серы 1,8,П р и м е р 5, К 150 г алкенилсукцинимида дизтилентриамина, охарактеризован 1826517ного в примере 1, добавляют 2,2 г (1,5%) мэлеинового ангидрида и нагревают 2 ч при 180 С,затемохлэждаютдо 80 С,добавляют9 г борной кислоты (атомное отношение казоту 0,9) и 0,02 г полиметилсилоксанэ. Перемешивают в токе азота 4 ч при 150 С, затем загружают 4,45 г (3%) элементарной серы и перемешивают в атмосфере азота 4ч при 180 С, Получают присадку, содержащую,: азота 1,4, бора 0,9, серы 1,6. Кинематическая вязкость при 100 С 560 мм 2/с.П р и м еб, Исходя из полибутиленасо среднечисловой молекулярной массой700 и диэтилентриамина, известным способом получают алкенилсукцинимид диэтилентриамина (в алкениле в среднем 50атомов углерода) 45 о -ный концентрат этогосукцинимида в минеральном масле И - 20 А инепрореагировэвшем полибутилене содержит 1,6 оазота. К 120 г алкенипсукциними-. 20да добавляют 1,8 г (1,5) малеиновогоангидрида и нагревают 8 ч при 130 С, затемохлаждают до 80 С, добавляют 11 г борнойкислоты (атомное отношение бора к азоту1,3) и 0,02 г полиметилсилоксанэ. Перемешивэют в токе азота 1 ч, при 150 С, 2 ч при180 С, охлаждают до 150 С, затем загружают 1,8 (1,5%) элементарной серы и перемешивают в атмосфере азота 10 ч при 160 С.Получают присадку, содержащую, : 30азота 1,5, бора 1,2, серы 0,9. Кинематиче-ская вязкость при 100 С 435 мм 2/с.П р и м е р 7. Исходя иэ полибутиленасо среднечисловой молекулярной массой2000 и диэтилентриэмина, известным спосабом получают алкенилсукцинимид диэтилентриамина (в алкениле в среднем 143атома углерода), 45-ный концентрат этогосукцинимида в минеральном масле И - 20 А инепрореагировэвшем полибутилене содержит 1,0 азота.К 150 г этого алкенилсукцинимида добавляют 0,75 г (0,5) малеинового ангидрида и нагревают 2 ч при 200 С, затемохлаждают до 80 С, добавляют 1,3 г борной 45кислоты (атомное соотношение бора к азоту0,2) и 0,02 г попиметилсилоксана,Перемешивают в токе азота 1 ч при150 С, 1 ч при 200 С, охлаждают до 150 С,затем загружают 12 г (8) элементарной 50серы и перемешивают в атмосфере азота 1ч при 200 С.Получают присадку, содержащую, :азот 0,9, бор 0,7, сера 3,9.Кинематическая вязкость при 100 С 570 55мм /с.П р и м е р 8. Исходя из полибутиленасо среднечисловой молекулярной массой800 и диэтилентриамина, известным способом получают алкенилсукцинимид диэтилентриамина (в алкениле в среднем 57 атомов углерода) 45 о -ный концентрат этого сукцинимида в минеральном масле ИА и неп рореагировавшем полибутилене содержит 1,4% азота.К 100 г этого алкенилсукцинимида добавляют 1,5 г(1,5 о ) мэпеинового ангидрида и нагревают 1 ч при 210 С, затем охлаждают до 80 С, добавляют 5,5 г борной кислоты (атомное соотношение бора к азоту 0,9) и 3 г (3 ) серы, 0,02 г полиметилсилоксана,Перемешивают в токе азота 4 ч при180 С.Очищают от механических примесей.Получают присадку, содержащую, : азот 1,3, бор 0,8, сера 1.5.Кинематическая вязкость при 100 С 560мм /с.П р и м е р 9. Исходя из полибутилена со среднечисловой молекулярной массой 900 и диэтилентриамина, известным способом получают алкенилсукцинимид диэтилентриэмина (в алкениле в среднем 64 атома углерода), 45 о -ный концентрат этого сукцинимида в минеральном масле ИА и непрореагировавшем полибутилене содержит 1,3 оазота.К 120 г этого алкенилсукцинимида добавляют 3 г(2,5%) малеинового ангидрида и нагревают 2 ч при 180 С, затем охлаждают до 80 С, добавляют 6,2 г борной кислоты (атомное отношение бора к азоту 0,9) и 3,6 г (3%) серы, 0,02 г полиметилсилоксана, перемешивают в токе азов 4 ч при 180 С. Очищают от механических примесей, Получают присадку, содержащую, %: азот 1,0, бор 0,8, сера 1,5.Кинематическая вязкость при 100 С 552мм /с.П р и м е р 10, Исходя иэ полибутилена со среднечисловой молекулярной массой 800 и диэтилентриамина, известным способом получают алкенилсукцинимид диэтилентриамина (в алкениле в среднем 57 атомов углерода), 45-ный концентрат этого сукцинимида в минеральном масле ИА и непрореагировавшем полибутилене содержит 1,4 азота. К 100 г этого алкенилсукцинимида добавляют 1,5 г (1,5) малеинового ангидрида и нагревают 2 ч при 180 С, затем охлаждают до 80 С. добавляют 5,5 г борной кислоты (атомное отношение бора к азоту 0,9) и 0,5 г (0,5;6) серы, 0,02 г полиметилсилоксана. Перемешивают в токе азота 4 часа при 180 С. Очищают от механических примесей, Получают присадку, содержащую, : азот 1,3, бор 0,8, сера 0.2,Кинематическэя вязкость при 100 С 310мм /с, 182651710 15 20 25 30 35 40 45 50 55 П р и м е р 11. Исходя из полибутиленасо среднечисловой молекулярной массой800 и диэтилентриамина, известным способом получают алкенилсукцинимид диэтилентриамина (в алкениле в среднем 57атомов углерода). 45 -ный концентрат этого сукцинимида в минеральном масле ИАи непрореагировавшем полибутилене содержит 1,4% азота,К 150 г этого алкенилсукцинимида добавляют 2,25 г (1,57 ь) малеинового ангидрида и нагревают 2 часа при 180 С, затемохлаждают до 80 С, добавляют 8,25 г борной кислоты (атомное соотношение бора казоту 0,9) и 15 г(10) серы 0,02 г полиметилсилоксана, Перемешивают в токе азота 4 чпри 180 С.Очищают от механических примесей.Получают присадку, содержащую,:азот 1,3, бор 0,8. сера 3,0.Кинематическая вязкость при 100 С 588мм /с.П р и м е р 12, Исходя из полипропиленасо среднечисловой молекулярной массой900 и диэтилентриамина, известным способом получают алкенилсукцинимид диэтилентриамина (в алкениле в среднем 64атома углерода), 45 концентрат этого сукцинимида в минеральном масле ИА и непрореагировавшем полипропиленесодержит 1,2; азота,К 120 г этого алкенилсукцинимида добавляют 1,2 г (1 6) малеинового ангидрида инагревают 2 ч при 200 С, затем охлаждаютдо 80 С, добавляют 5,0 г борной кислоты(атомное соотношение бора к азоту 0,8) и0,02 г полиметилсилоксана, Перемешиваютв токе азота 1 ч при 150 С. 2 ч при 180 С,охлаждают до 150 С, затем загружают 7,2 г(6,06) элементарной серы и перемешиваютв атмосфере азота 4 ч при 180 С,Получают присадку, содержащую. :азот 1,0; бор 0,7; сера 2,8.Кинематическая вязкость при 100 С 150мм /с.Стабилизирующие свойства образцовприсадки оценивали сравнением оптическихплотностей масла АСВс ба присадки иламповой сажей после суспендирования сажи при 100 С и последующего центрифугирования смеси.Соотношение оптических плотностейвыражали в процентах. Большие значениясоответствуют более высоким стабилизирующим свойствам,Противоизносным свойствам полученных образцов присадки оценивали на машине трения стальной шар по стальному дискуи выражали в мг потери веса стального диска, Испытывались Зф-ные растворы присадки в масле АСВ - 10 при температуре масла в начале испытания 20 и 100 С. Антикоррозионные свойства по отношению к свинцу оценивали по ГОСТ 20502 - 75 (1 вариант) в масле АСВ - 10 при концентрации 3 образца присадки.В таблице представлены результаты испытания образцов присадки, полученных по предлагаемому способу (примеры 5 - 9,12) в сопоставлении с образцами, полученными по известным способам (примеры 1 - 3) (пример 4), а также примеры 10 и 11, в которых элементарная сера взята в количестве большем и меньшим, чем в предлагаемом способе получения.Из результатов, представленных в таблице, следует, что присадка, получаемая по предлагаемому способу, имеет одновременно хорошие стабилизирующие свойства (40 - 60 ф ) и противоизносные свойства, какпри температуре начала испытания 20 С - от 5 до 6,5 мг, так и при температуре началаиспытания 100 С от 2,6 до 4 мг. При этом присадка, полученная по предлагаемому способу, обладает хорошими антикорроэионными свойствами, коррозия свинца 0,1 - 5 г/мг;Известная присадка имеет хорошие противоизносные свойства при атомном отношении бора к азоту- больше 0,76(пример 2), но при этом стабилизирующие свойства низкие - 7 . При атомном отношении бора к азоту, равном 0,76 или меньшем, известная присадка имеет неудовлетворительные противоизносные свойства 10 - 16,5 мг при температуре начала испытания 20 С.Присадка, полученная по патенту США М 3390086 (пример 4), имеет сравнительно невысокие стабилизирующие свойства - 39, плохие противоизносные как при температуре испытания 20 С - 12 мг, так,и приПри температуре начала испытания 100 С с присадкой по примеру 4 наблюдается задир и испытания не удается довести до конца,Присадка, получаемая по предлагаемому способу, имеет хорошие антикоррозионные свойства (коррозия свинца 0.1-5 гlмг), что обычно считается отсутствием коррозии,В соответствии с предлагаемым изобретением обработку элементарной серой проводят при 160-200 С, При более низкой температуре взаимодействия с серой или не происходит, или очень длительное, что нежелательно, При температуре выше 200 С наблюдается частичное разложение при10 1826517 садки, Элементарную серу берут в количестве 1,5-8,. Как при меньшем, так и при большем, количестве серы ухудшаются стабилизирующие свойства примеры 10 и 11),щийся тем, что, с целью повыш стабилизирующих и противоизно . свойств, используют полибутенилс нимйд, полученный на основе поли на средней молекулярной массы 7 2000 и продукт взаимодействия до нительно обрабатывают элемента серой, взятой в , количестве 1,5 мас, на полибутенилсукцинимид тилентриамина, при температуре 1 200 С,диз 0 Составитель И.АфанасьеваТехред М.Моргентал ректор О.Кравцо икольс едакто Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента035, Москва, Ж,.Раушская наб., 4/5 Зэка изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изоСПОСОБ ПОЛУЧЕНЦИОНАЛЬНОЙ ПРИСАН ЫМ МАСЛАМ путемгополибутенилсукцинамидмина с малеиновым анв количестве 0,5 - 2,5кислотой при атомноми азота, равном 0,2 Я МНОКИ Кпоследовзаимодизтидридоммас. ф,отноше ГОФУН К- СМАЗОЧ- вэтельнодействия, илентриа, взятым и борной, нии бора отличаю-ения сных кци- буте 00 пол- рной