Присадка к смазочным маслам

союз сОВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 38 9) 030: ЕТЕН П У Ы СО ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ 1.(71) Зкксон Кемиквл Пейтентс Инк (ОЯ) (72) Джон Фредерик Марш (ОВ), Марк Роланд Мэри Вернет (ЕВ) и Грэхем Вилльям Хейми (О В)(54) ПРИСАДКА К СМАЗОЧНЫМ МАСЛАМ (57) Сущность изобретения: присадка содержит жидкий носитель. и активное вещество, представляющее собой моноалкилбензолсульфонат или моноалкилтолуолсульфонат кальция со средним числом атомов углерода в алкильной группе, преимущественно разветвленной, 40-200, преимущественно 50-200,Изобретение относится к составу сульфонатной присадки.к смазочным маслам, обладающей моющими и антикоррозионными свойствами.Целью изобретения является обеспечение стабильности присадки при хранении,По изобретению присадка к смазочным маслам содержит в своем составе жидкий носитель и активное вещество, представля-. ющее собой моноалкилбензолсульфонат или моноалкитолуолсульфонат кальция со средним числом атомов углерода в алкильной группе, равным 40 - 200 (компонент А), и моноалкилбензолсульфонат или моноалкилтолуолсульфонат кальция со средним33,3-87,57 ь и моноалкилбензолсульфонат или моноалкилтолуолсульфонат кальция со средним числом атомов углерода в алкильной группе 10- 33, преимущественно моноалкилбензолсульфонат или моноалкилтолуолсульфонат кальция с разветвленной алкильной группой со средним числом атомов углерода 15-33, и/или моноалкилбензолсульфонат или моноалкилтолуолсульфонат кальция с нормальной С 1 о-Сзо алкильной группой, 12,5 -66,6. Преимущественно присадка содержит моноалкилтолуолсульфонат кальция с разветвленной алкильной группой со средним числом атомов углерода 40-200-33,8-87,5, моноалкилбензолсульфонат кальция с разветвленной алкильной группой со средним числом атомов углерода 15-3012,5-50,0 и/или моноалкилбензолсульфонат кальция с нормальной С 1 о- .: Сз) алкильной группой,5-50,0 6. 3 з.п.ф-лы, 3 табл,числом атомов углерода в алкильной группе, равным 10-33 (компонент В), при следующем соотношении компонентов в активном веществе, мас.:Компонент А 33,3-87,5 Компонент В 12,5 - 66,7 При этом алкильная группа компонента А преимущественно представляет собой разветвленную алкильную группу со средним числом атомов углерода, равным 50- 200, Компоненты В представляет собой моноалкилбензолсульфонат или моноалкилтолуолсульфонат кальция, содержащий алкильную группу со средним числом атомов углерода, равным 15-33, и/или моноалкил 1838391бензолсульфонат или моноалкилтолуолсульфонат кальция содержащий нормальную С 10-СЗО алкильную группу. В предпочтительном варианте присадка содержит, мас. 6: моноалкилбензолсульфонат -кальцияс разветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 40-200, 50,0-87 5.моноалкилбензолсульфонат кальция с разветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 15- 33, или моноалкилбензолсульфонат каль. ция с нормальной С 10-СЗО алкильной группой 12,5-50,0 или моноалкилбензолсульфонат кальция с разветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 40-200, моноалкилбензолсульфонат кальция с разветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 15-430, и моноалкилбензолсульфонат кальция с нормальной С 1 о-Сзо алкильной группой в массовом соотношении .1:1:1 соответственно.Сочетание длинноцепочных алкиларилсульфонатов(А) и алкиларилсульфонатов с цепями средней длины(В) неожиданно является причиной нескольких благоприятных эффектов. По сравнению с надосновными алкиларилсульфонатами с цепями средней длины (В), только комбинации (А)+ (В) имеют улучшенное антикоррозионное воздействие, проявляют лучшую характеристику чистоты двигателя и не приводят к осаждению во время хранения, когда используются в сочетании с фенолятами.Надосновные сульфонаты металлов вкомпозиции настоящего изобретения могут быть получены любым пригодным способом придания надосновности, и такие способы известны в данной области техники.Такие способы обычно включают нагревание смеси, содержащей маслорастворимый сульфонат или алкарилсульфокислоту, с избытком щелочи и/или соединения щелочно-земельного металла, при температуре выше той, которая требуется для.полной нейтрализации любой присутствующей сульфокислоты, и образование диспергированного карбонатного комплекса путем взаимодействия избыточного металла с двуокисью углерода, с получением желаемой надосновности. Использование "промотора" в стадии нейтрализации для содействия введению большого избытка металла является известным и предпочтительным для получения таких композиций.Примеры соединений, пригодных в качестве промотора, включают фенольные вещества, такие как фенол, нафтол, алкилфенолы, тиофенол, сульфорирован 40 45 50 55 Композиции настоящего изобретения имеют общее щелочное число(ТВИ), измеренное Американским стандартным методом испытания, 02896, предпочтительно 250 - 350.Базовым маслом, используемым в изобретении, может быть натуральное или синтетическое масло соответствующей вязкости, Натуральные масла включают животные масла и растительные масла(например, касторовое, лярдовое масло), жидкие нефтяные масла и гидрорафинированные, обработанные растворителем или обработанные кислотой минеральные смазочные масла парафинового, нафтенового или смешанного парафина-нафтенового типов. Также пригодны в качестве основных масел масла смазочной вязкости, происходящие от угля или сланца. Синтетические масла включают алкиленоксидные полимеры и сополимеры и их производные, в которых концевые гидроксильные группы модифицированы эстерификацией или этерификацией, сложные эфиры дикарбоновых кислот и масла на основе кремния, такие, как полиалкил-палиарил-. поные алкилфенолы, а также продукты конденсации формальдегида с фенольным веществом; спирты, такие, как метанол, 2-пропанол;октанол, целлоэольв, карбитол, 5 этиленгликоль, стеариловый спирт и циклогексанол; и амины, такие как анилин, фенилендиамин, фенотиазин, фенол, бетанафтиламин и додециламин. Сульфокислоты обычно получают путем сульфирования алкилзамещен ных ароматических углеводородов так. чтоостаток сульфокислоты связан с ароматическимядром, например те, которые получены алкилированием бенэола, толуола, ксилола, нафталина, дифенила и галоидных произ водных, таких как хлорбенэол, хлортолуол ихлорнафталин. Бенэол, толуол и нафталин являются предпочтительными, особенно бензол. Алкилирование можно осуществлять в присутствии катализатора с алкили рующими средствами - например,галопарафины, олефины, полученные дегидрогенизацией парафина, и полиолефины обычно используются для этой цели.Композиция настоящего изобретения, 25 содержащая (А) и (В), может быть полученаили приданием надосновности смеси пригодных алкиларилсульфокислот, или приданием надосновности отдельной алкиларилсульфокислоте с последующим 30 смешиванием надосновных продуктов. Впервом случае смесь сульфокислот может быть получена или сульфурацией смешанных алкилароматических соединений, или смешиванием отдельно полученных алкиларилсуль фокислот.лиалкокси- или полиарилоксисилоксановыемасла и силикатные масла.Изобретение иллюстрируется следующими примерами.Пример 1.Композицию надосновного сульфонатакальция получают из следующих трех сульфокислот при массовом отношении 1:1:1, тоесть каждую кислоту используют в количестве 33,3 мас. смеси. 10(А) Моно-алкилбенэолсульфокислота сдлинной разветвленной цепью, содержащая смесь алкиловых остатков со среднимчислом атомов углерода 50.(В 1) Моно-алкилбензолсульфокислота с 15разветвленной цепью средней длины, содержащая смесь алкиловых остатков сосредним числом атомов углерода 24.(В 2) Моно-алкилбензолсульфокислота снормальной С 1 в алкильной группой, 20Надосновной раствор сульфоната кальция имеет следующие составы, мас.6;Сульфонат кальция . 28Карбонат кальция 23 25Гидроокись кальция 3Вода 0,2Масло 45Примеси 0,8и имеет общее щелочное число (ТВП),равное 300.Этот надосновной раствор сульфонатакальция вводят в следующий состав смазочного масла, мас.Надосновной раствор сульфоната кальция 1,4Диспергатор (55;-ный масляныйраствор диспергатораборированного полиизобутенилсукцинимида, имеющий 40содержание азота1,46 мас. 6) 4,5Противоизносная присадка МООР(74-ный масляный раствордиалкилдитиофосфата цинка,полученный из первичных спиртов,раствор содержит 9,0 масс.цинка) 1,3Масло (150 Нейтральное) 15,0Масло (600 Нейтральное) 77,8 50Низкотемпературные характеристикиржавления и коррозии данного моторногомасла оценивают в соответствии с методикой специальной технической публикации .Американского общества по испытанию материалов 315 с использованием восьмицилиндрового двигателя внутреннегосгорания Олдсмобиль 1977. Данный двига-.тель имеет рабочий объем 350 кубическихдюймов (5737,5 смз) и степень сжатия 8,5:1.Испытание предназначено для преднаме.ренной конденсации кислот пропускных га-:-,зов и ввода их в части двигателя. Это достигается охлаждением крышек шатунногокожуха.: Испытание осуществляют при таких условиях в течение ЗО часов с последующимдвухчасовым периодом при максимальнойнагрузке, высокой скорости и высоких температурах с тем, чтобы обжечь ржавчину наповерхностях компонентов,Испытание осуществляют с этилированным бензином 6 МВ 995, и оно содержитследующие три цикла: Фаэа 1 Фаэа 2 ФазаЗ Продолжительность, (час) 28 2 2 Скорость(об/мин) 1400 1500 3600 Нагрузка (эффективная мощность в лошадиных силах) 25 25 100 Температура впуска масла 120 120 260 Температурана выходе охлаждающейсреды Щ 110 120 200 Температуракрышек шатунного.кожуха (0 Е) 60 60 После испытания отдельные части двигателя оцениваются самостоятельно на ржавчину по шкале от 1 до 10, где 1 обозначает "сильно разрушено" и 10 обозначает "нормальное состояние". Средняя расценка ржавчины происходит в результате объединения оценок компонентов следующим образом;Средний номинал ржавчины для маслапримера 1, полученный двумя раздельнымииспытаниями, составляет 8,6 и 8,46, соответственно,П р и м е р ы 4-7(сравнительные приме,ры),Повторяют пример 1, эа исключениемтого, что вместо трехкомпонентной смеси(1:1:1) сульфокислот (А), (В 1) и (В 2) отдельные компоненты бинарных смесей двух изних используют в качестве исходного материала при получении надосновйого раствора.Средние номиналы ржавчины приведены.втабл. 1.Трехкомпонентная смесь примера 1 имеетлучший противокоррозионный эффект, чемлюбая иэ бинарных смесей или чистых соединений,П р и м е р 8. Композицию надосновногосульфоната кальция получают из смеси 50мас. О 6 моноалкилбензолсульфокислоты сразветвленной длинной цепью (А) и 50%мас.% моноалкилсульфокислоты с разветвленной цепью средней длины (В 2), описаннойв примере 1. Данную смесь сульфокислотпревращают в раствор надосновного сульфоната кальция с составом, приведенным в примере 1.42,9 мас,% данного раствора надосновного сульфоната кальция, 42,9 мас.% раствора надосновной кальциевой солиалкилзамещенного тиобисфенола, имеющего ТВИ 250 и содержащего 9,5% кальция(фенолят 1) и 14,2 мас,% масла (150 Нейтральное), смешивают при температуре 60 Св течение одного часа с получением концентрата присадки. 28;12 мас.% концентратаприсадки смешивают с 71,88 мас.;6 масла(600 Нейтральное) в течение одного часа притемпературе 60 С с получением маслянойсмеси.Два образца масляной смеси хранят втечение 8 недель в 109 мл пробирке дляцентрифуги, один при .температуре 20 ОС идругой при температуре 60 ОС; Затем длякаждого образца определяют объем осадка,образованного во время хранения.Пример 8 повторяют дважды. Полученыследующие результаты,20 С: 0,01 об.%0,01 об,%. Следы60 ОС 0,02 об.%0,03 об,%0,01 об,%Пример 8 повторяют еще три раза сиспользованием разного раствора надосновной кальциевой. соли алкилзамещенного тиобисфенола и имеющего ТВМ 250, 15,0 Число цилиндровДиаметр цилинсодержащее 9,25% кальция (фенолят И),Получены следующие результаты:ЛООС 0,02 об,%. 0,01 обг%5 Следы60 С 0,04 об.%0,02 об.%0,01 об.%П р и м е р 15 (сравнительный пример).10 Пример 8 повторяют с использованиемразличных бинарных смесей сульфокислот(А), (В 1) и (В 2) примера 1 в качестве исходных материалов.Результаты сведены в табл. 2. Ясно, что15 смеси в соответствии с настоящим изобретением образуют намного меньший осадокво время хранения, чем смесь сравнительного Примера 15.Примеры 8 и 12 повторяют за исключением20 того, что вместо моноалкилбензолсульфокислот соответствующий 2 метил-алкилбензолсульфокислоту и 2-алкил-метиловый изомер(содержащий также некоторое количество 3 метил-алкилсульфокислоты и 3-алкил-мети 25 ловый изомер) используют в качестве исходныхматериалов в получении композиции надосновного сульфоната, Через 8 недель хранениямасляных смесей при температуре 20 С и 60 Сколичество образовавшегося осадка во всех30 случаях составляет менее 0,03 об,% .П р и м е р 18. Бинарный раствор надосновного сульфоната кальция Примера 8,имеющего общее щелочное число 300, вво-.дят в следующий масляный состав:35 Мас %Раствор надосновного сульфонатакальция . 5,7диспергатор (44%-ный масляныйраствор диспергатора поли 40 изобутенилсукцинимида,раствор имеет содержаниеазота 1,12масс,% 1;5Масло (15045 Нейтральное)Масло(600Нейтральное) 77,8Влияние данного масляного состава напригорание поршневых колец, износ и на 50 капливание отложений при высокой скорости, условиях наддува определяют всоответствии во стандартными методикамиФедерального Стандарта США 791-341 иАмериканского стандартного метода испы 55 тания 509 А, используя одноцилиндровыйдизельный двигатель "катерпиллер", имеющий слещющие характеристики:130,2 мм 165,1 мм драТактКлассификациядвигателя: 1 т 73, наддувТип поршней 1 У 510 5Испытание осуществляют на топливе, содержащем 0,4 серы.Испытание осуществляют в общей сложности 480 ч в соответствии со стандартными методиками, однако испытание за канчивают через 120 ч. Режим испытания следующий:Скорость, об/мин 1800 + 10Нагрузка, квт-ч/мин . 5850 + 50Температура выпуска, 15оЕ 1100 +50Степеньсжатиятемпература впускамасла, Е 205+5 20Температура выходаводы. ОЕ 190 +5Температура впускавоздуха, ОЕДавление впуска воздуха(гран/фунт сухого 16,4 1 +0,5 255 й 52553 +0,3 Результаты, полученные для составамоторного масла Примера 18, составляет 55значение ЧЧТО, равное 30; и значение ТОЕ,равное 38.П р и м е р 19 (сравнительный). воздуха) 125 ф 530Результаты испытания приведены как взвешенный суммарный. недостаток(ЧЧТО) и . расчетно-змпирический показатель, характеризующий интенсивность лакообразования в канавках поршневых колец (ТОЕ).ЧЧТО взвешивает отложение как для типа отложения, так и для его положения. Так, углистые отложения притягивают более высокую оценку недостатка, чем лаковые отложения, и отложения ниже поршня 40 умножаются более высоким коэффициентом. Это взвешивание для типа отложения является удобным, поскольку тяжелые углистые отложения, по-видимому, заключают в себе более строгие условия образования от ложений, нежели образование тонкой пленки или лака. Коэффициенты умножения, используемые для оценки ЧЧТО, приведены в табл. 3, ТОЕ рассчитывает оценку процентного,содержания верхней канавки позади 5 ц поршневого кольца, которое наполнено углистыми отложениями. Пример 18 повторяют дважды, эа иск- лючением того, что смесь сульфокислотсравнительного Примера 15 используют вкачестве исходного материала при получении композиции надосновного сульфоната,причем укаэанная смесь содержит 75 мас.моно-алкилбенэолсульфокислоты с разветвленной цепью средней длины (В 1) и 25мас.прямоцепочечной С 18-моно-алкилбензолсульфокислоты (В 2).Результаты, полученные для состава моторного масла Примера 19, составляют значения ЧЧТО, равные 230/223, и значенияТ 6 Г равные 77/76.Смеси алкилбенэолсульфонатов с разветвленными и прямым цепями средней длины внастоящее время широко используются в качестве присадок к моторному маслу. Сравнение Примеров 18 и 19 показывает, чтосульфонатная композиция в соответствии снастоящим изобретением лучше чем присадк 1, используемая в настоящее время, вотношении хаоэктеристики чистоты двигателя.формула изобретения1. Присадка к смазочным маслам, содержащая активное вещество на основе высокощелочного алкиларилсульфонатащелочноземельного металла и жидкий носитель, а т л и а ю щ а я с я тем, что, с цельюобеспечения стабильности при хранении,присадка в качестве высокощелочного алкиларилсульфоната щелочноземельного металла содержит моноалкилбензолсульфонатили моноал,илтолуолсульфонат кальция со,:средним чис;ом атомов углерода в алкиль-ной группе, давным 40-200 (компонент А), имоноалкилбензолсульфонат или моноалкилтолуолсульфонат кальция со средним числом атомов углерода в алкильной группе,равным 10-33 (компонент В), при следующем соотношении компонентов в активномвеществе, мас.:компонент А - 33,3 - 87,5компонент В - 12.5-66,7,2. Присадка по и, 1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что элкильная группа компонента А представляет собой разветвленную алкильнуюгруппу со средним числом атомов углерода,равным 50-200.3. Присадка по пп, 1 или 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что компонент В представляетсобой моноалкилбензолсульфонат или моноэлкилтолуолсульфонат кальция, содержащий разветвленную алкильную группу сосредним числОм. атомов углерода, равным15-33, и/или моноалкилбензолсульфонатили моноалки, 1 толуолсульфонат кальция, содержащий нормальную С 1 о-Сэо-алкильнуюгруппу,12 1838391 таблица 1 аблица 2 табильность составов сульфонат / фенол С ль окислота Испытание енолят еноля с 5.о .о о,о 4, Присадка по и, 3, о тл и ч а ю щ а я с я тем. что содержит моноалкилбензолсульфонат кальция с разветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 40 - 200, моноалкилбензолсульфонат кальция с разветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 15-33, и/или моноалкилбензолсульфонат кальция с нормальной С 1 о Сзо-элкильной группой при следующем соотношении компонентов, . мас,:моноалкилбензолсульфонат кальция с разветвленной элкильной груяпой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 40-200 - 50;0-87,5; моноалкилбензолсульфонат кальция сразветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 15-33, и/или моноалкилбензолсульфонат 5. кальция с нормальной С 1 о-Сзо-алкильнойгруппой - .,12,5-50,0;или моноалкилбензолсульфонат кальция с разветвленной алкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода 10 40-200, моноалкилбензолсульфонат кальция с разветвленной элкильной группой, имеющей среднее число атомов углерода, равное 15-33, и моноалкилбензолсульфонат . кальция с нормальной С 1 о-Сзо-алкильнойгруппой в массовом соотношении 1;1:1 соответственно. ьемный осаж ения че ез 8 недель1838391 14 Таблица 3 Составитель О;СеменкоТехред М.Моргентал . Корректор А.Козориз Редактор Заказ 2904 Тираж Подписное ВНИИПИГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Коэффициент умножения, используемый для оценки взвешенного суммарного недостатка(МЧ Т 0