Способ получения многофункциональной присадки к маслам

 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности, к способу получения многофункциональной присадки к маслам, предназначенной для использования, главным образом, в 2-х тактных бензиновых двигателях. Предлагается способ получения присадки к смазочным маслам, заключающийся во взаимодействии диалкилдитиофотсфорной кислоты со стиролом в присутствии фенола при мольном соотношении диалкилдитиофосфорная кислота : стирол : фенол равном 1: 1-4 : 0,5-1 и алифатического спирта, взятого в количестве 5-10% масс на диалкилдитиофосфорную кислоту. Взаимодействие проводят в присутствии щелочного канализатора - триэтиламина при температуре 50-170^oC. Далее продукт взаимодействия последовательно обрабатывают нефтяными среднещелочным сульфонатом кальция и сукцинимидом при массовом соотношении 10-15 : 40-60 : 3045 соответственно при температуре 70-80^oC в течение 2-5 часов. 2 табл.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности, к способу получения многофункциональной присадки к маслам, предназначенной для использования главным образом в двухтактных бензиновых двигателях.

Зарубежные фирмы к маслам для двухтактных бензиновых двигателей выпускают многофункциональные присадки или пакеты присадок, которые рекомендуют вводить в масла в различной концентрации в зависимости от форсировки и назначения двигателя (табл. 1).

Введение многофункциональных присадок или пакетов присадок в масла придает последним весь комплекс необходимых свойств противоизносных, противозадирных, антинагарных, антикоррозионных, обеспечение чистоты свечей зажигания и другие. При этом "запас" свойств может регулироваться концентрацией вводимой присадки.

В нашей стране такие присадки не вырабатываются, и смазка двухтактных бензиновых двигателей осуществляется специальными маслами. Проблема заключается в том, что независимо от назначения двигателя концентрация масла в топливе остается неизменной. Изменение содержания масла в топливе с целью корректировки содержания присадок может вызвать нежелательные явления: снижение концентрации масла приводит к ухудшению противоизносных и противозадирных свойств, а повышение к увеличению дымности и замыканию свечей зажигания. Отсюда очевидно преимущество пакета присадок или многофункциональной присадки.

Известен способ получения антиокислительной и противоизносной присадки формулы (RPhO)₂ P(S)SCPh(Y)(CH₃), где R=алкил - C₁₀-C₁₈, Y=H или низший алкил C₁-C₃. Продукт формулы (RPhO)₂P(S)SCPh(Y)(CH₃) представляет собой продукт взаимодействия 820 г O₁O-ди(алкилфенил)-дитиофосфорной кислоты, где алкил-полипропенил C₁₂-C₁₅ с 84 г стирола. Взаимодействие осуществляют при температуре 100 ^oC при перемешивании в течение 8 ч, затем продукт реакции вакуумируют при 120^o/2,5 мм и получают эфир с кислотным числом 2,2 мг КОН/г /1/.

Однако данная присадка в сочетании с другими присадками (моющими, ингибиторами коррозии, антиокислительными и др.) при введении в смазочное масло для двухтактных бензиновых двигателей не предотвращает пригорания поршневых колец, не обеспечивает чистоту свечей зажигания и снижение отложений на деталях цилиндропоршневой группы и в выпускной системе.

Известен также способ получения присадки к смазочным маслам путем присоединения диалкил(арил)дитиофосфорной кислоты к стиролу при мольном соотношении 1:0,5 1:1,1 и температуре 60-190 ^oC (100-150 ^oC), который является наиболее близким к предлагаемому способу /2/.

Однако эфиры диалкилдитиофосфорной кислоты не повышают или даже снижают антиокислительную эффективность смазочных масел. Повышение противоизностных и противозадирных свойств масел достигается, но не отвечает предъявляемым требованиям. Кроме того, эфиры дитиофосфорных кислот имеют сильный неприятный запах.

Для решения указанных проблем предлагается новый способ получения многофункциональной присадки к смазочным маслам путем взаимодействия диалкилдитиофосфорной кислоты со стиролом в присутствии фенола при мольном соотношении диалкилдитиофосфорная кислота стирол фенол, равном 1:1 - 4:0,5-1, и алифатического спирта, взятого в количестве 5-10 мас. на диалкилдитиофосфорную кислоту. Взаимодействие проводят в присутствии триэтиламина при температуре 50-170 ^oC и далее продукт взаимодействия последовательно обрабатывают нефтяным среднещелочным сульфонатом кальция и сукцинимидом при массовом соотношении 10-15: 40-60 3-45 соответственно. Обработку проводят при температуре 70-80 ^oC в течение 2-5 ч.

Пример 1. В 4-х горлый стеклянный реактор, снабженный мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и трубкой для тока азота, загружают 1 моль диэтилдитиофорсфорной кислоты, 5 изопропилового спирта, 1 моль фенола и 1 г катализатора триэтиламина. К смеси при 50 ^oC добавляют 4 моля стирола. Смесь выдерживают при температуре 150 ^oC в течение 4 ч. От продукта реакции отгоняют под вакуумом избыток стирола, фенола и спирт. К 100 г продукта взаимодействия добавляют 400 г среднещелочного нефтяного сульфаната кальция, 300 г сукцинимида. Смесь нагревают до температуры 70 ^oC и перемешивают в течение 2-3 ч. Получают продукт однородного состава, светло-коричневого цвета, резкого неприятного запаха не имеет.

Пример 2. В такой же реактор, как в примере 1, загружают 1 моль изобутилизооктилдитиофосфорной кислоты, 5 мас. изобутилового спирта, 1 моль фенола и 1,2 г триэтиламина. К смеси при 70 ^oC добавляют 2 моля стирола. Смесь выдерживают при перемешивании при 150 ^oC в течение 4 ч. От продукта реакции под вакуумом отгоняют избыток спирта, фенола и стирола. К 120 г продукта взаимодействия добавляют 480 г среднещелочного нефтяного сильфоната и 360 г сукцинимида. Смесь нагревают до температуры 75 ^oC и перемешивают в течение 3-4 ч. Получают однородный продукт коричневого цвета, резкого неприятного запаха не имеет.

Пример 3. В такой же реактор, как в примере 1, загружают 1 моль ди(алкил C₁₈-C₂₁) дитиофосфорной кислоты, 10 изооктилового спирта, 1 г триэтиламина, 1 моль фенола. К смеси при 80 ^oC добавляют 3 моля стирола. Смесь выдерживают при 170 ^oC в течение 5 ч. От продукта взаимодействия отгоняют под вакуумом избыток фенола, стирола и спирта. К 150 г продукта реакции добавляют 600 г среднещелочного сульфоната кальция, 450 г сукцинимида. Смесь нагревают до температуры 80 ^oC и перемешивают в течение 4-5 ч. Получают однородный продукт коричневого цвета, резкого неприятного запаха не имеет.

В табл. 2 приведены результаты оценки свойств полученной комбинированной присадки, введенной в масло М-11 в концентрации 2,5 Испытания проводили на установке с двухтактным двигателем ИМЗ-2ТД. При этом оценивались: склонность масла к образованию отложений по методу ТУ 38401796-90; противозадирные свойства по ТУ 38401919-92; износ поршневых колец; индекс задира; антиокислительная эффективность (косвенно) по нагарообразованию в зоне колец и внутри поршня.

Данные таблицы показывают, что многофункциональная присадка, полученная предлагаемым способом, обеспечивает маслу комплекс необходимых свойств требуемого уровня и не имеет неприятного запаха.

Полученную присадку рекомендуется применять в маслах, предназначенных для смазки мотоциклов, мопедов, бензопил, подвесных лодочных моторов, снегоходов и др. техники, оснащенной двухтактными бензиновыми двигателя. В зависимости от назначения двигателя присадка добавляется в базовое масло в концентрации 2,5-5 мас. Готовое масло вводится в топливо в концентрации 2-2,5 Эффект от использования предлагаемого изобретения заключается в предотвращении пригорания поршневых колец; снижении отложения на деталях цилиндро-поршневой группы; предотвращении задира; снижении износа; обеспечении чистоты свечей зажигания; снижении отложений в выпускной системе; отсутствии неприятного запаха присадки.

Формула изобретения

Способ получения многофункциональной присадки к маслам путем взаимодействия диалкилдитиофосфорной кислоты со стиролом, отличающийся тем, что взаимодействие осуществляют в присутствии фенола при молярном соотношении диалкилдитиофосфорной кислоты, стирола и фенола 1 1 4 0,5 1, алифатического спирта, взятого в количестве 5 10 мас. на диалкилдитиофосфорную кислоту и катализатора реакции триэтиламина при 50 - 170^oС и продукт взаимодействия последовательно обрабатывают нефтяным среднещелочным сульфонатом кальция и сукцинимидом при массовом соотношении 10 15 40 60 30 45 соответственно при 70 80^oС в течение 2 5 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1