Присадка к моторным маслам и моторное масло ее содержащее

 

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и автомобильной промышленности, конкретно к составу присадки и моторному маслу, ее содержащему, предназначенному для использования в автомобильных двигателях внутреннего сгорания. Предлагается присадка, содержащая, мас.%: сульфонат кальция 30 - 55; осерненный алкил(C₉-C₁₂) фенолят кальция со щелочностью 140-250 мг KOH/г 10 - 55; осерненный алкил(C₉ - С₁₂)фенол 5 - 15; продукт последовательной обработки алкил(C₈ - C₁₂)фенола пятисернистым фосфором, окисью цинка и алифатическим амином, содержащим 3-5 атомов азота - остальное. Предлагается также моторное масло на основе минерального и/или синтетического масла, содержащее 4-10 мас. % присадки вышеуказанного состава. Причем моторное масло может дополнительно содержать загущающую, депрессорную и антипенную присадки. Предлагаемое моторное масло с присадкой обладает высоким уровнем эксплуатационных свойств, что позволяет увеличить срок смены масла, величину межремонтного пробега и службы двигателей. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и автомобильной промышленности, конкретно к составу присадки и моторному маслу, ее содержащему, предназначенному для использования в двигателях внутреннего сгорания.

Известно моторное масло для автомобильных двигателей на основе минерального или частично синтетического масла, содержащего композицию присадок, превышающих вязкость и улучшающих вязкостно-температурные свойства. Композиция присадок включает алкил и/или алкиларилтиофосфаты цинка, маслорастворимые сульфонаты щелочноземельного металла, а также нейтральные и основные алкилфенолсульфиды кальция и бария (1).

Известна также композиция присадки к моторным маслам, содержащая 6,6 - 13,6% алкил- и/или алкиларилдитиофосфата цинка или их смесь, 1,5-12% алкиларилсульфоната кальция с алкилами C₁₅ C₃₅ и щелочностью 5-400 мг KOH/г, 6-20% алкилфенолсульфида кальция с алкилами C₅ - C₄₀ и щелочностью 120-280 мг KOH/г (2).

Однако моторные масла, содержащие вышеуказанную композицию присадки, не обладают достаточной термической стабильностью и необходимым запасом антикоррозионных и смазочных свойств.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является моторное масло для дизельных двигателей, содержащее 75-83% базового масла, представляющего собой смесь гидрогенизата с вязкостью 5,5-6,5 мм²/с при 100^oC и рафинатов селективной очистки, а также 17-25% присадки. Присадка содержит: 0,2-3,2% цинковой соли эфиров дитиофосфорной кислоты, 1-5% алкиларилсульфоната кальция со щелочностью 5-400 мг KOH/г, 1-5% осерненного алкилфенолята кальция со щелочностью 220-280 мг KOH/г (3).

Однако недостаточно высокие антикоррозионные и смазочные свойства присадки, а также ее недостаточная термическая стабильность не обеспечивают маслу требуемого в современных двигателях уровня эксплуатационных свойств.

Задачей изобретения является разработка присадки к моторным маслам, обладающей более высокое термической стабильностью и улучшенными антикоррозионными, антиокислительными и смазочными свойствами, а также моторного масла, содержащего эту присадку.

Для решения поставленной задачи предлагается присадка к моторным маслам, содержащая, мас.

Сульфонат кальция 30-55 Осерненный алкил(C₉-C₁₂)фенолят кальция со щелочностью 140-250 мг KOH/г 10-55 Осерненный алкил(C₉-C₁₂)фенол 5-15 Продукт последовательной обработки алкил(C₈-C₁₂)фенола пятисернистым фосфором, окисью цинка и алифатическим амином, содержащим 3-5 атомов азота Остальное Предлагается также моторное масло на основе минерального и/или синтетического масла, содержащее вышеуказанную присадку в количестве 4-10% мас. Причем моторное масло может также содержать загущающую, депрессорную и антипенную присадки.

Новизной заявляемого технического решения является использование в составе присадки продукта последовательной обработки алкил(C₈-С₁₂)фенола пятисернистым фосфором, окисью цинка и алифатическим амином, содержащим 3-5 атомов азота, совместно с осерненным алкил(C₉-C₁₂)фенолятом кальция определенной щелочности и осерненным алкил(C₉-C₁₂)фенолом, а также соотношение компонентов в присадке.

Введение присадки в количестве 4-10% мас. в минеральное и/или синтетическое масло позволяет получить моторное масло, обладающее улучшенными антикоррозийными, антиокислительными и смазочными свойствами, а также улучшенной термической стабильностью.

Использование предлагаемого моторного масла в двигателях внутреннего сгорания позволит увеличить срок смены масла, величину межремонтного пробега двигателя.

Ниже приведена характеристика компонентов, используемых в составе предлагаемой присадки.

Сульфонат кальция (отечественный или импортный продукт фирм Хайтек, Лубризол и др.) представляет собой кальциевую соль нефтяных сульфокислот или сульфокислот алкилбензолов, имеет щелочность 120-150 мг KOH/г, содержит 4,0-6,0% мас. кальция и 28-35% мас. активного вещества.

Осерненный алкилфенолят кальция получают путем взаимодействия алкил(C₉- C₁₂)фенола, элементарной серы, вицинального гликоля и оксида (гидроксида) кальция с последующей обработкой полученного продукта диоксидом углерода, продукт имеет щелочность 140-250 мг KOH/г, содержит 3,0-5,0% мас. серы.

Осерненный алкилфенол представляет собой продукт взаимодействия алкил(C₉ С₁₂)фенола с серой в присутствии гликоля и оксида/гидроксида кальция, продукт содержит 8-12% серы.

Пример приготовления продукта последовательной обработки алкил(C₈-C₁₂) фенола пятисернистым фосфором, окисью цинка и алифатическим амином, содержащим 3-5 атомов азота, приведен ниже.

100 г алкил(C₈-C₁₂)фенола нагревают до 50-60^oC, подают 24-25 г пятисернистого фосфора, поднимают температуру до 75-80^oC и выдерживают при этой температуре 1-1,5 часа, затем за 2-3 часа нагревают до 105-115^oC и выдерживают 2-3 часа. После окончания выдержки продукт охлаждают до 80^oC и подают 8-9 г оксида цинка, выдерживают 1 час и подают 0,5-1 г воды, выдерживают еще 1 час, поднимают температуру до 105-115^oC и выдерживают 1,5-3 часа. Продукт разбавляют 100 г минерального масла с вязкостью 30-35 мм²/с при 40^oC. Затем температуру поднимают до 105-115^oC и подают 5,5-6,5 кг диэтилентриамина, нагревают реакционную массу до 135-145^oC и выдерживают в течение 3 часов. Полученный продукт очищают от механических примесей. В результате получают продукт, представляющий собой жидкость коричневого цвета с вязкостью 66 мм²/с при 100^oC, содержащий 0,8% азота, 2,2% фосфора, 2,3% цинка.

Аналогичным образом может быть получен продукт с использованием на последней стадии тетраэтиленпентамина или триэтилентетрамина.

Предлагаемую присадку готовят путем смешения вышеперечисленных продуктов при повышенной температуре и постоянном перемешивании. Приготовленную присадку вводят в базовое масло при повышенной температуре. В качестве базового масла может быть использована дистиллятная, остаточная нефтяные фракции или их смеси, а также синтетическое масло, например алкилированная ароматика, полиальфаолефины, сложные эфиры двухосновных кислот, полиоксиалкиленгликоли и др. а также смесь минеральных и синтетических компонентов.

Для приготовления образцов предлагаемого моторного масла была использована смесь дистиллятных компонентов с вязкостью 5,42 мм²/с и 6,42 мм²/с, а также остаточного компонента с вязкостью 19,32 мм²/с, взятых в соотношении 90:4,5:5,5 соответственно.

В таблице 1 приведен состав образцов предлагаемой присадки, в таблице 2 состав образцов предлагаемого моторного масла, содержащего эту присадку, а также сополимер стирола с бутадиеном в качестве загущающей присадки, полиметакрилат Д в качестве депрессорной присадки и полиметилсилоксан ПМС-200А в качестве антипенной присадки. В качестве загущающей присадки можно также использовать сополимеры стирола с изопреном, бутадиеном, полиолефином, полиметакрилатом и др.

В качестве депрессорной присадки продукты алкилирования фенолов и нафталинов хлорпарафинами и др.

Приготовленные образцы предлагаемого моторного масла были испытаны следующими методами.

Метод оценки термической стабильности заключается в том, что моторное масло подвергается термической обработке при 240^oC в течение 10 мин, при этом его оптическая плотность возрастает за счет загрязнения продуктами термической деструкции и уплотнения. Показателем, характеризующим термическую стабильность моторного масла, является изменение оптической плотности продукта после термической обработки, измеряемой в условных единицах. Меньшей величине этого показателя соответствует более высокая термическая стабильность. Точность метода 0,01 усл.ед.

Антиокислительные и антинагарные свойства оценивали лабораторным методом в условиях термокаталитического окисления при температуре 230^oC. Оценку проводили по изменению оптической плотности и приросту вязкости в результате 3-часового окисления.

Смазочные свойства оценивали на четырехшариковой машине трения по двухэтапной методике, определяя противоизносные свойства по изменению диаметра пятна износа (мм) и антифрикционные свойства по изменению температуры в зоне трения (^oC).

Метод оценки моющих свойств моторного масла заключается в том, что в испытываемое масло вводят модельную дисперсную фазу, последовательно увеличивая ее количество, затем смеси испытуемых моторных масел с загрязнителем подвергают термической обработке при 240^oC, определяя оптическую плотность смесей, и вычисляют дисперсность образовавшихся систем. За показатель запаса моюще-диспергирующих свойств принимают концентрацию загрязнителя, при которой значение дисперсности для системы испытуемого масла с присадками и загрязнителем становится равным значению дисперсности для термообработанного базового масла без загрязнителя. Чем выше эта концентрация, тем больше запас моюще-диспергирующих свойств испытуемого моторного масла. Точность метода 1% Результаты испытаний приведены в таблице 3.

Из данных, приведенных в таблице 3, видно, что моторное масло, содержащее прелагаемую присадку в заявленном количестве, обладает высоким уровнем эксплуатационных свойств.

Формула изобретения

1. Присадка к моторным маслам, включающая соль эфиров дитиофосфорной кислоты, сульфонат кальция и осерненный алкилфенолят кальция, отличающаяся тем, что содержит осерненный алкил C₉ C₁₂-фенолят кальция со щелочностью 140 250 мг КОН/г, в качестве соли эфиров дитиофосфорной кислоты содержит продукт последовательной обработки алкил C₈ C₁₂-фенола пятисернистым фосфором, окисью цинка и алифатическим амином, содержащим 3 5 атомов азота, и дополнительно содержит осерненный алкил C₉ C₁₂-фенол при следующем соотношении компонентов, мас.

Сульфонат кальция 30 55 Осерненный алкил C₉ C₁₂-фенолят кальция со щелочностью 140 250 мг КОН/г 10 55 Осерненный алкил C₉ C₁₂-фенол 5 15
Продукт последовательной обработки алкил C₈ C₁₂- фенола пятисернистым фосфором, окисью цинка и алифатическим амином, содержащим 3 5 атомов азота Остальное
2. Моторное масло на основе минерального и/или синтетического масла и присадки, отличающееся тем, что содержит 4 10 мас. присадки по п.1.

3. Масло по п.2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит загущающую, депрессорную и антипенную присадки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3