Антиоксиданты для синтетических смазочных материалов и способы их производства

Авторы патента:


Антиоксиданты для синтетических смазочных материалов и способы их производства
Антиоксиданты для синтетических смазочных материалов и способы их производства
Антиоксиданты для синтетических смазочных материалов и способы их производства
Антиоксиданты для синтетических смазочных материалов и способы их производства
Антиоксиданты для синтетических смазочных материалов и способы их производства
Антиоксиданты для синтетических смазочных материалов и способы их производства

 


Владельцы патента RU 2458097:

КЕМТУРА КОРПОРЕЙШН (US)

Изобретение относится к антиоксидантам для синтетических смазочных материалов, предназначенных для смазки стационарных турбин, реактивных двигателей и гидравлических систем. Предлагается соединение формулы I

где R1 - линейный или разветвленный алкил; AR - фенил, нафтил или фенантрил; m=0, 1 или 2; R2 - алкилзамещенный карбоксил, в качестве антиоксиданта и способ его получения. Предлагается также смазочное масло, включающее базовое масло на основе сложного эфира полиола и от 0,1 до 10 процентов вес. указанного соединения I, способ его получения и применения. Технический результат: получение нового соединения по упрощенной технологии и эффективное введение его в смазочное масло на основе сложного эфира полиола с приданием ему эффективных антиоксидантных свойств. 6 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.

 

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

Данная заявка заявляет приоритет заявки на патент США сер. №11/672,559, поданной 8 февраля 2007 г., а также приоритет Заявки США сер. №11/923,250, поданной 24 октября 2007 г., тем самым полностью включая содержание этих заявок посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение относится к антиоксидантам для смазочных материалов вообще и, в частности, для синтетических смазочных материалов, таких как смазочные масла на основе сложных эфиров полиолов.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Синтетические смазочные материалы, как правило, относятся к дорогостоящим областям применения в таких устройствах, как стационарные турбины, реактивные двигатели, гидравлические системы и тому подобное. Некоторые синтетические смазочные материалы известны как "сложные эфиры полиолов" и содержат соединения одноосновных жирных кислот и многоатомных спиртов с "неопентильной" структурой. Представители спиртов, которые можно использовать для получения синтетических сложноэфирных смазочных материалов, включают неопентилгликоль, триметилолпропан, пентаэритрит и дипентаэритрит. Эти спирты дают сложные эфиры при реакции с жирными кислотами, имеющими примерно от пяти до примерно двенадцати атомов углерода, включая валериановую, изопентановую, гексановую, гептановую, октановую, изооктановую, 2-этилгексановую, пеларгоновую, изононановую, декановую и додекановую кислоты. Вышеперечисленные спирты в общем случае не содержат бета атомов водорода и различаются в первую очередь по числу гидроксильных групп, способных к образованию эфира.

В зависимости от того, какие жирные кислоты выбраны, т.е. одинаковые или различные, и от числа атомов углерода в них свойства образовавшихся сложных эфиров полиолов можно задать так, чтобы получить конкретные величины интервала вязкости, точки текучести, температуры вспышки и летучести, необходимые для конкретной области применения. Низкомолекулярные кислоты, например валериановая, изопентановая и др. кислоты, как правило, применяются в случае, когда важна текучесть при низких температурах. Такие свойства, как устойчивость к окислению и сопротивление гидролизу, можно усилить за счет введения кислот с разветвленными цепями. Во многих областях применения использование смесей кислот с более высоким и более низким молекулярными весами может обеспечить желаемые свойства. Патент США №4,440,657 описывает множество простых эфиров, диэфиров и эфиров полиолов, которые можно использовать в качестве смазочных материалов.

Кроме того, что синтетический смазочный материал выбирают исходя из его химической структуры, к смазочному материалу примешивают различные присадки для повышения его стойкости к окислению, диспергирования образовавшегося осадка, улучшения сопротивления гидролизу, пассивирования металлов, предотвращения ржавления и т.д. Антиоксиданты, образовавшиеся в результате полимеризации, например, алкилированных дифениламинов и алкилированных фенил-α-нафтиламинов, широко используются в различных областях промышленности для повышения стойкости к окислению, включая (но не только) термопластичные смолы, смазочные материалы и гидравлические жидкости. Патент США №3,509,214 раскрывает, что ароматические вторичные нафтиламины или N-арилнафтиламины способны к сочетанию или кросс-сочетанию с образованием олигомеров, которые при введении в синтетические смазочные материалы в качестве присадок повышают устойчивость смазочных материалов к высокотемпературному окислению.

Еще примеры антиоксидантных присадок представлены в патенте США №5,160,647, который представляет продукты конденсации формальдегида с алкилфенилзамещенными 1-аминонафталинами. Все образцы соединений, представленных в этом патенте, получены в растворителе, причем соединение выделяют и очищают в виде твердого вещества.

Патент США №3,492,233 описывает смазочные композиции, содержащие продукты дегидроконденсации, которые получены химическим присоединением молекулы присадки, такой как антиоксидант, присадка, повышающая несущую способность, детергент, антикоррозионная присадка и др., к молекуле смазочного масла при нагревании присадки и жидкого органического базового масла в присутствии органической перекиси.

Патент США №6,426,324 предлагает антиоксидантную композицию для использования в сложноэфирных жидких смазочных маслах, полученную из дифениламинов и N-арилнафтиламинов в присутствии органической перекиси. В этом описании раскрывается реакция с базовым маслом на основе сложных эфиров полиолов, которая, однако, в соответствии с описанием является побочным продуктом, и предпочтение отдается способам минимизации реакции между аминами и жидкими эфирами полиолов.

Данные методы получения антиоксидантов для жидких смазок часто включают много ступеней, и часто требуются сложные и дорогие операции отделения и очистки. Такие способы получения, используемые в настоящее время, дополнительно увеличивают стоимость и так дорогостоящих синтетических смазочных материалов, таких как сложные эфиры полиолов. Если бы было доступно соединение, обладающее подходящими антиоксидантными свойствами, и если бы был создан менее сложный и более эффективный способ получения этого соединения и введения его в синтетические смазочные материалы, то это способствовало бы развитию в области стабилизированных смазочных материалов на основе сложных эфиров полиолов. Ниже представлено такое соединение, а также способы его получения и введения в синтетическое смазочное масло на основе сложных эфиров полиолов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Воплощение данного изобретения включает соединение формулы

где R1 - это Н или линейный или разветвленный алкил;

АR - это фенил, нафтил или фенантрил;

в одном воплощении m=0; в другом воплощении m=1; в еще одном воплощении m=2; и

R2 - это алкилзамещенный карбоксил.

Соединения формулы I могут использоваться в качестве антиоксидантных присадок в синтетических смазочных материалах, например в смазочных материалах на основе сложных эфиров полиолов или гидравлических жидкостях.

В одном аспекте данного изобретения антиоксидантные присадки получают по реакции поликонденсации алкилированного фенил-α-нафтиламина (AЛK-ФAНA) с формальдегидом в присутствии базового смазочного масла. В одном воплощении способ получения включает смешивание алкилированного фенил-α-нафтиламина, формальдегида, ледяной уксусной кислоты и базового смазочного масла, например сложного эфира полиола. Затем эту смесь нагревают и перемешивают для того, чтобы вызвать реакцию конденсации. Вода образуется и отгоняется. После удаления воды раствор нагревают и упаривают в вакууме до по существу полного удаления остатков воды и уксусной кислоты. Продукт реакции конденсации, а именно антиоксидант, остается в основном смазочном масле.

Смесь антиоксиданта и базового масла затем смешивают с тем же самым или совместимым смазочным маслом. При желании вводят дополнительные присадки или комплексы присадок. Предлагаемые данным изобретением способы для получения антиоксидантов путем конденсации алкилированного фенил-α-нафтиламина с формальдегидом в присутствии синтетического смазочного материала, такого как смазочные масла на основе сложных эфиров полиолов, без дополнительных стадий выделения или обработки сильно повышают эффективность получения этих высококачественных смазочных масел с антиоксидантными присадками. Ранее для получения антиоксидантных соединений такого типа требовалось много стадий для выделения соединений такого типа из растворителей, в которых они были синтезированы, и их очистки.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одно из воплощений данного изобретения - это соединение формулы

в котором R1 - это Н или линейный или разветвленный алкил; АR - это фенил, нафтил или фенантрил; в одном воплощении m=0, в другом воплощении m=1, в еще одном воплощении m=2; и R2 - это алкилзамещенный карбоксил. В одном воплощении АR - это фенил. В другом воплощении R1 - это третичный октил. Соединение формулы I включает воплощение, в котором R2 - это R3-С(=О)О-. Еще одно воплощение соединения формулы I - это соединение, в котором m равно 0, 1 или 2 и которое представляет собой димер (бис), тример (трис) или тетрамер (тер), соответственно алкилфенилнафтиламина, сочетанного с формальдегидом.

Предполагается, что источником группы R2 на нафтильном кольце является реакционная среда сложного эфира полиола. В Примерах 3 и 4 будет показано, что в тех случаях, когда реакцию сочетания с формальдегидом проводят в метаноле или ледяной уксусной кислоте, что является альтернативой проведению этой же реакции в базовом масле на основе сложных эфиров полиолов (как показано в Примере 1), в инфракрасных спектрах продуктов любого из Примеров 3 или 4 отсутствует поглощение карбонила. Соответственно, предполагается, что когда сложный эфир полиола используется в качестве реакционной среды для получения соединения формулы I, то источником карбонильного поглощения в соединении формулы I является один из карбоксилатных остатков базового сложного эфира полиола. Если бы источником карбонила был формальдегид, можно было бы ожидать, что эта реакция будет также проходить с использованием метанола или уксусной кислоты в качестве растворителя. В соответствии с предположением о том, что источником R2 является карбоксилат сложного эфира полиола, в одном воплощении R3 выбирают из группы, состоящей из линейных или разветвленных алкильных групп, т.е. углеводородов CnH2n+1, где n=4-11.

В варианте воплощения, где соединение формулы I образуется в среде базового смазочного масла, включая сложные эфиры пентаэритрита, органическую кислоту R2 в общем случае выбирают из группы, состоящей из валериановой, изопентановой, гексановой, октановой, изооктановой, 2-этилгексановой, пеларгоновой, изононановой, декановой и додекановой кислот.

В Примере 1, в котором тетраэфир пентаэритрита образуется из прямой или разветвленной цепи С5-С10 со средней длиной цепи примерно 6,3, вероятно, R3 будет представлять собой подобное распределение алкилов С4-С9 с прямой или разветвленной цепью. Карбоксилат R2, по-видимому, присоединяется к нафтильному кольцу за счет замещения атома водорода в одном или нескольких положениях 2, 4, 5, 7 и 8. В Примере 1 мольное отношение карбоксильного кислорода (в виде О2) к N в элементном анализе примерно равно 0,85. Это отношение предполагает значительную степень переноса карбоксильного остатка от сложного эфира полиола к азотсодержащему олигомеру формулы I.

Согласно еще одному аспекту данного изобретения антиоксидантные присадки в общем случае получают реакцией конденсации алкилированного фенил-α-нафтиламина (АЛК-ФАНА) с формальдегидом в присутствии базового смазочного масла. В одном воплощении способ получения включает смешивание алкилированного фенил-α-нафтиламина, формальдегида, ледяной уксусной кислоты и базового смазочного материала, например сложного эфира полиола. Эту смесь затем нагревают и перемешивают, чтобы вызвать реакцию конденсации. Вода генерируется и отгоняется. После удаления воды раствор нагревают и упаривают в вакууме до по существу полного удаления остаточной воды и уксусной кислоты. Продукт конденсации, а именно антиоксидант, остается в базовом масле.

В одном воплощении соединение формулы I получают путем смешивания алкилированного фенил-α-нафтиламина, например N-4-алкилфенил-1-нафтиламина, параформальдегида, ледяной уксусной кислоты и основного компонента смазочного материала - сложного эфира полиола. В одном воплощении полиол выбирают из группы, состоящей из неопентилгликоля, триметолпропана, пентаэритрита, дипентаэритрита, и т.п. В другом воплощении полиол этерифицируют органической кислотой, которую выбирают из группы, состоящей из валериановой, изопентановой, гексановой, гептановой, октановой, изооктановой, 2-этилгексановой, пеларгоновой, изононановой и декановой кислот и их комбинаций. Можно добавить углеводород в процессе производства для образования азеотропа и облегчения выделения реакционной воды. В одном воплощении углеводород - это один из насыщенных или ароматических углеводородов, о которых известно, что они образуют азеотропы с водой.

В другом воплощении данное изобретение включает способ компаундирования композиции смазочного масла или гидравлической жидкости, которая включает антиоксидантную присадку. Этот способ включает получение смазочного масла или гидравлической жидкости и примешивание достаточного количества совместимого базового масла на основе сложного эфира полиола, содержащего антиоксидант, например, соединение формулы I, полученное в его среде, так чтобы концентрация антиоксиданта достигала предварительно выбранной величины. В еще одном воплощении смазочное масло представляет собой сложный эфир полиола. В одном воплощении получающаяся в результате композиция смазочного масла содержит в основном сложный эфир полиола. Выражение "содержит в основном" означает, что сложный эфир полиола составляет по меньшей мере примерно 90 вес.% или более от конечной композиции.

При ссылке на композицию смазочного масла или гидравлической жидкости специалист в данной области будет понимать, что этот термин подразумевает торговую форму, упакованную для транспортировки в канистры, цилиндрические баки или контейнеры для насыпных грузов. Эти смазочные композиции могут включать материалы на основе минеральных масел, синтетические смазочные материалы, такие как сложные эфиры полиолов, и их совместимые комбинации. Эти композиции могут также включать один или несколько антиоксидантов, т.е. соединение формулы I в единственном числе либо в комбинации с другими совместимыми соединениями, такими как ингибиторы коррозии, присадки, повышающие сопротивление износу, диспергирующие присадки, пассиваторы металлов, и т.п. Полезные концентрации соединения формулы I в композиции смазочного масла или гидравлической жидкости в общем случае варьируют от 0,1% до примерно 10%. В одном воплощении концентрация для композиций на основе этерифицированного пентаэритрита, содержащих соединение формулы I, варьирует от примерно 1,5 до примерно 5,5 вес.%. Для конкретного применения можно предусмотреть другие концентрации соединения формулы I в смазочных маслах или гидравлических жидкостях, и их следует рассматривать в объеме данного изобретения.

Пример 1

Получение соединения формулы I

N-(4-терт-октилфенил)-1-нафтиламин (161,4 г/0,487 моль) смешали с параформальдегидом (95%) (10,78 г/0,341 моль), ледяной уксусной кислотой (21,15 г/0,352 моль), циклогексаном (50 г) и тетраэфиром пентаэритрита (161,4 г), содержащим смешанные карбоксилаты С5-С10 (со средней длиной углеродной цепи около 6,3). Смесь перемешивали и нагревали до 110ºС в течение примерно 90 минут при слабом барботировании азота; при этом циклогексан отгоняли в виде водного азеотропа в ловушку Дина-Старка, таким образом удаляя и выделившуюся воду, и ледяную уксусную кислоту.

Водная уксусная кислота в ловушке весила 13,37 г и содержала 4,83 г уксусной кислоты (определено титрованием). Оставшиеся 8,54 г включают 6,14 г воды, рассчитанные для полноты реакции, а также воду, присутствующую в исходных параформальдегиде и ледяной уксусной кислоте.

Затем реакционную смесь упаривали в вакууме (примерно до 1 мм ртутного столба) при нагревании до 140°С в течение 2 часов. После упаривания в вакууме через реакционную смесь барботировали азот (со скоростью примерно 10 л/ч) в течение примерно одного часа. Получившаяся в результате вязкая красноватая жидкость весила 323,4 г и имела кислотное число 0,07.

Для дальнейшей характеристики продукта вышеупомянутой реакции порцию вязкой красноватой жидкости растирали два раза с порциями метилового спирта при интенсивном перемешивании. Получившийся в результате осадок затем собирали вакуумной фильтрацией и далее промывали еще несколькими порциями метанола. Получившийся в результате порошок розового цвета сушили до постоянного веса в вакууме при 25°С, что обеспечивало 45,7% выход (по весу красноватой жидкости). Предполагается, что баланс по красноватой жидкости включал низкомолекулярные формы, до некоторой степени растворимые в метаноле. Инфракрасный спектр розового порошка показывает карбонильное поглощение при 1774 см-1, что указывает на присутствие эфирной карбонильной группы. Далее, элементный анализ для этого продукта (найдено: С-82,70; Н-8,88; N-3,22; O-6,24) показывает, что мольное отношение карбоксильного кислорода к азоту равно 0,85. Эти факты подтверждают наличие значительного переноса карбоксильного остатка со сложного эфира полиола к азотсодержащему олигомеру за счет реакции замещения.

Так как мольное отношение исходных реагентов АЛК ФАНА/формальдегид было 1,700/0,70, в теории должен получиться средний состав, представленный мольным отношением АЛК ФАНА/ формальдегид олигомер, равным 3,33/2,33. Принимая во внимание вклад карбоксилатного остатка в предположении средней группы С5Н11С(=О)О-, молекулярный вес, вычисленный для нерастворимого в метаноле материала, представленного средней формулой С99,23Н124,88N3,33O5,66, равен примерно 1455, что обеспечивает результат элементного анализа (вычислено: С-81,92; Н-8,65; N-3,20; О-6,22), удовлетворительно сравнимый с вышеуказанными найденными величинами.

ГПХ анализ выделенного продукта проводили в тетрагидрофуране с использованием ряда колонок ГПХ со смешанным размером пор. Детектирование элюатов проводилось с помощью УФ фотодиодного матричного детектора (Waters/Alliance 2996) при калибровке по молекулярным весам с использованием полистиролов в качестве стандартов. По данным ГПХ, Mn=1293, Mw=1558, где D=1,20.

Пример 2

Конденсация N-фенил-1-нафтиламина с формальдегидом в растворе сложного эфира полиола

После процедуры, проведенной согласно Примеру 1, N-фенил-1-нафтиламин (150,3 г/0,685 моль) смешали с параформальдегидом (95%) (15,2 г/0,481 моль), ледяной уксусной кислотой (31,1 г/0,518 моль), циклогексаном (62 г) и тетраэфиром пентаэритрита, содержащим смесь карбоксилатов С5-С10. Смесь перемешивали при нагревании, затем упаривали в вакууме. Продукт получили в виде вязкой жидкости, вес которой был равен 321,0 г при кислотном числе, равном 0,07. Нерастворимый в метаноле компонент этого препарата был выделен в виде порошка бежевого цвета с выходом 35,3% по весу. Инфракрасный спектр выделенного продукта также показал характерное для карбонильного кислорода поглощение при 1744 см-1. Элементный анализ для этого продукта (найдено: С-82,74; Н-6,74; N-4,69; О-6,44) указывает, что мольное отношение карбоксильного кислорода к азоту равно 0,60. Молекулярный вес, рассчитанный аналогично Примеру 1 для нерастворимого в метаноле вещества, представляемого средней формулой С67,67Н63,33N3,33О6,48, составляет приблизительно 987. По данным ГПХ, Mn=965, Mw=1076, где D=1,12.

Пример 3

Конденсация N-(4-трет-октил-1-нафтиламина) с формальдегидом в метаноле

После процедуры, описанной в патенте США №5,160,647, Пример 1, суспензию N-(4-трет-октилфенил)-1-нафтиламина (33,1 г/0,1 моль) в метаноле (150 мл), подкисленном 98% Н2SO4 (10,2 г/˜0,1 моль), смешали с 37,6% водным раствором формальдегида (4,0 г/0,05 моль) и нагревали с обратным холодильником в течение примерно 2 часов. После продолжительной обработки в соответствии с описанием в патенте, на который дается ссылка, был получен продукт бежевого цвета с выходом 76,8% (в расчете на димер), для которого не наблюдалось карбонильного поглощения в инфракрасном спектре. Для димера С49Н52N2 рассчитано: С-87,19; Н-8,66: N-4,15. Найдено: С-87,26; Н-8,61; N-4,07. По данным ГПХ, Mn=996, Mw=1076 и D=1,08, что указывает на преобладание диметилен-трис-АЛК ФАНА.

Пример 4

Конденсация N-(4-трет-октил-1-нафтиламина) с формальдегидом в ледяной уксусной кислоте

Нижеследующие примеры А-С иллюстрируют способы получения с использованием нескольких мольных отношений азотсодержащего нафтиламина к формальдегиду.

(А) Мольное отношение 1,0/0,5 (амин/формальдегид). N-(4-трет-октилфенил)-1-нафтиламин (22,97 г/0,0693 моль) смешали с 45 г ледяной уксусной кислоты при перемешивании. Эту смесь нагрели до 65°С при перемешивании для растворения амина. Добавили 95% параформальдегид (1,09 г/0,0345 моль), который быстро растворился. Появление осадка наблюдалось менее чем через одну минуту и сопровождалось экзотермическим эффектом до 75°С. Реакционную смесь оставили охлаждаться до комнатной температуры; нерастворимый осадок собрали, растерли с метанолом в Waring Blendor®, отфильтровали на вакуум-фильтре, промыли метанолом и высушили до постоянного веса при 80°С. Собрали 15,83 г порошка бежевого цвета, что составило выход 67,6% по весу реагентов. Для С49Н58N2 рассчитано: С, 86,94% Н, 8,62; N, 4,16. Найдено: С, 87,19; Н, 8,66; N, 4,15. По данным ГПХ, Mn=918, Mw=1009 и D=1,10. Результаты ГПХ почти совпадают с результатами, полученными для продукта в Примере 3. Карбонильное поглощение не проявляется в инфракрасном спектре.

(В) Мольное отношение 1,0/0,67 (амин/формальдегид). N-(4-трет-октилфенил)-1-нафтиламин (22,97 г/0,0693 моль) смешали с 45 г ледяной уксусной кислоты при перемешивании. Эту смесь нагрели до 65°С при перемешивании для растворения амина. Добавили 95% параформальдегид (1,53 г/0,0483 моль), который быстро растворился. Появление осадка наблюдалось менее чем через одну минуту и сопровождалось экзотермическим эффектом до 75ºС. Реакционную смесь оставили охлаждаться до комнатной температуры; нерастворимый осадок собрали, растерли с метанолом в Waring Blendor®, отфильтровали на вакуум-фильтре, промыли метанолом и высушили до постоянного веса при 80°С. Собрали 18,99 г порошка бежевого цвета, что составило выход 81,1% по весу реагентов. Для С77Н87N2 рассчитано: С, 87,69% Н, 8,32; N, 3,99. Найдено: С, 87,10; Н, 8,53; N, 4,00. По данным ГПХ, Mn=1067, Mw=1334 и D=1,25. Карбонильное поглощение не проявляется в инфракрасном спектре.

(С) Мольное отношение 1,0/1,0 (амин/формальдегид). N-(4-трет-октилфенил)-1-нафтиламин (22,97 г/0,0693 моль) смешали с 45 г ледяной уксусной кислоты при перемешивании. Эту смесь нагрели до 65°С при перемешивании для растворения амина. Добавили 95% параформальдегид (2,18 г/0,690 моль), который быстро растворился. Появление осадка наблюдалось менее чем через одну минуту и сопровождалось экзотермическим эффектом до 75°С. Реакционную смесь оставили охлаждаться до комнатной температуры; нерастворимый осадок собрали, растерли с метанолом в Waring Blendor®, отфильтровали на вакуум-фильтре, промыли метанолом и высушили до постоянного веса при 80°С. Собрали 21,4 г бежевого порошка, что соответствовало выходу 91,5% по весу реагентов. Для С25Н29N (повторяющееся звено) рассчитано: С, 87,40% Н, 8,52; N, 4,08. Найдено: С, 86,94; Н, 8,47; N, 3,98. По данным ГПХ, Mn=1565, Mw=2548 и D=1,63. Карбонильное поглощение не проявляется в инфракрасном спектре.

Примеры 4 (В) и (С) существенно подтверждают в соответствии с системой конденсации/олигомеризации ожидаемое образование продуктов более высокого среднего молекулярного веса с большим распределением, т.е. большей величиной D из продуктов, имеющих эти средние величины.

Пример 5

Высокотемпературная стабилизация смазочного масла

Взвешенные образцы соединений, полученных в Примерах 1, 2, 3 и 4, использовали для составления промышленных смазочных композиций следующего состава: 95,29 вес.% сложного эфира, 2,35 вес.% других присадок и переменный весовой процент соединений в соответствии с примерами 1, 2, 3 и 4, которые перечислены в табл. 1 ниже. Тесты на окислительную коррозию (ОК) проводили с использованием Федерального стандарта (Federal Test Method) 5308 в следующих условиях: 400°С, 72 час, ток воздуха 5 литров/час на меди, алюминии, стали, серебре и цинке в качестве тестируемых металлов. В таблице 1 также перечислены прирост вязкости, кислотное число, количество образующегося осадка и коррозия в мг/см2 в соответствии со стандартным испытанием для нескольких металлов с примерами при нескольких концентрациях в смазочном масле на основе сложного эфира полиола. Стандартное готовое смазочное масло (Vanlube 9317) и взвешенный образец того же сложного эфира полиола без какого-либо комплекса присадок использовали соответственно как положительный и отрицательный контроль. Величины, не заключенные в скобки, например "37,8" в отрицательном контроле для цинка, показывают потерю веса, тогда как величины в скобках, например "(0,062)" в отрицательном контроле для меди, показывают прибыль веса.

Таблица 1
Пример Добавл. конц., % % увелич. вязкости Кислотное число Осадок, мг Cu
мг/см
Al
мг/см
St
мг/см
Zn
мг/см
Ag
мг/см
Отрицат. контроль нет 139,9 7,74 37,0 (0,062) (0,023) (0,023) 37,8 (0,101)
1 2,12 9,44 0,60 0,50 0 (0,008) (0,039) 0,016 0,039
1 2,35 10,85 0,46 0,50 (0,008) (0,008) (0,008) 0,016 (0,008)
2 1,42 6,95 0 48,9 (0,194) (0,046) (0,046) (0,023) (0,039)
2 2,35 7,53 0,54 246 (0,029) (0,023) (0,047) (0,031) (0,093)
3 2,10 5,33 1,00 7,7 (0,008) 0,008 (0,023) (0,023) 0,054
2,10 6,24 0,55 2,8 0,008 (0,008) (0,008) 0 0
2,10 7,27 0,67 9,0 (0,008) 0,008 0,008 0,016 0,023
2,10 5,65 0,64 1,7 (0,016) (0,023) (0,062) (0,062) (0,062)
Положит. контроль 2,35 6,18 0,02 1,3 0,046 (0,008) (0,016) 0,016 0

Результаты, полученные для Примера 1 формулы I по данному изобретению, благоприятны по сравнению с результатами, полученными для существующего промышленного стандарта (Vanlube 9317) в аналогичных условиях и приведенными выше как "Положит. контроль".

Несмотря на то что изобретение было описано выше со ссылкой на конкретные примеры воплощения, следует понимать, что эти воплощения всего лишь иллюстрируют принципы и применение данного изобретения. Для специалистов в соответствующей области будет очевидно, что возможны различные модификации и варианты способа и оборудования по данному изобретению без отклонения от духа и объема изобретения. Таким образом, предполагается, что данное изобретение включает модификации и варианты, которые охвачены прилагаемой формулой изобретения, и их эквиваленты.

1. Соединение формулы

где R1 представляет собой линейный или разветвленный алкил;
AR представляет собой фенил, нафтил или фенантрил;
m=0, 1 или 2; и
R2 представляет собой алкилзамещенный карбоксил.

2. Соединение по п.1, где AR представляет собой фенил.

3. Соединение по п.1, где R1 представляет собой третичный октил.

4. Соединение по п.1, где R2 представляет собой R3-C(=O)O-, где R3 представляет собой линейный или разветвленный алкил.

5. Соединение по п.4, где линейный или разветвленный алкил включает СnН2n+1, где n от 4 до 11.

6. Соединение по п.1 в форме его соединения с базовым сложным эфиром полиола на основе эфира органической кислоты и пентаэритрита, где органическая кислота выбрана из группы, состоящей из валериановой, изопентановой, гексановой, октановой, изооктановой, 2-этилгексановой, пеларгоновой, изононановой, декановой, додекановой кислот и их комбинаций.

7. Соединение по п.5, где R3 представляет собой изобутил.

8. Композиция смазочного масла, включающая:
базовое масло на основе сложного эфира полиола и
примерно от 0,1 до примерно 10 процентов (вес./вес.) соединения формулы I по п.1.

9. Композиция смазочного масла по п.8, где базовое масло на основе сложного эфира полиола образуется из полиола, выбранного из группы, состоящей из неопентилгликоля, триметилолпропана, пентаэритрита и дипентаэритрита, причем полиол этерифицирован кислотой, выбранной из группы, состоящей из валериановой, изопентановой, гексановой, гептановой, октановой, изооктановой, 2-этилгексановой, пеларгоновой, изононановой, декановой, додекановой кислот и их комбинаций.

10. Композиция смазочного масла по п.8, где полиол представляет собой пентаэритрит, причем полиол этерифицирован кислотой, выбранной из группы, состоящей из валериановой, изопентановой, гексановой, октановой, изооктановой, 2- этилгексановой, пеларгоновой, изононановой, декановой, додекановой кислот и их комбинаций; а соединение формулы I выбрано из группы, включающей метилен-бис-[N-4-трет-октилфенил)-1-нафтиламин-С5-С9 карбоксилат], диметилен-трис-[N-4-трет-октилфенил)-1-нафтиламин-С5-С9 карбоксилат], триметилен-тер-[N-4-трет-октилфенил)-1-нафтиламин-С5-С9 карбоксилат] и их комбинации.

11. Смазочное масло по п.8, имеющее примерно десять или меньше процентов прироста вязкости после испытаний в соответствии с Федеральным стандартом (Federal Test Method) 5308.

12. Способ, включающий:
смешивание N-4-алкилфенил-1-нафтиламина, параформальдегида, ледяной уксусной кислоты и базового масла сложного эфира полиола;
нагревание и перемешивание смеси для того, чтобы вызвать реакцию конденсации с образованием соединения, имеющего формулу

где R1 представляет собой линейный или разветвленный алкил;
AR представляет собой фенил, нафтил или фенантрил;
m=2, 3 или 4; и
R2 представляет собой алкилзамещенный карбоксил;
отгонку воды; и
нагревание и упаривание в вакууме смеси для, по существу, полного удаления остатков воды и уксусной кислоты, чем обеспечивается образование соединения формулы I в базовом масле на основе сложного эфира полиола.

13. Способ по п.12, где базовое масло на основе сложного эфира полиола образуется из полиола, выбранного из группы, состоящей из неопентилгликоля, триметилолпропана, пентаэритрита и дипентаэритрита, причем полиол этерифицирован кислотой, выбранной из группы, состоящей из валериановой, изопентановой, гексановой, гептановой, октановой, изооктановой, 2-этилгексановой, пеларгоновой, изононановой, декановой, додекановой кислот и их комбинаций.

14. Способ по п.12, где N-4-алкилфенил-1-нафтиламин представляет собой N-4-трет-октилфенил-1-нафтиламин.

15. Способ по п.12, где стадия смешивания включает выбор базового масла на основе сложного эфира полиола, который образуется из пентаэритрита и кислот С5-С10 с прямой или разветвленной цепью, имеющих среднюю длину углеродной цепи от примерно 6,3.

16. Способ по п.12, где стадия смешивания включает смешивание N-4-трет-октилфенил-1-нафтиламина и параформальдегида в мольном отношении от примерно 1,0/0,5 до примерно 1,0/1,0.

17. Способ по п.12, дополнительно включающий смешивание синтетического смазочного масла с соединением формулы I.

18. Способ получения конечной смазочной композиции, включающий смешивание алкилированного фенил-α-нафтиламина, формальдегида и базового масла с получением смеси; нагревание этой смеси для того, чтобы вызвать реакцию конденсации, удаление реакционной воды с образованием композиции базового масла и антиоксиданта; примешивание присадки или комплекса присадок к композиции базового масла и антиоксиданта с получением смазочной композиции.

19. Способ смазки устройства, выбранного из группы, состоящей из стационарной турбины, реактивного двигателя и гидравлической системы, причем этот способ включает:
предоставление жидкого материала, содержащего присадку соединения формулы I в количестве от примерно 0,1 до 10% (вес./вес.), комплекс присадок, выбранных из группы, состоящей из ингибиторов коррозии, присадок, повышающих сопротивление износу, диспергирующих присадок, пассиваторов металла и их комбинаций, и до баланса - основной материал, выбранный из группы, состоящей из материалов на основе минерального масла, синтетических смазочных материалов, сложных эфиров полиолов и их комбинаций; и введение жидкого материала в систему.

20. Готовая к продаже смазочная или гидравлическая жидкая композиция в упаковке для распространения, включающая:
соединение формулы I в количестве от примерно 0,1 до примерно 10% (вес./вес.);
комплекс присадок, выбранных из группы, состоящей из ингибиторов коррозии, присадок, повышающих сопротивление износу, диспергирующих присадок, пассиваторов металла и их комбинаций; и до баланса - основной материал, выбранный из группы, состоящей из материалов на основе минерального масла, синтетических смазочных масел, сложных эфиров полиолов и их комбинаций; и
контейнер, выбранный из группы, состоящей из канистр, цилиндрических баков и контейнеров для насыпных грузов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к составу высококачественных масел, предназначенных для смазки и охлаждения перспективных газотурбинных двигателей в составе авиационных и судовых приводов газоперекачивающих агрегатов.

Изобретение относится к технологии получения смазочных материалов, в частности к металлоплакирующим смазочным составам на основе масел, которые используются в узлах трения различных машин и механизмов.
Изобретение относится к смазочному составу на основе синтетического масла с улучшенной термоокислительной стабильностью. .

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям для механической обработки металлоа Цель - повышение стабильности и скорости эмульгирования жидкости, уменьшение склонности ее пенообразованию, устойчивости пены и повышение антикоррозионных свойств.

Изобретение относится к смазочным составам , в частности к смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов. .
Изобретение относится к смазывающим композициям для использования в дизельных двигателях, в которых применяется биотопливо. .
Изобретение относится к гидравлическим (рабочим) жидкостям, предназначенным для гидравлических систем авиационной техники, в частности к авиационному синтетическому гидравлическому маслу для гидросистем авиационной ракетной и наземной техники, позволяющих обезопасить работу и эксплуатацию гидравлических систем при высоких температурах (пониженная пожароопасность ввиду высокой температуры вспышки и воспламенения).

Изобретение относится к смазочным композициям для силовых установок авиационной техники, а именно для ГТД самолетов, главных редукторов тяжелонагруженных агрегатов трансмиссий маслосистемы турбокомпрессора двигателя вертолетов, обладающим улучшенными антикоррозионными и смазывающими свойствами, в частности противоизносными.
Изобретение относится к антиоксидантам для промышленных, автомобильных и авиационных смазочных материалов. .

Изобретение относится к пластичным смазочным материалам и может быть использовано в подшипниках качения тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного подвижного состава и узлах трения других механизмов и машин.
Изобретение относится к пластичным смазочным материалам и может быть использовано в подшипниках качения тяжелонагруженных узлов трения железнодорожного подвижного состава и узлах трения других механизмов и машин.
Изобретение относится к смазочным материалам на основе минеральных и синтетических масел, содержащих металлоплакирующую, многофункциональную композицию, повышающую антифрикционные, противозадирные, антиокислительные и моюще-диспергирующие свойства и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) грузовых и легковых автомобилей, локомотивов, речного и морского флота, а также в трансмиссионных и индустриальных маслах.

Изобретение относится к технологическим смазкам для холодной обработки металлов давлением и может быть использовано для холодной прокатки лент из углеродистых и легированных сталей на многоклетьевых непрерывных станах.
Наверх