смазочная композиция

Формула изобретения

1. Смазочная композиция, содержащая сополимер -олефина с длиной цепи С₆-С₁₀ и диалкил(С₄ -С₁₂) фумарата с вязкостью при 100°С, равной или больше 100 сСт, и при необходимости базовый смазочный компонент при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Сополимер 5-100

Базовый смазочный компонент 0-95

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что содержит 5-35 маc.% сополимера, 65-95 маc.% базового смазочного компонента и 0-15 маc.% присадок.

3. Композиция по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что базовый смазочный компонент выбран из группы, включающей моторные масла, индустриальные масла, жидкости для гидравлических систем, пластичные смазки, трансмиссионные масла, редукторные масла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства смазочных материалов для различного рода машин и механизмов.

Известно, что улучшение эксплуатационных свойств смазочных материалов достигается использованием присадок разного назначения из многих классов органических соединений. В промышленности получил признание достаточно узкий круг соединений, т.к. помимо эффективности присадки она должна быть доступна по сырью и технологическому оборудованию при производстве: синтез не должен сопровождаться образованием вредных отходов, процесс получения присадки желательно проводить в мягких режимах, максимально снижающих риск возникновения аварийной ситуации.

Известно использование различных полимерных добавок для улучшения эксплуатационных свойств смазочных материалов.

Известна вязкостная присадка для гидравлических и трансмиссионных жидкостей, содержащая 0,1-20% маслорастворимого гомополимера моноолефинов, например, -олефинов С₄-С₈ и 0,5-10% N- содержащего сложного эфира сополимера, который получают сополимеризацией двух мономеров: -олефина или винилового ароматического мономера и , -ненасыщенной карбоновой кислоты или ее сложного эфира (патент США 4594378, 1986).

Известна также присадка к смазочным маслам и топливам, понижающих температуру застывания и улучшающая их прокачиваемость, представляющая собой сополимер трех мономеров, этилена, ненасыщенного эфира монокарбоновой кислоты С₄-С₂₀ и ненасыщенного соединения С₄-С₃₀, выбранного из группы олефинов, ненасыщенных карбоновых кислот или их эфиров (патент США 3467597, 1969).

Известны композиции минерального масла с добавлением таких соединений, как сополимеры этилена, винилацетата и диалкил(С₈-С₁₈)фумарата (патент США 3304261, 1967), сополимер этилена с диалкил(С₁-С₄ ) фумаратом (патент США 3694176, 1972).

Однако известные технические решения не позволяют достигнуть высокого уровня комплекса эксплуатационных свойств масел, т. к. известные присадки улучшаются только отдельные характеристики масел. Организация производства сополимеров с использованием этилена требует специального автоклавного оборудования, а сам процесс сополимеризации проводится при высоких давлениях и температурах (до 1500 ат и 210°С).

Наиболее близким техническим решением к заявленному является композиция, которая используется как смазочный материал или добавка и представляет собой продукт реакции при температуре 180-350°С -олефинов C₁₂-С₃₄ с диалкил(С₄-C₂₀ ) фумаратом (патент США 5176841, 1993). Смазочный материал с таким сополимером не обладает необходимым комплексом свойств, т.к. сополимер имеет низкую вязкость, которая составляет 5,59- 24,6 сСт при 100°С.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание смазочной композиции, обеспечивающей достижение высоких характеристик одновременно по вязкостным свойствам, отсутствие деструкции, по противоизносным и противозадирным свойствам, с использованием доступных продуктов, получаемых по простой технологии.

Поставленная задача решается тем, что смазочная композиция содержит сополимер -олефина с длиной цепи С₆-С₁₀ и диалкил(С₄ - С₁₂) фумарата с вязкостью при 100°С, равной или больше 100 сСт, и, при необходимости, базовый смазочный компонент при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер 5-100

базовый смазочный компонент 0-95

Композиция предпочтительно содержит 5-35 мас.% сополимера, 65-95 мас.% базового смазочного компонента и 0-15 мас.% присадок.

Базовый смазочный компонент может быть выбран из группы, включающей моторные масла, индустриальные масла, жидкости для гидравлических систем, пластичные смазки, трансмиссионные масла, редукторные масла.

Предлагаемое решение имеет следующие преимущества:

1. Смазочная композиция обладает необходимым комплексом свойств за счет высокой вязкости используемого сополимера (100-4000 сСт при 100°С).

2. Получение применяемого сополимера основано на доступном промышленном сырье и проводится на стандартном оборудовании без избыточного давления при невысоких температурах 70-150°С по безотходной технологии с использованием простого способа удаления непрореагировавшего олефина и летучих из товарного продукта с последующим возвратом их на повторное использование.

Применение с этих позиций в качестве олефиновой компоненты гексена-1, октена-1 или их смеси, особенно гексена-1, является предпочтительным (В.В.Моисеев, Ю.В.Перина “Синтетические каучуки России и материалы для их производства”, справочник, Воронеж, 2001, с.49). В заявленном изобретении могут быть использованы наряду с индивидуальными -олефинами и смеси -олефинов, и различные фракции -олефинов С₆-С₁₀.

Спиртами в диэфире фумаровой кислоты могут быть как линейные, так и разветвленные спирты, содержащие от 4 до 12 атомов углерода, и смеси спиртов. Наиболее предпочтительными являются бутиловый и 2-этилгексиловый спирты.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Получение сополимеров олефинов (С₆ -С₁₀) и диалкил (С₄-С₁₂) фумаратов.

В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, термометром и мешалкой, помещают 340 г (1 мол) ди-(2-этилгексил)фумарата (ДЭГФ), 112 г (1 мол) октена-1 и 6,78 г (1,5% на сумму мономеров) перекиси бензоила. Реакционную массу выдерживают при температуре 110-140°С до полного исчерпания ди-(2-этилгексил)фумарата по анализу методом ГЖХ. Затем из реакционной массы удаляют остаточный октен-1 под вакуумом водоструйного насоса (200-300 мм рт.ст.).

Готовый сополимер октена-1 с ДЭГФ (продукт МС-2) имеет следующие показатели:

Содержание связанного ДЭГФ, мас.% - 66

Содержание свободного ДЭГФ, мас.% - 0,05

Содержание свободного октена-1 - отсутствие

Кинематическая вязкость при 100°С, сСт- 213,5 Аналогично готовят сополимер гексена-1, децена-1 и диалкилфумаратов с различной длиной цепи. В таблице 1 приведены характеристики полученных продуктов.

Пример 2

Готовят смазочную композицию на основе базового минерального масла И-40 и сополимеров олефинов (С₆-С₁₀ ) путем смешения компонентов при температуре 70-80°С.

В таблице 2 приведены результаты испытаний полученных композиций в сравнении с базовым маслом и известной присадкой по вязкости и трибологическим характеристикам на четырехшариковой машине трения (ГОСТ 8290-75).

Как видно из таблицы 2, композиции по изобретению (№3-13) намного превосходят по свойствам исходное базовое масло (№1) и известную композицию (№2).

Композиции согласно изобретению могут дополнительно содержать известные присадки для улучшения потребительских характеристик масла, например, депрессаторы, сукцинимидные диспергаторы, тиофосфаты, алкилсалицилаты, гидрированные полиолефины, эфиры дикарбоновых кислот, антиокислительные, антикоррозионные присадки.

Так, добавление к композиции №5 (табл.2) депрессаторов типа полиалкилметакрилата, например, присадки ПМА “Д” в концентрации 2%, противоизносной присадки типа Англамол-99 в концентрации 6,5-8% позволяет снизить температуру застывания композиции масла с минус 15°С до минус 37°С.

Таблица 1 Характеристика сополимеров олефинов с диалкилфумаратами (ДАФ).
Продукт	Олефин	Радикалы в ДАФ	Характеристика готового продукта.
			Содержание ДАФ,%		Содержание свободного олефина	Вязкость при 100°С, сСт
			связанного	свободного
МС-1	гексен-1	дибутил	51	отс.	отс.	193
МС-2	октен-1	ди(2-этил-гексил)	66	0,05	отс.	213,5
МС-3	децен-1	диизобутил	75	отс.	отс.	260
МС-4	октен-1	C4-C l2	60	0,01	отс.	281
МС-5	октен-1	дибутил	65	0,01	отс.	282
МС-6	гексен-1	дибутил	55	отс.	отс.	2300
	+октен-1
	(1:1 мол)

Таблица 2 Свойства масел в зависимости от состава композиции
№№пп	Состав композиции	Вязкость при 100°С, сСт	Трибологические характеристики на ЧШМ трения
			И 3	Рс, кг	Рк, кг	Д и
1.	И-40 исходное	7,64	25,0	133	53	0,98
2.	И-40+10%сополимера додецена-1 с дибутилфумаратом (прототип)	7,8	25,5	134	53	0,98
3.	И-40+10%МС-2	9,15	28,0	143	57	0,84
4.	И-40 + 20% МС-2	11,2	29,5	159	58	0,79
5.	И-40 + 30% МС-2	14,3	31,8	178	60	0,72
6.	И-40 + 35% МС-2	15,9	34,0	199	63	0,61
7.	И-40+10%МС-1	30,1	36,0	180	65	0,41
8.	И-40+10%МС-3	9,4	28,9	146	58	0,80
9.	И-40+10%МС-4	9,5	28,1	143	59	0,49
10.	И-40 + 90% МС-2	21,0	34,0	195	68	0,49
11.	И-40+10%МС-5	9,5	28,0	142	58	0,79
12.	И-40 + 10% МС-6	25,0	34,0	175	59	0,4
13.	100% МС-2	213,5	35,0	210	70	0,38