Способ получения борпроизводных высокомолекулярных продуктов конденсации по манниху

 

Использование: в качестве детергентных и антикоррозионных присадок в моторных маслах. Сущность: борпроизводные высокомолекулярных продуктов конденсации по Манниху получают суспендированием борной кислоты в воде, затем растворяют в тетраэтиленпентамине или полиэтиленполиамине при массовой соотношении борной кислоты, воды и тетраэтиленпентамина или полиэтиленполиамина 1 : (0,8 - 1,5) : (3 - 4) соответственно и проводят взаимодействие полученной аминоборирующей смеси полиизобутенил- или полипропенил-фенила и формальдегида до получения продукта конденсации по Манниху с содержанием азота 1,0 - 1,48 мас.%, бора 0,16 - 0,29 мас.%. 2 табл.

Изобретение относится к высокомолекулярным основаниям Манниха (ВОМ), модифицированным борной кислотой, которые используют в качестве детергентных и антикоррозионных присадок в моторных маслах.

Известен способ получения ВОМ, заключающийся в конденсации алкилфенола, тетраэтиленпентамина (ТЭПА) и формальдегида, согласно которому для повышения термостабильности проводят модификацию борной кислотой [1] Недостатком способа является многостадийность процесса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения борпроизводных высокомолекулярных продуктов конденсации по Манниху путем взаимодействия формальдегида, полиизобутенил- или полипропенилфенола, тетраэтиленпентамина или полиэтиленполиамина в присутствии борной кислоты при их мольном соотношении (1-2):1:1 (0,25-0,33) соответственно при нагревании [2] Способ предусматривает введение борной кислоты в порошкообразном виде, в виде суспензии в массе, кислота может быть растворена в горячей воде или в двух растворителях сначала в ТЭПА, а затем в диметилформальдегиде.

Однако способ характеризуется недостаточно высокой степенью превращения борной кислоты, которая составляет 76-81% кроме того процесс многостадийный, так как борная кислота внесена в два приема.

Целью изобретения является повышение степени превращения борной кислоты и упрощение технологии процесса.

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения борпроизводных высокомолекулярных продуктов конденсации по Манниху путем взаимодействия формальдегида, полиизобутенил- или полипропенилфенола, тетраэтиленпентамина или полиэтиленполиамина в присутствии борной кислоты при их мольном соотношении (1-2):1:1:(0,25-0,33) соответственно при нагревании сначала борную кислоту суспендируют в воде, растворяют в тетраэтилен- пентамине или полиэтиленполиамине при массовом соотношении борной кислоты, воды, тетраэтиленпентамина или полиэтиленамина 1:(0,8-1,5):(3-4) соответственно, затем проводят взаимодействие полученной аминоборирующей смеси, полиизобутенил- или полипропенилфенола и формальдегида до получения продукта конденсации по Манниху с содержанием азота 1,0-1,48 мас. и бора 0,16-0,29 мас.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. 3,4 г борной кислоты (примерно 0,60 г бора) смешивают с таким же количеством деминерализованной или дистиллированной воды и вносят в колбу, содержащую 10,4 г ТЭПА. Смесь взбалтывают при нагревании до 80-90^оС.

В реактор, снабженный мешалкой и системами барботажа азота и вакуумирования, помещают 200,0 г полиизобу- тенилфенола с содержанием основного вещества 45% 50 г масла-разбавителя (масло, вырабатываемое Кременчугским НПЗ для присадки Днепроя по СТП 01.02.91-92) и аминоборирующую смесь. Реакционную массу нагревают до 80-90^оС при перемешивании и барботаже азота. Через 1 ч добавляют 8 мл формалина (37%-ного). Формалин добавляют с помощью капельной воронки в течение 15-20 мин. Через 1 ч температуру повышают до 120-125^оС, а еще через 1,5 ч до 150-155^оС и подключают вакуумирование. Через 1 ч содержание воды, определяемой по методу Дина-Старка, снижается до 0,0% и процесс получения присадки завершается. Массовое соотношение кислоты, воды и ТЭПА составляет 1:1:3.

Мольное соотношение формальдегида, полиизобутенилфенола, ТЭПА и борной кислоты составляет 1:1:1,03.1,01, соответственно.

П р и м е р 2. Для приготовления пульпы берут 4 г борной кислоты (примерно 0,71 г бора), столько же деминерализованной или дистиллированной воды и 12,8 г ТЭПА. Синтез проводят аналогично примеру 1. Массовое соотношение борной кислоты, воды и ТЭПА составляет 1:1:3,2.

Мольное соотношение формальдегида, полиизопропенилфенола, ТЭПА и борной кислоты составляет 2:1:0,96:1,18 соответственно.

П р и м е р 3. Пример отличается от предыдущих тем, что количество взятой борной кислоты составляет 2,5 г (0,44 г бора), воды 3,5 г, а ТЭПА 10,0 г. Массовое соотношение борной кислоты, воды и ТЭПА составляет 1:1,4:4.

Мольное соотношение формальдегида, полиизобутенилфенола, ТЭПА и кислоты составляет 2:1:0,96:0,72 соответственно.

П р и м е р 4. Количество борной кислоты в этом примере берут равным 2,5 г, воды 3,7 г, а ТЭПА 8,5 г. Синтез проводят аналогично примеру 1. Массовое соотношение борной кислоты, воды и ТЭПА составляет 1:1,5:3,4. Мольное соотношение формальдегида, полиизобутенилфенола, ТЭПА и борной кислоты составляет 2:1:0,81:0,72 соответственно.

П р и м е р 5. В этом примере количество борной кислоты берут равным 4,0 г, воды 3,2 и ТЭПА 12. Синтез также осуществляют аналогично примеру 1. Соотношение кислоты, воды и ТЭПА составляет 1:0,8:3. Мольное соотношение формальдегида, полиизобутенилфенола, ТЭПА и борной кислоты составляет 2:1:1,14: 1,18.

П р и м е р 6. 4 г борной кислоты суспендируют в 4 г дистиллированной воды и добавляют 12,8 г полиэтиленполиамина (ПЭПА) (аналогично примеру 2 соотношение борной кислоты, воды и ПЭПА равно 1:1:3,2). В качестве алкилфенола используют масляный раствор полипропенилфенола с такой же концентрацией, как и в остальных примерах. Синтез осуществляют в условиях примера 1. Мольное соотношение формальдегида, полипропенилфенола, ПЭПА и борной кислоты составляет 2:1:1,22:1,18 соответственно.

Примеры 7 и 8 воспроизводят пример 3 прототипа, но при мольном соотношении компонентов, аналогичных заявленному (следует привести мольное соотношение всех компонентов в соответствии с количеством, указанном в формуле).

Степень превращения борной кислоты в соответствии с изобретением и по прототипу приведена в табл.1. Свойства продуктов конденсации по Манниху и присадок на их основе приведены в табл.2.

Таким образом, заявленный способ позволяет упростить технологию процесса за счет сокращения стадий, сократить расход борной кислоты с 200 до примерно 140 т ежегодно на установке мощностью 10 тыс.т присадки в год. Сокращение расхода борной кислоты обеспечивает, кроме экономического, также и природоохранный эффект, поскольку уменьшается количество экологически вредных отходов, содержащих борную кислоту.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БОРПРОИЗВОДНЫХ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ПРОДУКТОВ КОНДЕНСАЦИИ ПО МАННИХУ путем взаимодействия формальдегида, полиизобутенил- или полипропенилфенола, тетраэтиленпентамина или полиэтиленполиамина в присутствии борной кислоты при нагревании, отличающийся тем, что, с целью повышения степени превращения борной кислоты и упрощения технологии процесса, борную кислоту сначала суспендируют в воде, растворяют в тетраэтиленпентамине или полиэтиленполиамине при массовом соотношении борной кислоты, воды и тетраэтиленпентамина или полиэтиленполиамина 1 0,8 1,5 3 4 соответственно и затем проводят взаимодействие полученной аминоборирующей смеси, полиизобутенил- или полипропенилфенола и формальдегида до получения продукта конденсации по Манниху с содержанием азота 1,0 1,48 мас. и бора 0,16 0,29 мас.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2