Способ получения антиокислительной присадки к смазочным маслам

Авторы патента:

C10N30/10 - Схема кодирования для подкласса C10M

C10M133/44 - пятичленное кольцо, содержащее только азот и углерод

C07D403/12 - связанные цепью, содержащей гетероатомы

Владельцы патента RU 2430961:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" (RU)

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения антиокислительной присадки к смазочным маслам, включающему взаимодействие моноэфиров дикарбоновых кислот с полиэтиленполиамином в присутствии катализатора, в котором в качестве полиэтиленполиамина используют тетраэтиленпентамин, а взаимодействие проводят совместно с моноэфиром дикарбоновой кислоты на основе полиэтиленгликоля и моноэфиром той же кислоты на основе жирного спирта при температуре 120-125°С, а в качестве катализатора используют смесь из катионообменной смолы КУ-2 с едким калием в соотношении 1:1, взятом в количестве 1,5-2,0 мас.% от общего количества моноэфиров. Полученную присадку используют для минеральных смазочных масел, масляных смазочно-охлаждающих средств и других нефтепродуктов, склонных к окислению. Технический результат заключается в упрощении способа получения антиокислительных присадок, улучшении их эксплуатационных свойств. 1 табл.

Изобретение относится к синтезу антиокислительных присадок для синтетических смазочных масел, приборных масел, резинотехнических смесей и других органических материалов, склонных к окислению.

Известен способ получения антиокислительной присадки к смазочным маслам путем алкилирования ароматических аминов олефинами в присутствии шарикового алюмосиликатного катализатора при температуре 140-160°C и давлении 8-10 атм. В качестве олефинов используют диизобутилен, диизобутиленовую фракцию полимердистиллата, тримеры, тетрамеры и пентамеры пропилена и олефины с прямой цепью, получаемые при термическом крекинге мягких и твердых парафинов. В качестве ароматических аминов используют дифениламин, N-фенил-α-нафтиламин (RU №2346029, C10M 133/06, C07C 211/43, C10N 30/10, 10.02.2009).

К недостаткам известного способа относятся сложность технологии и большая себестоимость по сравнению с предлагаемым методом.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению антиокислительной присадки к смазочным маслам является способ, включающий взаимодействие моноэфира дикарбоновой кислоты с полиэтиленполиамином в растворителе (ксилоле) в присутствии катализатора катионообменной смолы КУ-2 в количестве 20% от взятого моноэфира ("Присадки к маслам". М.: "Химия", 1968, с.113-115). К недостаткам известного способа относятся большое количество катализатора, используемого при синтезе, а также повышенная температура (температура кипения ксилола 138-144°C).

Задача предлагаемого изобретения - разработка упрощенного способа получения антиокислительной присадки к смазочным маслам за счет уменьшенного использования катализатора и понижения температуры процесса.

Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение способа получения антиокислительных присадок, за счет снижения количества катализатора и температуры, улучшение эксплутационных свойств присадок за счет снижения кислотного числа окисленного смазочного масла, повышение смазывающих и моюще-диспергирующих свойств базового масла.

Технический результат достигается способом получения антиокислительной присадки к смазочным маслам, включающим взаимодействие моноэфиров дикарбоновых кислот с полиэтиленполиамином в присутствии катализатора, согласно изобретению взаимодействие с полиэтиленполиамином проводят совместно с моноэфиром дикарбоновой кислоты на основе полиэтиленгликоля и моноэфиром той же кислоты на основе жирного спирта при температуре 120-125°C, а в качестве катализатора используют смесь из катионообменной смолы КУ-2 с едким калием в соотношении 1:1, взятом в количестве 1,5-2,0 мас.% от общего количества моноэфиров.

Сущность изобретения заключается в следующем способе получения антиокислительной присадки к смазочным маслам. Вначале по известной методике получают моноэфиры дикарбоновых кислот в присутствии щелочного катализатора - едкого калия, в количестве 0,5-1,0 мас.% от реакционной массы и стабилизатора - гидрохинона, в количестве 0,2 мас.% от реакционной массы. Мольное соотношение кислоты и спирта или кислоты и полиэтиленгликоля 1:1, температура синтеза 110-120°C и давление 1 атм.

Затем путем взаимодействия ранее полученных моноэфиров с полиэтиленполиаминами в присутствии смешанного катализатора, содержащего катионит КУ-2 и едкий калий в соотношении 1:1, в количестве 2 мас.% от реакционной массы получают бициклические имидазолины. Мольное соотношение эфиров и полиэтиленполиамина 1:1:1, температура синтеза 120-125°C и давление 1 атм.

Для получения антиокислительной присадки использовали следующие вещества: полиэтиленгликоль ПЭГ 400 HO(CH₂CH₂O)₉H (ТУ 2483-007-71150986-2006); гидроксид калия KOH (ГОСТ 9285-78 Калия гидрат окиси); янтарная кислота COOH-(CH₂)₂-COOH (ГОСТ 6341-75); себациновая кислота COOH-(CH₂)₈-COOH (ГОСТ 6-02-1091-83); тетраэтиленпентаамин (ТУ 6-09-05-804-78); катионит КУ 2 (ГОСТ 20298-74); гидрохинон С₆Н₄(ОН)₂ (ГОСТ 19627-74); амиловый спирт С₅Н₁₁ОН (ТУ 6-09-3467-79), октиловый спирт C₈H₁₇OH (ТУ 6-09-3506-78).

Пример 1. Получение антиокислительной присадки - бис(2-амилпропионат-2'-полиоксипропионатимидазолин-1-ил-3-метиламин)

а) Для получения первого моноэфира в реактор загружают 300 г ксилола, 118 г янтарной кислоты, в качестве катализатора - едкий калий в количестве 1,0 мас.% от реакционной массы, стабилизатор - гидрохинон в количестве 0,2 мас.% от реакционной массы и нагревают при перемешивании до растворения кислоты, катализатора и стабилизатора. После этого повышают температуру смеси до 110°C и подают 88 г амилового спирта. После охлаждения реакционной смеси продукт реакции отфильтровывают и перегоняют в вакууме. Полученный продукт - амилсукцинат.

б) Для получения второго моноэфира в реактор загружают 300 г ксилола, 118 г янтарной кислоты, в качестве катализатора - едкий калий в количестве 1,0 мас.% от реакционной массы, стабилизатор - гидрохинон в количестве 0,2 мас.% от реакционной массы и нагревают при перемешивании до растворения кислоты, катализатора и стабилизатора. После этого повышают температуру смеси до 120°C и подают полиэтиленгликоль из расчета 1 моль гликоля на 1 моль кислоты. После охлаждения реакционной смеси продукт реакции отфильтровывают и перегоняют в вакууме. Полученный продукт - оксиэтилированная янтарная кислота (моноэфир).

Для получения бициклических имидазолинов в реактор загружают растворитель - ксилол (1000 г), и полученные моноэфиры - амилсукцинат, оксиэтилированную янтарную кислоту, в мольном соотношении 1:1, катализатор, содержащий катионит КУ-2 и едкий калий в соотношении 1:1, в количестве 1,5 мас.% от массы моноэфиров и нагревают при перемешивании до растворения эфиров и катализатора. После этого повышают температуру смеси до 120°C и подают тетраэтиленпентаамин в мольном соотношении тетраэтиленпентаамина и моноэфиров 1:1:1. После охлаждения реакционной смеси продукт реакции отфильтровывают и перекристаллизовывают из н-гептана. Выход полученного продукта бис(2-амилпропионат-2'-полиоксипропионатимидазолин-1-ил-3-метиламин) составляет 90 мас.% (Присадка 1).

Пример 2. Способ осуществляли аналогично примеру 1. При получении первого моноэфира использовали октиловый спирт. Выход полученного продукта (бис(2-октилпропионат-2'-полиоксипропионатимидазолин-1-ил-3-метиламин) составляет 88 мас.% (Присадка 2).

Пример 3. Получение антиокислительной присадки - бис(2-амилпеларгонат-2'-полиоксипеларгонатимидазолин-1-ил-3-метиламин)

а) Для получения первого моноэфира в реактор загружают 350 г ксилола, загружают 202 г себациновой кислоты, в качестве катализатора - едкий калий в количестве 0,5-1,0 мас.% от реакционной массы, стабилизатор - гидрохинон в количестве 0,2 мас.% от реакционной массы и нагревают при перемешивании до растворения кислоты, катализатора и стабилизатора. После этого повышают температуру смеси до 110°C и подают 88 г амилового спирта из расчета 1 моль спирта на 1 моль кислоты. После охлаждения реакционной смеси продукт реакции отфильтровывают и перегоняют в вакууме. Полученный продукт - амилсебацинат.

б) Для получения второго моноэфира в реактор загружают 350 г ксилола, 202 г себациновой кислоты, в качестве катализатора - едкий калий в количестве 0,5-1,0 мас.% от реакционной массы, стабилизатор - гидрохинон в количестве 0,2 мас.% от реакционной массы и нагревают при перемешивании до растворения кислоты, катализатора и стабилизатора. После этого повышают температуру смеси до 120°C и подают полиэтиленгликоль из расчета 1 моль гликоля на 1 моль кислоты. После охлаждения реакционной смеси продукт реакции отфильтровывают и перегоняют в вакууме. Полученный продукт - оксиэтилированная себациновая кислота (моноэфир).

Для получения бициклических имидазолинов в реактор подают растворитель - ксилол (1000 г), амилсебацинат, оксиэтилированную себациновую кислоту в мольном соотношении 1:1, загружают катализатор, содержащий катионит КУ-2 и едкий калий в со отношении 1:1, в количестве 2 мас.% от массы моноэфиров и нагревают при перемешивании до растворения эфиров и катализатора. После этого повышают температуру смеси до 125°C и подают тетраэтиленпентаамин в мольном соотношении тетраэтиленпентаамина и моноэфиров 1:1:1. После охлаждения реакционной смеси продукт реакции отфильтровывают и перекристаллизовывают из н-гептана. Выход полученного продукта бис(2-амилпеларгонат-2'-полиоксипеларгонатимидазолин-1-ил-3-метиламин) составляет 95 мас.% (Присадка 3).

Пример 4. Способ осуществляли аналогично примеру 2. При получении первого моноэфира использовали октиловый спирт. Выход полученного продукта (бис(2-октилпеларгонат-2'-полиоксипеларгонатимидазолин-1-ил-3-метиламин) составляет 91 мас.% (Присадка 4).

Результаты испытания полученных присадок приведены в таблице.

Результаты испытания смазочного масла
	Количество присадки, мас.%	Кислотное число после окисления, мг KOH/г	Смазывающие свойства на ЧШМ	Моющие свойства по ПЗВ, баллы
P_к, кН	Р_с, кН
Исходное смазочное масло	Отсутствует	1,45	0,50	1,60	4
Исходное смазочное масло + присадка бис(дидецилимидазолин-1-ил-3-метиламин), полученная по прототипу	2	0,66	-	-	-
Исходное смазочное масло + присадка 1	2	0,31	0,60	2,00	1
Исходное смазочное масло + присадка 2	2	0,39	0,70	2,82	2
Исходное смазочное масло + присадка 3	2	0,18	0,89	2,44	1
Исходное смазочное масло + присадка 4	2	0,22	0,75	3,00	3

Из таблицы следует, что полученные присадки обладают улучшенными антиокислительными свойствами по сравнению с прототипом: уменьшается кислотное число (с 0,66 до 0,18-0,39 мг KOH/г). Полученные присадки также улучшают смазывающие и моющие свойства исходного масла - см. таблицу.

Для испытания присадок применялось масло индустриальное И-20А ГОСТ 20799-88.

Условия опыта окисления смазочного масла осуществляли по ГОСТ 18136-72 «Масла. Метод определения стабильности против окисления в универсальном аппарате». Условия определения смазывающих свойств осуществляли по ГОСТ 9490-75 «Материалы смазочные жидкие и пластичные. Метод определения смазывающих свойств на четырехшариковой машине».

Условия определения моющих свойств по ГОСТ 5726-53 «Масла смазочные с присадками. Метод определения моющих свойств».

Способ получения антиокислительной присадки к смазочным маслам, включающий взаимодействие моноэфиров дикарбоновых кислот с полиэтиленполиамином в присутствии катализатора, отличающийся тем, что в качестве полиэтиленполиамина используют тетраэтиленпентамин, а взаимодействие проводят совместно с моноэфиром дикарбоновой кислоты на основе полиэтиленгликоля и моноэфиром той же кислоты на основе жирного спирта при температуре 120-125°С, а в качестве катализатора используют смесь из катионообменной смолы КУ-2 с едким калием в соотношении 1:1, взятом в количестве 1,5-2,0 мас.% от общего количества моноэфиров.

Похожие патенты:

Композиция смазочного масла // 2427615

Пластичная смазка // 2414504

Изобретение относится к пластичным антифрикционным смазкам, предназначенным для смазывания подшипников качения, работающих в условиях высоких нагрузок при низких и средних скоростях вращения в интервале температур от минус 40 до 120°С.

Способ получения разветвленного углеводородного компонента // 2407778

Изобретение относится к способу производства базового масла, характеризующемуся тем, что исходный сырьевой материал, состоящий из по меньшей мере одного спирта, выбранного из группы, состоящей из первичных и вторичных насыщенных и ненасыщенных С1-С40-одноатомных спиртов, диолов и полиолов, конденсируют в присутствии 1-20 мас.% основного катализатора, выбранного из гидроксидов и алкоксидов щелочных и щелочно-земельных металлов и оксидов металлов, в сочетании с 0,05-1 мас.% сокатализатора, содержащего соль хрома (III), марганца (II), железа (II), кобальта (II), свинца (II) или палладия, или оксида олова или оксида цинка, при температуре от 200 до 300°С, продукт конденсации подвергают гидродезоксигенированию в присутствии катализатора гидродезоксигенирования при давлении водорода от 0,1 до 20 МПа, при температуре от 100 до 500°С, и затем подвергают гидроизомеризации в присутствии катализатора изомеризации при давлении водорода от 0,1 до 20 МПа, при температуре от 100 до 500°С.

Способ получения разветвленного углеводородного компонента // 2407778

Способ получения разветвленного углеводородного компонента // 2405029

Изобретение относится к способу производства базового масла, характеризующемуся тем, что исходный сырьевой материал, состоящий из по меньшей мере одного альдегида и/или кетона, выбранного из группы, состоящей из С1-С40-альдегидов, С3-С79-кетонов, С2-С40-гидроксиальдегидов и их смесей, конденсируется в присутствии катализатора альдольной конденсации с гидроксидом щелочного или щелочноземельного металла в качестве катализатора альдольной конденсации при температуре от 80 до 400°С, продукт конденсации подвергается гидродезоксигенированию в присутствии катализатора гидродезоксигенирования при давлении водорода от 0,1 до 20 МПа, при температуре от 100 до 500°С и затем подвергается гидроизомеризации в присутствии катализатора изомеризации при давлении водорода от 0,1 до 20 МПа, при температуре от 100 до 500°С.

Способ получения разветвленного углеводородного компонента // 2405029

Смазочно-охлаждающая жидкость // 2399652

Изобретение относится к средствам, обеспечивающим осуществление технологического процесса машиностроительного производства, в частности процессов металлообработки с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей, и может найти применение при создании смазочно-охлаждающих жидкостей.

Смазочный стержень // 2388635

Изобретение относится к смазочным материалам и может быть использовано для смазывания тяжелонагруженных узлов трения различных механизмов. .

Система модифицирования поверхностей трения // 2376184

Изобретение относится к системам модифицирования поверхностей трения. .

Смазка для волочения сплошных и полых профилей из алюминия и его сплавов // 2368650

Изобретение относится к эксплуатационным смазкам, в частности к смазке для волочения сплошных и полых профилей из алюминия и его сплавов. .

Смазочный состав // 2398009

Изобретение относится к составу смазочного масла, предназначенному для использования как универсальное моторно-редукторное масло для редукторов летательных аппаратов.

Пластичная смазка // 2391386

Изобретение относится к составу пластичных смазок, предназначенных для основных узлов трения скольжения автомобилей. .

Смазочная композиция для силовых установок авиационной техники // 2387703

Изобретение относится к смазочным композициям для силовых установок авиационной техники, а именно для ГТД самолетов главных редукторов и тяжелонагруженных агрегатов трансмиссий и маслосистемы турбокомпрессора двигателя вертолетов.

Присадка к минеральным маслам // 2368648

Изобретение относится к составам присадок к минеральным маслам, улучшающим их антиокислительные, антинагарные и противокоррозионные свойствами, и может быть использовано в маслах двигателей внутреннего сгорания, агрегатов и узлов трансмиссии автомобильной техники.

Присадка к смазочным маслам // 2368647

Изобретение относится к составам присадок к смазочным маслам, улучшающим их моющие, диспергирующие и антикоррозионные свойства, и может быть использовано в маслах двигателей внутреннего сгорания, агрегатов и узлов трансмиссии автомобильной техники.

Пластичная смазка // 2346978

Изобретение относится к области разработки пластичных смазок для редукторов и подшипников качения, работающих при температуре от -60°С до +120°С. .

Смазочное масло для силовых турбин // 2325434

Изобретение относится к составу синтетических масел для силовых турбин марки ИПМ-10 и марки Петрим, эксплуатируемых в газотурбинных двигателях (ГТД) авиационной техники, авиаприводах газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и электрогенераторных установках (ГТУ).

Смазочное масло для редукторов летательных аппаратов // 2322481

Изобретение относится к составам смазочных масел, в частности к смазочному маслу для редукторов и тяжелонагруженных агрегатов трансмиссий летательной техники. .

Способ получения электроизоляционного масла // 2287553

Изобретение относится к области нефтепереработки и касается способа получения электроизоляционного масла, предназначенного для использования в качестве теплоотводящей и электроизолирующей среды в маслонаполненном оборудовании: трансформаторах, конденсаторах, кабелях и т.д.

Консервационно-технологический смазочный материал "росойл-710" // 2270234

Изобретение относится к консервационно-технологическим смазочным материалам (КТСМ) и предназначено как для консервации листового и профильного проката, труб, оборудования и запасных частей, так и для использования в качестве технологического смазочного материала для лезвийной обработки и обработки металлов давлением.

Производные карбамоилбензотриазола в качестве ингибиторов липаз и фосфолипаз // 2430096