Композиция смазочного масла
Использование: в двигателях внутреннего сгорания. Сущность: композиция содержит базовое смазочное масло и одну или несколько солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновой кислоты), полученные путем взаимодействия амина и поли(гидроксикарбоновой кислоты) формулы Y-CO[O-A-CO]n-OH (I), где Y означает водород или необязательно замещенную гидрокарбильную группу, A является необязательно замещенной двухвалентной гидрокарбильной группой, и n означает число от 1 до 100, предпочтительно - от 1 до 10, с кислотой или кватернизирующим агентом. Технический результат - предотвращение загрязнений двигателя и уменьшение отложений в масляном контуре двигателя внутреннего сгорания. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 табл., 3 ил., 5 пр.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к композиции смазочного масла, в особенности для применения в двигателях внутреннего сгорания.
Уровень техники
В публикации WO-A-2005/073351 раскрывается присадка для смазочного масла, не содержащая металла, которая, как указано, обладает хорошими очищающими характеристиками, и композиция смазочного масла, содержащая эту присадку.
Указанная присадка охарактеризована содержанием соли четвертичного аммония, имеет основное число, по меньшей мере, равное 10 мг КОН/г. Отмечено, что примеры указанной присадки включают в себя соли четвертичного аммония, полученные путем солевого обмена противоанионов, которые содержатся в катионных поверхностно-активных веществах, таких как хлорид тетраалкиламмония и сульфат тетраалкиламмония.
В EP-A-0194718 раскрыты композиции смазочного масла, которые содержат одно или несколько смазочных масел, одну или несколько основных солей поливалентных металлов и один или несколько полиэфиров или их солей, которые являются или производными одной или нескольких гидроксикарбоновых кислот общей формулы HO-X-COOH, где X представляет собой двухвалентный насыщенный или ненасыщенный алифатический радикал, который содержит, по меньшей мере, 8 атомов углерода и в котором, по меньшей мере, 4 атома углерода расположены между гидроксильной группой и карбоксильной группой, или производными смеси одной или нескольких таких гидроксикарбоновых кислот и одной или нескольких карбоновых кислот, не содержащих гидроксильных групп.
Указано, что полиэфиры, присутствующие в упомянутой композиции смазочного масла, обеспечивают заметное улучшение стабильности одной или нескольких основных солей в композиции смазочного масла. Кроме того, отмечено, что указанные полиэфиры также обладают очищающим эффектом, что делает возможным подавление загрязнения двигателя внутреннего сгорания.
Следует понимать, что потребители не всегда используют одинаковые смазочные масла в качестве масел для двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Поскольку различные композиции смазочного масла обладают различной способностью подавлять загрязнение двигателя внутреннего сгорания, это может привести к образованию отложений шлама, лаков и нагара на деталях двигателя внутреннего сгорания.
Отложения в виде шлама и нагара образуются в результате сложных взаимодействий компонентов композиции смазочного масла с загрязнениями при различных условиях работы двигателя. При низкотемпературных условиях эксплуатации, таких как короткие поездки на автомобиле, композиция смазочного масла может быть недостаточно горячей для испарения таких загрязнений, как вода и компоненты топлива. При высоких температурах композиция смазочного масла может окисляться с образованием реакционных групп и продуктов уплотнения. В этих условиях облегчаются реакции с несгоревшим и частично сгоревшим топливом, водой, сажей, кислотами, прорывными газами и другими загрязнениями с образованием шламов и нагара. Кроме того, если при высоком содержании сажи она недостаточно диспергирована, то тогда частицы сажи могут укрупняться, образуя развитые структуры и гели, которые увеличивают вязкость композиции смазочного масла при малом сдвиге. Такие материалы могут образовывать покрытие на деталях двигателя и блокировать важные масляные магистрали, что может привести к недостаточному поступлению масла и износу.
Следовательно, весьма важной задачей является создание композиций смазочного масла, которые не только обладают отличной способностью подавлять загрязнение двигателя внутреннего сгорания в ходе непрерывной эксплуатации, но также обладают отличными очищающими свойствами при уменьшении отложений в масляном контуре двигателя внутреннего сгорания.
Типичные способы оценки чистоты двигателя, принятые в промышленности, основаны на системах оценки отложений. Обычно в таких системах используется цифровая шкала от 1 до 10 для того, чтобы определить уровень чистоты, причем оценка 10 означает совершенно чистый двигатель.
Способность композиции смазочного масла подавлять загрязнение двигателя внутреннего сгорания в ходе непрерывной эксплуатации (то есть, "сохранение чистоты") можно видеть из сохранения значения оценки на том же уровне. Аналогично, способность композиции смазочного масла проявлять "очищающее" (т.е. "очистка") действие при уменьшении отложений выражается в увеличении значения оценки. "Непрерывная очистка" под действием композиции смазочного масла выражается в увеличении значения оценки в ходе испытания. "Очистка в конце испытания" выражается в увеличении значения оценки между началом и концом испытания.
Неожиданно в настоящем изобретении было найдено, что композиция смазочного масла для конкретного применения в двигателе внутреннего сгорания не только подавляет загрязнение двигателя внутреннего сгорания, но также обладает высокими очищающими характеристиками при уменьшении таких отложений, как шлам и нагар.
Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает композицию смазочного масла, содержащую базовое смазочное масло, одну или несколько противоизносных присадок и одну или несколько солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновых кислот), которые получают путем взаимодействия амина и поли(гидроксикарбоновой кислоты) формулы (I)
где Y означает водород или необязательно замещенную гидрокарбильную группу, A означает двухвалентную необязательно замещенную гидрокарбильную группу, и n означает число от 1 до 100, предпочтительно от 1 до 10, с кислотой или кватернизирующим агентом.
Используемый при описании изобретения термин "гидрокарбил" означает радикал, образовавшийся путем удаления одного или нескольких атомов водорода от атома углерода в углеводороде (необязательно от тех же самых атомов углерода в случае удаления нескольких атомов водорода).
Гидрокарбильные группы могут быть ароматическими, алифатическими, ациклическими или циклическими группами. Предпочтительными гидрокарбильными группами являются арил, циклоалкил, алкил или алкенил, причем они могут быть группами с прямой или разветвленной цепью.
Представители гидрокарбильных групп включают в себя фенил, нафтил, метил, этил, бутил, пентил, метилпентил, гексенил, диметилгексил, октенил, циклооктенил, метилциклооктенил, диметилциклооктил, этилгексил, октил, изооктил, додецил, гексадеценил, эйкозил, гексакозил, триаконтил и фенилэтил.
В соответствии с настоящим изобретением выражение "необязательно замещенный гидрокарбил" используется для обозначения гидрокарбильных групп, необязательно содержащих одну или несколько "инертных" функциональных групп, содержащих гетероатом. Термин "инертный" означает, что функциональные группы не препятствуют в какой-либо существенной степени функциональности этого соединения.
В соответствии с изобретением необязательно замещенная гидрокарбильная группа Y в формуле (I) предпочтительно представляет собой арил, алкил или алкенил, содержащий до 50 атомов углерода, более предпочтительно - от 7 до 25 атомов углерода. Например, необязательно замещенная гидрокарбильная группа Y может быть выбрана из гептила, октила, ундецила, лаурила, гептадецила, гептаденила, гептадекадиенила, стеарила, олеила и линолеила.
Другие примеры указанной необязательно замещенной гидрокарбильной группы Y в формуле (I) согласно изобретению включают С4-С8циклоалкилы, такие как циклогексил; полициклоалкилы, такие как полициклические терпенильные группы, которые являются производными кислот естественного происхождения, таких как абиетиновая кислота; арилы, такие как фенил; аралкилы, такие как бензил; и полиарилы, такие как нафтил, бифенил, стильбенил и фенилметилфенил.
В соответствии с настоящим изобретением необязательно замещенная гидрокарбильная группа Y может содержать одну или несколько функциональных групп, таких как карбонил, карбоксил, нитро, гидрокси, галогено, алкокси, третичную амино (без связей N-H), окси, циано, сульфонил и сульфоксил. Большая часть атомов, отличных от водорода, в замещенных гидрокарбильных группах обычно представляет собой углерод, при этом гетероатомы (например, кислород, азот и сера) обычно составляют лишь незначительное количество, приблизительно 33% или меньше, от общего количества присутствующих неводородных атомов.
Специалистам в данной области техники понятно, что функциональные группы, такие как гидрокси, галогено, алкокси, нитро и циано, в замещенной гидрокарбильной группе Y будут замещать один из атомов водорода в гидрокарбильной группе, в то время как такие функциональные группы как карбонил, карбоксил, третичная амино (-N-), окси, сульфонил и сульфоксил в замещенной гидрокарбильной группе будут замещать фрагменты -CH- или -CH2- в гидрокарбиле.
Более предпочтительно гидрокарбильная группа Y в формуле (I) является незамещенной или замещенной группой, выбранной из гидрокси, галогено или алкокси-группы, еще более предпочтительно - C1-C4алкокси.
Наиболее предпочтительно необязательно замещенная гидрокарбильная группа Y в формуле (I) представляет собой стеарильную группу, 12-гидроксистеарильную группу, олеильную группу, 12-гидроксиолеильную группу или группу, такую как жирная кислота таллового масла, являющуюся производной натурального масла.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения одно или несколько солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновых кислот), являются серосодержащими солями, представляющими собой производные амидов поли(гидроксикарбоновых кислот).
Более предпочтительно, указанные одна или несколько солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновых кислот), имеют содержание серы в диапазоне от 0,1 до 2,0 мас.%, еще более предпочтительно - в диапазоне от 0,6 до 1,2 мас.% серы, измеренное методом ICP-AES, в расчете на суммарный вес солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновых кислот).
Получение поли(гидроксикарбоновых кислот) и их амидов или других производных известно и описано, например, в EP-A-0164817, WO-A-95/17473, WO-A-96/07689, US-A-5536445, GB-A-2001083, GB-A-1342746, GB-A-1373660, US-A-5000792 и US-A-4349389.
Поли(гидроксикарбоновые кислоты) формулы (I) могут быть получены путем переэтерификации одной или нескольких гидроксикарбоновых кислот формулы (II)
где A представляет собой необязательно замещенную двухвалентную гидрокарбильную группу, необязательно в присутствии катализатора, в соответствии с хорошо известными методами. Такие методы описаны, например, в US-A-3996059, GB-A-1373660 и GB-A-1342746.
В указанной реакции переэтерификации инициатором обрыва цепи может быть негидроксикарбоновая кислота.
Гидроксильная группа и карбоксильная группа в гидроксикарбоновой кислоте или негидроксикарбоновой кислоте могут быть первичной, вторичной или третичной.
Переэтерификацию гидроксикарбоновой кислоты и негидроксикарбоновой кислоты, являющейся инициатором обрыва цепи, осуществляют путем нагревания исходных соединений, необязательно в подходящем углеводородном растворителе, таком как толуол или ксилол, с азеотропной отгонкой образовавшейся воды. Эта реакция может быть осуществлена при температуре до 250°C, наиболее подходяще при температуре кипения растворителя.
Когда гидроксильная группа в гидроксикарбоновой кислоте является вторичной или третичной, температура реакции на должна быть слишком высокой, поскольку это может привести к дегидратации молекулы кислоты.
При переэтерификаци могут быть использованы катализаторы, такие как пара-толуолсульфокислота, ацетат цинка, нафтенат циркония или тетрабутилтитанат, для того, чтобы либо повысить скорость реакции при заданной температуре, либо снизить температуру, необходимую для заданной скорости реакции.
В соединениях формул (I) и (II), A предпочтительно является необязательно замещенной ароматической, алифатической или циклоалифатической двухвалентной гидрокарбильной группой с прямой или разветвленной цепью. Предпочтительно A представляет собой ариленовую, алкиленовую или алкениленовую группу, в частности ариленовую, алкиленовую или алкениленовую группу, содержащую от 4 до 25 атомов углерода, более предпочтительно - от 12 до 20 атомов углерода.
Предпочтительно, в указанных соединениях формулы (I) и (II) имеются, по меньшей мере, 4 атома углерода, более предпочтительно - от 8 до 14 атомов углерода, связанных непосредственно с карбонильной группой и атомом кислорода, принадлежащим гидроксильной группе.
В соединениях формулы (I) и (II) необязательные заместители в группе A предпочтительно выбирают из гидроксильной, галогено или алкокси-групп, более предпочтительно - из C1-C4алкокси-групп.
Гидроксильная группа в гидроксикарбоновых кислотах формулы (II) предпочтительно является вторичной гидроксильной группой.
Примерами подходящих гидроксикарбоновых кислот являются: 9-гидроксистеариновая кислота, 10-гидроксистеариновая кислота, 12-гидроксистеариновая кислота, 12-гидрокси-9-олеиновая кислота (рицинолеиновая кислота), 6-гидроксикапроновая кислота, предпочтительно 12-гидроксистеариновая кислота. Промышленная 12-гидроксистеариновая кислота (гидрированная жирная кислота касторового масла) обычно содержит до 15 мас.% стеариновой кислоты и других негидроксикарбоновых кислот в качестве примесей и ее можно использовать без дополнительного смешивания с целью получения полимера с молекулярной массой приблизительно 1000-2000.
Когда негидроксикарбоновую кислоту вводят в реакционную смесь отдельно, то необходимое соотношение для того, чтобы получить полимер или олигомер заданной молекулярной массы, специалист в данной области техники может определить или с помощью простого эксперимента или расчетным путем.
Группой (-O-A-CO-) в соединениях формулы (I) и (II) является предпочтительно 12-оксистеарильная группа, 12-оксиолеильная группа или 6-оксикапроильная группа.
Предпочтительные для взаимодействия с амином поли(гидроксикарбоновые кислоты) формулы (I) включают в себя поли(гидроксистеариновую кислоту) и поли(гидроксиолеиновую кислоту).
Амины, которые взаимодействуют с поли(гидроксикарбоновыми кислотами) формулы (I) с образованием промежуточных амидов поли(гидроксикарбоновых кислот), могут включать амины, указанные в публикации WO-A-97/41092.
Например, различные амины и способы их получения описаны в US-A-3275554, US-A-3438757, US-A-3454555, US-A-3565804, US-A-3755433 и US-A-3822209.
Предпочтительными аминами для проведения реакции являются диамин, триамин или полиамин.
Предпочтительными аминами являются диамины, выбранные из этилендиамина, N,N-диметил-1,3-пропандиамина, триаминов и полиаминов, выбранных из диэтилентриамина, триэтилентетрамина, тетраэтиленпентамина, пентаэтиленгексамина и трис(2-аминоэтил)амина.
Реакция амидирования между амином и поли(гидроксикарбоновой кислотой) формулы (I) может быть проведена в соответствии с методиками, которые известны специалистам в данной области техники, при нагревании поли(гидроксикарбоновой кислоты) с амином, необязательно в подходящем углеводородном растворителе, таком как толуол или ксилол, с азеотропной отгонкой образовавшейся воды. Указанная реакция может быть проведена в присутствии катализатора, такого как пара-толуолсульфокислота, ацетат цинка, нафтенат циркония или тетрабутилтитанат.
Производные амидов поли(гидроксикарбоновых кислот) описаны в различных патентных документах.
Например, в GB-A-1373660 раскрыты производные амидов поли(гидроксикарбоновых кислот), полученные из таких аминов как 3-диметиламинопропиламин и этилендиамин, которые применяются в качестве диспергирующих добавок в дисперсиях пигментов в органических жидкостях.
В GB-A-2001083 раскрыты амиды, полученные в результате взаимодействия поли(гидроксикарбоновых кислот) с поли(этиленимином) (ПЭИ), имеющим молекулярную массу (ММ) больше чем 500, для аналогичного применения.
В US-A-5000792 описаны амиды, полученные при взаимодействии поли(гидроксикарбоновых кислот) с аминами формулы NH2-R'-N(R'')-R'''-NH2, которые применяются в качестве диспергирующих добавок для пигментов.
В публикации WOA-95/17473 раскрыты амиды, полученные при взаимодействии поли(гидроксикарбоновых кислот) с такими аминами, как 3-диметиламинопропиламин, этилендиамин, поли(этиленимин) (ПЭИ), имеющий молекулярную массу (ММ) больше чем 500, и аминами формулы NH2-R'-N(R'')-R'''-NH2 для применения в способе получения неводной дисперсии фталоцианина меди.
В US-A-4349389 описаны амиды, являющиеся производными поли(гидроксикарбоновых кислот) и аминов, таких как 3-диметиламинопропиламин, поли(этиленимин) (ПЭИ), имеющий молекулярную массу (ММ) больше чем 500, в качестве диспергирующих добавок при получении дисперсных композиций неорганических пигментов.
В EP-A-0164817 раскрыты амиды, являющиеся производными поли(гидроксикарбоновых кислот) и полиаминов (этилендиамин, диэтилентриамин и др.), аминоспиртов (диэтаноламин, и др.) и производных эфиров полиолов (глицерин, и др.), для использования в качестве поверхностно-активного вещества, подходящего для стабилизации дисперсий твердых веществ в органических жидкостях и эмульсиях масло/вода.
Однако ни в одном из вышеупомянутых патентных документов не описано применение одной или нескольких солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновых кислот), которые раскрыты в композиции смазочного масла, в соответствии с настоящим изобретением.
Промежуточный амид поли(гидроксикарбоновой кислоты), образовавшийся при взаимодействии амина и поли(гидроксикарбоновой кислоты) формулы (I), реагирует с кислотой или кватернизирующим агентом с образованием соли, в соответствии с хорошо известными методами.
Кислоты, которые могут быть использованы для получения соли, могут быть выбраны из органических или неорганических кислот. Указанные кислоты предпочтительно являются серосодержащими органическими или неорганическими кислотами. Кислоты предпочтительно выбирают из серной кислоты, метансульфоновой кислоты и бензолсульфоновой кислоты.
Кватернизирующие агенты, которые могут быть использованы для получения соли, могут быть выбраны из диметилсерной кислоты, диалкилсульфата, содержащего от 1 до 4 атомов углерода, алкилгалогенида, такого как метилхлорид, метилбромид; арилгалогенида, такого как бензилхлорид.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения кватернизирующий агент представляет собой серосодержащий кватернизирующий агент, в частности, диметилсерную кислоту или диалкилсульфат, содержащий от 1 до 4 атомов углерода. Кватернизирующий агент предпочтительно является диметилсульфатом.
Кватернизация является хорошо известным из уровня техники способом. Например, кватернизация с использованием диметилсульфата описана в US-A-3996059, US-A-4349389 и GB-A-1373660.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения одна или несколько солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновых кислот), содержит соединение формулы (III):
где Y представляет собой водород или необязательно замещенную гидрокарбильную группу, A является необязательно замещенной двухвалентной гидрокарбильной группой, n - число от 1 до 100, предпочтительно от 1 до 10, m - число от 1 до 4, q - число от 1 до 4, и p означает целое число, такое чтобы pq=m, Z является необязательно замещенной двухвалентной мостиковой группой, которая присоединена к карбонильной группе через атом азота, R+ означает аммонийную группу и X-q является анионом.
Группа R+ может быть первичной, вторичной, третичной или группой четвертичного аммония. Предпочтительно R+ является группой четвертичного аммония.
В формуле (III) A предпочтительно является двухвалентной гидрокарбильной группой с прямой или разветвленной цепью, как описано выше для формулы (I) и (II).
Другими словами, в формуле (III) A предпочтительно является необязательно замещенной ароматической, алифатической или циклоалифатической двухвалентной гидрокарбильной группой с прямой или разветвленной цепью. Более предпочтительно, A представляет собой ариленовую, алкиленовую или алкениленовую группу, в частности, ариленовую, алкиленовую или алкениленовую группу, содержащую от 4 до 25 атомов углерода, более предпочтительно - от 12 до 20 атомов углерода.
Предпочтительно, в указанном соединении формулы (III), имеются, по меньшей мере, 4 атома углерода, более предпочтительно - от 8 до 14 атомов углерода, которые непосредственно связаны с карбонильной группой и атомом кислорода, принадлежащим гидроксильной группе.
В соединении формулы (III) необязательные заместители в группе A предпочтительно выбирают из гидроксильной, галогено или алкоксигрупп, особенно из С1-С4-алкоксигрупп.
В формуле (III) Y предпочтительно является необязательно замещенной гидрокарбильной группой, как описано выше для формулы (I).
Другими словами, необязательно замещенная гидрокарбильная группа Y в формуле (III) предпочтительно является арилом, алкилом или алкенилом, содержащим до 50 атомов углерода, более предпочтительно - от 7 до 25 атомов углерода. Например, необязательно замещенная гидрокарбильная группа Y может быть выбрана из гептила, октила, ундецила, лаурила, гептадецила, гептадиенила, гептадекадиенила, стеарила, олеила и линолеила.
Другие примеры необязательно замещенной гидрокарбильной группы Y в формуле (III) этого изобретения включают в себя С4-С8-циклоалкилы, такие как циклогексил; полициклоалкилы, такие как полициклические терпенильные группы, которые являются производными кислот естественного происхождения, таких как абиетиновая кислота; арилы, такие как фенил; аралкилы, такие как бензил; и полиарилы, такие как нафтил, бифенил, стильбенил и фенилметилфенил.
В соответствии с настоящим изобретением необязательно замещенная гидрокарбильная группа Y в формуле (III) может содержать одну или несколько функциональных групп, таких как карбонил, карбоксил, нитро, гидрокси, галогено, алкокси, амино, предпочтительно третичный амино (без N-H связей), окси, циано, сульфонил и сульфоксил. Большая часть атомов, отличных от водорода, в замещенных гидрокарбильных группах обычно представляет собой углерод, причем гетероатомы (например, кислород, азот и сера) обычно составляют лишь небольшое количество, приблизительно 33% или меньше, от всех присутствующих неводородных атомов.
Специалистам в данной области техники понятно, что функциональные группы, такие как гидрокси, галогено, алкокси, нитро и циано, в замещенной гидрокарбильной группе Y будут замещать один из атомов водорода в гидрокарбильной группе, в то время как такие функциональные группы как карбонил, карбоксил, третичная амино (-N-), окси, сульфонил и сульфоксил в замещенной гидрокарбильной группе будут замещать фрагменты -CH- или -CH2- в гидрокарбиле.
Более предпочтительно гидрокарбильная группа Y в формуле (III) является незамещенной или замещенной группой, выбранной из гидрокси, галогено или алкокси-группы, еще более предпочтительно - С1-С4алкокси-группы.
Наиболее предпочтительно, необязательно замещенная гидрокарбильная группа Y в формуле (III) представляет собой стеарильную группу, 12-гидроксистеарильную группу, олеильную группу, 12-гидроксиолеильную группу или группу натурального масла, такую как жирная кислота таллового масла.
В формуле (III) Z предпочтительно представляет собой необязательно замещенную двухвалентную мостиковую группу, представленную формулой (IV)
где R1 означает водород или гидрокарбильную группу, и В является необязательно замещенной алкиленовой группой.
Примеры гидрокарбильных групп, которые обозначены как R1, включают в себя метил, этил, н-пропил, н-бутил и октадецил.
Примеры необязательно замещенных алкиленовых групп, которые обозначены как В, включают в себя этилен, триметилен, тетраметилен и гексаметилен.
Примеры предпочтительных фрагментов Z в формуле (III) включают -NHCH2CH2-, -NHCH2C(CH3)2CH2- и -NH(CH2)3-.
Предпочтительно, группа R+ может быть представлена формулой (V)
где R2, R3 и R4 могут быть выбраны из водорода и алкильных групп, таких как метил.
Предпочтительно, анион Xq- соединения формулы (III) является серосодержащим анионом. Более предпочтительно, указанный анион выбирают из сульфат- и сульфонат-анионов.
Одна или несколько солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновых кислот), присутствует в композиции смазочного масла в соответствии с настоящим изобретением в предпочтительном количестве, находящемся в диапазоне от 0,1 до 10,0 мас.%, более предпочтительно - в количестве, находящемся в диапазоне от 0,1 до 5,0 мас.% и наиболее предпочтительно - в количестве, находящемся в диапазоне от 0,2 до 4,0 мас.%, в расчете на суммарный вес композиции смазочного масла.
Предпочтительными солями, представляющими собой производные амидов поли(гидроксикарбоновых кислот), согласно настоящему изобретению являются соли, которые имеют значение TBN (общее основное число) меньше чем 10 мг КОН/г, измеренное в соответствии со стандартом ASTM D 4739. Более предпочтительно, каждая соль, представляющая собой производное амида поли(гидроксикарбоновой кислоты), имеет величину TBN меньше чем 5 мг КОН/г, наиболее предпочтительно - 2 мг КОН/г или меньше, измеренную в соответствии со стандартом ASTM D 4739.
Примерами солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновых кислот), которые являются коммерчески доступными, являются, например, соли, выпускаемые фирмой Lubrizol под торговым обозначением "SOLSPERSE 17000" (продукт взаимодействия поли(12-гидроксистеариновой кислоты) с N,N-диметил-1,3-пропандиамином и диметилсульфатом) и соли, выпускаемые под торговыми обозначениями "CH-5" и "CH-7" фирмой Shanghai Sanzheng Polymer Company.
Одна или несколько противоизносных присадок в составе композиции смазочного масла согласно настоящему изобретению предпочтительно присутствуют в количестве, находящемся в интервале от 0,01 до 10,0 мас.%, в расчете на суммарный вес композиции смазочного масла.
Предпочтительно одна или несколько противоизносных присадок, входящих в состав композиции смазочного масла согласно настоящему изобретению, может содержать дитиофосфаты цинка. Каждый дитиофосфат цинка может быть выбран из диалкил-, диарил- или алкиларил-дитиофосфатов цинка.
Предпочтительные дитиофосфаты цинка могут быть представлены формулой (VI):
где R5-R8 могут быть одинаковыми или различными, и каждый представляет собой первичную алкильную группу, содержащую от 1 до 20 атомов углерода, предпочтительно, от 3 до 12 атомов углерода, вторичную алкильную группу, содержащую от 3 до 20 атомов углерода, предпочтительно, от 3 до 12 атомов углерода, арильную группу или арильную группу, замещенную алкильной группой, причем указанный алкильный заместитель содержит от 1 до 20 атомов углерода, предпочтительно, от 3 до 18 атомов углерода.
Соединения дитиофосфата цинка, в которых все радикалы R5-R8 отличаются друг от друга, могут быть использованы индивидуально или в смеси с дитиофосфатными соединениями цинка, в которых все радикалы R5-R8 являются одинаковыми.
Предпочтительно каждый дитиофосфат цинка, используемый согласно настоящему изобретению, представляет собой диалкилдитиофосфат цинка.
Примеры дитиофосфатов цинка, которые являются коммерчески доступными, включают в себя продукты, выпускаемые фирмой Lubrizol Corporation под торговыми обозначениями "Lz 677A", "Lz 1095", "Lz 1097", "Lz 1370", "Lz 1371", "Lz 1373" и "Lz 1395", продукты, выпускаемые фирмой Chevron Oronite под торговыми обозначениями "OLOA 260';, "OLOA 262", "OLOA 267" и "OLOA 269R", а также продукты, выпускаемые фирмой Afton Chemical под торговыми обозначениями "HITEC 7169"и"HITEC 7197".
Композиция смазочного масла согласно настоящему изобретению, предпочтительно, содержит дитиофосфаты цинка, находящиеся в диапазоне от 0,01 до 10,0 мас.%, в расчете на суммарный вес композиции смазочного масла.
В композиции смазочного масла в соответствии с настоящим изобретением при необходимости могут быть использованы дополнительные или альтернативные противоизносные присадки.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения композиция смазочного масла дополнительно содержит одну или несколько моющих присадок (детергентов), в частности, одну или несколько салицилатных, фенолятных или сульфонатных моющих присадок.
Указанные моющие присадки предпочтительно выбирают из салицилатов, фенолятов или сульфонатов щелочных или щелочноземельных металлов. Особенно предпочтительными являются салицилаты, феноляты или сульфонаты кальция и магния.
Указанные моющие присадки предпочтительно используют в количестве, находящемся в диапазоне от 0,05 до 12,5 мас.%, более предпочтительно - в диапазоне от 1,0 до 9,0 мас.% и, наиболее предпочтительно - в диапазоне от 2,0 до 5,0 мас.%, в расчете на суммарный вес композиции смазочного масла.
Отсутствуют какие-либо конкретные ограничения относительно выбора базового масла, используемого в настоящем изобретении, и могут быть использованы различные традиционно известные минеральные и синтетические масла.
Базовое масло в составе композиции смазочного масла согласно настоящему изобретению может содержать смеси одного или нескольких минеральных масел и/или одного или нескольких синтетических масел.
Минеральные масла включают в себя жидкие нефтяные масла и обработанные растворителем или кислотой минеральные смазочные масла парафинового, нафтенового или смешанного парафиново/нафтенового типа, которые могут быть дополнительно очищены с использованием процессов гидроочистки и/или депарафинизации.
Нафтеновые базовые масла имеют низкий индекс вязкости (ИВ) (обычно 40-80) и низкую температуру потери текучести. Такие базовые масла получаются из сырья, обогащенного нафтенами и имеющего низкое содержание парафинов, и они применяются, главным образом, для получения смазок, в которых важными показателями являются цвет и стабильность цвета, а ИВ и устойчивость к окислению имеют вторичное значение.
Парафиновые базовые масла имеют более высокий индекс вязкости (обычно >95) и повышенную температуру потери текучести. Указанные базовые масла получаются из сырья, обогащенного парафиновыми углеводородами, и они применяются для получения смазок, в которых важными показателями являются ИВ и устойчивость к окислению.
Базовые масла, полученные в соответствии с методом Фишера-Тропша, можно использовать в качестве базовых масел в составе композиции смазочного масла согласно настоящему изобретению, например, базовые масла, полученные в синтезе Фишера-Тропша, описанные в EP-A-0776959, EP-A-0668342, WO-A-97/21788, WO-A-00/15736, WO-A-00/14188, WO-A-00/14187, WO-A-00/14183, WO-A-00/14179, WO-A-00/08115, WO-A-99/41332, EP-A-1029029, WO-A-01/18156 и WO-A-01/57166.
В процессах синтеза молекулы продукта образуются из более простых веществ, или их структура модифицируется с целью получения требуемых определенных свойств.
Синтетические масла включают в себя углеводородные масла, такие как олефиновые олигомеры (РАО), эфиры двухосновных кислот, сложные эфиры полиолов и депарафинизированный рафинат. Также могут быть использованы синтетические углеводородные базовые масла, выпускаемые фирмой Shell Group под обозначением "XHVI" (товарный знак).
Предпочтительно базовое смазочное масло состоит из минеральных масел и/или синтетических масел, которые содержат более чем 80 мас.% насыщенных соединений, предпочтительно, более чем 90 мас.%, что соответствует значениям, измеренным в соответствии со стандартом ASTM D2007.
Также предпочтительно, чтобы базовое смазочное масло содержало меньше чем 1,0 мас.%, предпочтительно меньше чем 0,1 мас.% серы, в расчете на элементарную серу, при измерении в соответствии со стандартом ASTM D2622, ASTM D4294, ASTM D4927 или ASTM D3120.
Предпочтительно индекс вязкости базового смазочного масла составляет более чем 80, более предпочтительно более чем 120, и измеряется в соответствии со стандартом ASTM D2270,
Общее количество базового смазочного масла в составе композиции смазочного масла согласно настоящему изобретению, предпочтительно, находится в диапазоне от 60 до 92 мас.%, более предпочтительно - в диапазоне от 75 до 90 мас.% и наиболее предпочтительно - в диапазоне от 75 до 88 мас.%, в расчете на суммарный вес композиции смазочного масла.
Предпочтительно композиция смазочного масла имеет кинематическую вязкость, находящуюся в диапазоне от 2 до 80 мм2/с при 100°C, более предпочтительно - в диапазоне от 3 до 70 мм2/с, наиболее предпочтительно - в диапазоне от 4 до 50 мм2/с.
Композиция смазочного масла согласно настоящему изобретению может также содержать дополнительные присадки, такие как антиоксиданты, диспергирующие агенты, модификаторы трения, присадки, улучшающие индекс вязкости, присадки, снижающие температуру потери текучести, ингибиторы коррозии, противопенные присадки и агенты уплотнения или совместимости неподвижного соединения.
Антиоксиданты, которые могут быть использованы, включают в себя антиоксиданты, выбранные из группы аминных антиоксидантов и/или фенольных антиоксидантов.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения антиоксиданты присутствуют в количестве, находящемся в диапазоне от 0,1 до 5,0 мас.%, более предпочтительно - в диапазоне от 0,3 до 3,0 мас.%, и наиболее предпочтительно - в диапазоне от 0,5 до 1,5 мас.%, в расчете на суммарный вес композиции смазочного масла.
Примеры аминных антиоксидантов, которые могут быть использованы, включают алкилированные дифениламины, фенил-α-нафтиламины, фенил-β-нафтиламины и алкилированные α-нафтиламины.
Предпочтительные аминные антиоксиданты включают диалкилдифениламины, такие как п,п'-диоктилдифениламин, п,п'-ди-α-метилбензилдифениламин и N-п-бутилфенил-N-п'-октилфениламин, моноалкилдифениламины, такие как моно-трет-бутилдифениламин и монооктилдифениламин, бис(диалкилфенил)амины, такие как ди-(2,4-диэтилфенил)-амин и ди(2-этил-4-нонилфенил)амин, алкилфенил-1-нафтиламины, такие как октилфенил-1-нафтиламин и н-(трет-)додецилфенил-1-нафтиламин, 1-нафтиламин, арилнафтиламины, такие как фенил-1-нафтиламин, фенил-2-нафтиламин, N-гексилфенил-2-нафтиламин и N-октилфенил-2-нафтиламин, фенилендиамины, такие как N,N'-диизопропил-п-фенилендиамин и N, N'-дифенил-п-фенилендиамин и фенотиазины, такие как фенотиазин и 3,7-диоктилфенотиазин.
Предпочтительные аминные антиоксиданты включают антиоксиданты, которые поступают на рынок под торговыми наименованиями: "Sonoflex OD-3" (производится фирмой Seiko Kagaku Co.), "Irganox L-57" (производится фирмой Ciba Specialty Chemicals Co.) и фенотиазин (производится фирмой Hodogaya Kagaku Co.).
Примеры фенольных антиоксидантов, которые могут быть использованы, включают разветвленные C7-C9алкиловые эфиры 3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидроксибензолпропановой кислоты, 2-трет-бутилфенол, 2-трет-бутил-4-метилфенол, 2-трет-бутил-5-метилфенол, 2,4-ди-трет-бутилфенол, 2,4-диметил-6-трет-бутилфенол, 2-трет-бутил-4-метоксифенол, 3-трет-бутил-4-метоксифенол, 2,5-ди-трет-бутилгидрохинон, 2,6-ди-трет-бутил-4-алкилфенолы, такие как 2,6-ди-трет-бутилфенол, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол и 2,6-ди-трет-бутил-4-этилфенол, 2,6-ди-трет-бутил-4-алкоксифенолы, такие как 2,6-ди-трет-бутил-4-метоксифенол и 2,6-ди-трет-бутил-4-этоксифенол, 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилмеркаптооктилацетат, алкил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионаты, такие как н-октадецил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат, н-бутил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат и 2'-этилгексил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат, 2,6-ди-трет-бутил-α-диметиламино-п-крезол, 2,2'-метилен-бис(4-алкил-6-трет-бутилфенол), такой как 2,2'-метиленбис(4-метил-6-трет-бутилфенол и 2,2-метиленбис(4-этил-6-трет-бутилфенол), бисфенолы, такие как 4,4'-бутилиден-бис(3-метил-6-трет-бутилфенол, 4,4'-метилен-бис(2,6-ди-трет-бутилфенол), 4,4'-бис(2,6-ди-трет-бутилфенол), 2,2-(ди-п-гидроксифенил)пропан, 2,2-бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропан, 4,4'-циклогексилиденбис-(2,6-трет-бутилфенол), гексаметиленгликоль-бис[3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат], триэтиленгликоль-бис[3-(3-трет-бутил-4-гидрокси-5-метилфенил)пропионат], 2,2'-тио-[диэтил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат], 3,9-бис{1,1-диметил-2-[3-(3-трет-бутил-4-гидрокси-5-метилфенил)пропионилокси]этил}-2,4,8,10-тетраоксаспиро-[5,5]ундекан, 4,4'-тиобис(3-метил-6-трет-бутилфенол) и 2,2'-тиобис(4,6-ди-трет-бутилрезорцинол), полифенолы, такие как тетракис[метилен-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат]метан, 1,1,3-трис(2-метил-4-гидрокси-5-трет-бутилфенил)бутан, 1,3,5-триметил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)бензол, гликолевый эфир бис[3,3'-бис(4'-гидрокси-3'-трет-бутилфенил)бутановой кислоты], 2-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)метил-4-(2'',4''-ди-трет-бутил-3''-гидроксифенил)метил-6-трет-бутилфенол и 2,6-бис(2,-гидрокси-3'-трет-бутил-5'-метилбензил)-4-метилфенол, и продукты конденсации п-трет-бутилфенола с формальдегидом и п-трет-бутилфенола с ацетальдегидом.
Предпочтительные фенольные антиоксиданты включают антиоксиданты, которые поступают на рынок под торговыми наименованиями: "Irganox L-135" (производится фирмой Ciba Specialty Chemicals Co.), "Yoshinox SS" (производится фирмой Yoshitomi Seiyaku Co.), "Antage W-400" (производится фирмой Kawaguchi Kagaku Co.), "Antage W-500" (производится фирмой Kawaguchi Kagaku Co.), "Antage W-300" (производится фирмой Kawaguchi Kagaku Co.), "Irganox L-109" (производится фирмой Ciba Speciality Chemicals Co.), "Tominox 917" (производится фирмой Yoshitomi Seiyaku Co.), "Irganox L-115" (производится фирмой Ciba Speciality Chemicals Co.), "Sumilizer GA80" (производится фирмой Sumitomo Kagaku), "Antage RC" (производится фирмой Kawaguchi Kagaku Co.), "Irganox L-101" (производится фирмой Ciba Speciality Chemicals Co.), "Yoshinox 930" (производится фирмой Yoshitomi Seiyaku Co.).
Композиция смазочного масла в соответствии с настоящим изобретением может содержать смеси одного или нескольких фенольных антиоксидантов с одним или несколькими аминными антиоксидантами.
Кроме того, композиция смазочного масла в соответствии с настоящим изобретением может содержать беззольные диспергирующие агенты, которые предпочтительно примешивают в количестве, находящемся в диапазоне от 5 до 15 мас.%, в расчете на суммарный вес композиции смазочного масла.
Примеры беззольных диспергирующих агентов, которые могут быть использованы, включают полиалкенилсукцинимиды и эфиры полиалкенилянтарной кислоты, раскрытые в выложенных заявках на патент Японии № JP 53-050291 A, JP 56-120679 A, JP 53-056610 A и JP 58-171488 A. Предпочтительными диспергирующими агентами являются борированные сукцинимиды.
Примеры присадок, улучшающих индекс вязкости, которые могут быть использованы в композиции смазочного масла согласно настоящему изобретению, включают стирол-бутадиеновые сополимеры, звездчатые стирол-изопреновые сополимеры, полиметакрилатные сополимеры и этилен-пропиленовые сополимеры. В композиции смазочного масла согласно настоящему изобретению могут быть использованы диспергирующие присадки, улучшающие индекс вязкости.
Такие присадки, улучшающие индекс вязкости, могут быть использованы в количестве, находящемся в диапазоне от 1 до 20 мас.%, в расчете на суммарный вес композиции смазочного масла.
Полиметакрилаты могут быть использованы в композиции смазочного масла согласно настоящему изобретению в качестве эффективного средства снижения температуры потери текучести.
Кроме того, такие соединения как алкенилянтарная кислота или ее эфирные производные, соединения на основе бензотриазола и соединения на основе тиодиазола, могут быть использованы в композиции смазочного масла в соответствии с настоящим изобретением в качестве ингибиторов коррозии.
Такие соединения, как полисилоксаны, диметилполициклогексан и полиакрилаты могут быть использованы в композиции смазочного масла согласно настоящему изобретению в качестве противопенных присадок.
Соединения, которые могут быть использованы в композиции смазочного масла в соответствии с настоящим изобретением в качестве агентов уплотнения или совместимости неподвижного соединения, включают, например, коммерчески доступные сложные ароматические эфиры.
Композиции смазочного масла в соответствии с настоящим изобретением могут быть получены путем смешивания с минеральным и/или синтетическим базовым маслом одной или нескольких противоизносных присадок, одной или нескольких солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновых кислот), и необязательно, одной или нескольких моющих присадок и дополнительных присадок, которые обычно находятся в композиции смазочного масла, например, как описано выше.
Кроме того, настоящее изобретение дополнительно обеспечивает способ уменьшения отложений в двигателе внутреннего сгорания, который включает в себя смазывание двигателя внутреннего сгорания композицией смазочного масла, охарактеризованной выше.
Кроме того, настоящее изобретение также обеспечивает применение композиции смазочного масла, охарактеризованной выше, для того чтобы уменьшить отложения в двигателе внутреннего сгорания.
В частности, в соответствии с настоящим изобретением разработан способ подавления загрязнения двигателя внутреннего сгорания и/или улучшения очищающих характеристик при уменьшении таких отложений, как шлам и нагар.
Таким образом, настоящее изобретение дополнительно обеспечивает применение композиции смазочного масла, охарактеризованной выше, с целью подавления загрязнения двигателя внутреннего сгорания и/или улучшения очищающих характеристик при уменьшении таких отложений, как шлам и нагар, в двигателе внутреннего сгорания.
Кроме того, разработан способ смазывания двигателя внутреннего сгорания, который заключается во введении в двигатель композиции смазочного масла, охарактеризованной выше.
Ниже настоящее изобретение описано со ссылкой на примеры, которые никоим образом не предусматривают ограничения объема настоящего изобретения.
Примеры
Композиции смазочного масла
В таблицах 1 и 2 приведены композиции смазочного масла, которые были подвергнуты тестированию.
Соли, представляющие собой производные амидов поли(гидроксикарбоновых кислот), соответствующие настоящему изобретению, которые были использованы при тестировании, представляют собой коммерческие продукты, выпускаемые фирмой Lubrizol под торговым наименованием "SOLSPERSE 17000" (продукт взаимодействия поли(12-гидроксистеариновой кислоты) N,N-диметил-1,3-пропандиамином и диметилсульфатом) и выпускаемые фирмой Shanghai Sanzheng Polymer Company под торговыми наименованием "СН-7".
Продукты "SOLSPERSE 17000" и "СН-7" имеют значения TBN, приблизительно равные 2,0 мг КОН/г и 1,9 мг КОН, соответственно, при измерении в соответствии со стандартом ASTM D 4739. Кроме того, продукты "SOLSPERSE 17000" и "СН-7" имеют содержание серы приблизительно равное 0,89 мас.% и 0,86 мас.%, соответственно, при измерении в соответствии со стандартом ICP-AES.
Продукт, выбранный для проведения сравнительных тестов, представляет собой производное поли(гидроксикарбоновой кислоты), которое не является продуктом согласно настоящему изобретению. Указанный сравнительный продукт является коммерчески доступным и производится фирмой Lubrizol под торговым наименованием "SOLSPERSE 11200". Этот продукт "SOLSPERSE 11200" имеет значение TBN, приблизительно равное 35 мг КОН/г, при измерении в соответствии со стандартом ASTM D 4739 и содержание серы равное менее 0,01 мас.%, при измерении методом ICP-AES.
Состав сравнительного примера 1 в таблице 1 представляет собой коммерческое моторное масло, которое содержит базовое масло API Группы I, присадку, снижающую температуру потери текучести, модификатор вязкости, противопенный агент, традиционный пакет присадок, содержащий сульфонатные и фенолятные очищающие присадки, имеющие значения TBN, находящиеся в диапазоне от 30 до 350 мг КОН/г, сукцинимидный диспергирующий агент PIB и дитиофосфат цинка, а также масляный разбавитель. Указанный состав также используют в качестве основы для составов в примерах 2 и 3.
Состав сравнительного примера 3 в таблице 2 представляет собой коммерческое моторное масло, которое содержит базовое масло, дитиофосфат цинка в качестве противоизносной присадки, и традиционные присадки смазочного масла, и которое производится группой Shell под торговым наименованием моторного масла "HELIX". Указанный состав также используют в качестве основы для состава в примере 4.
| Таблица 1 | |||||
| Присадка (мас.%) | Пример 1 | Пример 21 | Пример 31 | Сравнительный пример 12 | Сравнительный пример 2 |
| Противопенный агент | - | 10 ч/млн | 10 ч/млн | 10 ч/млн | - |
| Пакет присадок | - | 11,3 | 11,3 | 11,3 | - |
| Присадка, снижающая температуру потери текучести | - | 0,15 | 0,15 | 0,15 | - |
| Модификатор вязкости | - | 6,2 | 6,2 | 6,2 | - |
| Продукт "SOLSPERSE 17000" | 3,0 | 3,0 | - | - | - |
| Продукт "SOLSPERSE 11200" | - | - | - | - | 3,0 |
| Продукт "СН-7" | 3,0 | - | |||
| Базовое масло API Группы I | 97,0 | 79,35 | 79,35 | 82,35 | 97,0 |
| Всего | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 1 Композиция смазочного масла из сравнительного примера 1 с дополнительной добавкой продуктов "SOLSPERSE 17000" или "СН-7". | |||||
| 2 Коммерчески доступное моторное масло, включающее традиционный пакет присадок, содержащий сульфонатные и фенолятные очищающие присадки, имеющие значения TBN, находящиеся в диапазоне от 30 до 350 мг КОН/г, сукцинимидный диспергирующий агент PIB и дитиофосфат цинка, а также масляный разбавитель. |
| Таблица 2 | ||
| Состав/присадка (мас.%) | Пример 4 | Сравнительный пример 3 |
| Коммерчески доступное моторное масло, выпускаемое группой Shell под торговым наименованием моторного масла "HELIX" | 97,0 | 100,0 |
| Присадка "СН-7" | 3,0 | - |
| Всего | 100 | 100 |
Модифицированный последовательный VG тест
Модифицированный последовательный VG тест проводят следующим образом:
1. Этап "накопления загрязнений" осуществляют в соответствии со стандартом ASTM D6593, с использованием нового VG двигателя и стандартного масла для "накопления загрязнений", которое представляет собой масло, соответствующее техническим условиям API SF, со следующими модификациями:
a. Проводят промежуточную оценку шлама с правой стороны двигателя каждые 24 часа на крышке клапана, колпаке кулачка и экране эксцентрика.
b. Каждые 24 часа эти три детали фотографируют.
c. Тестирование продолжают до тех пор, пока на одной из деталей не накопится достаточно шлама и нагара, чтобы достичь оценки, приблизительно равной 7. Время, необходимое для достижения этой оценки (~7), приблизительно составляет от 216 до 288 часов.
2. В конце этапа "накопления загрязнений" сливают "загрязненное" стандартное масло. Затем заменяют стандартное масло с "накопленными загрязнениями" на композицию смазочного масла, которая будет подвергнута тестированию, и двигатель подготовлен для проведения второго этапа тестирования.
3. Вторую часть тестирования, фазу "промывки", проводят точно таким же образом, как фазу "накопления загрязнений" обычно в течение 216 часов. В течение тестирования каждые 24 часа регистрируют оценки и делают фотографии загрязнений.
4. Для композиции смазочного масла, подвергнутой тестированию, наблюдается тенденция к проявлению изначального "очищающего" действия, с последующей "непрерывной очисткой". Для композиции смазочного масла, подвергнутой тестированию, средняя оценка существенно возрастает в течение первых 24 часов этапа "промывки", причем окончательная оценка (через 216 часов) становится выше, чем эта оценка "после очистки".
Стендовый отборочный тест
Стендовый отборочный тест был проведен для того, чтобы продемонстрировать контроль за отложениями, конкретно в связи со способностью смазочного масла "смывать" шлам в реальном двигателе, а не простое "поддержание чистоты".
1. Экран эксцентрика извлекают из VG двигателя после проведения этапа накопления загрязнений в Модифицированном последовательном VG тесте, который описан выше.
2. Из экрана эксцентрика нарезают образцы размером 1 см × 1 см с использованием рычажного пресса для того, чтобы предотвратить загрязнение от смазочно-охлаждающей жидкости.
3. Образцы экрана эксцентрика погружают в композиции смазочного масла, которые подвергают тестированию, позволяют маслу стекать до проведения оценки исходной чистоты от шлама и нагара и каждый образец фотографируют.
4. Затем образцы экрана эксцентрика суспендируют в композиции смазочного масла, подлежащей тестированию (100 г). После этого композиции смазочного масла перемешивают и выдерживают при 80°C в течение периода до 14 суток.
5. В промежуточные временные интервалы регистрируют показатели чистоты и делают фотографии для того, чтобы оценить эксплуатационные характеристики тестируемых композиций смазочного масла.
Показатель 10,0 означает, что образец является совершенно чистым, без какого-либо шлама или нагара на образце.
Результаты и их обсуждение
Представленные в таблицах 1 и 2 составы тестируют с использованием вышеупомянутых тестов. Полученные результаты тестов подробно изложены ниже. Тестирование с использованием стендовых отборочных тестов
(i) Композиции смазочного масла из примера 1 и сравнительных примеров 1 и 2 подвергают тестированию с использованием стендовых отборочных тестов.
Показатели чистоты для композиций смазочного масла из примера 1 и сравнительного примера 2 регистрируют и сопоставляют с показателями для полного состава композиции смазочного масла из сравнительного примера 1 в следующие периоды времени: 0, 3, 7 и 15 суток.
Показатели чистоты приведены в таблице 3.
| Таблица 3 | ||||
| Пример | Показатели чистоты, зарегистрированные, спустя: | |||
| 0 суток | 3 суток | 7 суток | 15 суток | |
| Пример 1 | 8,24 | 10,00 | 10,00 | 10,00 |
| Сравнительный пример 1 | 9,23 | 9,65 | 9,70 | 9,75 |
| Сравнительный пример 2 | 9,18 | 9,37 | 9,48 | 9,48 |
На рисунке 1 графически показано увеличение показателя чистоты (в %) по сравнению с исходным показателем чистоты (0 суток) по результатам, приведенным в таблице 3.
Данные, приведенные в таблице 3, и рисунок 1 демонстрируют, что композиция смазочного масла из примера 1 обладает отличной очищающей эксплуатационной характеристикой. В частности, эта композиция обладает способностью очищать шлам, а также нагар с образца экрана эксцентрика.
Анализ показателей чистоты показывает, что, несмотря на худший исходный показатель чистоты для образца экрана эксцентрика, обработанного составом из примера 1, композиция смазочного масла согласно изобретению обеспечивает быстрое достижение оценки 10, что соответствует совершенно чистому экрану эксцентрика.
(ii) Композиции смазочного масла из примеров 2 и 3 и сравнительного примера 1 подвергают тестированию с использованием стендового отборочного теста.
Показатели чистоты для композиций смазочного масла из примеров 2 и 3 регистрируют и сопоставляют с показателями для полного состава композиции смазочного масла из сравнительного примера 1 в следующие периоды времени: 0, 2, 4 и 11 суток.
Показатели чистоты приведены в таблице 4.
| Таблица 4 | ||||
| Пример | Показатели чистоты, зарегистрированные, спустя: | |||
| 0 суток | 2 суток | 4 суток | 11 суток | |
| Пример 2 | 8,24 | 8,27 | 9,05 | 9,40 |
| Пример 3 | 8,24 | 8,82 | 9,02 | 9,55 |
| Сравнительный пример 1 | 8,24 | 8,24 | 8,24 | 8,30 |
На рисунке 2 графически показано увеличение показателя чистоты (в %) по сравнению с исходным показателем чистоты (0 суток) по результатам, приведенным в таблице 4.
Данные, приведенные в таблице 4, и рисунок 2 демонстрируют, что очищающие эксплуатационные характеристики композиций смазочного масла из примеров 1 и 2 выше, чем характеристики коммерческого моторного масла из сравнительного примера 1. Испытание с использованием модифицированного последовательного VG теста Композиции смазочного масла из примера 4 и сравнительного примера 3 подвергают тестированию с использованием модифицированного последовательного теста в VG двигателе, как описано выше. Показатели чистоты приведены в таблице 5.
| Таблица 5 | ||
| Время, часы | Оценка чистоты | |
| Сравнительный пример 3 | Пример 4 | |
| 0,00 | 8,08 | 6,76 |
| 24,00 | 8,64 | 6,94 |
| 48,00 | 8,65 | 7,40 |
| 72,00 | 8,65 | 7,48 |
| 96,00 | 8,60 | 7,32 |
| 120,00 | 8,72 | 7,51 |
| 144,00 | 8,74 | 7,80 |
| 168,00 | 8,74 | 7,82 |
| 192,00 | 8,72 | 7,84 |
| 216,00 | 8,65 | 7,83 |
Композиция смазочного масла из сравнительного примера 3 представляет собой коммерческое моторное масло, которое производит группа Shell под торговым наименованием моторное масло "HELIX", в то время как композиция смазочного масла из примера 4 имеет тот же состав, но в который добавлены 3,0 мас.% продукта "СН-7".
На рисунке 3 графически показано увеличение показателя чистоты (в %) по сравнению с исходным показателем чистоты (0 суток) по результатам, приведенным в таблице 5.
Результаты модифицированного последовательного VG теста с усиленным составом из примера 4 демонстрируют, что указанный состав обладает улучшенной очищающей эксплуатационной характеристикой, по сравнению со стандартным составом из сравнительного примера 3 по показателям изменения средней оценки эксплуатационной характеристики деталей двигателя.
Средний показатель качества очистки в конце испытания для композиции смазочного масла из сравнительного примера 3 составляет 0,57, в то время как средний показатель качества очистки в конце испытания для усиленной композиции смазочного масла из примера 4 составляет 1,07.
1. Композиция смазочного масла, содержащая базовое смазочное масло и одну или несколько солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновой кислоты), полученных путем взаимодействия амина и поли(гидроксикарбоновой кислоты) формулы (I)
где Y означает водород или необязательно замещенную гидрокарбильную группу, A является необязательно замещенной двухвалентной гидрокарбильной группой, и n означает число от 1 до 100, предпочтительно от 1 до 10, с кислотой или кватернизирующим агентом,
в которой одна или несколько солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновой кислоты), имеют величину TBN (общее основное число) меньше чем 10 мг КОН/г.
2. Композиция смазочного масла по п.1, в которой поли(гидроксикарбоновую кислоту) выбирают из поли(гидроксистеариновой кислоты) и поли(гидроксиолеиновой кислоты).
3. Композиция смазочного масла по п.1 или 2, в которой амин представляет собой диамин, выбранный из этилендиамина и N,N-диметил-1,3-пропандиамина.
4. Композиция смазочного масла по п.1 или 2, в которой кислота является органической или неорганической кислотой, предпочтительно серосодержащей органической или неорганической кислотой.
5. Композиция смазочного масла по п.1 или 2, в которой кватернизирующий агент является серосодержащим кватернизирующим агентом, предпочтительно диалкилсульфатом, содержащим от 1 до 4 атомов углерода.
6. Композиция смазочного масла по п.1, в которой одна или несколько солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновой кислоты), содержит соединение формулы (III):
[Y-CO[O-A-CO]n-Z-R+]mpXq- (III),
где Y представляет собой водород или необязательно замещенную гидрокарбильную группу, А является необязательно замещенной двухвалентной гидрокарбильной группой, n означает число от 1 до 100, предпочтительно от 1 до 10, m означает число от 1 до 4, q означает число от 1 до 4, и p означает целое число, такое чтобы pq=m, Z является необязательно замещенной двухвалентной мостиковой группой, которая присоединена к карбонильной группе через атом азота, R+ означает аммонийную группу, и Xq- является анионом.
7. Композиция смазочного масла по п.6, в которой анион выбирают из сульфатного и сульфонатного анионов.
8. Композиция смазочного масла по п.1 или 2, в которой одна или несколько солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновой кислоты), присутствует в количестве, находящемся в диапазоне от 0,1 до 10,0 мас.%, в расчете на суммарный вес композиции смазочного масла.
9. Композиция смазочного масла по п.1 или 2, дополнительно содержащая одну или несколько моющих присадок, выбранных из салицилатов, фенолятов или сульфонатов щелочных или щелочноземельных металлов.
10. Композиция смазочного масла по п.1 или 2, в которой одна или несколько солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновой кислоты), имеют содержание серы в диапазоне от 0,1 до 2,0 мас.%, в расчете на суммарный вес солей, представляющих собой производные амидов поли(гидроксикарбоновой кислоты).
11. Способ уменьшения отложений в двигателе внутреннего сгорания, включающий смазывание двигателя внутреннего сгорания композицией смазочного масла, охарактеризованной в любом из пп.1-10.
12. Применение композиции смазочного масла по любому из пп.1-10 для уменьшения отложений в двигателе внутреннего сгорания.
