Смазочная композиция для двигателей внутреннего сгорания

Изобретение рассматривает улучшенный смазочный состав, предназначенный для применения в двигателях внутреннего сгорания (ДВС).В настоящее время в технике, как известно, используются синтетические базовые масла для создания смазочных составов односортового и многосортового типов. В этом отношении синтетические базовые компоненты обладают способностью устранения либо по крайней мере снижения недостатков, свойственных использованию только минеральных базовых масел, применение которых требует присутствия в составе фракций с высокой текучестью для достижения заданной вязкости при низких температурах и ограничения летучести введения относительно высокого содержания присадок, улучшающих индекс вязкости и исходный показатель /1, а также других присадок для обеспечения удовлетворения всех других требовании. предъявляемых к смазхам.смазочные составы должны обладать впол не определенными характеристиками. а ИМЕННО термической СТЭБИПЬНОСТЫО. УСТОЙЧИВОСТЫО К ОКИСПЕНИЮ. НИЗКОЙ ПВГуЧЕСТЬЮ И такой температурыо-пязкостной характеристикой, которая обеспечивала бы холодный запуск и хорошо смазку ДВС при максимапьных рабочих температурах.Известные смазочные составы. отвечающие этим требованиям, включают высокомолекулярные диалкилкарбонаты в комбинации с минеральным маслом и обычными присадками. Эти составы обладают рядом преимуществ по сравнению с составами, базирующимися на карбоксильных сложных эфирах, причем эти преимущества заключаются в повышенной термической, ГИДПОЛИТИЧВСКОЙ И противоокислительнойстабильности. В частности, известна смазочная композиция. представляющая собой продукт переэтерификации низшего диалкипкарбоната со смесью(Сто-Ств)оксоспир тов, функциональные присадки и базовое масло (1).В последнее время открыт класс высокомолекулярных алкилкарбонатов. обеспечивающих улучшение реологических характеристик и рабочих характеристик ДВС. использующих содержащие эти компоненты и делающих весьма желательным применение высококачественных смазочных составов для четырехтактных бензиновых и дизельных двигателей. В соответствии с изложенным в изобретении предлагаются к использованию смазочные составы. включающиее) 045 присадок, улучшающих индекс вязкости в депрессорные свойства, причем указанные составы с компонентом по п.С-.который является продуктом переэтерифиткации низкомолекулярного диалкилкарбоната со спиртовой смесью, содержащей, по крайней мере. до 98 мас.ч. апифатических спиртов с линейной либо близкой к линейной углеводородной цепью с присоединенной к неконцевому атому углерода группой-СН 2 ОН и общим числом атомов углерода от 10 до 18 и предпочтительно от 13 до 16.В предпочтительном примере состава компонент а) содержится в количестве (по весу) от 0 до 60. компонент в) от 20 до 60. компонент с) от 15 до 30, компонент а) от 8 до 10 и, наконец. компонент е) от 5 до 10.Смазочные масла, которые могут быть в соответствии с настоящим изобретением использованы в качестве компонента а) являются маслами тиинеральттого происхождения, полученными в результате перегонки нефти с последующей очисткой с применением растворителя и/или гидроочисткой и характеризующиеся следующими параметрами индекс вязкости 102-108, точка плавления в диапазоне 126 С и потери при испарении по Ноаку (Моаск) 12-4270.Синтетические базовые масла, которые могут быть использованы в качестве компонента в) состава в соответствии с настоящим изобретением, являются маслами синтетического происхождения и могут быть получены попимеризацией олефинов с концевой или внутренней двойной связью с последующей очисткой или изомеризацией и/или алкилированием нефтяных фракций и последующей очисткой.Спирты, которые могут быть использованы для приготовления компонента с) состава в соответствии с изобретением представляют собой смеси, содержащие по крайней мере 98, а предпочтительно по крайней мере 99 алифатических спиртов с линейной либо почти линейной углеводородной цепью. содержащей группу -СН 2 ОН, подсоединенную через неконцевой атом углерода и общее число атомов углерода от 10 до 18 и предпочтительно от 13 до 16. Более конкретно спирты, подходящие для зтой цепи. это спирты с молекулярной формулой 1где т - целое число. а п - ноль или Целое число. и при условии, что общее число атомов углерода в молекуле составляет от 10 до 18 и предпочтительно от 13 до 16. Предпочтительной смесью является смесь. в которой группа -СН 2-ОН. преимущественно присоединена в позиции 2 молекулярной цепи. Смесь спиртов (1). соответствующих назначению. включает фракцию оксо-спиртов с разветвленной цепью, полученных гидроформилированием с использованием окиси углерода и водорода. олефины с линейной или почти линейной цепью со статистической внутренней или концевой двойной связью, взаимодействующих в присуствии кобальтового и родиевого катализатора. Эта фракция оксо-спирта с разветвленной цепью может быть отделена от линейной фракции фракционной каталнзацией, осуществляемой в присутствии углеводородного либо эфирного растворителя (2). Смесь оксо-спиртов с линейной и разветвленной молекулярной цепью растворяется в жидком угпеводородном растворителе. содержащем 3-5 атомов углерода в молекуле или в метил-третбутиловом эфире. Растворюхлаждается до температуры в диапазоне от-20 до -52 С для обеспечения выделения твердой фазы. содержащейся в линейных оков-спиртах и жидкой фазы. содержащейся в линейных око-спиртах и жидкой фазы. содержащей растворенные в выбранном(предпочтительно Вязкость при -30 С. сП (АЗТМО 2602) Индекс вязкости ЦАЗТМВ 2270) Точка плавления. С (АЗТМЗ 97) Точка вспышки. С (АЗТМО 92) Летучесть по Ноаку, Х, (ВИЧ 51561) Медная коррозия (АЗТМО 130) ТА (МГ КОНг) (АЗТМО 974)Этот диалкилкарбонат обладает необходимымихарактеристиками в отношении низкотемпературных реологических значений. окислительной стабильности, совместимости с эластомерами. биологических и токсичных свойств.Компонент а) состава в соответствии с изобретением включает набор обычно используемых в смазках присадок и конкретно дисперсанты. противоизносные и антикоррозионные присадки. пассирующиерастворе оксо-спирты с разветвленной цепью оксо-спирты в разветвленной цепью могут быть в общем случае выделены из ЭТОГО раствора СО степью ЧИСТОТЫ ПОПЯДКВ 95 и очищены с последующей кристаллизацией для получения смеси спиртов формулы (1). соответствующих целям настоящего изобретения со степенью чистоты более 98 и предпочтительно более 99.Такая смесь спиртов(1)переэтерифицируется с низкомолекулярным диалкилкарбонатом. давая компонент в) состава. отвечающего изобретению. На процесс реакции воздействуют, вводят реагирующие вещества в контакт в присутствии основного катализатора. работающего при высокой температуре и пониженном давлении. выводя низкомолекулярный алифатический спирт (побочный проудкт реакции). как известно. из данной области химии. Предпочтительными низкомопекулярными диалкилкарбонатами при этом являются диметилкарбонат и дизтилкарбонат. Активны ми катализаторами при перезтирифика ЦИУЪОТЧЗЮЩИМИ НЗЗНЭЧЗНИЮ, ЯВЛЯЮТСЯ МВ ТИПЭТ натрия И ЭТИЛЭТ натрия. ПО завершении реакции переэтерификации выделяют диалкилкарбонат с длинной углеводородной цепью, который и представляет собой компонент в) состава. соответствующего настоящему изобретению, а его характеристики соответствуют следующим значениям величин (в диапазоне и в их предпочтительных значениях)- садки обычно выбирают из соединений сле дующих классов алкил/алкинил-янтарной кислоты. эфиры янтарной кислоты алкил/акрил-дитиофосфаты цинка и олефинов этоксилаты. эфиры и полуэфиры замещенных янтарных кислот ненасыщенные карбонильные хелейные соединения гетероциклические соединения соли металлов (нейтральные и суперосновные) анкиловых и ариловых сульфокислот салициловые кислоты, фенолы и замещенные фенолы пространственные амины и фенолы. серныеКомпонент е) состав в соответствии с изобретением включает набор присадок. обеспечивающих повышение индекса вязкости и снижение температуры застывания конечного состава. Эти присадки выбираютиз соединений следующих классов сопо Составы 1 2Диалкилкарбонат с длинной молекулярной цепью. используемый в качестве компонента с). обеспечивает применимость смазки для автотракторной техники, обусловливая неожиданно хорошие реологиче 3ские и другие характеристики смазок для.ДВИГЗТС/ЧСЙ. В ЭТОМ ОТНОЦСНЪЧН НЗППИС ОД новременного сочетания таких характериСТИК как ВЫСОКИЙ ИНДЕКС ВЯЗКОСТИ. НИЗКЭЯ ТОЧКЭ ППЭВПЕНИЯ Н НИЗКЗЯ летучесть. ОбеСПе чено строением именно диалкилкарбоната. В дополнение к высокой полярности карбонатной группы и в сочетании с его структурными характеристикамът диалкилкарбонат обеспечивает высокие рабочие характериСТИКИ ДВИГЭТСЛЯ И СПОСОбСТВУСГ СНИЖСНИЮ содержания компонента о). Кроме того именно высокая полярность обеспечивает хорошее разжижающее воздействие смазки на отстой (обеспечьявая снижение содержания дисперсанта до 30 в составе смазки). смазку поверхностей металлических деталей. подверженных износу (при снижении содержания присадок. противодействующих износу. до 20360 и антикоррозийную и эпектромеханическую защиту поверхностей металлов и сплавов как содержащих. так и не содержащих железо(обеспечивая возможность снижения антикоррозийных присадок. пассиваторов. медных деактиваторов до 30). Высокая ТСРМИЧОСКЬЯ И ЗНТИОКИСЛИТЕПЬНЭЯ СТЗБИПЬ несть компонента с) позволяет снизить содержание антиокиспительных присадок в смазке до 30. а отсутствие кислотных соединний, появляющихся в результате процессов декомпозиции. обеспечивает снижение содержания сверхосновных очищающих присадок до 20. И. наконец, компонент с) состава смазки практически инертен по отношению к запстомерам т.лимеров олефинов и метакрилатов. Названные присадки могут обладать наряду с основными по назначению свойствами способностью служит в качестве антиокис ПИТВЛСЙ, ДИСПЭРСЭНТОВ И ЗЭЩИТМЫХ ОТ ИЗНО са СОВДСУВ.ЗЕЛЬНЫХ ДНИГЭТЕГПЧХ. СОДЭПЖЭТ УКЭЗЗННЫБ КОМПОНСНТЫ В МЗССОВОМ СООТНОШВНИИ. 1, 4 5 б О О О 40 42 44 40 42 44 10 8 6 10 8 6обычно присутствующим в системах контуров смазки ДВС. В результате смазочные составы могут составляться с умеренным и высоким содержанием азота. что позволяет избежать введения специальных, предназначенных для достижения удовлетворительных результатов испытаний совместимости с эластомерами. проводимых по наиболее жестким техническим условиям ССМС и /М. Следует заметить. что, как известно. в отрасли оксоспиртьт описываются как спирты.годные для приготовления диал килкарбонатов для смазочных составов без отделения фракции с линейной молекулярной цепью от фракции с разветвленной цепыо. В соответствии с изобретением использование смеси спиртов (1) с указанными характеристиками является диалкилкарбонатов и смазочных составов. их включающих. как видно из экспериментальных примеров. которые приве дены для пучшей иллюстрации изобретения.П р.и м е р 1. Использована смесь оксоспиртов со следующими характеристиками число атомов угле рода 13-16 средний молеку лярный вес 220 фракция с линей-ной цепью 40 фракция с разветв ленной цепью 60Данная смесь оксоспиртов является продуктом гидроформулирования олефинов с линейной цепью в присутствии окиси угларода и водорода как катализаторов.Эта смесь подвергается фракционной кристаллизации при низкой температуре в присутствии углеводородного растворителя для отделения фракции твердого линейного спирта от жидкой Фракции. содержащей 95мас.ч. спиртов с разветвленной молекулярной цепью. Эта жидкая фракция очищается во второй фракционной кристаллизации,аналогичной первой. для выделения жидкой фракции спирта с разветвленной цепью сП р и м е р 2. Смесь спиртов (1) с разветвленной цепъю, полученных в примере 1. перезтерифицируется с диметилкарбонатом, взаимодействуя в присутствии катализатора натрия. для получения диалкилкарбоната (1) со средним молекулярным весом 470 и следующими характе ристикамиП р и м е р 3. Для сравнения смесь оксоспиртов с линейной и разветвленной цепью, полученная в реакции гидроформирования переэтерифицируется (без ранее описанного разделения) с диметилкарбонатом с использованием зтилата натрия в качестве катализатора в соответствии с примером 2 для получения диапкипкарбоната (Н) со средней мол.м. 470. индексом вязкости 130. точкой плавления 12 С и летучестью по Ноаку 15.По этому способу получают смесь спиртов формулы 1 при следующем распределении компонентовный для сравнения состав (В) приготовлены в соответствии с табл.1.Составы (А) и (В) подвергались серии реологических и лабораторных испытаний. ставящих целью оценить степень их соответствия требованиям Европейского ряда. составленного разработчиками классификации масел ССМС и требованиям Американского ряда. составленного разработчиками классификации масел АР 1.Из представленных данных видно, что смазочный состав (А). соответствующий изобретению. отвечает всем требованиям американского ряда АР 1 и европеского ССМС. Напротив, сравниваемый состав (В) не отвечает требованиям по вязкости при -25 С. ВРТ, точке плавления и летучести по Ноаку. Это обусловлено различием физико-химических характеристик диалкилкарбонатов иВ части испытаний с двигателями, предписанными американскими нормами АР 1 и европейскими ССМС. оба смазочных состава продемонстрировали удовлетворительные результаты с большим запасом по отношению к предельным значениям. Однако только смазочные составы. использующие в соответствии с изобретением диалкилкарбонаты . обладают оптимальными параметрами в отношении как реологических. так и двигательных характеристик.