Основа смазочного масла
LUBRICATING OIL BASE

Изобретение относится к области смазочных материалов и может быть использовано для получения смазочных композиций высокотемпературной основы масла для теплонапряженных газотурбинных двигателей современной авиации.
Из всех требований к качеству смазочных масел для авиационных газотурбинных двигателей наиболее важным является требование его высокой термостабильности, характеризующей способность масла сохранять на необходимом уровне физико-химические и эксплуатационные свойства при длительной работе в двигателе. В двигателях V-VI поколений уровень рабочих температур масла может достигать 240-250°C.
В настоящее время применяется масло ПТС-225 (ТУ 38.401-58-1-90) - синтетическое высокостабильное масло на основе эфиров пентаэритрита и жирных кислот С5-С9. Рабочий диапазон температур от минус 60 до 225°C. Масло ПТС-225 (прототип) на основе эфиров пентаэритрита и жирных кислот с использованием сложного комплекса различных присадок не предназначено для длительного использования при температуре 240°C, что связано с недостаточной термоокислительной стабильностью самой основы масла при такой высокой температуре.
Задачей изобретения является расширение сырьевой базы для получения основы синтетического смазочного масла, по термоокислительной стабильности превосходящим ПТС-225. Предлагаемый состав позволяет получить основу смазочного масла путем смешения сложных эфиров пентаэритрита и 7-этиладамантан-1,3,5-триилтрибутаноата, которая может быть использована для получения авиационных сложноэфирных масел.
5
7
8
10
Технический результат достигается тем, что основа смазочного масла состоит из продуктов этерификации пентаэритрита смесью жирных кислот С, С, C, С, взятых в массовом соотношении 18:61:12:9, отличающаяся тем, что дополнительно содержит 7-этиладамантан-1,3,5-триилтрибутаноат, при этом содержание 7-этиладамантан-1,3,5-триилтрибутаноата составляет 5-40% масс.
Основным отличительным признаком является улучшение значений термоокислительной стабильности по сравнению с прототипом.
Свойства основ смазочных масел представлены ниже. Образцы сложных эфиров смешивают в различном массовом соотношении (5-40%), выдерживают в течение 1 ч при температуре 60°C при постоянном перемешивании.
Экспериментальная часть
1
13
3
Качественные показатели и структуры синтезированных соединений подтверждали современными хроматографическими и спектральными методами (ГХ-МС, элементный анализ, ИК- и ЯМР-спектроскопия). Масс-спектры получены на хромато-масс-спектрометре ThermoFinnigan DSQ с использованием капиллярной колонки ВРХ-5 30×0.32 при энергии ионизирующих электронов 70 эВ. Элементный анализ выполнен на элементном анализаторе Euro Vector 3000 ЕА с использованием в качестве стандарта L-цистина. ИК спектры записаны на спектрометре Shimadzu IRAffinity-1 на приставке НВПО. Спектры ЯМР Н, С регистрировали на спектрометре Jeol JNM ЕСХ-400 (рабочая частота 400 МГц) в CDCl.
Термоокислительную стабильность образцов в тонком слое исследовали методом дифференциальной сканирующей калориметрии высокого давления (ДСК ВД) на приборе DSC 204 HP Phoenix фирмы  GmbH (Германия) по ASTM Е2009 (test method В) на алюминиевых тиглях в среде кислорода (35 атм., поток 50 мл/мин) и динамическом режиме (от 70 до 300°C со скоростью 10°C/мин.).
Получение 7-этиладамантан-1,3,5-триилтрибутаноата
-1
1
13
+
3
3
2
2
2
2
2
3
3
2
2
2
2
2
отн.
24
38
6
Смесь 14 г (0.066 моль) 7-этил-1,3,5-адамантантриола, 70 мл масляной кислоты, 25 мл петролейного эфира и 0.29 мл трифторметансульфокислоты нагревают при кипении при интенсивном перемешивании до окончания отделения воды (примерно 16 ч). Реакционную смесь охлаждают, разбавляют 200 мл толуола, промывают 5%-ным водным раствором КОН, затем водой до нейтральной среды, сушат над сульфатом натрия. Растворитель упаривают в вакууме, остаток очищают вакуумной перегонкой, собирая фракцию с т. кип. 155-156°C (0.0081 торр). Масса 19 г, выход 68%. Т. кип. 159-160°C (0.0093 торр). ИК спектр, ν, см: 1734 (С=O). Спектр ЯМР Н, δ, м.д.: 0.82 т (3H, J=7.56 Гц, CH), 0.91 т (9Н, J=7.32 Гц, СН), 1.32 кв (2Н, J=7.56 Гц, СН), 1.52-1.62 м (6Н, CHAd), 1.79 с (6Н, CHAd), 2.11-2.20 м (6Н, СН), 2.43-2.49 м (6Н, СН). Спектр ЯМРС, δ, м.д.: 7.5 (СН), 13.7 (СН), 18.6 (СН), 34.4 (СН), 36.8 (С), 37.4 (СН), 43.7 (СН), 43.9 (СН), 79.9 (С), 172.8 (С). Масс-спектр, m/z (I, %): 422 [М] (<1), 333 (8), 204 (36), 175 (60), 133 (54), 70 (100), 42 (98). Найдено, %: С 68.27; Н 9.11. СНO. Вычислено, %: С 68.22; Н 9.06.
Пример 1.
5
7
8
10
Продукт этерификации пентаэритрита смесью кислот С, С, С, С в количестве 51 г и 7-этиладамантан-1,3,5-триилтрибутаноат в количестве 2.7 г (5% масс.) смешивают и выдерживают 1 ч при 60°C при постоянном перемешивании.
Пример 2.
5
7
8
10
Продукт этерификации пентаэритрита смесью кислот С, С, С, С в количестве 48.5 г и 7-этиладамантан-1,3,5-триилтрибутаноат в количестве 5.4 г (10% масс.) смешивают и выдерживают 1 ч при 60°C при постоянном перемешивании.
Пример 3.
5
7
8
10
Продукт этерификации пентаэритрита смесью кислот С, С, С, С в количестве 45.9 г и 7-этиладамантан-1,3,5-триилтрибутаноат в количестве 8.1 г (15% масс.) смешивают и выдерживают 1 ч при 60°C при постоянном перемешивании.
Пример 4.
5
7
8
10
Продукт этерификации пентаэритрита смесью кислот С, С, С, С в количестве 43.2 г и 7-этиладамантан-1,3,5-триилтрибутаноат в количестве 10.8 г (20% масс.) смешивают и выдерживают 1 ч при 60°C при постоянном перемешивании.
Пример 5.
5
7
8
10
Продукт этерификации пентаэритрита смесью кислот С, С, С, С в количестве 40.5 г и 7-этиладамантан-1,3,5-триилтрибутаноат в количестве 13.5 г (25% масс.) смешивают и выдерживают 1 ч при 60°C при постоянном перемешивании.
Пример 6.
5
7
8
10
Продукт этерификации пентаэритрита смесью кислот С, С, С, С в количестве 37.8 г и 7-этиладамантан-1,3,5-триилтрибутаноат в количестве 16.2 г (30% масс.) смешивают и выдерживают 1 ч при 60°C при постоянном перемешивании.
Пример 7.
5
7
8
10
Продукт этерификации пентаэритрита смесью кислот С, С, С, С в количестве 35.1 г и 7-этиладамантан-1,3,5-триилтрибутаноат в количестве 18.9 г (35% масс.) смешивают и выдерживают 1 ч при 60°C при постоянном перемешивании.
Пример 8.
5
7
8
10
Продукт этерификации пентаэритрита смесью кислот С, С, С, С в количестве 32.4 г и 7-этиладамантан-1,3,5-триилтрибутаноат в количестве 21.6 г (40% масс.) смешивают и выдерживают 1 ч при 60°C при постоянном перемешивании.