ВОССТАНОВЛЕНИЕ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ВЫСОКОВЯЗКИХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОЛИЭФИРОМ
RESTORATION OF USED HIGH-VISCOSITY LUBRICANTS WITH POLYESTER

Область изобретения
Данное изобретение относится к способам удлинения срока годности смазочных материалов с более высокой вязкостью, которые характеризуются маркой вязкости ISO 100 и выше, а именно к промышленным трансмиссионным маслам.
Уровень техники
В данном разделе приведена информация, полезная для понимания изобретения, но не обязательно известного уровня техники.
Углеводородные масла группы II и группы III применяются для получения составов смазочных материалов, включая трансмиссионные смазочные материалы средней вязкости (например, смазочные материалы от ISO VG 46 до ISO VG 150 в соответствии с ISO 3448, которые характеризуются кинематической вязкостью при 40°С от около 42 сантистоксов до около 170 сантистоксов), трансмиссионные смазочные материалы высокой вязкости (например, смазочные материалы ISO VG 220, ISO VG 320 и ISO VG 460 в соответствии с ISO 3448, которые характеризуются кинематической вязкостью при 40°С около 200 сантистоксов) и консистентные смазки. Масла группы II получают из фракционированной нефти, которую подвергают гидрокрекингу для дальнейшего удаления примесей и выделения фракций в чистом виде. Масла группы III имеют характеристики, аналогичные маслам группы II, причем масла обеих групп, II и III, являются высокогидроочищенными маслами, которые проходят различные этапы для улучшения их физических свойств.  Масла группы III имеют более высокую вязкость, чем масла группы II, и их получают либо последующим гидрокрекингом масел группы II, либо гидрокрекингом гидроизомеризованного сырого парафина, который является побочным продуктом процесса депарафинизации, обычно применяемого для многих масел.
Углеводородные масла и консистентные смазки, включая углеводородные масла и консистентные смазки группы II и группы III чувствительны к окислению при обычных температурах применения многих смазочных материалов. Со временем, образуется агломерированный окисленный углеводород («нагар»), что приводит к увеличению вязкости, особенно во время применения при высоких температурах. Нагар в маслах снижает эффективность смазочных материалов, а отложение нагара на рабочих поверхностях может мешать работе оборудования. Агломерированный нагар достигает размеров или полярности, при которой капли агломерированного нагара выпадают из смазочного материала в виде осадка, который закупоривает фильтры и накапливается в емкостях или в других местах оборудования или других аппаратов, содержащих смазочный материал. Присадки к смазочным материалам, а именно сульфиды, сульфаты и фосфаты, могут захватываться комочками нагара, и таким образом терять свою эффективность.
В течение многих лет предпринимался ряд подходов к формулированию состава смазочных материалов с целью устранить проблемы укороченного срока годности смазочных материалов из-за накопления продуктов окисления углеводородных масел в самом смазочном материале и на поверхности смазанного оборудования. Антиоксиданты представляют собой традиционные, однако дорогие, присадки к смазочным материалам, которые применяются для отсрочивания или замедления образования нагара или осадка. Диспергаторы применяются для удержания мягких частичек нагара во взвешенном состоянии в углеводородном смазочном материале, однако диспергаторы часто являются неудовлетворительным решением, поскольку мицеллы диспергатора-нагара в конечном итоге увеличивают вязкость смазочного материала и влияют на эксплуатационные характеристики смазочного материала. Другие присадки к смазочным материалам являются диспергированными соединениями, содержащими цинк, серу, фосфор или их комбинацию, которые имеет тенденцию становиться захваченными комочками нагара. Примеры этих присадок включают фосфаты аминов, фосфаты эфиров, диалкилдитиофосфаты цинка (ДДФЦ), диамилдитиокарбамат цинка и диамилдитиокарбамат диамиламмония. Дополнительно, такие присадки к смазочным материалам являются дорогими и могут подлежать нормативным требованиям, например, нормативным требования по утилизации.
В нефтяной промышленности в течение многих лет исключали некоторые примеси из сырой нефти посредством гидрокрекинга или производили синтетические углеводороды для удлинения срока годности смазочных масел. Дополнительно, для удлинения срока эксплуатации смазочных материалов могут применяться методы испытания по прогнозированию образования нагара и фильтры для удаления нагара, применяемые для отфильтровывания комочков нагара и осадка, которые ухудшают эксплуатационные характеристики смазочных материалов. Фильтры работают наилучшим образом, когда смазочные материалы имеют относительно низкую вязкость, например смазочные материалы, которые имеют марку вязкости ISO 68 или ниже. Несмотря на такие усилия, после определенного периода использования все еще является необходимым удаление использованного углеводородного смазочного материала, наполненного осадком и нагаром, и загрузка в систему нового смазочного материала.
8
20
Интерес проявляли к использованию полиалкиленгликолей в качестве присадок к смазочным материалам в связи с их хорошим, низким окислительным потенциалом и гидролитической стабильностью, однако известно, что немодифицированные полиалкиленгликоли имеют небольшую растворимость или не имеют растворимости в углеводородных маслах, и поэтому они не использовались при формулировании составов углеводородных смазочных масел. Например, Greaves в опубликованной заявке на патент США 2012/0108482 описывает этерификацию полиалкиленгликоля С-С-спиртом для достижения растворимости в углеводородных маслах. Полиалкиленгликоли также использовались как полная замена масел в углеводородных маслах, но это во многих случаях не является практичным с точки зрения состава и экономических факторов.
Kovanda и соавт. в патенте США № 8,685,905 раскрывают способ, в котором алифатические полиэфиры, выбранные из полиалкиленоксидов с мономерными звеньями, содержащими от 3 до 10 около атомов углерода, и поливинилэфиров с эфирными группами, содержащими от 2 до около 8 атомов углерода, вводят в использованный углеводородный смазочный материал, содержащий продукты окисления (например, осадок или нагар), причем продукты окисления растворяются при добавлении полиэфира или поливинилэфира. Обработанный смазочный материал затем могут продолжать использовать в оборудовании. Полиалкиленоксиды содержат одну гидроксильную и одну углеводородную концевую группу. Однако было обнаружено, что способ Kovanda является менее эффективным при обработке углеводородных смазочных материалов средней и высокой вязкости, которые содержат нагар и осадок, а именно трансмиссионных масел, чем при обработке смазочных материалов с более низкой вязкостью. Было замечено, что нагар образуется быстрее в углеводородных смазочных материалах средней и высокой вязкости. Следовательно, остается потребность в более эффективных способах удлинения срока годности трансмиссионных масел и других углеводородных смазочных материалов с маркой вязкости ISO 46 или выше.
Сущность изобретения
В данном разделе приведена скорее общая сущность того, что раскрыто в последующем подробном описании и формуле изобретения, чем всестороннее раскрытие полного объема изобретения и всех его признаков.
Здесь раскрыт способ обработки использованного углеводородного смазочного материала с маркой вязкости ISO 46 или выше (классифицированный в соответствии с ISO 3448), содержащего агломерированный или отложившийся нагар, который отрицательно влияет на эксплуатационные характеристики смазочного материала. Использованный углеводородный смазочный материал содержит масло группы II или масло группы III в качестве базового масла, необязательно содержит одну или более присадку к смазочному материалу, и либо (1) содержит нагар, который представляет собой осадок или агломерированный нагар, который вызывает увеличение вязкости углеводородного смазочного материала по сравнению с вязкостью смазочного материала первоначального состава (т.е. нового или неиспользованного смазочного материала), либо (2) или характеризуется по меньшей мере одним из: изменением количества атомарного кислорода по меньшей мере на 0,3 мас.%, увеличением оценки потенциала нагарообразования от Повышенной или выше, или увеличением ΔЕ по меньшей мере на около 25 по калориметрическому исследованию осадка на мембранном фильтре, причем каждое из этих изменений оценивают в сравнении с углеводородным смазочным материалом первоначального состава (свойства неиспользованного углеводородного смазочного материала). Углеводородный смазочный материал не содержит диалкилтиофосфата цинка и других координационных соединений цинка, и, предпочтительно, не содержит присадок, диспергированных с помощью поверхностно-активных веществ или диспергаторов. Смазочный материал отличается от смазочного материала, применяемого в двигателе внутреннего сгорания. Способ включает добавление в использованный смазочный материал от около 2 процентов массовых до около 20 процентов массовых от массы использованного смазочного материала полипропиленоксида. Полипропиленоксид содержит по меньшей мере две гидроксильные группы и характеризуется гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г, что измеряется в соответствии с ASTM D4274. Полипропиленоксид является гомополимером и может быть разветвленным (разветвленный гомополимер полипропиленоксида с двумя или более гидроксильными группами) или может быть линейным (дигидрокси, линейный гомополимер полипропиленоксида).
Хотя и не желая привязываться к теории, считается, что добавление гомополимера полипропиленоксида, содержащего по меньшей мере две гидроксильные группы и характеризующегося гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г («гомополимер полигидроксиполипропиленоксида»), приводит к растворению нагара из окисленного углеводородного масла в использованном углеводородном смазочном материале, содержащем гомополимер полигидроксиполипропиленоксида. Использованный углеводородный смазочный материла, обработанный путем добавления гомополимера полигидроксиполипропиленоксида, содержит пониженное количество агломерированного нагара и/или осадка, что позволяет продолжить использование использованного углеводородного смазочного материала. Дополнительно, осадок из окисленного углеводородного масла, который образуется в использованном углеводородном смазочном материале, содержит присадки к смазочному материалу, которые изначально являлись частью углеводородного смазочного материала, но были извлечены из смазочного материала путем их захвата агломерированным нагаром, который осаждается в виде осадка из использованного углеводородного смазочного материала. Таким образом, раскрытый способ обработки углеводородного смазочного материала также может увеличить концентрацию одной или более присадок к смазочному материалу, которые выпали в осадок из углеводородного смазочного материала вместе с нагаром путем повторного вовлечения этих присадок в использованный углеводородный смазочный материал. Дополнительно, одна или более присадок к смазочному материалу могут быть добавлены в виде части состава, содержащего гомополимер полигидроксиполипропиленоксида, характеризующегося гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г, который добавляют в использованное углеводородное масло, причем присадки являются диспергированными или растворенными в гомополимере полигидроксиполипропиленоксида. Таким образом, присадки, которые были по меньшей мере частично расходованы, осаждены, отфильтрованы или другим образом утеряны во время использования углеводородного смазочного материала, можно восстановить до их первоначальной концентрации в углеводородном смазочном материале. Пакет присадок к смазочному материалу в составе углеводородного смазочного материала может быть модифицирован путем введения присадок, ранее не находящихся в углеводородном смазочном материале, или увеличения концентрации присадок более их прежней концентрации в углеводородном смазочном материале. В некоторых случаях, способ также способствует растворению пленки отложившегося нагара на поверхности, контактирующей со смазочным материалом.
В варианте реализации способа, использованный углеводородный смазочный материал характеризуется от марки вязкости ISO по меньшей мере 46 и до марки вязкости ISO 1500 (классифицированный в соответствии с ISO 3448), содержит масло группы II или масло группы III, содержит нагар или осадок, и может содержать одну или более присадок к смазочному материалу. Углеводородный смазочный материал не содержит диалкилтиофосфата цинка и других координационных соединений цинка, и, предпочтительно, не содержит присадок, диспергированных с помощью поверхностно-активных веществ и/или диспергаторов. Смазочный материал отличается от смазочного материала, применяющегося в двигателе внутреннего сгорания. Способ включает добавление в использованный углеводородный смазочный материал от около 2 процентов массовых до около 20 процентов массовых от массы использованного углеводородного смазочного материала гомополимера полигидроксиполипропиленоксида, причем гомополимер полигидроксиполипропиленоксида характеризуется гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г, что измеряют в соответствии с ASTM D4274. В определенных вариантах реализации изобретения, гомополимер полигидроксиполипропиленоксида может характеризоваться гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 32 мг КОН/г. Гомополимер полигидроксиполипропилена может быть добавлен в использованный углеводородный смазочный материал как часть состава, дополнительного включающего одну или более присадку к смазочному материалу, например, антиоксидант, а именно фенольный антиоксидант, пеногасящую присадку, ингибитор коррозии или комбинацию этих присадок.
Также описан способ обработки использованного углеводородного смазочного материала, в котором содержание атомарного кислорода изменилось по меньшей мере на около 0,3 процента массовых или по меньшей мере около 0,4 процента массовых, или по меньшей мере 0,5 процента массовых по сравнению с массовым процентом атомарного кислорода в углеводородном смазочном материале первоначального состава. Массовый процент атомарного кислорода определяют на основе полного состава углеводородного смазочного материала, т.е. на основе общей массы углеводородного масла и любых присадок в углеводородном смазочном материале. Способ может применяться для обработки использованного углеводородного смазочного материала, в котором содержание атомарного кислорода изменяется от 0,3 процентов массовых или от около 0,4 процентов массовых, или от около 0,5 процентов массовых до около 0,7 процентов массовых, или до около 0,8 процентов массовых, или до около 0,9 процентов массовых, или до около 1 процента массового по сравнению с массовым процентом атомарного кислорода в углеводородном смазочном материале первоначального состава. Углеводородный смазочный материал имеет марку вязкости ISO 46 или выше, в частности от марки вязкости ISO 46 и до марки вязкости ISO 1500 (классифицированный в соответствии с ISO 3448), и содержит масло группы II или масло группы III, и, необязательно, одну или более присадок к смазочному материалу. Способ включает добавление в использованный углеводородный смазочный материал с измененным процентом массовым атомарного кислорода от около 2 процентов массовых до около 20 процентов массовых от массы использованного углеводородного смазочного материала полипропиленоксида. Добавленный полипропиленоксид представляет собой гомополимер полигидроксиполипропиленоксида, характеризующийся гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г, что измеряют в соответствии с ASTM D4274.
Массовый процент атомарного кислорода в углеводородном смазочном материале определяют с помощью элементного анализа, использую атомно-абсорбционную спектрометрию. Массовый процент атомарного кислорода в углеводородном смазочном материале может быть оценен с достаточной точностью посредством определения изменения плотности углеводородного смазочного материала по сравнению с плотностью углеводородного смазочного материала первоначального состава (т.е. до использования) с помощью способа, описанного в Mikiniori Kuwatw et al., “Using elemental ratios to predict the density of organic material composed of carbon, hydrogen, and oxygen”Environ. Sci. Technol. 46(2) pp. 787-94 (Jan. 29, 2012). Плотность измеряют в соответствии с ASTM D4052. В альтернативном варианте, массовый процент атомарного кислорода в углеводородном смазочном материале первоначального состава может быть рассчитан из его состава.
Применяемые при описании технологии, раскрытой в данном документе, «нагар» относится к окисленному углеводородному маслу, которое скомковалось. Нагар может быть обнаружен и оценен с помощью ASTM D7843. Нагар может налипать или откладываться на поверхности оборудования, которое подвержено действию углеводородного смазочного материала, с образованием пленки нагара. Применяемые при описании технологии, раскрытой в данном документе, «осадок» относится к нагару, который выпадает в осадок из углеводородного смазочного материала и который может захватывать присадки к углеводородному смазочному материалу, а именно сульфиды, сульфаты и фосфаты. С помощью данного способа обрабатывают нагар в использованном углеводородном смазочном материале. После обработки использованного углеводородного смазочного материала с помощью раскрытого в данном документе способа, т.е. повторного введения нагара в углеводородный смазочный материал, повторно не введенные и осажденные присадки к смазочному материалу могут быть легко отфильтрованы из углеводородного смазочного материала. В углеводородный смазочный материал может быть добавлено такое количество присадки или присадок, чтобы заменить присадку или присадки, удаленные фильтрованием, например, в композиции с гомополимером полигидроксиполипропиленоксида, характеризующейся гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г.
Количество нагара в углеводородном смазочном материале и оценку потенциала нагарообразования смазочного материала измеряют с помощью калориметрии осадка на мембранном фильтре, ASTM D7843. Производители смазочных материалов рекомендуют удалить или заменить смазочный материал с оценкой потенциала нагарообразования Повышенная или выше. Оценку потенциала нагарообразования определяют по ASTM D4378. Для характеристики углеводородного смазочного материала могут использоваться следующие опубликованные методы исследований.
Вещества, нерастворимые в пентане – ASTM D893
Скорость осаждения при ультрацентрифугировании – способ Мобиля 1169
Калориметрия осадка на мембранном фильтре – ASTM D7843
RULER (рутинная оценки оставшегося полезного срока службы) % – ASTM D6971
Общее кислотное число– ASTM D 664
Содержание воды – ASTM Е 203
Количество частиц – ISO 4406
Вязкость – ASTM D4052
Все методы исследований, упомянутые во всем этом документе, относятся к актуальной редакции методов исследований, действующей на дату приоритета заявки.
В различных вариантах реализации изобретения, углеводородный смазочный материал имеет кинематическую вязкость при 40°С от около 40 сантистоксов до около 352 сантистоксов, или имеет марку вязкости ISO от 46 до 320, измеренную в соответствии с ISO 3448; а способ включает добавление в использованный углеводородный смазочный материал от около 2 процентов массовых до около 20 процентов массовых от общей массы использованного углеводородного смазочного материала гомополимера полигидроксиполипропиленоксида; причем гомополимер полигидроксиполипропиленоксида характеризуется гидроксильным числом от около 25 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г, определенным в соответствии с ASTM D4274, например, гидроксильным числом от около 25 мг КОН/г до около 32 мг КОН/г. В других вариантах реализации изобретения, углеводородный смазочный материал имеет кинематическую вязкость при 40°С от около 288 сантистоксов до около 1650 сантистоксов, или имеет марку вязкости ISO от 320 до 1500, измеренную в соответствии с ISO 3448; а способ включает добавление в использованный углеводородный смазочный материал от около 2 процентов массовых до около 20 процентов массовых от общей массы использованного углеводородного смазочного материала гомополимера полигидроксиполипропиленоксида; причем гомополимер полигидроксиполипропиленоксида характеризуется гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 20 мг КОН/г, определенным в соответствии с ASTM D4274, например, гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 16 мг КОН/г. «По меньшей мере один» и «один или более» используются как синонимы для указания того, что присутствует по меньшей мере один объект; может присутствовать множество таких объектов, если контекст четко не указывает противоположное. Все числовые величины параметров (например, количеств или условий) в данном описании, включая прилагаемую формулу изобретения, во всех случаях считаются модифицированными термином «около», независимо от того, находится «около» перед числовой величиной или нет. «Около» указывает на то, что указанная числовая величина допускает некоторую небольшую неточность (с некоторым приближением к точности величины; практически или в целом близко к величине; приблизительно). Если неточность, предусмотренная «около», иначе непонятна в данной области техники в своем обычном значении, тогда «около», применяемое в данном тексте, указывает на по меньшей мере изменения, которые возникают при обычных способах измерения и использовании таких параметров. Дополнительно, раскрытие диапазонов включает раскрытие всех величин и дополнительно разделенных диапазонов в пределах целого диапазона.
Дополнительные изменения станут очевидными из последующего описания. Следует понимать, что описание и конкретные примеры предназначены только для целей иллюстрации.
Подробное описание изобретения
Далее следует подробное описание типичных неограничивающих вариантов реализации изобретения.
Использованный углеводородный смазочный материал в раскрытом способе содержит углеводородное масло группы II или углеводородное масло группы III в соответствии с API 1509, Приложение Е. Углеводородные масла группы II определяют как такие, которые содержат более чем 90 процентов насыщенных углеводородов, содержат менее чем 0,03 процентов серы и имеет индекс вязкости от 80 до 120. Углеводородные масла группы III содержат более чем 90 процентов насыщенных углеводородов, содержат менее чем 0,03 процента серы и имеют индекс вязкости выше 120. И углеводородные масла группы II, и углеводородные масла III производят гидрокрекингом, в то время как масла группы III, как правило, подвергаются более интенсивному гидрокрекингу при более высоком давлении и температуре для достижения более высокой чистоты. Углеводородные масла группы II и группы III широко доступны коммерчески. Использованный углеводородный смазочный материал может необязательно содержать одну или более присадку к смазочному материалу.
Использованный углеводородный смазочный материал имеет марку вязкости ISO 46 или выше или вязкость, измеренную в соответствии с ASTM D445, 40 или выше. Марка вязкости ISO использованного углеводородного смазочного материала может быть, например, от 46 до 1500. В различных вариантах реализации изобретения, марка вязкости ISO использованного углеводородного смазочного материала может представлять собой одну из марок вязкости ISO: 46, 68, 100, 150, 220, 320, 460, 680, 1000 и 1500. Такие углеводородные смазочные материалы находят применение, например, в качестве масла для гидравлического насоса, промышленных трансмиссионных масел и консистентных смазок. Промышленные трансмиссионные смазочные материалы конкретно отличаются от автомобильных моторных масел, являющихся предметом рабочих задач, которые отличаются от задач для промышленных трансмиссионных смазочных материалов, и, следовательно, у них другой состав. Использованные углеводородные смазочные материалы в данном способе не содержат диалкилтиофосфата цинка и других координационных соединений цинка, и, предпочтительно, не содержит присадок, диспергированных с помощью поверхностно-активных веществ и/или диспергаторов. В частности, использованные углеводородные смазочные материалы, обработанные в данном способе, не содержат диалкилтиофосфата цинка и других координационных соединений цинка.
Углеводородный смазочный материал подвергается окислительным условиям при использовании и с течением времени количество нагара в углеводородном смазочном материале увеличивается до точки, при которой он отрицательно влияет на эксплуатационные характеристики аппарата, содержащего углеводородный смазочный материал. Затем, использованный углеводородный смазочный материал успешно обрабатывают в соответствии со способом, раскрытым в данном документе. В различных вариантах реализации изобретения, использованный углеводородный смазочный материал является предметом способа, раскрытого в данном документе, если он содержит нагар, обнаруженный с помощью ASTM D7843. В различных вариантах реализации изобретения, использованный углеводородный смазочный материал является предметом способа, раскрытого в данном документе, если он содержит нагар: (1) который представляет собой осадок или агломерированный нагар, что вызывает увеличение вязкости углеводородного смазочного материала по сравнению с углеводородным смазочным материалом первоначального состава (т.е. новым или неиспользованным углеводородным смазочным материалом), или (2) который характеризуется по меньшей мере одним из: изменение в количестве атомарного кислорода по меньшей мере на 0,3 мас.%, или увеличение оценки потенциала нагарообразования от Повышенной или выше, или увеличение ∆Е по меньшей мере около 25 в исследовании калориметрии осадка на мембранном фильтре; причем каждое из этих изменений определяют в сравнении с углеводородным смазочным материалом первоначального состава (свойства состава неиспользованного углеводородного смазочного материала). Оценка потенциала нагарообразования от Повышенной или выше, определенная с помощью ASTM D7843, представляет собой увеличение ΔЕ по меньшей мере на около 25 при калориметрическом исследовании осадка на мембранном фильтре. Еще одним способом определения, когда использованный углеводородный смазочный материал необходимо обработать, является мониторинг потемнения цвета, определенный с помощью калориметрии осадка на мембранном фильтре (ASTM D7843). При увеличении ΔЕ по меньшей мере на около 25, например, от около 25 до около 60, обработку следует проводить с помощью гомополимера полигидроксиполипропиленоксида, характеризующегося гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г.
Если в использованном углеводородном смазочном материале увеличивается или уменьшается массовый процент атомарного кислорода, например, если количество атомарного кислорода увеличивается или уменьшается по меньшей мере на около 0,3 процента массовых, или по меньшей мере на около 0,4 процента массовых, или по меньшей мере на около 0,5 процентов массовых по сравнению с массовым процентом атомарного кислорода в смазочного материале первоначального состава (т.е. массовый процент атомарного кислорода, который может входить в присадки, используемые при формулировке состава смазочного материала), он, как правило, содержит количество нагара, которое отрицательно влияет на свойства смазочного материала или работу оборудования, для которого применяется смазочный материал, и должен быть обработан гомополимером полигидроксиполипропиленоксида, характеризующимся гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г, определенным в соответствии с ASTM D4274. Способ может применяться для обработки использованного углеводородного смазочного материала, в котором количество атомарного кислорода изменятся, например, от около 0,3 процентов массовых до около 0,4 процентов массовых, или от около 0,5 процентов массовых до около 0,7 процентов массовых, или до около 0,8 процентов массовых, или до около 0,9 процентов массовых, или до около 1 процента массового по сравнению с процентом массовым атомарного кислорода первоначального состава. В определенных типичных примерах, способ может применяться для обработки использованного углеводородного смазочного материала, в котором количество атомарного кислорода изменятся, например, от около 0,3 процентов массовых до около 0,7 процентов массовых, или от около 0,3 процентов массовых до около 0,8 процентов массовых, или от около 0,3 процентов массовых до около 0,9 процентов массовых, или от около 0,3 процентов массовых до около 1 процента массового, от около 0,4 процентов массовых до около 0,7 процентов массовых, или от около 0,4 процентов массовых до около 0,8 процентов массовых, от около 0,4 процентов массовых до около 0,9 процентов массовых, от около 0,4 процентов массовых до около 1 процента массового, или от около 0,5 процентов массовых до около 0,7 процентов массовых, или от около 0,5 процентов массовых до около 0,8 процентов массовых, или от около 0,5 процентов массовых до около 0,9 процентов массовых, или от около 0,5 процентов массовых до около 1 процента массового по сравнению с процентом массовым атомарного кислорода в смазочном материале первоначального состава.
Способ обработки использованного углеводородного смазочного материала включает добавление в использованный углеводородный смазочный материал от около 2 процентов массовых до около 20 процентов массовых гомополимера полигидроксиполипропиленоксида, характеризующегося гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г от общей массы использованного углеводородного смазочного материала. Т.е. на каждые 100 массовых частей использованного углеводородного смазочного материала добавляют от 2 до 20 массовых частей гомополимера полигидроксиполипропиленоксида, характеризующегося гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г. Как правило, может применяться меньшее количество гомополимера полигидроксиполипропиленоксида, поскольку марка вязкости ISO использованного углеводородного смазочного материала увеличивается. Как правило, эффективным может быть применение гомополимера полигидроксиполипропиленоксида, имеющего вязкость в пределах от около 80% до около 300%, предпочтительно, в пределах от около 80% до около 120% от вязкости углеводородного смазочного материала, хотя добавление гомополимера полигидроксиполипропиленоксида с более высокой вязкостью оказывает гораздо меньшее влияние на вязкости, чем теоретически ожидается в связи с его действием на повторное растворение нагара в использованном углеводородном смазочном материале. В различных вариантах реализации изобретения, гомополимер полигидроксиполипропиленоксида может характеризоваться гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г, или от около 13 мг КОН/г, или от около 14 мг КОН/г, или от около 15 мг КОН/г, или от около 16 мг КОН/г, или от около 17 мг КОН/г, или от около 18 мг КОН/г, или от около 19 мг КОН/г. или от около 20 мг КОН/г, или от около 21 мг КОН/г, или от около 22 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г, или до около 56 мг КОН/г, или до около 53 мг КОН/г, или до около 50 мг КОН/г, или до около 47 мг КОН/г, или до около 44 мг КОН/г, или до около 42 мг КОН/г, или до около 40 мг КОН/г, или до около 38 мг КОН/г, или до около 36 мг КОН/г, или до около 34 мг КОН/г, или до около 32 мг КОН/г, или до около 31 мг КОН/г, или до около 30 мг КОН/г, или до около 29 мг КОН/г, или до около 28 мг КОН/г, или до около 27 мг КОН/г, или до около 26 мг КОН/г, или до около 25 мг КОН/г, определенным в соответствии с ASTM D4274.
Полипропиленоксид содержит по меньшей мере две гидроксильные группы и характеризуется гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г, определенным в соответствии с ASTM D4274. Полипропиленоксид представляет собой гомополимер и может быть разветвленным и содержать две или более гидроксильных групп, предпочтительно, 2 или 3, или 4 гидроксильные группы, или может быть линейным (дигидрокси, линейный гомополимер полипропиленоксида). Подходящие гомополимеры полигидроксиполипропиленоксида могут быть получены с помощью воды, диолов, а именно этиленгликоля или пропиленгликоля, или полиолов, а именно глицерина, триметилолпропана, или пентаеритритола в качестве инициирующего соединения. Гомополимеры полигидроксиполипропиленоксида, характеризующиеся гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г являются коммерчески доступными, например, под торговыми марками VORANOL от The Dow Chemical Company, Мидлэнд, Мичиган.
Оптимальное количество гомополимера полигидроксиполипропиленоксида для добавления в использованный углеводородный смазочный материал может быть прямо определено путем добавления гомополимера полигидроксиполипропиленоксида в использованный углеводородный смазочный материал в нарастающих количествах и наблюдения эффекта с помощью калориметрии осадка на мембранном фильтре (∆Е). Как правило, улучшение при калориметрии осадка на мембранном фильтре (∆Е) сопровождается исчезновением помутнения в использованном масле. Если в состав смазочного материала вводят эмульгаторы, может потребоваться добавить относительно больше гомополимера полигидроксиполипропиленоксида в использованный углеводородный смазочный материал.
В различных вариантах реализации изобретения, по меньшей мере 2 процента массовых, или по меньшей мере 3 процента массовых, или по меньшей мере 4 процента массовых, или по меньшей мере 5 процентов массовых, или по меньшей мере 6 процентов массовых, или по меньшей мере 7 процентов массовых, или по меньшей мере 8 процентов массовых, или по меньшей мере 9 процентов массовых, или по меньшей мере 10 процентов массовых гомополимера полигидроксиполипропиленоксида добавляют в использованный углеводородный смазочный материал, и до около 20 процентов массовых, или до около 19 процентов массовых, или до около 18 процентов массовых, или до около 17 процентов массовых, или до около 16 процентов массовых, или до около 15 процентов массовых, или до около 14 процентов массовых, или до около 13 процентов массовых, или до около 12 процентов массовых, или до около 11 процентов массовых, или до около 10 процентов массовых гомополимера полигидроксиполипропиленоксида добавляют в использованный углеводородный смазочный материал, в каждом случае от массы использованного углеводородного смазочного материала. Например, от около 2 процентов массовых до около 19 процентов массовых, или от около 2 процентов массовых до около 18 процентов массовых, или от около 2 процентов массовых до около 17 процентов массовых, или от около 2 процентов массовых до около 16 процентов массовых, или от около 2 процентов массовых до около 15 процентов массовых, или от около 2 процентов массовых до около 14 процентов массовых, или от около 2 процентов массовых до около 13 процентов массовых, или от около 2 процентов массовых до около 12 процентов массовых, или от около 2 процентов массовых до около 11 процентов массовых, или от около 2 процентов массовых до около 10 процентов массовых гомополимера полигидроксиполипропиленоксида может быть добавлено в использованный углеводородный смазочный материал, в каждом случае от массы использованного углеводородного смазочного материала.
В качестве дополнительных примеров, от около 3 процентов массовых до около 20 процентов массовых, или от около 3 процентов массовых до около 19 процентов массовых, или от около 3 процентов массовых до около 18 процентов массовых, или от около 3 процентов массовых до около 17 процентов массовых, или от около 3 процентов массовых до около 16 процентов массовых, или от около 3 процентов массовых до около 15 процентов массовых, или от около 3 процентов массовых до около 14 процентов массовых, или от около 3 процентов массовых до около 13 процентов массовых, или от около 3 процентов массовых до около 12 процентов массовых, или от около 3 процентов массовых до около 11 процентов массовых, или от около 3 процентов массовых до около 10 процентов массовых гомополимера полигидроксиполипропиленоксида может быть добавлено в использованный углеводородный смазочный материал, в каждом случае от массы использованного углеводородного смазочного материала.
В качестве дополнительных примеров, от около 4 процентов массовых до около 20 процентов массовых, или от около 4 процентов массовых до около 19 процентов массовых, или от около 4 процентов массовых до около 18 процентов массовых, или от около 4 процентов массовых до около 17 процентов массовых, или от около 4 процентов массовых до около 16 процентов массовых, или от около 4 процентов массовых до около 15 процентов массовых, или от около 4 процентов массовых до около 14 процентов массовых, или от около 4 процентов массовых до около 13 процентов массовых, или от около 4 процентов массовых до около 12 процентов массовых, или от около 4 процентов массовых до около 11 процентов массовых, или от около 4 процентов массовых до около 10 процентов массовых гомополимера полигидроксиполипропиленоксида может быть добавлено в использованный углеводородный смазочный материал, в каждом случае от массы использованного углеводородного смазочного материала.
В качестве дополнительных примеров, от около 5 процентов массовых до около 20 процентов массовых, или от около 5 процентов массовых до около 19 процентов массовых, или от около 5 процентов массовых до около 18 процентов массовых, или от около 5 процентов массовых до около 17 процентов массовых, или от около 5 процентов массовых до около 16 процентов массовых, или от около 5 процентов массовых до около 15 процентов массовых, или от около 5 процентов массовых до около 14 процентов массовых, или от около 5 процентов массовых до около 13 процентов массовых, или от около 5 процентов массовых до около 12 процентов массовых, или от около 5 процентов массовых до около 11 процентов массовых, или от около 5 процентов массовых до около 10 процентов массовых гомополимера полигидроксиполипропиленоксида может быть добавлено в использованный углеводородный смазочный материал, в каждом случае от массы использованного углеводородного смазочного материала.
В качестве дополнительных примеров, от около 6 процентов массовых до около 20 процентов массовых, или от около 6 процентов массовых до около 19 процентов массовых, или от около 6 процентов массовых до около 18 процентов массовых, или от около 6 процентов массовых до около 17 процентов массовых, или от около 6 процентов массовых до около 16 процентов массовых, или от около 6 процентов массовых до около 15 процентов массовых, или от около 6 процентов массовых до около 14 процентов массовых, или от около 6 процентов массовых до около 13 процентов массовых, или от около 6 процентов массовых до около 12 процентов массовых, или от около 6 процентов массовых до около 11 процентов массовых, или от около 6 процентов массовых до около 10 процентов массовых гомополимера полигидроксиполипропиленоксида может быть добавлено в использованный углеводородный смазочный материал, в каждом случае от массы использованного углеводородного смазочного материала.
В качестве дополнительных примеров, от около 7 процентов массовых до около 20 процентов массовых, или от около 7 процентов массовых до около 19 процентов массовых, или от около 7 процентов массовых до около 18 процентов массовых, или от около 7 процентов массовых до около 17 процентов массовых, или от около 7 процентов массовых до около 16 процентов массовых, или от около 7 процентов массовых до около 15 процентов массовых, или от около 7 процентов массовых до около 14 процентов массовых, или от около 7 процентов массовых до около 13 процентов массовых, или от около 7 процентов массовых до около 12 процентов массовых, или от около 7 процентов массовых до около 11 процентов массовых, или от около 7 процентов массовых до около 10 процентов массовых гомополимера полигидроксиполипропиленоксида может быть добавлено в использованный углеводородный смазочный материал, в каждом случае от массы использованного углеводородного смазочного материала.
В качестве дополнительных примеров, от около 8 процентов массовых до около 20 процентов массовых, или от около 8 процентов массовых до около 19 процентов массовых, или от около 8 процентов массовых до около 18 процентов массовых, или от около 8 процентов массовых до около 17 процентов массовых, или от около 8 процентов массовых до около 16 процентов массовых, или от около 8 процентов массовых до около 15 процентов массовых, или от около 8 процентов массовых до около 14 процентов массовых, или от около 8 процентов массовых до около 13 процентов массовых, или от около 8 процентов массовых до около 12 процентов массовых, или от около 8 процентов массовых до около 11 процентов массовых, или от около 8 процентов массовых до около 10 процентов массовых гомополимера полигидроксиполипропиленоксида может быть добавлено в использованный углеводородный смазочный материал, в каждом случае от массы использованного углеводородного смазочного материала.
В качестве дополнительных примеров, от около 9 процентов массовых до около 20 процентов массовых, или от около 9 процентов массовых до около 19 процентов массовых, или от около 9 процентов массовых до около 18 процентов массовых, или от около 9 процентов массовых до около 17 процентов массовых, или от около 9 процентов массовых до около 16 процентов массовых, или от около 9 процентов массовых до около 15 процентов массовых, или от около 9 процентов массовых до около 14 процентов массовых, или от около 9 процентов массовых до около 13 процентов массовых, или от около 9 процентов массовых до около 12 процентов массовых, или от около 9 процентов массовых до около 11 процентов массовых, или от около 9 процентов массовых до около 10 процентов массовых гомополимера полигидроксиполипропиленоксида может быть добавлено в использованный углеводородный смазочный материал, в каждом случае от массы использованного углеводородного смазочного материала.
В качестве дополнительных примеров, от около 10 процентов массовых до около 20 процентов массовых, или от около 10 процентов массовых до около 19 процентов массовых, или от около 10 процентов массовых до около 18 процентов массовых, или от около 10 процентов массовых до около 17 процентов массовых, или от около 10 процентов массовых до около 16 процентов массовых, или от около 10 процентов массовых до около 15 процентов массовых, или от около 10 процентов массовых до около 14 процентов массовых, или от около 10 процентов массовых до около 13 процентов массовых, или от около 10 процентов массовых до около 12 процентов массовых, или от около 10 процентов массовых до около 11 процентов массовых гомополимера полигидроксиполипропиленоксида может быть добавлено в использованный углеводородный смазочный материал, в каждом случае от массы использованного углеводородного смазочного материала.
В различных вариантах реализации изобретения, использованный углеводородный смазочный материал содержит углеводородное масло группы II или углеводородное масло группы III, и одну или более присадок к смазочным материалам, и имеет кинематическую вязкость при 40°С от около 40 сантистоксов до около 352 сантистоксов, или имеет одну из марок вязкости ISO 46, 68, 100, 150, 220 или 320, причем способ включает добавление в использованный углеводородный смазочный материал по меньшей мере около 2 процентов массовых, или по меньшей мере около 3 процентов массовых, или по меньшей мере около 4 процентов массовых, или по меньшей мере около 5 процентов массовых, или по меньшей мере около 6 процентов массовых, или по меньшей мере около 7 процентов массовых, или по меньшей мере около 8 процентов массовых, или по меньшей мере около 9 процентов массовых, или по меньшей мере около 10 процентов массовых и до около 20 процентов массовых, или до около 19 процентов массовых, или до около 18 процентов массовых, или до около 17 процентов массовых, или до около 16 процентов массовых, или до около 15 процентов массовых, или до около 14 процентов массовых, или до около 13 процентов массовых, или до около 12 процентов массовых, или до около 11 процентов массовых, или до около 10 процентов массовых, от массы использованного углеводородного смазочного материала, гомополимера полигидроксиполипропиленоксида, характеризующегося гидроксильным числом от около 25 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г, определенного в соответствии с ASTM D4274. Использованный углеводородный смазочный материал содержит нагар или осадок, или характеризуется оценкой потенциала нагарообразования от Повышенной или выше, или характеризуется изменением процента массового атомарного кислорода по меньшей мере на около 0,3 процента массового больше, чем массовый процент атомарного кислорода в первоначальном составе смазочного материала, или характеризуется увеличением ∆Е по меньшей мере около 25, определенным с помощью калориметрии осадка на мембранном фильтре (ASTM D7843). В различных вариантах реализации изобретения, гомополимер полигидроксиполипропиленоксида характеризуется гидроксильным числом от около 25 мг КОН/г, или от около 26 мг КОН/г, или от около 27 мг КОН/г, или от около 28 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г, или до около 56 мг КОН/г, или до около 54 мг КОН/г, или до около 52 мг КОН/г, или до около 50 мг КОН/г, или до около 48 мг КОН/г, или до около 46 мг КОН/г, или до около 44 мг КОН/г, или до около 42 мг КОН/г, или до около 40 мг КОН/г, или до около 38 мг КОН/г, или до около 36 мг КОН/г, или до около 34 мг КОН/г, или до около 32 мг КОН/г, или до около 31 мг КОН/г, или до около 30 мг КОН/г, или до около 29 мг КОН/г, или до около 28 мг КОН/г, определенным в соответствии с ASTM 4274. Например, гомополимер полигидроксиполипропиленоксида может характеризоваться гидроксильным числом от около 25 мг КОН/г до около 56 мг КОН/г, или от около 25 мг КОН/г до около 50 мг КОН/г, или от около 25 мг КОН/г до около 46 мг КОН/г, или от около 25 мг КОН/г до около 40 мг КОН/г, или от около 25 мг КОН/г до около 36 мг КОН/г, или от около 25 мг КОН/г до около 32 мг КОН/г, или от около 25 мг КОН/г до около 30 мг КОН/г, или от около 25 мг КОН/г до около 28 мг КОН/г. В других вариантах реализации изобретения, гомополимер полигидроксиполипропиленоксида может характеризоваться гидроксильным числом от около 26 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г, или от около 26 мг КОН/г до около 54 мг КОН/г, или от около 26 мг КОН/г до около 50 мг КОН/г, или от около 26 мг КОН/г до около 46 мг КОН/г, или от около 26 мг КОН/г до около 40 мг КОН/г, или от около 26 мг КОН/г до около 36 мг КОН/г, или от около 26 мг КОН/г до около 32 мг КОН/г, или от около 26 мг КОН/г до около 30 мг КОН/г, или от около 26 мг КОН/г до около 28 мг КОН/г. В еще одних вариантах реализации изобретения, гомополимер полигидроксиполипропиленоксида может характеризоваться гидроксильным числом от около 27 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г, или от около 27 мг КОН/г до около 54 мг КОН/г, или от около 27 мг КОН/г до около 50 мг КОН/г, или от около 27 мг КОН/г до около 46 мг КОН/г, или от около 27 мг КОН/г до около 40 мг КОН/г, или от около 27 мг КОН/г до около 36 мг КОН/г, или от около 27 мг КОН/г до около 32 мг КОН/г, или от около 27 мг КОН/г до около 30 мг КОН/г. В других вариантах реализации изобретения, гомополимер полигидроксиполипропиленоксида может характеризоваться гидроксильным числом от около 28 мг КОН/г до около 58 мг КОН/г, или от около 28 мг КОН/г до около 54 мг КОН/г, или от около 28 мг КОН/г до около 50 мг КОН/г, или от около 28 мг КОН/г до около 46 мг КОН/г, или от около 28 мг КОН/г до около 40 мг КОН/г, или от около 28 мг КОН/г до около 36 мг КОН/г, или от около 28 мг КОН/г до около 32 мг КОН/г, или от около 28 мг КОН/г до около 30 мг КОН/г.
В различных вариантах реализации изобретения, использованный углеводородный смазочный материал содержит углеводородное масло группы II или углеводородное масло группы III, и одну или более присадок к смазочным материалам, и имеет кинематическую вязкость при 40°С от около 288 сантистоксов до около 1650 сантистоксов, предпочтительно от около 414 сантискоксов до около 1650 сантискоксов, или имеет марку вязкости ISO от 320 до 1500, предпочтительно от 460 до 1500, определенную в соответствии с ISO 3448, причем способ включает добавление в использованный углеводородный смазочный материал по меньшей мере около 2 процентов массовых, или по меньшей мере около 3 процентов массовых, или по меньшей мере около 4 процентов массовых, или по меньшей мере около 5 процентов массовых, или по меньшей мере около 6 процентов массовых, или по меньшей мере около 7 процентов массовых, или по меньшей мере около 8 процентов массовых, или по меньшей мере около 9 процентов массовых, или по меньшей мере около 10 процентов массовых и до около 20 процентов массовых, или до около 19 процентов массовых, или до около 18 процентов массовых, или до около 17 процентов массовых, или до около 16 процентов массовых, или до около 15 процентов массовых, или до около 14 процентов массовых, или до около 13 процентов массовых, или до около 12 процентов массовых, или до около 11 процентов массовых, или до около 10 процентов массовых, от массы использованного углеводородного смазочного материала, гомополимера полигидроксиполипропиленоксида, характеризующегося гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 20 мг КОН/г, определенного в соответствии с ASTM D4274. Использованный углеводородный смазочный материал содержит нагар или осадок, или характеризуется оценкой потенциала нагарообразования от Повышенной или выше, или характеризуется изменением процента массового атомарного кислорода по меньшей мере на около 0,3 процента массового больше, чем массовый процент атомарного кислорода в первоначальном составе смазочного материала, или характеризуется увеличением ΔЕ по меньшей мере около 25, определенным с помощью калориметрии пятна на фильтр-мембране (ASTM D7843). В различных вариантах реализации изобретения, гомополимер полигидроксиполипропиленоксида может характеризоваться гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г, или от около 13 мг КОН/г, или от около 14 мг КОН/г, или от около 15 мг КОН/г и до около 20 мг КОН/г, или до около 19 мг КОН/г, или до около 18 мг КОН/г, или до около 17 мг КОН/г, или до около 16 мг КОН/г, или до около 15 мг КОН/г, определенным в соответствии с ASTM D4274. Например, гомополимер полигидроксиполипропиленоксида может характеризоваться гидроксильным числом от около 12 мг КОН/г до около 19 мг КОН/г, или от около 12 мг КОН/г до около 18 мг КОН/г, или от около 12 мг КОН/г до около 17 мг КОН/г, или от около 12 мг КОН/г до около 16 мг КОН/г, или от около 12 мг КОН/г до около 15 мг КОН/г. В других примерах, гомополимер полигидроксиполипропиленоксида может характеризоваться гидроксильным числом от около 13 мг КОН/г до около 20 мг КОН/г, от около 13 мг КОН/г до около 19 мг КОН/г, или от около 13 мг КОН/г до около 18 мг КОН/г, или от около 13 мг КОН/г до около 17 мг КОН/г, или от около 13 мг КОН/г до около 16 мг КОН/г, или от около 13 мг КОН/г до около 15 мг КОН/г. В еще одних примерах, гомополимер полигидроксиполипропиленоксида может характеризоваться гидроксильным числом от около 14 мг КОН/г до около 20 мг КОН/г, от около 14 мг КОН/г до около 19 мг КОН/г, или от около 14 мг КОН/г до около 18 мг КОН/г, или от около 14 мг КОН/г до около 17 мг КОН/г, или от около 14 мг КОН/г до около 16 мг КОН/г, или от около 14 мг КОН/г до около 15 мг КОН/г. В еще одних дополнительных примерах, гомополимер полигидроксиполипропиленоксида может характеризоваться гидроксильным числом от около 15 мг КОН/г до около 20 мг КОН/г, от около 15 мг КОН/г до около 19 мг КОН/г, или от около 15 мг КОН/г до около 18 мг КОН/г, или от около 15 мг КОН/г до около 17 мг КОН/г, или от около 15 мг КОН/г до около 16 мг КОН/г.
Гомополимер полигидроксиполипропиленоксида не является амфифильным и не образует мицеллы подобно поверхностно-активным веществам. Скорее, подразумевается, что гомополимер полигидроксиполипропиленоксида изменяет характеристики смазочного материала, что позволяет нагару растворяться в смазочном материале. Исследование оценки потенциала нагарообразования показывает, что использованный смазочный материал возвращается в хорошее рабочее состояние благодаря раскрытому способу обработки использованного углеводородного смазочного материала гомополимером полигидроксиполипропиленоксида.
Использованный углеводородный смазочный материал содержит одну или более присадок, подходящих для определенного применения, для которого предназначен смазочный материал. Использованный углеводородный смазочный материал не содержит диалкилтиофосфата цинка и других координационных соединений цинка, и, предпочтительно, не содержит присадок, диспергированных с помощью поверхностно-активных веществ и/или диспергаторов. Неограничивающие примеры присадок, которые могут входить в состав смазочного материала, включают противозадирные и противоизносные присадки, антиоксиданты, антифрикционные средства, противокоррозионные средства, а именно бензотриазолы, модификаторы вязкости, депрессантные присадки, стабилизаторы, ингибиторы коррозии и присадки, предупреждающие возгорание. Такие присадки находится в виде одной присадки или комбинации двух или более. Не существует каких-либо определенных ограничений по введению таких присадок в использованный углеводородный смазочный материал. Как правило, присадки, аналогичные этим, могут составлять около 10 мас.% или менее от состава смазочного материала. Различные варианты реализации использованного углеводородного смазочного материала могут включать от около 0,1 до около 0,5 мас.% присадки или комбинации присадок, или от около 0,2 до около 2 мас.% присадки или комбинации присадок.
Неограничивающие примеры антиоксидантов, которые могут применяться, включают фенольные антиоксиданты, а именно 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол и 4,4’-метиленбис(2,6-ди-трет-бутилфенол), и бисфенол А; аминовые и тиазиновые антиоксиданты, а именно р,р-диоктилфениламин, монооктилдифениламин, фенотиазин, 3,7-диоктилфенотиазин, N,N-ди(2-нафтил)-р-фенилендиамин, фенил-1-нафтиламин, фенил-2-нафтиламин, алкилфенил-1-нафтиламины и алкилфенил-2-нафтиламины; и серосодержащие антиоксиданты, а именно алкилдисульфид, эфиры тиодипропионовой кислоты и бензотиазолы. Состав смазочного материала может содержать до около 5,0 мас.% антиоксидантов, от около 0,1 до около 5 мас.%, от около 0,1 до около 2,0 мас.% или от около 0,2 до около 0,8 мас.% антиоксидантов. Составы смазочных материалов могут содержать один или комбинацию двух или более соединений антиоксидантов.
В определенных вариантах реализации изобретения, использованный углеводородный смазочный материал может содержать одну или более противозадирную или противоизносную присадку. Неограничивающие примеры противозадирных/ противоизносных присадок включают серо- и фосфорсодержащие типы, а именно эфиры фосфорной кислоты, кислые эфиры фосфорной кислоты, разветвленные фосфаты алкиламинов, содержащие от 5 до 20 атомов углерода, эфиры тиофосфорной кислоты, кислые эфиры аминов фосфорной кислоты, хлорированные эфиры фосфорной кислоты и эфиры фосфористой кислоты, которые представляют собой эфиры фосфорной кислоты или фосфористой кислоты с алканолами или полиэфирными спиртами. Конкретные, неограничивающие примеры эфиров фосфорной кислоты включают трибутилфосфат, трипентилфосфат, тригексилфосфат, тригептилфосфат, триоктилфосфат, тринонилфосфат, тридецилфосфат, триундецилфосфат, тридодецилфосфат, тритридецилфосфат, тритетрадецилфосфат, трипентадецилфосфат, тригексадецилфосфат, тригептадецилфосфат, триоктадецилфосфат, триолеилфосфат, трифенилфосфат, трикрезилфосфат, триксиленилфосфат, крезилдифенилфосфат и ксиленилдифенилфосфат. Среди конкретных неограничивающих примеров кислотных эфиров фосфорной кислоты можно упомянуть кислый монобутилфосфат, кислый монопентилфосфат, кислый моногексилфосфат, кислый моногептилфосфат, кислый монооктилфосфат, кислый монононилфосфат, кислый монодецилфосфат, кислый моноундецилфосфат, кислый монододецилфосфат, кислый монотридецилфосфат, кислый монотетрадецилфосфат, кислый монопентадецилфосфат, кислый моногексадецилфосфат, кислый моногептадецилфосфат, кислый монооктадецилфосфат, кислый моноолеилфосфат, кислый дибутилфосфат, кислый дипентилфосфат, кислый дигексилфосфат, кислый дигептилфосфат, кислый диоктилфосфат, кислый динонилфосфат, кислый дидецилфосфат, кислый диундецилфосфат, кислый дидодецилфосфат, кислый дитридецилфофсат, кислый дитетрадецилфосфат, кислый дипентадецилфофсат, кислый дигексадецилфосфат, кислый дигептадецилфофсат, кислый диоктадецилфосфат и кислый диолеилфосфат. Конкретные неограничивающие примеры эфиров тиофосфорной кислоты включают трибутилфосфортионат, трипентилфосфортионат, тригексилфосфортионат, тригептилфосфортионат, триоктилфосфортионат, тринонилфосфортионат, тридецилфосфортионат, триундецилфосфортионат, тридодецилфосфортионат, тритридецилфосфортионат, тритетрадецилфосфортионат, трипентадецилфосфортионат, тригексадецилфосфортионат, тригептадецилфосфортионат, триоктадецилфосфортионат, триолеилфосфортионат, трифенилфосфортионат, трикрезилфосфортионат, триксиленилфосфортионат, крезилдифенилфосфортионат и ксиленилдифенилфосфортионат. Конкретные неограничивающие примеры аминов кислых эфиров фосфорной кислоты включают соли кислых эфиров фосфорной кислоты с аминами, а именно с метиламином, этиламином, пропиламином, бутиламином, пентиламином, гексиламином, гептиламином, октиламином, диметиламином, диэтиламином, дипропиламином, дибутиламином, дипентиламином, дигексиламином, дигептиламином, диоктиламином, триметиламином, триэтиламином, трипропиламином, трибутиламином, трипентиламином, тригексиламином, тригептиламином и триоктиламином. Конкретные неограничивающие примеры хлорированных эфиров фосфорной кислоты включают трис(дихлорпропил)фосфат, трис(хлорэтил)фосфат, трис(хлорфенил)фосфат и полиоксиалкилен-бис[ди(хлоралкил)]фосфат. Среди эфиров фосфористой кислоты можно упомянуть дибутилфосфит, дипентилфосфит, дигексилфосфит, дигептилфосфит, диоктилфосфит, динонилфосфит, дидецилфосфит, диундецилфосфит, дидодецилфосфит, диолеилфосфит, дифенилфосфит, дикрезилфосфит, трибутилфосфит, трипентилфосфит, тригексилфосфит, тригептилфосфит, триоктилфосфит, тринонилфосфит, тридецилфосфит, триундецилфосфит, тридодецилфосфит, триолеилфосфит, трифенилфосфит и трикрезилфосфит. Противозадирные/противоизносные присадки могут находиться отдельно или в комбинации, в любом необходимом количестве. В различных вариантах реализации изобретения, использованный углеводородный смазочный материал может содержать от около 0,01 мас.% до около 5,0 мас.%, от около 0,01 мас.% до около 4,0 мас.%, от около 0,02 мас.% до около 3,0 мас.% или от около 0,1 мас.% до около 5,0 мас.% каждой их противозадирных присадок и противоизносных присадок.
В различных вариантах реализации изобретения, использованный углеводородный смазочный материал может содержать один или более ингибиторов коррозии, а именно ингибиторов, выбранных из изомерных смесей N,N-бис(2-этилгексил)-4-метил-1Н-бензотриазол-1-метиламина и N,N-бис(2-этилгексил)-5-метил-1Н-бензотриазол-1-метиламина. Использованный углеводородный смазочный материал может содержать от около 0,01 мас.% до около 1,0 мас.% одного или более ингибиторов коррозии, от около 0,01 мас.% до около 0,5 мас.% одного или более ингибиторов коррозии или от около 0,05 мас.% до около 0,15 мас.% одного или более ингибиторов коррозии.
Модификаторы вязкости (или улучшители индекса вязкости) представляют собой полимерные материалы, типичными примерами которых являются полиолефины, а именно сополимеры этилена и пропилена, гидрированные блок-сополимеры стирола и изопрена, гидрированные сополимеры стирола и бутадиена, акриловые полимеры, полученные полимеризацией акриловых и метакриловых эфиров, гидрированные полимеры изопрена, полиалкилстиролы, гидрированные сополимеры алкиленаренов и конъюгированных диэнов, полиолефины, эфиры сополимеров малеинового ангидрида и стирола и полиизобутилен.
Неограничивающие примеры депрессантных присадок включают полиалкилметакрилаты, полиалкилакрилаты, поливинилацетаты, полиалкилстиролы, полибутен, конденсаты хлорированного парафина и нафталина и конденсаты хлорированного парафина и фенола.
Неограничивающие примеры присадок, которые предупреждают возгорание, включают трифторхлоретан, трифторйодметан, фосфатные эфиры и другие фосфористые соединения, и йод- и бромсодержащие углеводороды, гидрофторуглероды и фторуглероды.
В раскрытом способе в использованный углеводородный смазочный материал может быть добавлена композиция, содержащая гомополимер полигидроксиполипропиленоксида и по меньшей мере одну присадку, отличную от диалкилтиофосфата цинка и других координационных соединений цинка, и диспергированные (твердые) присадки. В различных вариантах реализации изобретения, присадки выбирают из антиоксидантов, противоизносных средств, противозадирных средств, антифрикционных средств, противокоррозионных средств, а именно бензотриазолов, модификаторов вязкости, депрессантных присадок, стабилизаторов, ингибиторов коррозии, присадок, предупреждающих возгорание, и их комбинаций. В определенных вариантах реализации изобретения, композиция, применяемая для обработки использованного углеводородного смазочного материала, может содержать гомополимер полигидроксиполипропиленоксида и антиоксиданта. Композиция, применяемая для обработки использованного углеводородного смазочного материала, может содержать до около 1,5 процента массового одного или более антиоксидантов, до около 0,75 процентов массовых смазывающей присадки, до 0,5 процентов массовых одного или более ингибиторов коррозии или их комбинацию.
В состав углеводородного смазочного материала могут входить диспергированные (твердые) присадки, и диспергированные присадки могут быть добавлены в углеводородный смазочный материал во время использования, но до обработки по способу, раскрытому в данном документе. Хотя и не желая привязываться к теории, считается, что такие диспергированные присадки могут захватываться нагаром или осадком в использованном углеводородном смазочном материале. Часто необходимо добавлять большее количество гомополимера полигидроксиполипропиленоксида, чем это необходимо, если диспергированные присадки не были добавлены в углеводородный смазочный материл.
Наблюдается, что гомополимер полигидроксиполипропиленоксида может иметь большую вязкость, чем углеводородный смазочный материал, хотя сохраняя кинематическую вязкость или марку обработанного углеводородного смазочного материала в пределах 10% от кинематической вязкости при 40°С или марки вязкости ISO углеводородного смазочного материала, что считается результатом повторного добавления материала из осадка или нагара.
Примеры
Количества приведены в массовых частях, если конкретно не указаны другие единицы.
Композиции на основе гомополимера полигидроксиполипропиленоксида получены с помощью материалов, приведенных в последующей таблице. Ингредиенты объединяют, затем нагревают при перемешивании для достижения гомогенизации. Затем, оценивают свойства каждой композиции, приведенные в последующей таблице.
Ингредиент
Источник ингредиента
Пример 1 (массовые части)
Пример 2 (массовые части)
Пример 3 (массовые части)
Voranol 2000LM<sup>1</sup>
Dow Chemical Company
495
Voranol 4000LM<sup>2</sup>
Dow Chemical Company
495
Voranol 8000LM<sup>3</sup>
Dow Chemical Company
247,29
Wingstay L Flakes
Omnova Solutions Inc.(Beachwood, OH)
2,99
3,02
1,52
Alkaterge E
Angus Chemical Co.(Buffalo Grove, IL)
1,01
1,01
0,51
Cobratec 122
PMC Specialties Group Inc.(Cincinnati, OH)
1,0
1,0
0,53
Surtech OA 3321
PMC Crystal Inc.(Landsdale, PA)
0,5
0,5
0,20
Свойство
Метод исследования
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Вязкость при 40°С
ASTM D445
178,4 сСт
481,8 сСт
1502,69 сСт
Температура застывания
ASTM D97
-30°С
-30°С
-30°С
Плотность при 15°С
ASTM D4052
1,009 г/см<sup>3</sup>
1,007 г/см<sup>3</sup>
1,004 г/см<sup>3</sup>
Температура вспышки
ASTM D93
174°С
145°С
144°С
Общее кислотное число
ASTM D664
0,16 мг КОН/г
0,15 мг КОН/г
0,15 мг КОН/г
Гидроксильное число
ASTM D4274
56 мг КОН/г
27 мг КОН/г
14 мг КОН/г
1. Voranol 2000LM представляет собой линейный дигидроксиполипропиленоксид, характеризующийся гидроксильным числом 56 мг КОН/г (определенным по ASTM D4274).
2. Voranol 4000LM представляет собой линейный дигидроксиполипропиленоксид, характеризующийся гидроксильным числом 27 мг КОН/г (определенным по ASTM D4274).
3. Voranol 8000LM представляет собой линейный дигидроксиполипропиленоксид, характеризующийся гидроксильным числом 14 мг КОН/г (определенным по ASTM D4274).
Примеры 4-7
Полученный образец использованного углеводородного смазочного материала делят на четыре части для получения Примеров 4-7. Пример 4 представляет собой первую часть использованного углеводородного смазочного материала, которую не обрабатывают. Пример 5 получают путем добавления во вторую часть использованного углеводородного смазочного материала 10 мас.% Примера 1. Пример 6 получают путем добавления во вторую часть использованного углеводородного смазочного материала 10 мас.% Примера 2. Пример 7 получают путем добавления во вторую часть использованного углеводородного смазочного материала 10 мас.% Примера 3. Свойства Примеров определены и приведены в таблице ниже.
Свойство
Пример 4
Пример 5
Пример 6
Пример 7
Внешний вид
ПрозрачныйОранжевый
МутныйОранжевый
МутныйОранжевый
МутныйОранжевый
Вязкость (сСт)
63,50
69,41
68,95
75,08
Общее кислотное число (мг КОН/г)
0,20
0,15
0,25
0,15
Вода (млн. части)
630
682
507
921
Уловленное масло % (У)
нет
нет
нет
нет
Калориметрия осадка на мембранном фильтре (∆Е)
48,50
4,7
13,2
24,0
Атомарный кислород  мас.%
4,5
5,5
5,1
4,6
Плотность при 15°С (г/см<sup>3</sup>)
0,8764
0,8819
0,8798
0,8773
Исследование показывает, что содержание гидроксильных групп в композиции гомополимера полигдроксиполипропиленоксиде уменьшается, а величина, которую показывает калориметрия осадка на мембранном фильтре (ΔЕ) повышается. Пример 5 показывает, что композиция полигидроксиполипропиленоксида по Примеру 1 является наиболее эффективной для обработки этого использованного углеводородного смазочного материала. Снижение величины, которую показывает калориметрия осадка на мембранном фильтре, до 4,7 без существенного изменения вязкости указывает на то, что агломерированный нагар растворился в жидкой фазе смазочного материала. Пример 1 также имеет вязкость, наиболее близкую к вязкости использованного смазочного материала с тремя исследуемыми композициями полигидроксиполипропиленоксида.
Пример 8-10
Полученный образец использованного углеводородного смазочного материала делят на три части для получения Примеров 8-10. Пример 8 представляет собой первую часть использованного углеводородного смазочного материала, которую не обрабатывают. Пример 9 получают путем добавления во вторую часть использованного углеводородного смазочного материала 5 мас.% Примера 3. Пример 10 получают путем добавления во вторую часть использованного углеводородного смазочного материала 10 мас.% Примера 3. Свойства Примеров определены и приведены в таблице ниже. Те же свойства приведены для самого Примера 3. Также в таблице приведены свойства, которые теоретически ожидаются при добавлении 5 мас.% и 10 мас.% Примера 3 – композиции линейного пропиленоксида с двумя концевыми гидроксильными группами, если предполагалось, что Пример 3 – композиция линейного пропиленоксида с двумя концевыми гидроксильными группами, не имеет влияния на нагар, содержащийся в использованном углеводородном смазочном материале.
Свойство
Пр. 3
Пр. 8
Пр. 9
Теорети-ческие результаты для Пр. 9
Пр. 10
Теорети-ческие результаты для Пр. 9
Внешний вид
ПрозрачныйБесцветный
Слегка мутноватыйЖелтый
ПрозрачныйБесцветный
ПрозрачныйСветло-желтый
Вязкость (сСт)
1502,69
44,70
45,93
117,60
54,29
190,50
Общее кислотное число (мг КОН/г)
0,14
0,21
0,20
0,21
0,17
0,20
Вода (млн. части)
2471
277
1065
386,7
367
496,4
Уловленное масло % (У)
нет
нет
нет
нет
нет
нет
Калориметрия осадка на мембранном фильтре (ΔЕ)
5,0
18,2
17,8
17,5
16,1
16,9
Атомарный кислород  мас.%
33,4
0,6
1,3
2,3
2,2
3,9
Плотность при 15°С (г/см<sup>3</sup>)
1,0057
0,8408
0,8440
0,8490
0,8488
0,8573
Исследование Примеров 8-10 демонстрирует, что, в связи с влиянием композиции полигидроксиполипропиленоксида на нагар в использованном смазочном материале, добавление композиции полигидроксиполипропиленоксида имеет меньшее влияние на вязкость смазочного материала, чем предполагалось теоретически. Ожидалось, что добавление Примера 3 значительно увеличит вязкость использованного смазочного материала, потому что его вязкость значительно выше, чем у использованного смазочного материала, однако это не так. Уменьшение общего кислотного числа демонстрирует, что композиция Примера 3 растворила агломераты нагара и повторно растворила в использованном смазочном материале захваченные антиоксиданты.
Пример 11
Композицию полиалкиленоксидов, содержащих по меньшей мере одну концевую гидроксильную группу в соответствии с Kovanda и соавт. в патенте США № 8,685,905, получают путем объединения ингредиентов, перечисленных в таблице ниже; определены свойства Примера 11 и приведены в таблице ниже.
Ингредиент
Источник ингредиента
Пример 11 (массовые части)
UCON LB 135
Dow Chemical Company
495
Wingstay L Flakes
Omnova Solutions Inc. (Beachwood, OH)
2,99
Alkaterge E
Angus Chemical Co. (Buffalo Grove, IL)
1,01
Cobratec 122
PMC Specialties Group Inc. (Cincinnati, OH)
1,0
Surtech OA 3321
PMC Crystal Inc. (Landsdale, PA)
0,5
Свойство
Метод исследования
Пример 1
Вязкость при 40°С
ASTM D445
27,3 сСт
Температура застывания
ASTM D97
<-45°С
Плотность при 15°С
ASTM D4052
0,982 г/см<sup>3</sup>
Температура вспышки
ASTM D93
269°C
Общее кислотное число
ASTM D664
0,2 мг КОН/г
Гидроксильное число
ASTM D4274
60 мг КОН/г
Пример 12-14
Полученный образец использованного углеводородного смазочного материала с углеводородным маслом группы III делят на три части для получения Примеров 12-14. Пример 12 представляет собой первую часть использованного углеводородного смазочного материала, которую не обрабатывают. Пример 13 получают путем добавления во вторую часть использованного углеводородного смазочного материала 10 мас.% Примера 11. Пример 14 получают путем добавления во вторую часть использованного углеводородного смазочного материала 10 мас.% Примера 1 – композиции полипропиленоксида. Свойства Примеров определены и приведены в таблице ниже.
Свойство
Пример 12
Пример 13
Пример 14
Внешний вид
МутноватыйКоричневый
МутноватыйКоричневый
ПрозрачныйКоричневый
Вязкость (сСт)
61,81
53,70
76,16
Общее кислотное число (мг КОН/г)
0,91
0,51
0,49
Вода (млн. части)
96
204
442
Уловленное масло % (У)
нет
нет
нет
Калориметрия пятна на фильтр-мембране (∆Е)
41,84
48,59
19,50
Атомарный кислород  мас.%
5,6
7,2
7,8
Плотность при 15°С (г/см<sup>3</sup>)
0,8824
0,8903
0,8936
Пример 13 имеет пониженную вязкость, которая находится ниже диапазона вязкости для смазочных материалов с ISO VG 68 в соответствии с ISO 3448. Пример 13 также остается мутноватым; общее кислотное число снижается, однако измеренные с помощью калориметрии осадка на мембранном фильтре (ΔЕ) величины не снижаются, указывая на то, что агломераты нагара остаются в смазочном материале. Напротив, общее кислотное число Примера 14 снизилось, смазочный материал является прозрачным и измеренные с помощью калориметрии осадка на мембранном фильтре (ΔЕ) величины резко снизились и составляют менее чем половину от величин для необработанного смазочного материала.
Вышеприведенное описание вариантов реализации изобретения представлено для целей иллюстрации и описания. Оно не предполагается быть всесторонним или ограничивать изобретение. Отдельные элементы и признаки конкретных вариантов реализации изобретения, как правило, не ограничены определенными вариантами реализации изобретения, однако, по возможности, являются взаимозаменяемыми и могут применяться в выбранных вариантах реализации изобретения, даже если это намеренно не показано или описано. Одно и то же самое также может изменяться различным образом. Такие изменения не считаются отклоняющимися от изобретения, и предполагается, что все такие модификации находятся в пределах объема изобретения.