ПРОТИВОЗАДИРНЫЕ И ПРОТИВОИЗНОСНЫЕ ПРИСАДКИ К МАСЛАМ, РАБОТАЮЩИМ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ
ANTISCORING AND ANTIWEAR ADDITIVES FOR OIL WORKING UNDER HIGH PRESSURE

Изобретение относится к противоизносным и противозадирным присадкам к маслам, а именно к присадкам, содержащим производные фуллерена [60], работающим при высоких давлениях.
Указанные присадки обладают повышенными противоизносными и противозадирными свойствами и используются в изготовлении технологических смазок для холодной объемной штамповки и высадки металла, трансмиссионных и редукторных масел.
16
28
Известна присадка [Патент РФ №2168536. Бюл. №16 (2001)], которую получают взаимодействием α-олефинов фракции С-С с серой при температуре 130-150°С в течение 3 ч в присутствии 0.1-0.9 мас.% по отношению к α-олефину катализаторов, в качестве которых используют моно-, или ди-, или триэтаноламин.
Недостатком присадки является большой ее расход, достигающий 10-25% (см. табл.1).
12
21
10
16
Известна присадка к смазочным маслам [Патент РФ №2156789. Бюл. №27 (2000)], которую получают взаимодействием элементарной серы со смесью олигомеров пропилена фракции С-С, синтетических жирных кислот фракции C-C и диэтиленгликоля при 150-170°С.
Недостатком присадки является большой ее расход при добавлении к маслам, достигающий 20-50%.
Задача изобретения - получение серусодержащих присадок, обладающих повышенными противозадирными и противоизносными свойствами при меньшем их расходе.
Это достигается тем, что в серусодержащее органическое соединение вводят смесь 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов общей формулы (1) в количестве 0,06-0,14 мас.%, предпочтительно 0,1 мас.% при интенсивном перемешивании 4 ч и при температуре 60°С.
где n=1 (50%), n=2 (30%), n=3 (15%), n=4 (5%).
Смесь 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов общей формулы (1) получают каталитическим циклоприсоединением избытка диоктилсульфоксида к фуллерену[60] [А.Р.Туктаров, А.Р.Ахметов, M.Pudas, А.Г.Ибрагимов, У.М.Джемилев. ЖОрХ, 43 (12), 2007, 1870-1871].
Проведение перемешивания при более высокой температуре, например 100°С, нецелесообразно, что связано с дополнительными энергозатратами. При меньшей температуре, например 20°С, происходит растворение 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1) в серусодержащих органических соединениях за более длительное время.
Применение смеси 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1) в количестве больше 0.14 мас.% по отношению к серусодержащим органическим соединениям не приводит к существенному улучшению показателей (противозадирные, противоизносные свойства) присадки. Применение смеси 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1) в количестве меньше 0.06 мас.% по отношению к серусодержащим органическим соединениям снижает показатели присадки.
Существенные отличия предлагаемого способа.
Известные серусодержащие присадки обеспечивают повышенные противозадирные, противоизносные свойства при добавлении к маслам в количестве 20-40% (см. табл.1). Предлагаемые присадки, в отличие от известных, обеспечивают повышенные противозадирные, противоизносные свойства при добавлении к маслам в количестве 3-7% (см. табл.1).
Способ поясняется следующими примерами.
ПРИМЕР 1. В термостатированный стеклянный реактор, снабженный механической мешалкой, дефлегматором и дозатором, для подачи азота загружают 99,9 г серусодержащей присадки сульфидированных тетрамеров пропилена (ОТП) и 0,100 г смеси 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1), нагревают до 60°С и перемешивают 4 часа. Получено 100 г присадки, содержащей 18,364% серы.
ПРИМЕР 2. Проводят как пример 1, но к 99,9 г серусодержащей присадки сульфидированных α-олефинов добавляют 0,100 г смеси 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1). Получено 100 г присадки, содержащей 20,104% серы.
ПРИМЕР 3. Проводят как пример 1, но к 99,9 г присадки ДФ-11 добавляют 0,100 г смеси 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1). Получено 100 г присадки, содержащей, мас.%: S=9,709; Р=4,693; Zn=4,952.
ПРИМЕР 4. Проводят как пример 1, но к 99,860 г присадки сульфидированных α-олефинов добавляют 0,140 г смеси 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1). Получено 100 г присадки, содержащей 20,105% серы.
ПРИМЕР 5. Проводят как пример 1, но к 99,94 г присадки сульфидированных α-олефинов добавляют 0,06 г смеси 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]тетрагидротиофен-1-оксидов (1). Получено 100 г присадки, содержащей 20,102% серы.
Присадки, полученные согласно примерам 1-5, растворяли в индустриальном масле И-20А в количестве от 3 мас.% до 7 мас.% и сравнивали их свойства с известными присадками ДФ-11, ОТП, осерненными α-олефинами.
В примерах 6, 7, 8 приведены реологические свойства известных присадок в индустриальном масле И-20А.
Присадки испытывали по ГОСТу 9490-75 на четырехшариковой машине трения (ЧШМ). При испытании на ЧШМ использовали шарики по ГОСТу 3722-81 из стали марки ШХ 15 по ГОСТу 801-78 диаметром 12,7 мм, степень точности 20.
с
к
На четырехшариковой машине трения исследовали противозадирные свойства смазок. Оценочными показателями служили нагрузка сваривания (Р), характеризующая предельную работоспособность смазочного материала в условиях испытания, критическая нагрузка (Р), а также обобщенный показатель износа (ОПИ), определяющие способность смазочного материала предотвращать возникновение задира трущихся поверхностей.
Результаты представлены в табл.1. Как видно из данных таблицы 1, полученные в соответствии с изобретением новые составы присадок по сравнению с известными обладают лучшими противоизносными и противозадирными свойствами, хорошей совместимостью с индустриальными маслами.
Таблица 1
Присадки
Концентрация в масле И-20А, мас.%
Р<sub>к</sub>, кгс
Р<sub>с</sub>, кгс
ОПИ
присадки
Р
S
Zn
1
2
3
4
5
6
7
8
1. Сульфидированные тетрамеры пропилена (ОТП) + смесь 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофен-1-оксидов (1)
5
-
0,918
-
112
631
86
2. Сульфидированные α-олефины фракции С<sub>18</sub>-С<sub>26</sub> + смесь 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофен-1-оксидов (1)
5
-
1,005
-
112
708
89
3. ДФ-11 + смесь 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофен-1-оксидов (1)
3
0,141
0,291
0,141
100
501
82
4. Сульфидированные α-олефины фракции C<sub>18</sub>-C<sub>26</sub> + смесь 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофен-1-оксидов (1)
7
-
1,407
-
112
794
89
5. Сульфидированные α-олефины фракции C<sub>18</sub>-C<sub>26</sub> + смесь 2,5-дигептил-3,4-фуллеро[60]-тетрагидротиофен-1-оксидов (1)
3
-
0,603
-
100
501
82
6. Сульфидированные тетрамеры пропилена (ОТП)
40
-
7,2
-
100
596
72
7. Сульфидированные α-олефины фракции C<sub>18</sub>-C<sub>26</sub>
25
-
7,5
-
100
631
86
8. ДФ-11
20
0,940
1,941
0,992
100
447
72