Файл: Гальперин А.Е. Производство присадок к моторным и трансмиссионным маслам.pdf

и обработка кислых эфиров диалкилдитиофосфорных ки­ слот окисью цинка в среде легкого минерального масла:

где R — алкильные радикалы различного строения в зависимости от исходных спиртов. В большинстве случаев алкильный радикал имеет 6—16 атомов углерода. Так, присадка ДФ-І1а синтезирована на основе смеси этилового и 2-этилгексилового спиртов; ее радика­ лы имеют следующее структурное строение;

СН3—СНа— и сн3—сна—сна—сна—сн—сна— сна-сн 3

Присадка ДФ-116 синтезирована на основе изопропилового и 2-этнлгекснлового спиртов; радикалы присадки ДФ-116 соответст­ венно следующие:

СНЗЧ

)СН — и сн3—сн2—сн,—сн2—сн—сн,—

с н / I

сна-с н 3

Присадка ДФ-11, производимая в промышленных ко­ личествах, имеет следующую формулу:

'S—Zn—S>У О—L,4t-l9-«30

Она синтезирована на основе изобутилового и изооктилового спиртов, полученных методом оксосинтеза.

Синтез сульфонатных присадок СБ-3 и ПМС. Присад­ ка СБ-3 (сульфонат бария) синтезирована в 1961 г. бакинскими учеными А. М. Кулиевым, К. И. Садыховым и др. Присадка ПМС — многозольные сульфонаты каль­ ция с повышенным (против стехиометрического) содер­ жаниемметалла — синтезирована во ВНИИ НП, внедре­ на в производство в промышленных количествах на Но­ вокуйбышевском НПК. Основной составной частью этих присадок являются соли сульфокислот.

Присадку ПМС получают сульфированием дизельно­ го масла Д-11 концентрированной серной кислотой, оле­ умом или газообразным серным ангидридом и контакт­ ным газом, содержащим 6,5% S03. Сульфирование ди­ зельного масла при синтезе присадки СБ-3 проводят только газообразным серным ангидридом. Можно при­ менять для сульфирования и смеси газообразных S03

37

следующих основных этапов.

1. Сульфирование нефтяного масла селективной очи­ стки с получением сульфокислот RSO2OH (где R — угле­ водородные радикалы). По мере удлинения их алкиль­ ной цепи моющие свойства сульфосолей улучшаются.

2. Нейтрализация полученных сульфокислот гидро­ окисью бария при получении присадки СБ-3 и гидро­ окисью кальция (известковым молоком) при получении

Синтез присадки СБ-3 заканчивается на втором этапе. Для получения многозольной присадки ПМС обычный

усилитель реакции). В результате в обычный сульфонат вводится в 3,5—4 раза больше кальция, чем стехиометрически рассчитано по вышеприведенным формулам. В ря­ де случаев количество металла в сульфонатах в 8—10 раз превышает расчетное. Структурное строение много­ зольных сульфонатов пока неизвестно.

Синтез сукцинимидных присадок (алкенилсукцинимидов) состоит из двух этапов. На первом этапе получают алкенилянтарный ангидрид (алкенилсукциновый ангид­ рид) путем присоединения к малеиновому ангидриду полиолефина, имеющего концевую двойную связь:

где R — полиалкенил молекулярного веса 300—3000, на­ пример остаток полиэтилена, полипропилена, полибути­ лена, сополимера изобутилена и стирола. Во второй ста­ дии образовавшийся алкенилсукциновый ангидрид взаи-

38

модеиствует с аминами, давая алкемилсукцинимиды:

где R '— остаток полиэтиленполиамина или этиленполиамииа.

Присадки такого типа синтезированы в СССР впер­ вые в 1967 г. и по качеству не уступают зарубежным присадкам ОЛОА-1200, Сантолюб-908 и др.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ, СВОЙСТВА И ИСПЫТАНИЯ ПРИСАДОК

Вязкостные присадки используют для улучшения вязкостных свойств базовых масел. В качестве таких присадок широкое практическое применение получили полимерные соединения: полиизобутилен, полиметакри­ латы, полиалкилстиролы и др.

Полиизобутилен представляет собой продукт полиме­ ризации изобутилена молекулярного веса 15 000—20 000. В зависимости от способа получения основная цепь по­ лиизобутилена может иметь различное строение:

Загущающая способность полиизобутилена зависит от его молекулярного веса (табл. 2).

Т а б л и ц а 2. Влияние молекулярного веса полиизобутилена

на его загущающую способность (по Н. Г. Пучьову)

Вязкость масла (в сСт) при 50 °С при разном содержании Молекулярный вес полиизобутилена полиизобутилена

39

Полиметакрилаты представляют собой полимеры эфи­ ров метакриловой кислоты и одноатомных спиртов С4— С22. Основная цепь макромолекулы полиметакрилата имеет строение:

СН, СН3

II

---СН2— С— сн2— с---

ioOR COOR

Свойства и эффективность этих полимеров как при­ садок зависят прежде всего от величины и строения ра­ дикала R'. Наиболее эффективны полимеры с радика­ лами, имеющими 12—18 атомов углерода; они наряду с вязкостными обладают и депрессорными свойствами. В табл. 3 приведено влияние этих полимеров на вязкост­ но-температурные свойства масел.

40

С повышением молекулярного веса полимера коли­ чество его, необходимое для повышения вязкости базо­ вого масла до требуемой величины (в данном случае до 18,3 сСт при 100 °С), уменьшается, а вязкость масла при минусовых температурах повышается в меньш'ей степе­ ни. Из данных табл. 3 видно, что полиизобутилены обла­ дают лучшими загущающими свойствами, но масла, за­ гущенные полиметакрилатами, превосходят масла, загу­ щенные полиизобутиленами, по вязкостно-температурным свойствам. Добавлением к маловязким (ѵ50=40-^72 сСт) минеральным маслам небольших количеств полиизобу­ тилена или полиметакрилата удается получать масла с необходимым уровнем вязкости при положительных тем­ пературах (50—100°С), пологой кривой ее изменения с понижением температуры и высоким индексом вязко­ сти (115—130). Это облегчает запуск двигателей при низких температурах и уменьшает износ трущихся де­ талей.

Недостатком вязкостных присадок является их не­

в двигателе они могут подвергаться деструкции, т. е. снижается их вязкость. С повышением молекулярного веса полимеров их подверженность деструкции увели­ чивается. Полиметакрилаты более подвержены деструк­ ции, чем полиизобутилен. Степень деструкции зависит также от концентрации полимера в масле, увеличиваясь с ее повышением. Для уменьшения деструкции загущен­ ных полимерами масел содержание в них загущающих присадок уменьшают до- 1—3%, используют полимеры более узкого фракционного состава (по молекулярному весу) и добавляют многофункциональные и другие (главным образом антиокислительные) присадки. На их основе выпускают всесоюзные сорта масел для карбю­ раторных и дизельных двигателей — АСЗп-10, ДСЗп-8, МТ-8п, МТ-14п и др.

Для определения загущающей способности присадок измеряют при 100°С увеличение вязкости эталонного масла после добавления к нему 5% испытуемого поли­ мера. Этот показатель необходим в связи с тем, что по­ лиизобутилены одинакового молекулярного веса, но различного молекулярного состава неодинаково повыша­ ют вязкость масла. Для количественной оценки темпера­

41

турной стойкости полимерных присадок введен показа­ тель полимеризационной стабильности. Она представ­ ляет собой разность вязкостей (в сСт при 100 °С) 5%-ного раствора присадки в эталонном масле до и по­ сле нагревания его в течение 12 ч при 200 °С. Для поли­ изобутиленов молекулярного веса 20000 эта разность должна быть не более 10%. В качестве эталонного мас­ ла применяют масло турбинное 22 (Л) по ГОСТ 32—53.

Характеристика основных вязкостных присадок при­ ведена в табл. 4.

Т а б л и ц а 4. Характеристика основных вязкостных присадок, применяемых для загущения нефтяных смазочных масел в СССР

42