Багатофункціональна присадка “фосфолідін-біс” до пластичних мастил

Реферат: Багатофункціональна присадка до мастильних матеріалів, зокрема, до пластичних мастил, Присадка являє собою продукт конденсації оксіетильованого етилендіаміну та гліцерофосфатидів, що входять до складу побічних продуктів від очищення олій (фуз, гідрофуз), за мольного співвідношення реагентів 3:1. Уведення запропонованої присадки у кількості 2,5-15,0 % мас. створює новий мастильний матеріал з покращеними антиокиснювальними, захисними, протизношувальними та токсиколого-екологічними властивостями. UA 100612 C2 (12) UA 100612 C2 UA 100612 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до засобів підвищення експлуатаційних характеристик мастильних матеріалів, зокрема, пластичних мастил, що здійснюється шляхом додавання до складу мастил багатофункціональних присадок. Мастильні матеріали - це складні полікомпонентні системи, що поруч з рідкою основою дисперсійного середовища і твердим загусником дисперсної фази, містять різні поверхневоактивні речовини (ПАР)-додатки, які значно покращують їх експлуатаційні властивості. Не зважаючи на те, що концентрація загусника і присадок в мастилах відносно невелика (0,5-25 %), саме вони визначають основні характеристики мастил, без яких сьогодні неможливо уявити роботу швидкісних надпотужних машин і механізмів. Широкого розповсюдження у мастильних матеріалах набули присадки на основі діалкілдитіофосфатів металів, наприклад, присадка ДФ-11 (ГОСТ 24216-80, ОСТ 38 01348-86), а також присадки на основі солей діалкіларил-дитіофосфорних кислот, наприклад, присадка ВНИИНП-354 (ТУ 38 101 680-82) [1], які забезпечують мастильним матеріалам антиокиснювальну, захисну і протизношувальну дію. Недоліками присадок цього типу є наступне [2] : - підвищена кислотність оливних розчинів присадки (значення рН=3-6) через наявність в них кислих продуктів, кількість яких залежить від технологічних факторів синтезу; - підвищена корозійна агресивність по відношенню до міді при високих температурах, що звужує температурний інтервал застосування присадок у складі високотемпературних пластичних мастил; - незадовільна біорозщеплюваність. Задачею винаходу є розробка багатофункціональної присадки для підвищення експлуатаційних властивостей високотемпературних пластичних мастил, а саме, рівня їхніх антиокиснювальних, захисних і протизношувальних властивостей, а також токсикологогігієнічних характеристик за рахунок уведення до складу цих мастил фосфорвмісних сполук, що синтезуються з доступної відновлювальної рослинної сировини. Поставлена задача вирішується застосуванням багатофункціональної присадки до пластичних мастил, яка відрізняється тим, що має умовну назву фосфолідін-біс, є фосфорвмісним продуктом конденсації оксіетильованого етилендіаміну та гліцерофосфатидів (фосфатидилетаноламіни (кефаліни), фосфатидилхоліни (лецитини), амінокислоти, інозитфосфатиди тощо), які входять до складу фосфатидного концентрату. Фосфолідін-біс характеризується антиокиснювальними, захисними, протизношувальними властивостями та підвищеною біорозщеплюваністю, що визначає їх багатофункціональність, і уводиться до мастил з масовою часткою 2,5-15,0 % мас. На відміну від відомих аналогів присадка фосфолідін-біс відрізняється тим, що є продуктом конденсації оксіетильованого етилендіаміну та гліцерофосфатидів, що входять до складу фосфатидного концентрату, одержаного обезвожуванням у вакуумі побічних продуктів від очищення олій (фуз, гідрофуз). Активні фосфорвмісні складові присадки, що заявляється, відносяться до малотоксичних речовин 4-го класу безпеки і розкладаються біологічно на 25,726,8 % впродовж 21 доби, що виявилося неочікуваним при розробці нової присадки. Виготовлення присадки за цим винаходом пояснюється наступними конкретними прикладами виконання. Для приготування нової фосфорвмісної присадки використовують: - оксіетильований етилендіамін - (N,N'-бic (оксіетил)-етилендіамін, - концентрат фосфатидний ріпаковий за ДСТУ 4526:2006 або концентрат фосфатидний за ТУ 9146-203-00334534-97, або фузолійний за ДСТУ 4535:2006, або інші аналоги згідно з чинною нормативною документацією. Фосфолідін-біс продукт конденсації фосфатидного концентрату з N,N'біс(оксіетил)етилендіаміном загальної формули (C 2H4OH)HNC2H4NH(C2H4OH) за мольного співвідношення реагентів 1:3 і температури (165-180) °С протягом 6,0 годин. За фізичним станом фосфолідін-біс - мастилоподібна темно-коричнева речовина з температурою текучості 27-29 °С, добре розчиняється у вуглеводнях. Кислотне число його не перевищує 25 мг КОН/г. Для доказу ефективності запропонованої багатофункціональної присадки її випробовували у складі модельного мастила в порівнянні з модельним мастилом без присадки та модельним мастилом з відомою присадкою ДФ-11. Модельний зразок пластичного мастила отримували додаванням у залишкову нафтову оливу, яка слугувала дисперсійним середовищем, бентонітового порошку, попередньо модифікованого диметилдіоктадецил-амонійхлоридом. Одержане бентонітове модельне мастило Бентол має такі характеристики: - температура крапання, °С - більша за 250; 1 UA 100612 C2 5 10 - колоїдна стабільність, % - 10,8; - межа міцності на зсув (при 20 °С), Па - 520; -4 - пенетрація (при 25 °С), м·10 - 265. Додатки уводили до складу модельного мастила на стадії охолодження з наступним перемішуванням і гомогенізацією на тривалковій перетиральній машині із зазором 0,03 мм. Зразки мастил досліджували лабораторними методами згідно з діючими стандартами і випробували на спеціальному стенді для визначення швидкості корозії за методом "Динакоротест" (Кваліфікаційний метод оцінки захисних властивостей пластичних мастил, затверджений рішенням Держкомісії № 23/1-91 від 01.03.82 p.). Одержані результати випробувань зведені в таблиці 1. Таблиця 1 Найменування показників, метод випробування, одиниця виміру Межа міцності при 20 °С згідно ГОСТ 7143-73, Па Масова частка вільних кислот у перерахунку на олеїнову кислоту згідно ГОСТ 6707-76, % Масова частка вільних лугів у перерахунку на гідроксид натрію згідно ГОСТ 6707-76, % Стабільність доокиснення за приростом кислотного числа (150 °С, 9 год), мг КОН/г, згідно ГОСТ 5734-76. Захисні властивості. Швидкість корозії у динамічних 3 умовах, ік·10 , мм/рік, за методом УкрНДІНП «МАСМА» Трибологічні характеристики на чотирикульковій машині тертя при (20±5) °С згідно ГОСТ 9490-75: - навантаження критичне (Рк), Н - діаметр сліду зношування при навантаженні 40 кг, мм Біорозщеплювання згідно ДСТУ 4247-2003, % 15 20 25 Без присадки Модельне мастило З відомою З присадкою фосфолідінбіс, що заявляється присадкою ДФ-11, 5 % 5% 10 % 520 320 480 390 відсутні 0,78 відсутні відсутні відсутні відсутні 0,05 0,22 0,54 0,44 0,17 0,10 3,43 3,22 2,94 1,67 657 1100 784 980 0,90 0,70 0,83 0,82 24,8 23,2 25,7 26,8 Із таблиці 1 видно, що запропонована присадка фосфолідін-біс синтезована на базі побічного продукту від очищення олій і характеризується високим показником біорозщеплюваності, антиокислювальними та захисними властивостями. Дещо поступаючись присадці ДФ-11 за протизношувальними характеристиками (діаметр сліду зношування та навантаження критичне), запропонована присадка фосфолідін-біс підвищує рН середовища модельного мастила, що позитивно позначається на захисних властивостях та покращує рівень його об'ємно-механічних властивостей (межу міцності). Отже, уведення до складу модельного мастила продукту конденсації оксіетильованого етилендіаміну та гліцерофосфатидів, що входять до складу фосфатидів, одержаних з побічних продуктів від очищення олій (фуз, гідрофуз), при дотриманні запропонованої його кількості дозволяє одержати нове пластичне мастило, яке характеризується підвищеною антиокиснювальною стабільністю і покращеними трибологічними, захисними та екологічними характеристиками. Таким чином задачу винаходу вирішено з досягненням необхідного технічного результату. Перелік посилань: 1. Кулиев А.М. Химия и технология присадок к маслам и топливам. - М.: Химия, 1985, с. 119, 287. 2 UA 100612 C2 2. Борщевский С.Б. и др. Новое поколение отечественных дитиофосфатных присадок. // Мир нефтепродуктов. - 2000. - № 2. - с. 6-8. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Багатофункціональна присадка до пластичних мастил, яка відрізняється тим, що є фосфорвмісним продуктом конденсації оксіетильованого етилендіаміну та гліцерофосфатидів за мольного співвідношення 3:1 та здатна забезпечувати антиокиснювальні, захисні, протизношувальні властивості та високі показники біорозщеплюваності. 10 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3