Багатофункціональна присадка до мастила

1. Багатофункціональна присадка, яка має формулу O H R`` H O S N N S R R` O O N S де R, R = Н, СН3, СН2СН3, (СН3)2, ОСН3, ОСН2СН3 у положенні 2 або 3, або 4, або 5, або 6; R" = СН3, Сl, Вr у положенні 3 або 5, або 6, або 5, 6 - С4Н4; R"' = Н, СН3, СН2СН3, (СН3)2, ОСН3, ОСН2СН3 у положенні 3 або 4, або 5, або 6; та придатна для використання в мастилах, діючих при підвищених температурах до 420 °С. 2. Присадка за п. 1, яка відрізняється тим, що придатна до використання у важконавантажених вузлах тертя ковзання та коливання, а також у абразивних та обводнених середовищах. 3. Присадка за п. 1, яка відрізняється тим, що має протиспрацювальну та/або протизадирну, та/або антикорозійну, та/або антиокислювальну функцію. 4. Присадка за п. 1, яка відрізняється тим, що містить суміш сполук за вказаною загальною формулою, взятих у будь-якому співвідношенні. C2 2 (13) 1 S , UA (19) Винахід відноситься до присадок для змазок, які використовуваються, наприклад, у важконавантажених вузлах тертя ковзання та коливання, а також у абразивних та обводнених середовищах, діючих при підвищених температурах (до 420°С). Для виготовлення таких змазок використовуваються різні присадки : протисп-рацюючі, протизадирні, антикорозійні, антиокислювальні [1-3] .Як правило, у змазках застосовують кілька присадок одночасно, а термін їх дії при підвищених температурах дуже обмежен. Знайдено, що сполуки класу заміщених ароматичних сульфонамідів можуть використовуватися у ролі таких присадок. Присадки є речовинами слідуючої формули: (11) 76857 R''' R, R' = Н, СН3, СН2СН3, (СН3)2, ОСН3, ОСН2СН3 у положенні 2- або 3- або 4- або 5- або 6-. R" = СН3, СІ, Вr у положенні 3- або 5- або 6або 5, 6-С4Н4. R''' = Н, СН3, СН2СН3, (СН3)2, ОСН3, ОСН2СН3 у положенні 3- або 4- або 5- або 6-, Сполука з R = R' = R" = R''' = Η відома як хіміч 3 76857 на речовина, а її отримання описано у наукової літературі [4]. Похідні цієї сполуки, указані вище, були синтезовані уперше. Для їх утворення застосовувалися відомі реакції і реагенти. Так, заміщені 2-меркаптобензтіазоли отримані з заміщених анілінів, сірки та сірковуглецю [5]. R''' = Η, СН3, СН2СН3, (СН3)2, ОСН3, ОСН2СН3 у положенні 2- або 3- або 4-або 5- або 6- вихідного аніліну або у положенні 3- або 4- або 5- або 6кінцевого 2-меркаптобензтіазолу. Ароматичні сульфохлоріди синтезували: а) сульфіруванням відповідних ароматичних вуглеців з подальшим виділенням окремих ізомерів отриманих сульфокислот і обробкою їх хлорсульфоновою кислотою або галогенідами п'ятива-лентного фосфору або б) реакцією відповідних ароматичних вуглеців з хлорсульфоновою кислотою [6]. Симетрічні сульфонаміди синтезували реакцією заміщених п-фенилендіамину або 1,4нафтилендіамину з двома молями однаково заміщених сульфохлоридів [7]. 4 R, R' = Η, СН3, СН2СН3, (СН3)2, ОСН3, ОСН2СН3 у положенні 2- або 3- або 4- або 5- або 6-. R" = СН3, СІ, Вr у положенні 3- або 5- або 6або 5,6-С4Н4. Отримані таким чином дисульфонаміди окисляли біхроматами лужних металів або сполуками свинцю до відповідних дісульфонімідів [10, 11]. Ok = біхромати лужних металів, тетраацетат свинцю, Рb3О4. Останні з приєднанням заміщених 2меркаптобензтіазолів перетворювалися у кінцеві продукти [4, 11]. R = Н, СН3, СН2СН3, (СН3)2, ОСН3, ОСН2СН3 у положенні 2- або 3- або 4- або 5- або 6-. R" = СН3, СІ, Вr у положенні 3- або 5- або 6або 5,6-С4Н4. 1,4-Нафтилендіамин отримали згідно відомих методик з доступного 1-нафтиламіну [8]. Несиметрічні сульфонаміди синтезували, послідовно проводячи конденсацію одного молю заміщеного сульфохлориду з одним молем пнітрраніліну [9], підновлення нітрогрупи у молекулі проміжно отриманого сульфонаміду до аміногрупи, та конденсацію отриманого аміносульфонаміду з одним молем другого заміщеного сульфохлориду. R, R' = Η, СН3, СН2СН3, (СН3)2, ОСН3, ОСН2СН3 у положенні 2- або 3- або 4- або 5- або 6-. R" = СН3, СІ, Вr у положенні 3- або 5- або 6або 5,6-С4Н4. R''' = Н, СН3, СН2СН3, (СН3)2, ОСН3, ОСН2СН3 у положенні 3- або 4- або 5- або 6-. У таблиці 1 наведені приклади отриманих та застосованих далі присадок та значення їх температури плавлення 5 76857 6 Таблиця 1 Характеристики синтезованих присадок № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 R= Η 4-СН3 Η Η Η 4-ОСН3 Η Η Η Η 4-ОСН3 Η 3-СН3 2,6-(СН3)2 2,5-(СН3)2 4-СН3 Η Η R'= Η 4-СН3 Η Η Η 4-ОСН3 2-СН3 2,3-(СН3)2 Η Η 4-ОСН3 2-СН3 з-сн3 Η Η 3-СН3 Η Η Заявлена у винаході присадка є багатофункціональною (протиспрацююча, протизадирна, антикорозійна, антиокислювальна) і дозволяє використовувати змазки при підвищенні температури до +420°С у важконавантажених вузлах тертя ковзання та коливання, а також у абразивних і обводнених середовищах протягом тривалого часу. Її застосування дозволяє збільшити термін дії змазок та змазаних деталей і механізмів; зменшити витрати на ремонтно-відновну працю; підвищити межремонтний ресурс обладнання, зменшити риск створення аварійних ситуацій за рахунок руйнування відповідальних деталей та механізмів. У відкритих літературних джерелах інформації про можливість застосування заявлених сполук у якості багатофункціональної присадки (протиспрацююча, протизадирна, антикорозійна, антиокислювальна) для змазок, працюючих у важконавантажених вузлах тертя ковзання та коливання, а також у абразивних і обводнених середовищах при температурі до +420°С, не знайдено. Приклади, які ілюструють дію присадки, надані у таблицях 2-4. Для випробування присадки приготовані змазки на підставі звісних базових композицій, котрі закладались у заводські деталі і механізми. Під заголовками таблиць вказані склади змазок та дефекти, які виявляються після проведення випробувань. У графі 7 таблиць вказано час до прояви дефектів. В усіх таблицях, у дослідах, являючихся базою порівняння, застосували серійно випускаємі присадки. У таблиці 2 наведені результати випробувань присадки у рідких змазках. Досліди №1, 2 є базою R"= Η Η Η 5-CI 5,6-С4Н4 Η 5-СН3 Η Η 5,6-С4Н4 Η 5-Br Η Η Η Η Η 4-СН3 R'''= Η Η 4-С2Н5 Η 4-СН3 Η 4-ОС2Н5 4-С2Н5 4-СН3 Η 4-ОС2Н5 Η Η Η Η Η 3-СН3 4-ОСН3 Т.пл., °С 167-171 174-177 175-179 204-208 238-242 192-197 214-219 206-210 180-184 229-233 220-225 253-258 172-176 183-186 185-189 172-176 175-179 191-195 порівняння. У дослідах №3-9 випробувані присадки на підставі індивідуальних сполук, а у дослідах №10-12 - присадки на підставі суміші сполук. Як видно з таблиці 2, час роботи змазки з заявленою присадкою та змазаних нею редукторів збільшується у три рази у порівнянні з часом роботи змазки з серійно випускаємими присадками. У таблиці 3 наведені результати випробувань присадки у напіврідких змазках. Досліди №1-3, 13, 14, 21, 22 є базою порівняння. У дослідах №4-10, 15-19, 23-26 випробувані присадки на підставі індивідуальних сполук, а у дослідах №11, 12, 20, 27 - присадки на підставі суміші сполук. Як видно з таблиці 3, час роботи змазки з заявленою присадкою та змазаних нею шарикопідшипникових вузлів збільшується у 8-20 разів у порівнянні з часом роботи змазки з серійно випускаємими присадками. Навіть після 8-9 місяців роботи у деталях залишається до 40-50 відсотків змазки з заявленою присадкою. У таблиці 4 наведені результати випробувань присадки у консистентних змазках. Досліди №1, 2, 13, 14, 21, 22 є базою порівняння. У дослідах №310, 15-19, 23-26 випробувані присадки на підставі індивідуальних сполук, а у дослідах №11, 12, 20, 27 - присадки на підставі суміші сполук. Як видно з таблиці 4, час роботи змазок з заявленою присадкою та змазаних нею механізмів збільшується у 12-16 разів, а для підшипників пічних рольгангів - більш ніж у 10000 разів. При цьому кількість змазки складає 60-80 відсотків від первісного. 7 76857 8 Таблиця 2 Випробування присадки у рідких змазках Склад змазки: індустріальне мастило, фторопласт, графіт. Виявляємі дефекти: розшарування, вимивання змазки, втрата металу, заклинювання, заїдання, загострення шестерінок. № дос. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Деталі машин, механізми Редуктори -«-«-«-«-«-«-«-«-«-«-« R Η 4-СН3 Η Η Η 4-ОСН3 Η Присадка Умови випробувань R' R" R''' Час, місяць Температура, °С 2 280 2 300 Η Η Η 6 280 4-СН3 Η Η 6 300 Η Η 4-C2H5 6 290 Η 5-CI Η 6 300 Η 5,6-С4Н4 4-СН3 6 290 4-ОСН3 Η Η 6 300 2-СН3 5-СН3 4-ОС2Н5 6 300 6 290 6 300 6 300 Примітки * * ** *** **** Примітки. *Випробування проведені у відсутності присадки, **Узяти сполуки з дослідів №3 і 4 у ваговому співвідношенні 1:1. ***Узяти сполуки з дослідів №5-7 у ваговому співвідношенні 2:3:1. ****Узяти сполуки з дослідів №3, 4, 8, 9 у ваговому співвідношенні 5:5:1:1. Таблиця 3 Випробування присадки у напіврідких змазках (централізована система змазок) Склад змазки: турбінне або компресорне мастило, 12-оксістеарат кальцію, комплексні кальцієві мила, діселенід молібдену, графіт. Виявляємі дефекти: заклинювання та розшарування підшипників. № Деталі машин, мехадос. нізми 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Присадка R R' R" 2 3 4 5 Шарико-підшипникові вузли: відгалужених проміжних рольгангів -«-«-«Η Η Η -«4-СН3 4-СН3 Η -«Η 2,3-(СН3)2 Η -«Η Η Η -«Η Η 5,6-С4Н4 -«4-ОСН3 4-ОСН3 Η -«Η 2-СН3 5-Βr -«-«барабанів моталок у металургійній промисловості -«-«3-СН3 3-СН3 Η -« Η Η Η -«2,6-(СН3)2 Η Η -«Η Η Η -«2,5-(СН3)2 Η Η -« R''' 6 Умови випробувань Температура, Час, місяць °С 7 8 Примітки ****** 9 1 120 * Η Η 4-С2Н5 4-СН3 Η 4-ОС2Н5 Η 0,75 0,5 9 8 9 9 9 8 8 9 8 280 420 120 280 350 420 380 420 380 420 400 * * залишок змазки 40-50% -«-«-«-«-«-«-, ** -«-, *** 1 120 * Η Η Η 4-СН3 Η 0,5 9 9 8 9 8 9 420 120 420 320 180 400 350 * залишок змазки 40-50% -«-«-«-«-, **** 9 76857 1 2 пода виката пічів ки21 снево-компресорного цеху 22 -«23 -« 10 Продовження таблиці 3 3 4 5 6 7 8 9 1 120 * Η Η Η Η 0,5 9 420 120 * залишок змазки 4050% -«-«-«-, ***** 24 -« 4-СН3 3-СН3 Η Η 9 420 25 26 27 -«-«-« Η Η Η Η 5-Сl Η Η 3-СН3 8 9 9 400 400 380 Примітки. *Випробування проведені у відсутності присадки. **Узяти сполуки з дослідів №3-5 у ваговому співвідношенні 1:1:2. ***Узяти сполуки з дослідів №6, 7 у ваговому співвідношенні 1:3. ****Узяти сполуки з дослідів №16, 18 у ваговому співвідношенні 3:1. *****Узяти сполуки з дослідів №23-26 у ваговому співвідношенні 1:2:2:1. ******B усіх дослідах допускався короткочасний нагрів (до 1 години) до 850°С. Таблиця 4 Випробування присадки у консистентних (закладних) змазках Склад змазки: 12-оксістеарат літію, дисульфід молібдену, графіт, фторопласт. Виявляємі дефекти: зруйнування, зникнення усіє змазки, вихід з ладу підшипників. № Деталі машин, мехадос. нізми Присадка Умови випробувань Температура, Час, місяць °С 7 8 Примітки R R' R" R''' 3 4 5 6 1 година 400 * 2 2 Підшипники пічних рольгангів прокатних станів -« 1 година 420 3 -« Η Η 4-СН3 4-OCH3 10,5 400 -«Η Η Η Η -«4-СН3 4-СН3 Η Η -«Η 2,3-(СН3)2 Η 4-C2H5Η -«Η Η Η 4-СН3 -«Η Η 5,6-С4Н4. Η -«4-ОСН3 4-ОСН3 Η 4-ОС2Н5 -«Η 2-СН3 5-Br Η -«-«Підшипники чорнових і чистових груп клітей -«-«3-СН3 3-СН3 Η Η -«Η Η Η Η 2,6-«Η Η Η (СН3)2 -«Η Η Η 4-СН3 2,5-«Η Η Η (СН3)2 -«Грейферний кран у металургійній промисловості (черпає окалину у абразивному середовищі) -« 10,5 10 10,5 10 10,5 10 10,5 10 10 420 420 420 420 400 420 400 410 420 * залишок змазки – 60% -«-«-«-«-«-«-«-«-, ** -«-, *** 0,5 420 * 0,5 6 6 400 420 410 * 6,5 420 7 400 7 410 7 400 1 1 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 -« Η Η Η Η 1,5 9 **** льодяна во- заклинювання, да * 2 -« 24 -« -«залишок змазки – 80% 11 76857 12 Продовження таблиці 4 1 24 25 26 27 2 -«-«-« 3 4-СН3 Η Η 4 3-СН3 Η Η 5 Η 5-СІ Η 6 Η Η 3-СН3 7 24 21 24 24 8 -«-«-«-« 9 -«-«-«***** Примітки. *Випробування проведені у відсутності присадки. **Узяти сполуки з дослідів №3-5 у ваговому співвідношенні 1:2:2. ***Узяти сполуки з дослідів №6,8 у ваговому співвідношенні 1:2. ****Узяти сполуки з дослідів №16-18 у ваговому співвідношенні 3:2:1. *****Узяти сполуки з дослідів №24-26 у ваговому співвідношенні 1:2:2. Література. 1. Д. Кламман, Смазки и родственные продукты. Синтез, свойства, применение, международные стандарты. М.: Химия, 1988. - 487с. 2. В.В. Синицын, Пластические смазки в СССР. М.: Химия, 1984. - 190с. 3. И.Г. Фукс, Добавки к пластическим смазкам. М.: Химия, 1982. - 247с. 4. Adams R., Elslager E.F., Young Т.Е. // J. Am. Chem. Soc. 1953. Vol.75, p.663-666. 5. В.В. Наметкин, Гетероциклические соединения. Μ.: Наука, 1981. - 356с. 6. Н.Н. Ворожцов, Основы синтеза промежуточных продуктов и красителей. М.: ГОНТИ ХЛ, 1955. Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 839с. Синтезы органических препаратов. / Под ред. ак. Б.А. Казанского. Сборник I. М.: гос. изд-во ИЛ, 1949. - 604с. 7. Вейганд - Хильгетаг, Методы эксперимента в органической химии. М.: Химия, 1968. - 944с. 8. Н. Доналдсон, Химия и технология соединений нафталинового ряда. М.: ГОНТИ ХЛ, 1963. - 655с. 9. Общая органическая химия. / Под ред. Д. Бартона и У.Д. Оллиса. М.: Химия, 1983. - Т.5. 720с. 10. Adams R., Nagarkatti A.S. // J. Am. Chem. Soc. 1950. Vol.72, p.4601-4606. 11. Adams R., Reifschneider W. // Bull. Soc. Chim. Franse. 1958. Vol.5, p.23-65. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601