CC BY
54
AZ9RBAYCAN KIMYA JURNALI № 2 2016
47
УДК 621. 822. 099.6 (088.8)
ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АЗОТ- И КАРБОКСИЛСОДЕРЖАЩАЯ ПРИСАДКА К МОТОРНЫМ МАСЛАМ
А.К.Кязим-заде, Э.А.Нагиева, Х.Н.Мамедьярова, А.А.Гадиров, М.Н.Алиева
Институт химии присадок им. А.Кулиева НАН Азербайджана
[email protected] Поступила в редакцию 25.05.2015
Приведены результаты исследования по синтезу новой алкилфенолятной присадки AKi-173. Присадка AKi-173 представляет собой кальциевую соль продукта конденсации алкилфенола с формальдегидом, аммиаком и салициловой кислотой. Наличие атома азота и карбоксилатной группы придает присадке высокие эксплуатационные свойства, которые позволяют использовать её для разработки современных моторных масел.
Ключевые слова: алкилфенол, формальдегид, аммиак, салициловая кислота, присадка, моторное масло.
Введение
Анализ патентной литературы подтверждает актуальность применения в моторных маслах новых, более эффективных, чем известные товарные алкилфенолятные присадки [1]. Благодаря комплексу эксплуатационных свойств такого типа присадки привлекают внимание исследователей [2, 3].
Известно, что алкилсалицилаты обладают высокими моющими, антиокислительными свойствами и термической стабильностью [4].
Экспериментальная часть
В связи с изложенным нами предложен способ получения новой полифункциональной присадки к моторным маслам - АЮ-173, сочетающей в себе одновременно свойства как алкилфенолятных, так и алкилсали-цилатных присадок.
Присадка АЮ-173 представляет собой кальциевую соль продукта конденсации ал-килфенола, аммиака, салициловой кислоты с формальдегидом. Она была синтезирована нами по трем вариантам:
- совместной конденсацией алкилфе-нола с формальдегидом аммиаком и салициловой кислотой с последующей нейтрализацией продукта конденсации гидроксидом кальция;
- последовательной конденсацией ал-килфенола с формальдегидом, аммиаком, а затем с салициловой кислотой и последую-
щей нейтрализацией продукта конденсации гидроксидом кальция;
- последовательной конденсацией ал-килфенола с формальдегидом, салициловой кислотой, затем с аммиаком с последующей нейтрализацией продукта конденсации гид-роксидом кальция.
Для получения присадки с хорошими эксплуатационными характеристиками образцы присадок получены при различных соотношениях и разной последовательности исходных реагентов и продолжительности реакции.
Результаты и их обсуждение
Синтезированные образцы присадки представляют собой вязкие жидкости коричневого цвета, хорошо растворимые в минеральных маслах.
Структура присадки АЮ-173 подтверждена ИК-спектроскопией.
ИК-спектры регистрировали на спектрометре is 10 в области 400-4000 см-1.
В ИК-спектре продукта конденсации алкилфенола с формальдегидом, аммиаком и салициловой кислотой обнаружены полосы поглощения при 877 см-1 (860-900 см-1) средней интенсивности, относящиеся к скелетным колебаниям 2,4,6-замещенного ароматического кольца.
Полосы поглощения ОН-группы ал-килфенола, ОН-группы салициловой кислоты
48 ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АЗОТ- И КАРБОКСИЛСОДЕРЖАЩАЯ
и МИ-группы полученного соединения попадают в область (3200-3500 см-1). Валентные колебания С=О-группы проявляются в области 1760 см-1, а С-М-связи - при 1181 см-1.
После нейтрализации продукта конденсации гидроксидом кальция появляется полоса поглощения при 3408 см-1, характерная для валентного колебания МИ-группы, которая до этого перекрывалась ОН-груп-пами продукта конденсации. Деформационные колебания М-И-связи также проявляют-
ся при 828 см-1 в виде пика. Кроме того, в ИК-спектре продукта нейтрализации исчезла полоса валентных колебаний С=О-группы кислоты при 1760 см-1 (по литературным данным 1690-1760 см-1) и вместо нее наблюдается новая полоса в области 16061651 см-1 (по литературным данным 15501660 см-1), свидетельствующая о наличии карбоксилат-иона ( COO) [5].
Предполагаемая схема синтеза присадки AKi-173:
OH
Л ]
V
R
+ NH + C6H.(OH)COOH +3CHO
OH
А
-з ho
- CH -NH- CH -
OH
A
Y
R
- CH-C6H3(OH)COOH
Y
R
OH
A
- CH,-NH-CH,-
OH
A
Y
R
-CH-C6H(OH)COOH + 3 Ca(OH)2
-2 HO
Y
R
OA
Y
R
-Ca-
- CH -NH- CH -
O
A
- CH - CH(OH)COO
Y
R
R=C9, C12.
Возможно образование и других продуктов конденсации и соответствующих им солей.
При найденных оптимальных условиях получены образцы присадок ЛЮ-173 и изучены их физико-химические и функциональные свойства (табл. 1).
В табл.1 для сравнения также приведены физико-химические и функциональные свойства и товарных присадок - ЦИАТИМ-339 (сульфидалкилфенолят бария), АСК (ал-килсалицилат кальция) и ИХП-101 (алкилфе-нолят бария). Как видно из табл.1, присадка, полученная по второму варианту, обладает
Ca
несколько лучшими свойствами по сравнению с 2-мя другими. Наличие в составах образцов присадок алкилфенолятной, карбок-силатной групп в сочетании с атомом азота придает им высокие антикоррозионные и моющие свойства, и по этим показателям они превосходят товарные присадки ЦИАТИМ-339 и ИХП-101, а по антикоррозионным свойствам - присадку АСК, по антиокислительным находятся на уровне присадки АСК.
Высокие качества присадки ЛЮ-173 позволяют использовать ее с композицией присадок в составе современных моторных масел.
2
2
АЗЕРБАЙДЖАНСКИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 2 2016
А.К.КЯЗИМ-ЗАДЕ и др. 49
Таблица 1. Физико-химические и функциональные свойства присадок
s Вязкость кинематическая при 1000С, мм2/с Масло М-8+ 5% присадки
w дка с и & £ Присадка Щелочное число, мг КОН/г Зольность сульфатная, % Коррозионность на пластинках из свинца, г/м2 Индукционный период осадкообразования, ИПО, осадок, % Моющие свойства по ПЗВ, балл.
1 AKi-173 74.5 8.2 58.4 5.4 1.0 0.5-1.0
2 AKi-173 87.4 9.1 80.2 1.8 0.75 0.5
3 AKi-173 85.1 9.0 78.8 2.1 0.80 0.5-1.0
4 AKi-173 77.7 8.7 80.6 2.8 0.95 0.5
5 ACK 56.4 7.5 - 35.1 1.1 0.5-1.0
6 ЦИАТИМ-339 42 10,3 - 45.0 5.4 1.0-1.5
7 ИХП-101 65.0 12.0 56.8 18.0 4.2 0.5-1.0
Присадка № 1 получена по первому варианту, №№ 2, 3 - по второму варианту на основе додецилфенола и но-нилфенола соответственно, № 4 - по третьему варианту на основе додецилфенола.
Таблица 2. Физико-химические и функциональные свойства моторного масла М-12В2
Показатели Масло М-12В2
ТУ 381011198-89 с присадкой AKI-173 Shell Rotella X-30
Вязкость кинематическая, при 100иС, мм2/с 10.5-13.0 11.8 11.8
Индекс вязкости, не менее 80 82 60
Щелочное число, мг КОН/г масла, не менее 5.0 5.2 6.4
Зольность сульфатная, %, не менее 1.3 1.15 0.8
Температура вспышки в открытом тигле, 0С, не ниже 205 205 238
Температура застывания, 0С, не ниже Минус 15 Минус 15 Минус 24
Стабильность по ИПО, выдерживает, ч 40 40 40
Коррозионность на пластинках из свинца по ГОСТ 20502-75, г/м2, не более 10 2.5 отс.
Моющие свойства по ПЗВ, баллы, не более 0.5 0.5 0.5
В табл. 2 приведены результаты испытаний смазочной композиции М-12В2 с присадкой AKi-173, а также для сравнения и лабораторных испытаний масла фирмы Shell. Видно, что физико-химические и функциональные свойства опытного масла соответствуют предъявляемым требованиям на это масло и не уступают зарубежному аналогу фирмы Shell.
Список литературы
1. Криченко Г.Н., Глазунова В.И., Десяткин А.А., Ибрагимов А.Г., Джамилов У.М. Синтез новых
полифункциональных присадок к смазочным маслам // Журн. прикл. химии. 2009. Т. 82. № 1. С. 94-98.
2. Моисеева Л.С. Присадки многофункционального назначения - алкилфеноляты: совершенствование способов получения // Технол. машиностроения. 2012. № 10. С. 37-44.
3. Кязим-заде А.К., Нагиева Э.А., Мамедова А.Х., Мамедова Р.А., Насирова С.И. Полифункциональная присадка к смазочным маслам // Азерб. нефтяное хоз-во. 2013. № 9. С. 59-61.
4. Vipper A.B. Antioxidant properties of engine oil detergent additives // Lubr. Sci. 1996. V. 9. № 1. P. 61-70.
5. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. М.: Мир, 1965. 215 с.
MOTOR YAGLARINA AZOT- VO KARBOKSILSAXLAYAN COXFUNKSIYALI A§QAR
O.KKazimzada, E.O.Nagiyeva, O.O.Qadirov, X.N.Mammadyarova, M.N.Oliyeva
Maqalada yeni alkilfenolyat a§qannin sintezi va tadqiqinin naticalari verilir. AKi-173 a§qan alkilfenolun, formaldehid, ammonyak va salisil tur§usunun kondensla§ma mahsulunun kalsium duzundan ibvaratdir. A§qar molekulunun tarkibindaki azot atomu va karboksilat qrupunun olmasi onun yüksak yüksak funksional xassalarinin tamin edir. AKi-173 a§qarinin yüksak funksional xassalari onu müasir motor yaglannin hazirlanmasinda istifada etmaya imkan verir.
Agar sözlar: alkilfenol, formaldehid, ammonyak, salisil tur§usu, a§qar, motor yagi.
50 nO-nHOYHKUHOHA-ntHAa A30T- H KAPEOKCHHCOflEPl^A^Aa
MULTIFUNCTIONAL ADDITIVE CONTAINING NITROGEN AND CARBOXYL TO MOTOR OILS
A.K.Kazimzadeh, E.A.Nagiyeva, A.A.Gadirov, Kh.N.Mammadyarova, M.N.Aliyeva
The results of its investigation and the synthesis of the new alkylphenolate additive are presented in the article. AKI-173 additive consists of calcium salt of condensation product with alkylphenol, formaldehyde, ammonia and salicylic acid. The presence of nitrogen atom and carboxylate group in the structure of the additive molecule provides its high functional properties. The high functional properties of AKI-173 additive allow it to use for preparing modern motor oils.
Keywords: alkylphenol, formaldehyde, ammonia, salicylic acid, additive, motor oil.
A3EPEAH£^AHCKHH XHMHHECKHH ^YPHAH № 2 2016
