CC BY
34
AZЭRBAYCAN KiMYA JURNALI № 3 2013
89
УДК 665.7.038.665.765
РАЗРАБОТКА МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ВЫСОКОЩЕЛОЧНОЙ ПРИСАДКИ К СМАЗОЧНЫМ МАСЛАМ
А.Н.Агаев, С.М.Велиева, И.Д.Кулалиев, Н.Н.Зейналова, С.А.Гасанова
Институт химии присадок им. А.М.Кулиева Национальной АН Азербайджана
aki05@mail.ru
Поступила в редакцию 07.11.2012
Разработан малоотходный процесс получения высокощелочной присадки на основе сульфометилированных технических алкилсалициловых кислот, который исключает образование кислого гудрона. Высокая эффективность разработанной салицилатсуль-фонатной присадки позволяет использовать ее в качестве многофункциональной при создании пакетов присадок для современных моторных масел.
Ключевые слова: присадки, смазочные масла, сульфонаты, алкилсалициловые кислоты, высокощелочная.
Производство современных моторных масел обусловливает необходимость разработки широкого ассортимента различных присадок, обладающих высокими эффективностью и продолжительностью работы в малых концентрациях и выполняющих сразу несколько функций. Основными компонентами пакета присадок являются высокощелочные моющее-диспергирующие присадки алкилсалицилатного, сульфонатного, алкилфенолят-ного типов, которые представляют собой коллоидные дисперсии карбоната кальция, стабилизированные в масле поверхностно-активными веществами - алкилсалицилатами, сульфонатами или алкилфенолятами [1]. При совместном использовании этих присадок наблюдается синергизм их действия, что обусловливает высокие эксплуатационные свойства моторных масел на их основе [2].
Наиболее перспективными являются разработанные высокоэффективные комплексные присадки "Сульфосал", "Комплексал-250", в состав которых входят как салицилат-ные, так и сульфонатные компоненты. Благодаря компактному строению мицелл комплексные присадки обладают более высокими диспергирующими и стабилизирующими свойствами, чем смеси присадок. Многофункциональность действия этих присадок позволяет использовать их в составе товарных моторных масел Г2, Г2К взамен двух присадок в меньших концентрациях по сравнению со штатной композицией и достичь экономического эффекта [3].
Однако при синтезе комплексных высокощелочных присадок на стадии сульфирования используют агрессивные сульфирующие агенты - серную кислоту и газообразный триоксид серы, вызывающие коррозионный износ оборудования, образование трудноути-лизируемого отхода - кислого гудрона.
Учитывая ужесточенные требования к маслам и присадкам, мы разработали малоотходный процесс получения высокощелочных многофункциональных присадок указанного типа. В качестве сульфирующего агента использован неагрессивный, дешевый и доступный реагент - бисульфитное производное формальдегида - гилроксиметансульфо-нат натрия, который исключает образование кислого гудрона [4, 5]. Исходным сырьем для получения присадок являлись технические алкилсалициловые кислоты ^=^4-^8), которые содержат до 40% алкилфенолов, непрореагировавших в процессе карбоксилирования. В процессе сульфометилирования указанного сырья гидроксиметансульфонатом натрия при 70-80°С в течение 6 ч наряду с алкилсульфосалицилатом происходит образование ал-килфенолсульфоната. Последующим взаимодействием образующегося продукта с гидрок-сидом кальция получена основная соль, карбонатацией которой диоксидом углерода в
90 РАЗРАБОТКА МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ВЫСОКОЩЕЛОЧНОЙ ПРИСАДКИ
присутствии гидроксида кальция, промотора - метанола, растворителя - бензина синтезирована высокощелочная присадка СС-150ас. Состав и строение присадок подтверждены методами элементного анализа и ИК-спектроскопии.
В ИК-спектрах сульфонатов присутствуют полосы поглощения в областях 10501070 и 1160-1250 см-1, отвечающие валентным симметричным и асимметричным колебаниям связей S=О группы SOз, полосы в области 3100-3500 см-1 обусловлены валентными колебаниями группы ОН. Интенсивные полосы поглощения в области 1610-1660 см-1 характерны для карбоксильной группы.
Физико-химические и функциональные свойства разработанной присадки СС-150ас в сравнении с товарной высокощелочной присадкой С-150, вырабатываемой по существующей технологии с применением газообразного триоксида серы, показаны в табл.1.
Таблица 1. Характеристики высокощелочных сульфонатных присадок
Показатели Высокощелочные присадки
СС-150ас С-150
щелочное число, мг КОН /г 158 152
массовая доля, %: активного вещества механических примесей 32.3 0.04 30.5 0.08
зольность сульфатная, мас.% 23.8 22.2
температура вспышки в открытом тигле, 0С 190 180
моющие свойства на установке ПЗВ, баллы* 0 0
диспергирующая способность при 2500С, %* 70 60
коррозия на свинце, г/м 2* 45 70
стабильность против окисления:* осадок, % прирост вязкости, % 0.1 50 0.7 81
противоизносные свойства: диаметр пятна износа, мм* 0.50 0.62
*Масло М-11 с 5% присадки.
Из приведенных данных видно, что присадка СС-150ас имеет высокие показатели качества и является эффективной многофункциональной присадкой. При добавлении ее в масло М-11 в концентрации 5% заметно улучшаются его моющее-диспергирующие, антикоррозионные, противоизносные свойства и стабильность против окисления. По некоторым физико-химическим (температуре вспышки, содержанию активного вещества и механических примесей) и функциональным свойствам присадка СС-150ас превосходит товарную. Так, высокотемпературные диспергирующие и антикоррозионные свойства для присадки СС-150ас составляют соответственно 70% и 45 г/м , в то время как для присадки С-150 эти показатели равны 60% и 70 г/м 2.
При введении в масло М-11 присадки СС-150ас диаметр пятна износа снижается от 0.89 до 0.50 мм, тогда как для присадки С-150 этот показатель равен 0.62 мм. Высокая эффективность разработанной присадки СС-150ас объясняется, по-видимому, синергизмом алкилсалицилатного и сульфонатного компонентов, а также наличием коллоидной дисперсии карбоната кальция.
С использованием предложенной нами присадки СС-150ас разработано моторное масло типа М-10Г2 для автотракторных дизелей. Результаты предварительных лабораторных испытаний (табл.2) показали, что опытное масло М-10Г2 характеризуется высокими физико-химическими и функциональными свойствами и отвечает предъявляемым требованиям.
А.Н.АГАЕВ и др. 91
Таблица 2. Характеристика опытного масла М-10Г2
Показатели Норма на масло М-10Г2 Моторное масло М-10Г2 с присадкой СС-150ас
вязкость при 1000С, мм2/с 11 ± 0.5 11.1
индекс вязкости, не менее 85 86
зольность сульфатная, %, не более 1.65 1.60
щелочное число, мг КОН/г, не менее 6 7.5
массовая доля механических примесей, %, не более 0.015 0.008
температура вспышки в открытом тигле, 0С, не ниже 205 207
температура застывания, 0С, не выше -15 -15
коррозия на пластинках свинца, г/м 2, не более 20 отсутствует
моющие свойства по ПЗВ, баллы, не более 1.0 0.5
стабильность по индукционному периоду осадкообразования, ч, не менее 40 40
плотность при 200 С, кг/м3, не более 905 902
В результате проведенного исследования разработан малоотходный процесс получения высокощелочной многофункциональной присадки на основе сульфометилирован-ных технических алкилсалициловых кислот. Высокая эффективность разработанной присадки позволяет использовать ее при создании пакетов многофункциональных присадок для современных моторных масел.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Виппер А.Б., Маслов Л.Л., Чухин Г.Д., Олейник Ж.Я. // Нефтепереработка и нефтехимия. 2002. № 4. С. 21-24.
2. Коренев К.Д., Засавицкая А.А., Белов П.С., Волошин Н.Л. // Химия и технология топлив и масел.1993. № 8. С. 34-36.
3. Зерзева И.М., Сафронов О.И., Акимова Н.В., Щербак В.И. // Вопросы химии и химической технологии. 2006. № 1. С. 160-161.
4. Пат. 1817789 СССР.
5. Агаев А.Н., Велиева С.М., Зейналова Н.Н., Кулалиев И.Д. // Журн. прикл. химии. 2009. Т. 82. № 11. С. 1926-1928.
SURTKU YAGLARINA ÇOXFUNKSÎYALI YUKS3K Q3L3VÎLÎ AÇQARIN ALINMASI
3.N.Agayev, S.M.Valiyeva, Î.C.Gtitaliyev, N.N.Zeynalova, S.O.Hasanova
Sulfometilbçmiç texniki alkilsalisil turçusu asasinda turç qudron alinmadan yuksak qalavili açqarin az tullantili alinma prosesi içlanib hazirlanmiçdir. içlanib hazirlanmiç salisilat - sulfonat açqannin yuksak effektliliya malik olmasi ondan muasir muharrikbrda içbdibn yaglar uçun açqar paketlarinin hazirlanmasinda çoxfunksiyali açqar kimi istifada etmaya imkan verir.
Açar sôzlsr: açqarlar, surtku yaglari, sulfonatlar, alkilsalisilat turçusu, yukssk qdldvilik.
ELABORATION OF MULTIFUNCTIONAL HIGH ALKALINE ADDITIVE TO
LUBRICATING OÎLS
A.N.Agayev, S.M.Veliyeva, I.D.Kulaliyev, N.N.Zeynalova, S.A.Gasanova
The low-waste process of preparation of high alkaline additive on the base of sulphomethylated technical alkylsalicylic acids which exludes formation of acidic tar, was developed. High effectiveness of the developed salicylate-sulphonated additive allows it to be used as multifunctional additive at creation of packets of additives for contemporary motor oils.
Keyword: additives, lubricating oils, sulphonates, alkysalicylated acids, high alkali.
