Универсальное всесезонное моторное масло

 

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехими и может использоваться в автомобильной технике. Сущность изобретения: масло содержит, мас. %: щелочной алкилсалицилат кальция - 3,0-5,0; щелочной сульфонат кальция - 0,5-1,5; диалкилдитиофосфат цинка - 1,5-2,5; полиметакрилат марки "Д" - 3,0-5,0; полиметилсилоксан - 0,003-0,005; гидрированный блоксополимер бутадиена со стиролом - 1,5-2,0; алкенилсукцинимид мочевины - 2,5-3,5; высокомолекулярное основание Манниха - 2,0-2,5; остаточный компонент с кинематической вязкостью при 100^oС 15-20 мм²/с - 5,4-6,0; маловязкое дистиллятное масло с кинематической вязкостью при 100^oС 2-4 мм²/с - остальное. Моторное масло соответствует требованиям класса вязкости 4з/14 и группы эксплуатационных свойств "Д". Технический результат - улучшение низкотемпературных свойств и обеспечение надежной работы высокофорсированных бензиновых и дизельных двигателей автомобильной техники в широком интервале температур окружающего воздуха. 3 табл.

Изобретение относится к нефтепереработке и нефтехимии, в частности, к составу масла, предназначенного для использования в автомобильной технике в качестве универсального всесезонного моторного масла.

С развитием двигателестроения повысились требования к эксплуатационным свойствам моторных масел. Выпускаемые в настоящее время отечественной нефтеперерабатывающей промышленностью моторные масла не удовлетворяют ряду требований, которые предъявляются к моторным маслам, обеспечивающим надежную эксплуатацию автомобильной техники, оснащенной высокофорсированными двигателями внутреннего сгорания при пониженных температурах окружающего воздуха.

Например, в отечественной практике отсутствуют масла на нефтяной (минеральной) основе, одновременно обеспечивающие надежный пуск непрогретого двигателя при температурах от минус 35^oС и обладающие высокими эксплуатационными свойствами на установившихся режимах работы двигателя, т.е. низкой склонностью к образованию высоко- и низкотемпературных отложений, антиокислительными, антикоррозионными и противоизносными свойствами, что характеризует моторные масла класса вязкости 4з/14 и группы эксплуатационных свойств "Д" [1 - А.А.Гуреев и др. Химмотология, М., Химия, 1986, 368 с.].

Известно моторное масло М-4з/6В₁. Оно является загущенным моторным маслом для карбюраторных двигателей, предназначенным для применения в северных районах [2 - ГОСТ 10541-78]. Это масло обладает высоким индексом вязкости, низкой температурой застывания (минус 42^oС), что позволяет осуществлять пуск двигателя в зимнее время без предварительного прогрева при температуре окружающего воздуха до минус 35^oС. Однако оно не является универсальным и с увеличением форсировки двигателей при работе на масле M-4з/6B₁ наблюдается повышенный расход масла, что определяет его использование только в среднефорсированных двигателях.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является моторное масло на минеральной основе, состоящее из щелочного алкилсалицилата кальция 3,6-7,9 мас.%, щелочного сульфоната кальция 2,0-7,0 мас. %, диалкилдитиофосфата цинка 1,6-2,0 мас.%, полиметакрилата 1,8-6,0 мас.%, полиметилсилоксана 0,003-0,005 мас.%, присадки, состоящей из продукта деструкции этиленпропиленового каучука в количестве 20-90 мас.% от общего количества присадки и полиизобутилена в количестве 10-80 мас.% от общего количества присадки, минерального масла - остальное [3 - патент РФ 2141508].

Недостатком смазочного масла указанного состава является относительно низкий уровень его низкотемпературных свойств: при повышении его кинематической вязкости при 100^oС до требований класса вязкости "14" за счет использования более высоковязкой масляной основы температура застывания масла повысится и его низкотемпературная прокачиваемость ухудшится, что не позволит обеспечить пуск двигателя при температуре -35^oС.

Настоящее изобретение направлено на разработку универсального всесезонного моторного масла для автомобильной техники. Технический результат - улучшение низкотемпературных свойств масла с целью соответствия его качества требованиям вязкостного класса 4з/14 и группы эксплуатационных свойств "Д".

Указанный технический результат достигается тем, что в известном моторном масле, содержащем нефтяную основу, щелочной алкилсалицилат кальция, щелочной сульфонат кальция, диалкилдитиофосфат цинка, полиметакрилат и полиметилсилоксан, согласно предлагаемому изобретению в качестве нефтяной основы содержится маловязкое дистиллятное масло с кинематической вязкостью при 100^oС 2-4 мм²/с в смеси с остаточным компонентом с кинематической вязкостью 15-20 мм²/с при той же температуре и дополнительно содержится гидрированный блоксополимер бутадиена со стиролом, алкенилсукцинимид мочевины и высокомолекулярное основание Манниха, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Щелочной алкилсалицилат кальция - 3,0-5,0 Щелочной сульфонат кальция - 0,5-1,5 Диалкилдитиофосфат цинка - 1,5-2,5 Полиметакрилат марки "Д" - 3,0-5,0 Полиметилсилоксан - 0,003-0,005 Гидрированный блоксополимер бутадиена со стиролом - 1,5-2,0 Алкенилсукцинимид мочевины - 2,5-3,5 Высокомолекулярное основание Манниха - 2,0-2,5 Остаточный компонент с кинематической вязкостью при 100^oС 15-20 мм²/с - 6,0-5,4
Маловязкое дистиллятное масло с кинематической вязкостью при 100^oС 2-4 мм²/с - Остальное
Отличием предлагаемого технического решения от прототипа является использование в составе универсального всесезонного моторного масла дистиллятного масла с кинематической вязкостью при 100^oС 2-4 мм²/с в смеси с остаточным компонентом с кинематической вязкостью 15-20 мм²/с при той же температуре, гидрированного блоксополимера бутадиена со стиролом, алкенилсукцинимида мочевины, высокомолекулярного основания Манниха.

При совместном использовании вышеуказанной нефтяной основы и присадок в составе предлагаемого масла удалось получить новый результат - улучшение не только низкотемпературных свойств, но и других эксплуатационных свойств масла с целью соответствия его качества требованиям класса вязкости 4з/14 и группы эксплуатационных свойств "Д".

Ниже приведена характеристика компонентов, входящих в состав композиции.

Маловязкий дистиллятный компонент представляет собой высокоочищенное нефтяное масло, которое вырабатывается сернокислотной очисткой из малопарафинистых нефтей нафтенового основания: вязкость кинематическая при 20^oС равна 49 мм²/с, при 50^oС -12-14 мм²/с, вязкость динамическая при минус 20^oС - 1300-1400 мПас. Температура застывания - минус 40-50^oС, кислотное число - 0,05-0,07 мгКОН/г, зольность сульфатная - 0,005%., температура вспышки - 165^oС. Вырабатывается промышленностью по ТУ 38.301-29-71-94.

Остаточный компонент представляет собой продукт селективной очистки сернистых нефтей: кинематическая вязкость при 100^oС равна 18-20 мм²/с, температура замерзания - минус 15^oС, температура вспышки - 258^oС, цвет на калориметре ЦНТ - 50 ед., содержание механических примесей - отсутствуют. Вырабатывается 000 "ЛУКойл-Волгограднефтепереработка" по СТП-5.16.92.

Полиметакрилат марки "Д" представляет собой полимер эфиров метакриловой кислоты и смеси первичных спиртов С12 - С16 нормального строения, условная молекулярная масса 12000-17000 и предназначен для загущения масел и улучшения их низкотемпературных свойств. Вырабатывается промышленностью по ТУ 6-01-270-74.

Гидрированный блоксополимер бутадиена со стиролом получают растворной полимеризацией бутадиена со стиролом в смешанном растворителе циклогексана с нефрасом при 50^oС и объемном соотношении 50:50 в присутствии диглима, н-литийбутила с последующим гидрированием каучука в растворе водородом, выделением полимера водной дегазацией отгонкой растворителя с паром и сушкой каучука. Выпускается промышленностью по ТУ 38.40331-95.

Щелочной алкилсалицилат кальция предназначен для повышения моющих свойств масла и представляет собой коллоидный раствор в минеральном масле кальциевой соли алкилсалициловой кислоты с молекулярной массой в пределах 750-820 и мелкодисперсного карбоната кальция, находящегося также в коллоидном состоянии. Содержание кальциевой соли алкилсалициловой кислоты в масле - растворителе находится в пределах 25-30%, а карбоната кальция - 6-9%. В состав щелочного алкилсалицилата входят также свободные алкилфенолы и алкилфенольные эфиры в количестве до 20%. Общая щелочность присадки 110-140 мг КОН/г. Вырабатывается промышленностью по ТУ 38.101290-88.

Щелочной сульфонат кальция предназначен для повышения моющих свойств масел и представляет собой коллоидную дисперсию в минеральном масле карбоната кальция, стабилизированную 30%-ным сульфонатом кальция. Содержание кальциевой соли сульфокислот в масле - растворителе 28-32%. Щелочность присадки 120-150 мг КОН/г. Вырабатывается промышленностью по ТУ 38.401623-87.

Алкенилсукцинимид мочевины используется как дисперсант и представляет собой продукт взаимодействия алкенилянтарного ангидрида и мочевины. Содержит азота не менее 0,7% и имеет кислотное число не более 6,5 мгКОН/г. Вырабатывается промышленностью по ТУ 38.101146-77.

Диалкилдитиофосфат цинка предназначен для улучшения антиокислительных, антикоррозионных и противоизносных свойств масел и в своем составе содержит цинка не менее 2,4%, фосфора не менее 2,3%, серы не менее 4,5%, рН раствора присадки в спиртобензольной или спиртотолуольной смеси не менее 2,7. Вырабатывается промышленностью по ОСТ 38.01398-86.

Высокомолекулярное основание Манниха представляет собой 50% раствор модифицированного основания Манниха, полученного конденсацией алкилфенолов с гексаметилентетраамином или аммиаком и формальдегидом в масле. Содержит азота 0,4-1,5%. Вырабатывается промышленностью по ТУ 38.1011003-87.

Полиметилсилоксан представляет собой смесь полимеров метилсилоксанов линейной и цилиндрической структуры с молекулярной массой в пределах 2500-3500. Вырабатывается промышленностью по ТУ 6-02-718-72.

Моторное масло готовят смешением нефтяной основы, подогретой до 60-80^oС с присадками. Последовательность введения присадок не регламентирована. Присадки вводят в поток или смесь. Перемешивание осуществляют до получения однородной массы по всему объему емкости. Однородность полученного масла определяют по кинематической вязкости при 100^oС и щелочному числу.

Для обоснования заявляемого состава масла были испытаны масла, полученные различным сочетанием указанных выше нефтяных продуктов. Состав опытных образцов масел представлен в табл. 1.

Эти образцы прошли лабораторные испытания по показателям: вязкость кинематическая при 100^oС - ГОСТ 33, вязкость динамическая при -20^oС - ASTM D 5293, прокачиваемость при температуре минус 30^oС - ASTM D 4684, индекс вязкости - ГОСТ 24371, зольность сульфатная - ГОСТ 12417, температура вспышки в открытом тигле - ГОСТ 4333, температура застывания - ГОСТ 20288, антикоррозионные свойства - ГОСТ 20502, испаряемость по NOACK - DIN 51581, щелочное число - ГОСТ 11362, антикоррозионные свойства - ГОСТ 20502.

Результаты лабораторных испытаний представлены в табл. 2, из которой видно, что оптимальным по составу и уровню эксплуатационных свойств является образец 3.

В табл. 3 представлены результаты моторных испытаний заявляемого масла (образца 3) на соответствие его требованиям эксплуатационной группы "Д" [4 - ГОСТ 17479. 1-85]. Как видно из табл. 3, заявляемое масло отвечает требованиям, предъявляемым к маслам группы "Д".

Применение заявляемого масла позволит обеспечить надежную работу высокофорсированных бензиновых и дизельных двигателей автомобильной техники в широком интервале температур окружающего воздуха.

Источники информации
1. А.А. Гуреев, И.Г. Фукс, В.Л. Лашхи. Химмотология - М: Химия. 1986 г. - 368 с.

2. ГОСТ 10541-78. Масла моторные для карбюраторных двигателей.

3. Патент РФ RU 2141508, С 10 М 143/00 1999 г.

4. ГОСТ 17479.1-85. Обозначение нефтепродуктов. Масла моторные.

Формула изобретения

Универсальное всесезонное моторное масло, содержащее нефтяную основу, щелочной алкилсалицилат кальция, щелочной сульфонат кальция, диалкилдитиофосфат цинка, полиметакрилат и полиметилсилоксан, отличающееся тем, что в качестве нефтяной основы оно содержит маловязкое дистиллятное масло с кинематической вязкостью при 100^oС 2-4 мм²/с в смеси с остаточным компонентом с кинематической вязкостью 15-20 мм²/с при той же температуре и дополнительно содержит гидрированный блоксополимер бутадиена со стиролом, алкенилсукцинимид мочевины и высокомолекулярное основание Манниха при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Щелочной алкилсалицилат кальция - 3,0 - 5,0
Щелочной сульфонат кальция - 0,5 - 1,5
Диалкилдитиофосфат цинка - 1,5 - 2,5
Полиметакрилат марки "Д" - 3,0 - 5,0
Полиметилсилоксан - 0,003 - 0,005
Гидрированный блоксополимер бутадиена со стиролом - 1,5 - 2,0
Алкенилсукцинимид мочевины - 2,5 - 3,5
Высокомолекулярное основание Манниха - 2,0 - 2,5
Остаточный компонент с кинематической вязкостью при 100^oС 15-20 мм²/с - 5,4 - 6,0
Маловязкое дистиллятное масло с кинематической вязкостью при 100^oС 2-4 мм²/с - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2