Патент на изобретение №2266315
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПРОТИВОИЗНОСНАЯ И ПРОТИВОЗАДИРНАЯ ДОБАВКА К ПЛАСТИЧНЫМ СМАЗКАМ
(57) Реферат:
Использование: в области смазочных материалов для защиты металлоизделий от задира и износа. Сущность: противоизносная и противозадирная добавка к пластичным смазкам представляет собой производные перфторполиоксаалкиленов с молекулярной массой
Изобретение относится к области смазочных материалов, используемых для защиты металлоизделий от задира и износа, в частности к добавкам, составам в пластичные смазки, предназначенным для снижения задира и износа контактных поверхностей. Известна смазочная композиция с добавкой термодеструктированного политетрафторэтилена, которая позволяет снизить коэффициент трения и повысить износостойкость трущихся поверхностей на 30-50% (GB 1074768). Наиболее близкими к изобретению являются добавки в смазочные материалы перфторполиоксапропиленкарбоновых кислот молекулярной массы 330-2000, позволяющие повысить противозадирные и противоизносные свойства пластических смазок (“Химия и технология топлив и масел”, 1992, №10, с.30). Однако такие добавки не растворяются и плохо эмульгируются в углеводородной основе пластических и консистентных смазок и поэтому обладают неудовлетворительной коллоидной стабильностью. При комнатной температуре в течение 30 минут отпрессовывается из них более 50% добавки, а при повышенных температурах в течение 2 часов выделяется почти 80% добавки (явление синерезиса). Поэтому смазки с такими добавками не могут храниться и транспортироваться в течение значительного времени без потерь исходных высоких эксплуатационных свойств. Кроме того, введение таких добавок в смазки с мыльными загустителями не приводит к преимуществу противоизносных и задирных свойств смазочных материалов. Целью изобретения является применение (создание) такой фторсодержащей добавки к смазочным материалам, которые обладали бы высокой коллоидной стабильностью и высокими противозадирными и противоизносными свойствами смазок, в том числе и загущенными мылами щелочных и щелочноземельных элементов. Поставленная цель достигается тем, что в качестве противоизносной и противозадирной добавки смазка содержит производные перфторполиоксаалкиленов с молекулярной массой RFR/ FQZ, где RF = от CF3О- до -C8F17O, R/ F=-(Y-CFX-CF2O)n-СmF2m– при Y=-CF2-, X=F, Y = нуль, Х=-F или CF3 и n=10-80, m=1-2, Q=-CO-, -SO2-,-CH2– Z=-ОН, -N(RH)2 RH = алкилы C1-C8 или -(CH2CH2O)kH при k=1-5, -HN(CH2)qN(R/ H)2 при q=1-4 и R/ H=RH. Производные перфторполиэфиро-карбоновых и сульфокислот общей формулы RFR/ FQZ получали по методикам (RU 2045544, 1994 г.). Перфторполиэфироспирт получали гидрированием KBH4 в сухом диглиме при t=140°С соответствующих метиловых или этиловых эфиров перфторполиэфирокислот, с последующими операциями: промывки реакционной массы водой подкисленной Н2SO4 (рН=3), отмывкой чистой водой от H2SO4, растворением в хладоне 113, сушкой над прокаленным MgSO4 и фильтрацией, отгонкой хл.-113 и сушкой в вакууме при 1 мм рт.ст. и температуре 50°С в течение 2 часов. Выход спирта составляет 85-90%. Аналогично гидрированием амидов перфторполиэфирокислот получали соответствующие амины. Пример 1 Синтез соединения В четырехгорлую колбу с мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником помещают 30 г (0,1 моля) перфторполиоксаалкилсульфофторида C8F17O[CF(CF3)CF2O]14C2F4SO2F и при перемешивании прибавляют 2,6 г (0,2 моля) амина NH2C3H6N(C2H5)2. По окончании прибавления амина смесь нагревают до 60°С и перемешивают в течение 1 часа. Затем реакционную смесь фильтруют и отгоняют под вакуумом не вступивший в реакцию амин. Получают 29 г продукта светло-желтого цвета. Выход 83,8%. Мn=2770 (ВЭЖХ, растворитель хладон-113). В ИК-спектре продукта реакции появляются полосы при 2960 и 1380 см-1, характерные для С-Н связей. Спектр ЯМР-19F от CFCl3, ( Пример 2. Синтез соединения С2F5O(CF2CF2O)22CF2CH2N(С6Н13)2 В четырехгорлую колбу с мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником помещают 28 г (0,1 моля) метилового эфира перфторполиэфирокислоты С2F5O(CF2CF2O)22CF2С(O)ОСН3 и при перемешивании добавляют 2 г (0,2 моля) дигексиламина (С6Н13)2NH. По окончании прибавления амина смесь нагревают до 60°С и перемешивают в течение 1 часа. Затем отгоняют под вакуумом не вступивший в реакцию амин. Получают 27 г продукта светло-желтого цвета. Выход 93%. В ИК-спектре дигексиламида перфторполиэфирокислоты C2F5O(CF2CF2O)22CF2C(O)N(C6H13)2 наблюдается поглощение при 1740 см-1, характерное для группы С=O в амидах. В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой, обратным холодильником и жидкостным затвором, помещают 12 г (0,22 моля) боргидрида калия КВН4 и 50 мл сухого диглима. Затем колбу нагревают на масляной бане до 140°С и при перемешивании через капельную воронку подают 25 г дигексиламида перфторполиэфирокислоты. Реакционную смесь перемешивают в течение 2 часов, при 140°С, охлаждают, промывают водой подкисленной H2SO4 (рН=3), затем дистиллированной водой, добавляют 100 мл хладона-113, водный слой отделяют, а фторорганический слой сушат прокаленным MgSO4. Смесь фильтруют и отгоняют под вакуумом хладон-113. Полученный продукт сушат при 50°С в вакууме. Получают дигексил-1,1.-дигидроперфтор полиоксаалкиламин. Мn=2600 (ВЭЖХ, растворитель хладон-113). В ИК-спектре полученного амина присутствуют полосы при 2960 и 1380 см-1, характерные для С-Н связей, и 1360 см-1, характерная для C-N связей в третичных аминах, и отсутствует полоса при 1740 см-1, характерная для амидов перфторкарбоновых кислот. Спектр ЯМР19F от CFCl3, ( Пример 3. Синтез соединения C3F7O(CF2CF2CF2O)15CF2CF2C(O)N[(C2H4O)2H]2 В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой и обратным холодильником, помещают 28,3 г (0,1 моля) метилового эфира перфторполиэфирокислоты С3F7O(CF2CF2CF2O)15CF2CF2С(O)ОСН3 и при 50°С через капельную воронку вводят 3,8 г (0,2 моля) ди-(3-окса-пентанол-5)-амина HN[(C2H4O)2H]2. По окончании прибавления амина смесь нагревают до 60°С и перемешивают в течение 1 часа. Затем отгоняют под вакуумом не вступивший в реакцию амин. Получают 25 г продукта светло-желтого цвета. Выход 95,3%. Мn=2900 (ВЭЖХ, растворитель хладон-113). В ИК-спектре полученного ди-(3-окса-пентанол-5)-амида перфторполиэфирокислоты присутствуют полосы при 3400 и 1740 см-1 (С=O в амиде), при 3600 см-1 (ОН в спиртах). Спектр ЯМР-19F от CFCl3, ( Спектр ПМР, от ТМС, ( Пример 4. Синтез соединения В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой, обратным холодильником и жидкостным затвором, помещают 12 г (0,22 моля) боргидрида калия КВН4 и 50 мл сухого диглима. Затем колбу нагревают на масляной бане до 140°С и при перемешивании через капельную воронку подают 29,2 г (0,1 моля) метилового эфира перфторполиэфирокислоты Реакционную смесь перемешивают в течение 2 часов при 140°С, охлаждают, промывают водой подкисленной H2SO4 (pH=3), затем дистиллированной водой, добавляют 100 мл хладона-113, водный слой отделяют, а фторорганический слой сушат прокаленным MgSO4. Смесь фильтруют и отгоняют под вакуумом хладон-113. Полученный продукт сушат при 50°С в вакууме. Получают 1,1 дигидро-перфтороксаалкан-1-ол. Mn=2850 (ВЭЖХ, растворитель хладон-113). В ИК-спектре полученного спирта присутствует полоса при 3600 см-1 (ОН в спиртах). Спектр ПМР, от ТМС, ( Пример 5. Синтез соединения проводят, как в примере 4. В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, капельной воронкой, обратным холодильником и жидкостным затвором, помещают 12 г (0,22 моля) боргидрида калия КВН4 и 50 мл сухого диглима. Затем колбу нагревают на масляной бане до 140°С и при перемешивании через капельную воронку подают 25 г (0,1 моля) метилового эфира перфторполиэфирокислоты. Реакционную смесь перемешивают в течение 2 часов при 140°С, охлаждают, промывают водой подкисленной H2SO4 (pH=3), затем дистиллированной водой, добавляют 100 мл хладона-113, водный слой отделяют, а фторорганический слой сушат прокаленным MgSO4. Смесь фильтруют и отгоняют под вакуумом хладон-113. Полученный продукт сушат при 50°С в вакууме. Получают 1,1-дигидро-перфтороксаалкан-1-ол. Мn=2010 (ВЭЖХ, растворитель хладон-113). В ИК-спектре полученного спирта присутствует полоса при 3600 см-1 (ОН в спиртах). Спектр ПМР, от ТМС, ( Технология приготовления пластичных смазок, содержащих фторорганические добавки, заключается в следующем. В шнекодисковый гомогенизатор загружают 2 кг пластичной смазки Солидол С, Литол л-24 или Циатим-20. Затем в смазку добавляют одну из заявленных добавок в количестве 0.1-5 мас. % и композицию тщательно перемешивают в течение 2 часов. Полученные композиции, содержащие приведенные в примерах 1-5 производные перфтороксаалкиленов, не расслаивались ни при комнатной температуре, ни при 100°С в течение 5 часов. Свойства полученных композиций оценивали на четырехшариковой машине трения по ГОСТ 9490-75. Противозадирные – по нагрузке сваривания (Рc), а противоизносные – по диаметру пятна износа (Ди). Коллоидную стойкость характеризовали количеством масла в %, выделившегося при температуре 100°С в течение 24 ч из отпрессованной смазки. Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных свойств пластичных смазок. Результаты испытаний приведены в таблице.
Формула изобретения
Противоизносная и противозадирная добавка к пластичным смазкам, представляющая собой производные перфторполиоксаалкиленов с молекулярной массой RFR/ FQZ, где RF=от CF3О- до C8F17О-, R/ F=-(Y-CFX-CF2O)n-CmF2m-, при Y=-CF2-, X=F, Y=ноль, X=F или CF3, n=10-80, m=1-2, Q= -CO-, -SO2-, -СН2– Z= -ОН, -N(RH)2, RH= алкилы C1-C8 или -(CH2CH2O)kH, где k=1-5, -HN(CH2)qN(R/ H)2 q=1-4, R/ H=RH.
|
||||||||||||||||||||||||||
2000 общей формулы: RFR/ FQZ, где RF=от CF3О- до – C8F17О-, R/ H=-(Y-CFX-CF2O)n-CmF2m, при Y=-CF2-, X=F, Y=нуль, X=F или CF3, n=10-80, m=1-2, Q=-CO-, -SO2-, -СН2-, Z=-ОН, -N(RH)p, RH= алкилы с C1-C8 или -(CH2CH2O)kH, где k=1-5, -HN(CH2)qN(R/ H)2, q=1-4, R/ H=RH. Технический результат – повышение противозадирных и противоизносных свойств смазок. 1 табл.
, м.д.): -81.7 (CF3-); -86.2 (-OCF2); -118.9 (CF2SO2); -131 (CF2); -146 (-OCF-).
