Патент на изобретение №2172752

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГУЩАЮЩЕЙ ПРИСАДКИ

(57) Реферат:

Описывается способ получения загущающей присадки путем растворения полиизобутилена в масле индустриальном. Отличие заключается в том, что способ осуществляют в двух аппаратах, в один из которых загружают полиизобутилен с молекулярной массой в пределах от 4000 до 30000 из расчета его содержания в масле от 20 до 50 мас.%, при температуре 20-150°С и постоянном перемешивании подают частями масло, при этом каждая часть составляет 5-10 мас.% от количества масла, подаваемого в аппарат, и время между подачами, по крайней мере, 2 ч, во второй аппарат загружают бутилкаучук и/или этиленпропиленовый каучук с вязкостью по Муни от 20 до 60 у.е. из расчета его содержания в масле в пределах 10-25 мас.%, при температуре 90-150°С и постоянном перемешивании подают частями то же масло, при этом каждая часть составляет 2-5 мас.% от количества масла, подаваемого в аппарат, и время между подачами, по крайней мере, 4 ч, с последующим смешением полученных в двух аппаратах растворов из расчета массового отношения раствора из первого аппарата к раствору из другого аппарата в пределах от 5:1 до 8:1. Способ позволяет получать присадку загущающую, обладающую повышенной деполимеризационной устойчивостью, загущающей способностью, индексом стабильности вязкости и сохранением однородности раствора при длительном хранении. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способу получения присадки загущающей, которая применяется для производства масел различного типа – моторных, трансмиссионных, гидравлических, смазочных и других, и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Известны присадки представляющие собой растворы, содержащие не менее 25 мас. % полиизобутилена низкомолекулярного молекулярной массой от 5000 до 25000 в индустриальных, трансформаторных и других маслах. При этом, способы получения растворов не описаны (1, 2).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известный способ получения концентрированных смесей полиизобутилена молекулярной массой 14000-16000 с моторным маслом в корытообразных смесителях при температуре до 120^oC путем добавления к полимеру масла до образования густой однородной смеси и далее подачи ее в мешалку, в которую при той же температуре и постоянном перемешивании вводится масло до достижения требуемой вязкости. Для уменьшения содержания золы полученную смесь подвергают фильтрации через асбестовую ткань и тончайшую медную сетку при температуре 160^oC и давлении 10 ати (3).

К недостаткам известных способов следует отнести получение присадки невысокой загущающей способности, деполимеризационной устойчивости и стабильности по однородности раствора при его длительном хранении.

Технической задачей изобретения является способ получения присадки загущающей, обладающей повышенной деполимеризационной устойчивостью, загущающей способностью, индексом стабильности вязкости и сохранением однородности раствора при длительном хранении.

Указанный технический результат достигается тем, что растворение полиизобутилена осуществляют в двух аппаратах, в один из которых загружают полиизобутилен с молекулярной массой в пределах от 4000 до 30000 из расчета его содержания в индустриальном масле от 20 до 50 мас.%, при температуре 20-150^oC и постоянном перемешивании подают частями масло, при этом каждая часть составляет 5-10 мас. % от количества масла, подаваемого в аппарат, и время между подачами, по крайней мере, 2 часа, во второй аппарат загружают бутилкаучук и/или этиленпропиленовый каучук с вязкостью по Муни от 20 до 60 у. е. из расчета содержания в масле 10-25 мас.%, при температуре 90-150^oC и постоянном перемешивании подают частями то же масло, при этом каждая часть составляет 2-5 мас.% от количества масла, подаваемого в аппарат, и время между подачами, по крайней мере, 4 часа, с последующим смешением полученных растворов из расчета массового отношения раствора из первого аппарата к раствору из другого аппарата в пределах от 5:1 к 8:1, а используемое масло в аппаратах может содержать модифицирующую добавку, выбранную из группы, включающую агидол-1, и/или агидол-2, дилаурилтиодипропионат из расчета 0,005-0,1 мас.%.

Ограничения по содержанию полиизобутилена и каучуков в аппаратах связаны с нецелесообразностью содержания полимера меньше 20 и 10 мас.% из-за высоких расходов присадки в дальнейшем и отклонением свойств конечных масел, особенно моторных, от требуемых в случае больших значений по содержанию, чем 50 и 25 мас.%.

Температурные пределы установлены из резкого увеличения времени растворения полиизобутилена и каучуков при меньших значений, чем 20 и 90^oC, и возможности протекания неконтролируемого процесса деструкции полимеров при температуре более 150^oC.

Порядок ввода масла – интервал по времени и количество определены из условия получения раствора, обладающего высокой степенью однородности и стабильности при хранении, а также практической целесообразностью поддержания наиболее высокой производительности способа.

Пределы по молекулярной массе применяемого полиизобутилена, вязкости по Муни каучуков и массовое отношение растворов первого и второго аппаратов определяются требованиями к характеристикам конечного продукта – присадки.

Содержание модифицирующей добавки позволяет увеличить индекс стабильности присадки, более 0,1 мас.% нецелесообразно из-за отсутствия дополнительного эффекта, менее 0,005 мас.% не обеспечивает повышения индекса стабильности.

Полученная присадка характеризуется свойствами: исходным содержанием полимеров, кинематической вязкостью при 100^oC, индексом стабильности вязкости (определяется по падению вязкости масла с присадкой после его обработки при 250^oC в присутствии воздуха по специальной методике), загущающей способностью, деполимеризационной устойчивостью (по ТУ 38.101209) и условным значением сохранения однородности раствора полиизобутилена в масле, определяемая по изменению концентрации полимера при длительном хранении. (В мерный цилиндр диаметром 50 мм и высотой 500 мм наливается раствор и через 30 суток определяется содержание полимера в пробах, отобранных на расстоянии 25 мм от верхнего и нижнего уровня, полученная разница является условным значением стабильности раствора).

Абсолютные значения условий каждой стадии процесса рассчитывают исходя из данных, представленных в таблице, где также показаны свойства конечного продукта – присадки загущающей.

Изобретение иллюстрируется следующими нижеприведенными примерами.

Пример 1 (по прототипу). В корытообразный смеситель, нагретый паром до 120^oC, загружают 400 кг полиизобутилена молекулярной массой (по Штаудингеру) 15000, пластицируют в течение 12 часов и добавляют масло индустриальное И-12А в количестве 400 кг. Перемешивают еще 16 часов и полученную смесь подают в реактор металлический, снабженный мешалкой и рубашкой для обогрева. Далее в реактор подают горячее масло в количестве 1200 кг и при температуре 120^oC перемешивают в течение 24 часов.

Получают присадку загущающую: содержание полимера – 20 мас.%, кинематическая вязкость при 100^oC – 865 мм²/с, загущающая способность – 5,5 мм²/с, индексом стабильности вязкости – 17%, деполимеризационная устойчивость при 100^oC – 3,1 мм²/с, условная однородность раствора – 1,9 мас.%.

Пример 2. А. В аппарате объемом 0,8 м³, снабженный специальной мешалкой и другими устройствами для эффективной работы, загружают 250 кг полиизобутилена молекулярной массы – 4000 и при температуре 20^oC и постоянном перемешивании через каждый 2 часа подают масло индустриальное И-12А в количестве 25 кг (10 мас.% от общего количества – 250 кг).

Б. В такой же аппарат загружают 60 кг бутилкаучука вязкостью по Муни 20 у.е. и при температуре 150^oC и постоянном перемешивании через каждый 4 часов подают то же масло в количестве 27 кг из расчета 5 мас.% от общего количества, подаваемого в аппарат, – 540 кг.

В. Полученные раствором из первого аппарата и второго из расчета массового отношения 5: 1 (500 кг и 100 кг, соответственно) подают в аппарат и перемешивают в течение 8 часов.

Получают присадку загущающую: содержание полимера – 43,3 мас.%, кинематическая вязкость при 100^oC – 5875 мм²/с, загущающая способность – 69,4 мм²/с, деполимеризационная устойчивость при 100^oC – 0,8 мм²/с, индекс стабильности вязкости – 32%, условная однородность раствора – 0,4 мас.%.

Пример 3. А. Отличается от примера 2.А тем, что в аппарат загружают 50 кг полиизобутилена молекулярной массы 30000 и при температуре 150^oC и постоянном перемешивании через каждые 2 часа подают масло индустриальное И-20а, содержащее модифицирующую добавку – агидол-1 в количестве 0,005 мас.%, из расчета 22,5 кг, т.е. 5 мас.% от общей массы масла, подаваемого в аппарат, – 450 кг.

Б. В такой же аппарат загружают 75 кг бутилкаучука с вязкость по Муни 60 у.е. и при температуре 90^oC и постоянном перемешивании подают то же масло из расчета 8,5 кг, т.е. 2 мас.% от общего количества, подаваемого в аппарат, – 425 кг.

В. Полученные растворы из первого и второго аппарата из расчета массового отношения 8:1 (400 и 50 кг, соответственно), подают в аппарат и перемешивают в течение 4 часов.

Получают присадку загущающую: содержание полимера – 19,4 мас.%, кинематическая вязкость – 1225 мм²/с, загущающая способность – 42,6 мм²/с, деполимеризационная устойчивость – 0,6 мм²/с, индекс стабильности вязкости – 44%, условная однородность раствора – 0,03 мас.%.

Пример 4. А. Отличается от примера 2.А тем, что в аппарат загружают 175 кг полиизобутилена молекулярной массы 15000 и при температуре 120^oC и постоянном перемешивании через каждые 4 часа подают масло индустриальное И-20а, содержащее модифицирующую добавку, агидол-2 – 0,1 мас.% в количестве 26 кг, т.е. 8 мас.% от общего количества масла, подаваемого в аппарат, – 325 кг.

Б. В такой же аппарат загружают 60 кг этилен-пропиленового каучука с вязкостью по Муни 46 у.е. и при температуре 120^oC через каждые 5 часов подают то же масло из расчета 17,6 кг, т.е. 4 мас.% от общего количества, подаваемого в аппарат, – 440 кг.

В. Полученные растворы из первого и второго аппарата из расчета массового отношения 7: 1 (350 и 50 кг, соответственно) подают в аппарат и перемешивают в течение 12 часов.

Получают присадку загущающую: содержащие полимера – 32,1 мас.%, кинематическая вязкость – 1980 мм²/с, загущающая способность – 49,1 мм²/с, деполимеризационная устойчивость – 0,7 мм²/с, индекс стабильности вязкости – 49%, условная однородность раствора – 0,1%.

Пример 5. А. Отличается от примера 2.А тем, что в аппарат загружают полиизобутилен в количестве 125 кг молекулярной массы 20000 и при температуре 60^oC и постоянном перемешивании через каждые 3 часа подают масло индустриальное И-8а, содержащее модифицирующую добавку – 0,025 мас.% агидол-1 и 0,025 мас.% агидол-2, в количестве 33,75 кг, т.е. 9 мас.% от общего количества, подаваемого в аппарат, – 375 кг.

Б. В аппарат загружают 50 кг бутилкаучука с вязкостью по Муни 42 у.е. и 50 кг этилен-пропиленового каучука с вязкостью по Муни 35 у.е. и при температуре 100^oC и постоянном перемешивании через каждые 4 часа подают то же масло в количестве 20 кг, т.е. 5 мас.% от общего количества, подаваемого в аппарат, – 400 кг.

В. Полученные растворы из первого и второго аппаратов из расчета массового отношения 6:1 (480 и 80 кг, соответственно) подают в аппарат и перемешивают в течение 8 часов.

Получают присадку загущающую: содержание полимера – 23,4 мас.%, кинематическая вязкость – 1570 мм²/с, загущающая способность – 40,9 мм²/с, деполимеризационная устойчивость – 0,4 мм²/с, индекс стабильности вязкости – 62%, условная однородность раствора – 0,2 мас.%.

Пример 6. А. Отличается от примера 2.А тем, что в аппарат загружают 200 кг полиизобутилена с молекулярной массой 8000 и при температуре 80^oC и постоянном перемешивании через каждые 2 часа подают масло индустриальное И-40а, содержащее модифицирующую добавку – 0,03 мас.% дилаурилтиодипропионата, в количестве 30 кг, т.е. 10 мас.% от общего количества, подаваемого в аппарат, – 300 кг.

Б. В аппарат загружают 125 кг этилен-пропиленового каучука с вязкостью по Муни 35 у. е. и при температуре 90^oC и постоянном перемешивании через каждые 4 часа подают то же масло в количестве 15 кг от общего количества, подаваемого в аппарат, – 375 кг.

В. Полученные растворы из первого и второго аппаратов из расчета массового отношения 5,5:1 (440 и 80 кг, соответственно) подают в аппарат и перемешивают в течение 10 часов.

Получают присадку загущающую: содержание полимера – 35,8 мас.%, кинематическая вязкость – 3100 мм²/с, загущающая способность – 45,7 мм²/с, деполимеризационная устойчивость – 0,2 мм²/с, индекс стабильности вязкости – 47%, условная однородность раствора – 0,1 мас.%.

Источники информации
1. А. К.Кулиев Химия и технология присадок к маслам и топливам. Л.: Химия, 1985, с. 139-145.

2. К.С.Минскер, Ю.А.Сангалов Изобутилен и его полимеры. М.: Химия, 1986, с. 138-147.

3. А.Н.Решетов, Е.И.Макарова Полиизобутилены и применение их в технике. Л.: Госхимиздат, 1952, с. 42 (прототип).

Формула изобретения

1. Способ получения загущающей присадки путем растворения полиизобутилена в масле индустриальном, отличающийся тем, что способ осуществляют в двух аппаратах, в один из которых загружают полиизобутилен с молекулярной массой в пределах от 4000 до 30000 из расчета его содержания в масле от 20 до 50 мас.%, при температуре 20-150°С и постоянном перемешивании подают частями масло, при этом каждая часть составляет 5-10 мас.% от количества масла, подаваемого в аппарат, и время между подачами, по крайней мере, 2, во второй аппарат загружают бутилкаучук и/или этиленпропиленовый каучук с вязкостью по Муни от 20 до 60 у.е. из расчета его содержания в масле в пределах 10 – 25 мас.%, при температуре 90-150°С и постоянном перемешивании подают частям то же масло, при этом каждая часть составляет 2-5 мас.% от количества масла, подаваемого в аппарат, и время между подачами, по крайней мере, 4 ч, с последующим смешением полученных в двух аппаратах растворов из расчета массового отношения раствора из первого аппарата к раствору из другого аппарата в пределах от 5:1 до 8:1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используемое масло в первом и втором аппаратах содержит модифицирующую добавку, выбранную из группы, включающую агидол-1 и/или агидол-2, дилаурилтиодипропионат из расчета 0,005- 0,1 мас.%.

РИСУНКИ

PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 4-2004

(73) Патентообладатель:

Открытое акционерное общество “Ефремовский завод синтетического каучука”

(73) Патентообладатель:

Колокольников Аркадий Сергеевич

Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 19.12.2003 № 18018

Извещение опубликовано: 10.02.2004

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 07.01.2005

Извещение опубликовано: 20.01.2006 БИ: 02/2006