RO118447B1 - Multipurpose additive composition for hard duty conditions - Google Patents

Abstract

The invention relates to a multipurpose additive composition for hard duty conditions. According to the invention, the composition consists of 5...36% succinimide, 22...82% dialkylphosphate, 15...42% sulphurized isobutene, 0.1...0.2% polymethylxyloxane, possibly 5......25% refined mineral oil, of the ISO-VG 68/100 viscosity class, the percentage being expressed by weight.

Description

RO 118447 Β

Invenția se referă la o compoziție de aditivi multifuncționali, destinată fabricării lubrifianților ce funcționează în condiții severe de exploatare, cum ar fi: pentru sistemele de transmisii manuale ale autovehiculelor, pentru sistemele de transmisii automate ale autovehiculelor, în formularea lubrifianților pentru angrenaje industriale, a uleiurilor hiddraulice de extremă presiune, precum și în fabricarea unsorilor consistente pentru solicitări severe.

Această compoziție de aditivi conferă un nivel de performanță ridicat produselor formulate, datorită proprietăților sale de rezistență la extremă presiune, rezistență la uzură, la coroziune pe cupru și coroziune pe oțel, proprietăților antioxidante și ale celor de reducere a tendinței și stabilității la spumare a lubrifianților fluizi.

Sunt cunoscute compoziții de aditivi multifuncționali care au în structură substanțe active ce conțin plumb, clor, sulf și/sau fosfor, și sunt utilizate în formularea uleiurilor lubrifiante, conferind acestora proprietăți antioxidante, antiuzură, anticoroziune, antirugină, cum ar fi, de exemplu, compoziția care face obiectul brevetelor RO 112961,109667, constituită din 0,57...9,5 % P, 12,3...18 % S, 0,4...0,84 % W₂, respectiv 8...9,5 % Zn.

Aceste compoziții nu asigură însă nivelul de performanță impus în prezent, pe plan mondial, lubrifianților ce funcționează în condiții severe de exploatare.

Compozițiile de aditivi pe bază de plumb, clor, sulf, au și dezavantajul unor structuri chimice instabile la temperaturi mai mari de 100°C, ceea ce modifică caracteristicile și funcțiunile componenților, micșorând eficiența acestora, iar în cazul unor transformări profunde, duc chiar la o influență negativă a componenților asupra calității lubrifianților.

Datorită instabilității lor termice, acești componenți, în contact cu suprafețele metalice cu nivel termic ridicat, pot conduce la degajări de substanțe toxice cum ar fi hidrogenul sulfurat și acidul clorhidric, care sunt, de asemenea, și agenți corosivi foarte agresivi.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în elaborarea unei compoziții de aditivi prin stabilirea componentelor și a rapoartelor de asociere specifice, astfel încât produsul final prezintă proprietăți fizico-chimice îmbunătățite, pentru utilizare în condiții de solicitări severe.

Compoziția conform invenției înlătură dezavantajele menționate anterior, prin aceea că este constituită din 5...36 % succinimidă, 22...82 % dialchilditiofosfat, 15...42 % izobutenă sulfurizată, 0,1...0,2 % polimetilensiloxan, 5...25 % ulei mineral rafinat din clasa de viscozitate ISO-VG 68/100, procentele fiind exprimate în greutate.

Avantajele aplicării invenției sunt următoarele:

- funcțiunile compoziției de aditivi acoperă întreaga gamă de cerințe impuse lubrifianților care lucrează în condiții severe de exploatare, și anume: funcțiuni antiuzură, extremă presiune, antioxidantă, anticorosivă, antirugină, antispumantă;

- compoziția de aditivi este perfect solubilă în toate tipurile de ulei de de bază utilizate în formularea de lubrifianți;

- dozajul compoziției de aditivi, necesar realizării unui nivel ridicat de performanță, este relativ scăzut față de cel al altor componenți utilizați în același scop;

- stabilitatea termică și chimică a compoziției înlătură dezavantajele degajării de substanțe toxice și corosive, și, de asemenea, asigură nivelul de performanță ridicat al lubrifianților pentru o durată de serviciu îndelungată (6000-8000 h de exploatare pentru echipamente, peste 100 000 Km de rulare pentru autovehicule);

- permite realizarea unei game de tipuri de lubrifianți, și anume:

- lubrifianți pentru cutiile de viteze ale autoturismelor, la nivel de performanță GL4-GL6, conform clasificării internaționale API;

- lubrifianți pentru angrenajele reductoarelor industriale;

RO 118447 Β

- lubrifianți pentru transmisiile automate ale autovehiculelor;

- lubrifianți pentru sisteme hidraulice cu solicitări severe;

- lubrifianți semifluizi, cu structuri complexe, de tip unsori pe bază de litiu etc.

Efectele economice ale utilizării compoziției de aditivi, conform invenției, sunt superioare altor compoziții de aditivi cu același rol, datorită eficienței și stabilității acesteia.

Se realizează compoziții de aditivi stabile din punct de vedere chimic și termic, cu nivel de performanță ridicat, ce permit satisfacerea exigențelor impuse pe plan mondial lubrifianților utilizați în condiții severe de exploatare, condiții ce rezultă din parametrii de funcționare specifici utilajelor, echipamentelor și autovehiculelor moderne.

Compoziția complexă de aditivi multifuncționali pentru solicitări severe are în structură componenți sinergie! pe bază de sulf, fosfor, azot și polimeri metil-siliconici, în proporții bine echilibrate din punct de vedere al caracteristicilor de performanță, cu efecte favorabile asupra funcționării în exploatare.

Se dau în continuare 2 exemple de realizare a compoziției, conform invenției.

Exemplul 1. într-un vas de amestec tip autoclavă, cu capacitate 1,5 m³, prevăzut cu agitator mecanic și manta de încălzire cu abur de joasă presiune, se introduc sub agitare, la o temperatură de 6O...7O°C, următorii componenți: 310 kg succinimidă, 240 kg dialchil ditiofosfat, 400 kg izobutenă sulfurizată, 10 kg polimer metilsailiconic și 49 kg ulei mineral rafinat cu viscozitatea ISO VG68. Se obțin 1000 kg compoziție complexă de aditivi multifuncționali, care se omogenizează timp de 1 ...1,5 h, menținându-se nivelul termic de 6O...7O°C. Această compoziție este destinată formulării uleiurilor de transmisie prin angrenaje ale automobilelor, pentru nivelul de performanță prezentat în tabelul 1.

Exemplul 2. într-un vas de amestec tip autoclavă, cu capacitate 1,5 m³, prevăzut cu agitator mecanic și manta de încălzire cu abur de joasă presiune, se introduc sub agitare, la o temperatură de 6O...7O°C, următorii componenți: 70 kg succinimidă, 740 kg dialchil ditiofosfat, 180 kg izobutenă sulfurizată și 10 kg polimer metilsiliconic. Se obțin 1000 kg compoziție complexă de aditivi multifuncționali, care se omogenizează timp de 1 ...1,5 h, menținându-se nivelul termic de 6O...7O°C. Această compoziție este destinată formulării uleiurilor hidraulice de extremă presiune, pentru nivelul de performanță prezentat în tabelul 2.

Tabelul 1

Caracterizarea compoziției complexe de aditivi multifuncționali destinată formulării de uleiuri pentru transmisiile autovehiculelor

Caracteristici fizico-chimice ale compoziției Valori specifice Metoda de analiză STAS Densitate relativă la 15°C, max 1,05 35/81 Viscozitate cinematică la 100°C, cSt 11,08 117/81 Fosfor, % g, min 1,5 7330/83 Sulf, % g,min 10 119/76 Zinc, % g, min 1,4 7717/81 Azot, % g, min 0,4 8854/72

RO 118447 Β

Tabelul 1 (continuare)

Caracteristicile lubrifiantului formulat cu 3,5 % gr compoziție caracterizată în tabelul 1 Ulei pentru transmisiile autovehiculelor nivel GL-5 Cerințe pe plan mondial Metoda de analiză STAS Densitate relativă la 15°C, cSt Viscozitate cinematică la 100°C,cSt 0,920 13,5-24 0,920 13,5-24 35/81 117/81 Indice de viscozitate, min 90 90 55/81 Punct de curgere, °C, max. -25 -15 6170/71 Punct de inflamabilitate °C,min 200 200 7329/65 Acțiune corosivă pe lama de cupru (3 h,100°C), max. 1b 40/73 Prevenirea ruginirii oțelului (secv.A) fără rugină fără rugină 8441/81 încercări pe mașina cu patru bile: - sarcină sudură, N,min - diametrul petei de uzură (40 daN/60 min), mm, max 3800 0,40 3600 0,40 IP239 8618/79 Proprietăți de spumare: tendința/stabilitatea spumei, la: - 24°C,ml,max - 93,5°C ml, max - 24°C revenire ml,max 10/0 10/0 10/0 20/0 50/0 20/0 7423/84

Tabelul 2

Caracterizarea compoziției complexe de aditivi multifuncționali destinată formulării de uleiuri hidraulice de extremă presiune

Caracteristici fizico chimice ale compoziției Valori specifice Metoda de analiză STAS Densitate relativă la 15°C, max 0,98 35/81 Viscozitate cinematică la 100°C,cSt 8,5 117/81 Fosfor, % g, min 3 7330/83 Sulf, % g, min 5 119/76 Zinc, % g, min 3,5 7717/81 Azot, % g, min 0,05 8854/72

RO 118447 B

The invention relates to a composition of multifunctional additives, intended for the manufacture of lubricants that work under severe operating conditions, such as: for manual transmission systems of motor vehicles, for automatic transmission systems of motor vehicles, in the formulation of lubricants for industrial gears, oils extreme pressure hydraulics, as well as in the manufacture of heavy-duty greases.

This additive composition gives a high level of performance to the formulated products due to its properties of extreme pressure resistance, wear resistance, corrosion on copper and corrosion on steel, anti-oxidation and anti-foaming properties and stability of lubricants fluid

Compositions of multifunctional additives are known which have in their structure active substances containing lead, chlorine, sulfur and/or phosphorus, and are used in the formulation of lubricating oils, giving them antioxidant, anti-wear, anti-corrosion, anti-rust properties, such as, for example, the composition that is the subject of patents RO 112961,109667, consisting of 0.57...9.5% P, 12.3...18% S, 0.4...0.84% W ₂ , respectively 8. ..9.5% Zn.

However, these compositions do not ensure the level of performance currently required, worldwide, for lubricants operating in severe operating conditions.

Additive compositions based on lead, chlorine, sulfur also have the disadvantage of unstable chemical structures at temperatures higher than 100°C, which change the characteristics and functions of the components, reducing their efficiency, and in the case of deep transformations, even lead to a negative influence of the components on the quality of lubricants.

Due to their thermal instability, these components, in contact with high-temperature metal surfaces, can lead to the release of toxic substances such as hydrogen sulphide and hydrochloric acid, which are also very aggressive corrosive agents.

The technical problem that the invention solves consists in the development of an additive composition by establishing the components and specific association ratios, so that the final product presents improved physico-chemical properties, for use under severe stress conditions.

The composition according to the invention removes the previously mentioned disadvantages, in that it consists of 5...36% succinimide, 22...82% dialkyldithiophosphate, 15...42% sulfurized isobutene, 0.1...0.2% polymethylenesiloxane , 5...25% refined mineral oil of viscosity class ISO-VG 68/100, the percentages being expressed by weight.

The advantages of applying the invention are the following:

- the functions of the additive composition cover the entire range of requirements imposed on lubricants working in severe operating conditions, namely: anti-wear, extreme pressure, antioxidant, anti-corrosive, anti-rust, anti-foaming functions;

- the composition of additives is perfectly soluble in all types of base oil used in the formulation of lubricants;

- the dosage of the additive composition, necessary to achieve a high level of performance, is relatively low compared to that of other components used for the same purpose;

- the thermal and chemical stability of the composition removes the disadvantages of the release of toxic and corrosive substances, and also ensures the high performance level of lubricants for a long service life (6000-8000 h of operation for equipment, over 100 000 Km of running for motor vehicles);

- allows the creation of a range of types of lubricants, namely:

- lubricants for car gearboxes, at performance level GL4-GL6, according to the API international classification;

- lubricants for the gears of industrial reducers;

RO 118447 B

- lubricants for automatic vehicle transmissions;

- lubricants for hydraulic systems with severe demands;

- semi-fluid lubricants, with complex structures, such as lithium-based greases, etc.

The economic effects of using the additive composition according to the invention are superior to other additive compositions with the same role, due to its efficiency and stability.

Chemically and thermally stable additive compositions are made, with a high level of performance, which allow the satisfaction of the requirements imposed worldwide on lubricants used in severe operating conditions, conditions resulting from the specific operating parameters of modern machinery, equipment and vehicles .

The complex composition of multifunctional additives for severe demands has synergistic components in its structure! based on sulfur, phosphorus, nitrogen and methyl-silicone polymers, in well-balanced proportions in terms of performance characteristics, with favorable effects on operation in operation.

Next, 2 examples of the composition according to the invention are given.

Example 1. in an autoclave-type mixing vessel, with a capacity of 1.5 m ³ , equipped with a mechanical stirrer and a heating jacket with low-pressure steam, they are introduced under stirring, at a temperature of 6O...7O°C , the following components: 310 kg of succinimide, 240 kg of dialkyl dithiophosphate, 400 kg of sulfurized isobutene, 10 kg of methylsilicone polymer and 49 kg of refined mineral oil with a viscosity of ISO VG68. 1000 kg of complex composition of multifunctional additives is obtained, which is homogenized for 1...1.5 h, maintaining the thermal level of 6O...7O°C. This composition is intended for the formulation of automotive gear oils for the performance level shown in table 1.

Example 2. in an autoclave-type mixing vessel, with a capacity of 1.5 m ³ , equipped with a mechanical stirrer and a heating jacket with low-pressure steam, they are introduced under stirring, at a temperature of 6O...7O°C , the following components: 70 kg of succinimide, 740 kg of dialkyl dithiophosphate, 180 kg of sulfurized isobutene and 10 kg of methylsilicone polymer. 1000 kg of complex composition of multifunctional additives is obtained, which is homogenized for 1...1.5 h, maintaining the thermal level of 6O...7O°C. This composition is intended for the formulation of extreme pressure hydraulic oils for the performance level shown in table 2.

Table 1

Characterization of the complex composition of multifunctional additives intended for the formulation of motor vehicle transmission oils

Physico-chemical characteristics of the composition Specific values STAS analysis method Relative density at 15°C, max 1.05 35/81 Kinematic viscosity at 100°C, cSt 11.08 117/81 Phosphorus, % g, min 1.5 7330/83 Sulfur, % g, min 10 119/76 Zinc, % g, min 1.4 7717/81 Nitrogen, % g, min 0.4 8854/72

RO 118447 B

Table 1 (continued)

The characteristics of the lubricant formulated with 3.5% gr composition characterized in table 1 GL-5 level motor vehicle transmission oil Worldwide requirements STAS analysis method Relative density at 15°C, cSt Kinematic viscosity at 100°C, cSt 0.920 13.5-24 0.920 13.5-24 35/81 117/81 Viscosity index, min 90 90 55/81 Pour point, °C, max. -25 -15 6170/71 Flash point °C, min two hundred two hundred 7329/65 Corrosive action on copper blade (3 h, 100°C), max. 1b 40/73 Prevention of steel rusting (seq.A) no rust no rust 8441/81 tests on the four-ball machine: - weld load, N,min - wear spot diameter (40 daN/60 min), mm, max 3800 0.40 3600 0.40 IP239 8618/79 Foaming properties: foam tendency/stability, at: - 24°C,ml,max - 93.5°C ml,max - 24°C recovery ml,max 10/0 10/0 10/0 20/0 50/0 20/0 7423/84

Table 2

Characterization of the complex composition of multifunctional additives intended for the formulation of extreme pressure hydraulic oils

Physicochemical characteristics of the composition Specific values Analysis method STAS Relative density at 15°C, max 0.98 35/81 Kinematic viscosity at 100°C, cSt 8.5 117/81 Phosphorus, % g, min 3 7330/83 Sulfur , % g, min 5 119/76 Zinc, % g, min 3.5 7717/81 Nitrogen, % g, min 0.05 8854/72

Claims (1)

RO 118447 ΒRO 118447 B 130130 Tabelul 2 (continuare)Table 2 (continued) Caracteristicile lubrifiantului formulat cu 1,0 % gr compoziție caracterizată în tab.2 Ulei hidraulic ISOVG 46 pentru extremă presiune Cerințe pe plan mondial Metoda de Analiză STASThe characteristics of the lubricant formulated with 1.0% gr composition characterized in tab.2 Hydraulic oil ISOVG 46 for extreme pressure Worldwide requirements STAS Analysis Method Densitate relativă la 15°C, max 0,900 0,900 35/81Relative density at 15°C, max 0.900 0.900 35/81 Viscozitate cinematică la 40°C, cSt 41,4-50,6 41,4-50,6 117/81Kinematic viscosity at 40°C, cSt 41.4-50.6 41.4-50.6 117/81 Indice de viscozitate, min 92 90 55/81Viscosity index, min 92 90 55/81 Punct de curgere °C,max. -25 -25 6170/71Pour point °C, max. -25 -25 6170/71 Punct de inflamabilitate °C,min 200 200 7329/65Flash point °C, min two hundred two hundred 7329/65 Acțiune corozivă pe lama de cupru (3h, 100°C),max. 1b 1b 40/73Corrosive action on the copper blade (3h, 100°C), max. 1b 1b 40/73 Prevenirea ruginirii oțelului (secv.A) fără rugină fără rugină 8441/81 încercări pe mașina cu patru bile: -sarcină sudură,N,min -diametrul petei de uzură (40 daN/60min),mm,max 200 0,40 180 0,40 8618/79Prevention of steel rusting (seq.A) no rust no rust 8441/81 attempts on the four-ball machine: - welding load, N, min - diameter of the wear spot (40 daN/60min), mm, max two hundred 0.40 180 0.40 8618/79 Proprietăți de spumare: tendința/stabilitatea spumei, la : -24°C,ml,max -93,5°C ml,max -24°C revenire ml,max 10/0 10/0 10/0 100/0 100/0 100/0 7423/84Foaming properties: foam tendency/stability, at : -24°C,ml,max -93.5°C ml,max -24°C recovery ml,max 10/0 10/0 10/0 100/0 100/0 100/0 7423/84 Revendicare 155Claim 155 Compoziție de aditivi multifuncționali, cu proprietăți antiuzură, extremă presiune, antioxidantă, anticorosivă, antirugină, antispumantă, caracterizată prin aceea că este constituită din: 5...36% succinimidă, 22...82% dialchilditiofosfat, 15...42% izobutenă sulfurizată, 0,1 ...0,2% polimetilensiloxan, 5...25% ulei mineral rafinat din clasa de viscozitate ISO-VG 160 68/100, procentele fiind exprimate în greutate.Composition of multifunctional additives, with anti-wear, extreme pressure, antioxidant, anti-corrosive, anti-rust, anti-foaming properties, characterized by the fact that it consists of: 5...36% succinimide, 22...82% dialkyldithiophosphate, 15...42% sulfurized isobutene, 0.1...0.2% polymethylenesiloxane, 5...25% refined mineral oil of viscosity class ISO-VG 160 68/100, the percentages being expressed by weight. Președintele comisiei de examinare: ing. Georgescu MirelaThe president of the examination committee: Eng. Georgescu Mirela Examinator: ing. Prejbeanu AnaExaminer: Eng. Prejbeanu Ana Editare și tehnoredactare computerizată - OSIMEditing and computerized techno-editing - OSIM Tipărit la: Oficiul de Stat pentru Invenții și MărciPrinted at: State Office for Inventions and Trademarks