PL175919B1

PL175919B1 - Method of obtaining a viscosity influencing and depressing additive to gear oils

Info

Publication number: PL175919B1
Application number: PL95306907A
Authority: PL
Inventors: Ewa Przygodzka; Henryk Szmyd; Tadeusz Czyżowicz; Arkadiusz Witkoś; Kazimierz Glanc; Józef Dorynek; Tadeusz Tajber
Original assignee: Rafineria Jaslo Sa
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 1999-03-31
Also published as: PL306907A1

Abstract

Sposób otrzymywania dodatku do olejów przekładniowych przez kopolimezyeację mieszaniny monomerów zawierającej 10-15% wagowych styrenu, 90-85% wagowych estrów kwasu metakrylowego i alkoholi alifatycznych o długości rodnika C,_22 według znanego sposobu polimeryzacji wolnorodnikowej, znamienny tym, że mieszanina estrów metakrylowych zawiera 45-50% wagowych estrów o rodniku do Cn w tym 2,0 - 3,5% wagowych metakrylanu metylu, stosunek wagowy styrenu do metakrylanu metylu wynosi 5±1 przy użyciu azowego inicjatora polimeryzacji.A method for obtaining an additive for gear oils by copolymerization of a mixture of monomers containing 10-15% by weight of styrene, 90-85% by weight of methacrylic acid esters and aliphatic alcohols with a radical length of C1_22 according to a known free radical polymerization method, characterized in that the mixture of methacrylic esters contains 45-50% by weight of esters with a radical up to Cn, including 2.0 - 3.5% by weight of methyl methacrylate, the weight ratio of styrene to methyl methacrylate is 5±1 using an azo polymerization initiator.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania dodatku lepkościowo-depresuj ącego do olejów przekładniowych przez kopolimeryzację wolnorodnikową mieszaniny monomerów zawierających: 10-15% wagowych styrenu i 90-85% wagowych estrów kwasu metakrylowego i alkoholi alifatycznych o rodniku C,.2>, mieszanina estrów metakrylowych zawiera 45-50% wagowych estrów o rodniku do C_n, w tym 2,0 - 3,5% wagowych metakrylanu metylu, stosunek wagowy styrenu do metakrylanu metylu wynosi 5±1 przy użyciu azowego inicjatora polimeryzacji wolnorodnikowej. Dodatek lepkościowo-depresujący do olejów przekładniowych pracuje w specyficznych warunkach, poddawany jest dużym naciskom chwilowym oraz działająna niego duże siły ścinające w czasie eksploatacji oleju.The subject of the invention is a method of obtaining a viscosity-depressant additive for gear oils by free-radical copolymerization of a mixture of monomers containing: 10-15% by weight of styrene and 90-85% by weight of methacrylic acid esters and aliphatic alcohols with the radical C, .2>, the mixture of methacrylic esters contains 45-50% by weight of esters of the C _n radical, including 2.0-3.5% by weight of methyl methacrylate, the weight ratio of styrene to methyl methacrylate is 5 ± 1 when using an azo free radical polymerization initiator. The viscosity-depressant additive for gear oils works in specific conditions, is subjected to high momentary pressures and is subjected to high shear forces during oil operation.

Podstawowym parametrem dla tego dodatku jest wysoka odporność na ścinanie, mierzona w teście Diesel Injector Rig. Dla olejów silnikowych ilość cykli w teście wynosi 30, natomiast dla olejów przekładniowych test ten ma ostrzejsze warunki, gdyż spadek lepkości określa się po 250 cyklach. Zwiększenie ilości cykli w teście na ścinanie powoduje wyższe straty lepkości kinematycznej gotowych olejów przekładniowych. Znane i stosowane dodatki lepkościowe do olejów smarowych oraz depresatory nie spełniają wymagań w zakresie odporności na ścinanie. Otrzymany kopolimer według wynalazku spełnia te wymagania.The primary parameter for this additive is high shear strength as measured by the Diesel Injector Rig test. For engine oils, the number of cycles in the test is 30, while for gear oils, this test has more severe conditions, as the viscosity decrease is determined after 250 cycles. Increasing the number of cycles in the shear test results in higher losses of kinematic viscosity of the finished gear oils. The known and used viscosity additives for lubricating oils and depressants do not meet the requirements in terms of shear resistance. The obtained copolymer according to the invention meets these requirements.

Celem wynalazku jest uzyskanie dodatku lepkościowo-depresującego do olejów przekładniowych o wysokiej odporności na ścinanie, podwyższającego index lepkości oraz lepkość kinematyczną olejów bazowych oraz obniżającego temperaturę krzepnięcia baz olejowych, szczególnie ciężkich i pozostałościowych baz olejowych. Nieoczekiwany efekt uzyskano w czasie kopolimeryzacji monomerów o składzie określonym w wynalazku przy zachowaniu zmieniającej się temperatury w czasie kopolimeryzacji przy użyciu azowego inicjatora polimeryzacji wolnorodnikowej. Zastosowanie składu monomerów i utrzymywaniu ściśle sprecyzowanej, zmieniającej się w czasie temperatury kopolimeryzacji umożliwia uzyskanie kopolimeru, który spełnia wszystkie wymagania dla dodatku do olejów przekładniowych.The aim of the invention is to obtain a viscosity-depressing additive for transmission oils with high shear resistance, increasing the viscosity index and kinematic viscosity of base oils and lowering the pour point of base oils, especially heavy and residual base oils. An unexpected effect was obtained during the copolymerization of monomers with the composition defined in the invention while maintaining the temperature changing during copolymerization with the use of an azo free radical polymerization initiator. The use of the monomer composition and the maintenance of a precise, time-varying copolymerization temperature makes it possible to obtain a copolymer that meets all the requirements for an additive to gear oils.

Według wynalazku dodatek lepkościowo-depresujący do olejów przekładniowych otrzymuje się przez kopolimeryzację mieszaniny monomerów zawierającej: 10-15% wagowych styrenu i 90-85% wagowych estrów kwasu metakrylowego o rodniku C—2, mieszanina estrów metakrylowych zawiera 45-50% wagowych estrów metakrylowych o rodniku do C₁₂, w tym 2,0 3,5% wagowych metakrylanu metylu, stosunek wagowy styrenu do metakrylanu metylu wynosi 5±1 w temperaturze: 353+1 K przez 1 godzinę, 358±1 K przez 2 godziny, 363± 1 K przez 5 godzin i 368± 1 K przez 2 godziny, przy zastosowaniu azowego inicjatora polimeryzacji wolnorodniko175 919 wej. Otrzymany dodatek posiada własności depresatora, podwyższa wskaźnik lepkości i lepkość kinematyczną olejów bazowych oraz posiada wysoką odporność na ścinanie, która umożliwia zastosowanie go w olejach przekładniowych.According to the invention, the viscosity-depressant additive for gear oils is obtained by copolymerizing a monomer mixture containing: 10-15% by weight of styrene and 90-85% by weight of methacrylic acid esters of the C-2 radical, the mixture of methacrylic esters contains 45-50% by weight of methacrylic esters of radical to C ₁₂ , including 2.0 3.5% by weight of methyl methacrylate, the weight ratio of styrene to methyl methacrylate is 5 ± 1 at the temperature: 353 +1 K for 1 hour, 358 ± 1 K for 2 hours, 363 ± 1 K for 5 hours and 368 ± 1 K for 2 hours using the azo free radical polymerization initiator. The obtained additive has depressant properties, increases the viscosity index and kinematic viscosity of base oils, and has high shear resistance, which enables its use in gear oils.

Przykład 1.Do reaktora zawierającego 1,365 Mg oleju bazowego Hydrorafinat 5 wprowadza się 0,028 Mg metakrylanu metylu, 0,145 Mg styrenu i 1,09 Mg estrów metakrylowych o rodniku C₁₀.₂2, które zawierały 45% wagowych estrów o rodniku do C₁₂. Zawartość reaktora miesza się, wprowadza 0,013 Mg nitrylu kwasu azodwuizomasłowego, ogrzewa się do temperatury 353±1 Ki utrzymuje ją przez 1 godzinę, następnie: 358±1 K przez 2 godziny, 363±1 K przez 5 godzin i 368±1 K przez 2 godziny. Otrzymany kopolimer wprowadzony w ilości 2,5% wagowych do mieszaniny baz olejowych składającej się: 90% wagowych Hydrorafmatu-10 i 10% wagowych Brighstocku obniża temperaturę płynięcia tej mieszaniny poniżej 246 K. Wprowadzony w ilości 5% wagowych do oleju Hydrorafinatu powoduje spadek lepkości kinematycznej o 5% po 250 cyklach w teście Diesel Injector Rig.Example 1: 0.028 Mg of methyl methacrylate, 0.145 Mg of styrene and 1.09 Mg of methacrylic esters of the C ₁₀ radical are introduced into a reactor containing 1.365 Mg of the base oil Hydrofinate ₅ . ₂ 2 containing 45% by weight of esters of the C ₁₂ radical. The content of the reactor is stirred, 0.013 Mg of azodiisobutyric acid nitrile is introduced, heated to a temperature of 353 ± 1 K and it is kept for 1 hour, then: 358 ± 1 K for 2 hours, 363 ± 1 K for 5 hours and 368 ± 1 K for 2 hours. The obtained copolymer, introduced in the amount of 2.5% by weight to the mixture of oil bases consisting of: 90% by weight of Hydroraphmate-10 and 10% by weight of Brighstock, lowers the pour point of this mixture below 246 K. Introduced in the amount of 5% by weight to the oil of Hydrotaffinate, it causes a decrease in kinematic viscosity. 5% after 250 cycles on the Diesel Injector Rig test.

Przykład 2. Do reaktora zawierającego 1,365 Mg oleju SAE-10 wprowadza się 0,03 Mg metakrylanu metylu, 0,150 Mg styrenu i 1,1 Mg estrów metakiylowych o rodniku C₁₀.₂₂, które zawierały 46% wagowych estrów o rodniku do C^. Zawartość reaktora miesza się, wprowadza 0,012 Mg nitrylu kwasu azodwuizomasłowego, ogrzewa się do temperatury 353±1 K i utrzymuje jąprzez2godziny,następnie: 358+1 Kprzez2godziny,363±1 Kprzez5godzini368±1 Kprzez2 godziny. Otrzymany dodatek lepkościowoi-depresujący do olejów przekładniowych wprowadzono w ilości 2,5% wagowych do mieszaniny baz olejowych takiej jak w przykładzie 1 i uzyskano temperaturę płynięcia poniżej 245 K, a ścinanie 5% roztworu dodatku po 250 cyklach wynosiło 5,5%. W tabeli 1 przedstawiono odporność na ścinanie po 250 cyklach w teście Diesel Injector Rig znanych dodatków lepkościowych i depresatorów oraz otrzymanych według wynalazku.Example 2. To a reactor containing 1.365 Mg of SAE-10 oil, 0.03 Mg of methyl methacrylate, 0.150 Mg of styrene and 1.1 Mg of methacyl esters of the C ₁₀ radical were introduced. ₂₂ , which contained 46% by weight of esters with the radical to C6. The contents of the reactor are stirred, 0.012 Mg of azodiisobutyric acid nitrile is introduced, heated to a temperature of 353 ± 1 K and kept for 2 hours, then: 358 +1 K for 2 hours, 363 ± 1 K for 5 hours, 368 ± 1 K for 2 hours. The obtained viscosity and depressant additive for transmission oils was introduced in the amount of 2.5% by weight into the mixture of base oils as in Example 1, and the flow point was below 245 K, and the shear of the 5% additive solution after 250 cycles was 5.5%. Table 1 shows the shear resistance after 250 cycles in the Diesel Injector Rig test of the known viscosities and depressants prepared according to the invention.

Tabela 1Table 1

Dodatek otrzymany wg The allowance received by Przykład 1 Example 1 Przykład 2 Example 2 P-145535 P-145535 P-160495 P-160495 P-162838 P-162838 Spadek lepkości kinematycznej w % oleju Hydrorafinatu 5 zawierającego 5% wagowych dodatku po 250 cyklach wg Diesel Injector Rig The decrease in kinematic viscosity in% of Hydrorafinate 5 oil containing 5% by weight of additive after 250 cycles according to Diesel Injector Rig 5,0 5.0 5,5 5.5 18 18 17 17 17,5 17.5

175 919175 919

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 2.00

Claims

Patent claims

1. A method of obtaining a viscosity-depressant additive for gear oils by copolymerization of a monomer mixture containing 10-15% by weight of styrene, 90-85% by weight of methacrylic acid esters and aliphatic alcohols with the length of the C122 radical according to the known method of free radical polymerization, characterized in that the mixture of esters methacrylic contains 45-50% by weight of esters of the radical C _n in the 2.0 - 3.5% by weight of methyl methacrylate, the weight ratio of styrene to methyl methacrylate is 5 ± 1 by using an azo polymerization initiator.

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the polymerization process is carried out at the temperature of 353 ± 1 K for 1 hour, 358 ± 1 K for 2 hours, 363 ± 1 K for 5 hours and 368 ± 1 K for 2 hours.