170349. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hamumentes detergens-diszpergens adalék anyag előállítására
3 170349 4 hatók a hatékony detergens-diszpergens sajátságú alkenil-szukcinimid adalékanyagok, amelyeknek azonban hátrányuk, hogy motorolajokban történő alkalmazásuk során a kenőolaj kompozícióba jelentős mennyiségű korróziógátló adalékanyagot kell alkalmazni. Us. 3 272 743, 3 676 346, Fr. 1435 818, Brit 1165 640. A motorkonstrukciók fejlődésének következtében a kenőolajokkal szemben nagyobb követelmények léptek fel, amelyek a szukcinimid adalékanyagok további szerkezeti módosításait és a korábban alkalmazott előállítási eljárások továbbfejlesztését vonták maguk után. A későbbiek során kifejlesztett nagyobb molekulasúlyú biszukcinimid származékok a kiváló detergensdiszpergens hatás mellett már egyéb kedvező tulajdonságokkal is rendelkeztek (korrózió- és oxidációgátló). Az ilyen típusú adalékanyagok előállítási módszereit az Us. 3 287 271, 3 623 985, Brit 1 162 436, Fr. 1 539 360 számú szabadalmakban ismertették. A szukcinimid adalékanyagok szerkezetébe beépített hidroxil, kén, oxigén, bór tartalmú és észtercsoportok az adalékanyagoknak már kiváló korróziógátló, antioxidáns és kopásgátló tulajdonságokat kölcsönöztek. Ezeknek a hamumentes adalékanyagoknak előállítási módszerei főleg az Us. 3 254 025, 3 281428, Fr. 1419 683, 1577 026, NSZK 2 022 651, 2 053 800 számú szabadalmakból ismertek. Bár az eddig ismert módszerekkel előállított adalékanyagoknak jó detergens-diszpergens hatásuk van, a motorolajok minőségi követelményeinek állandó növekedése miatt az alkenil-szukcinimidek hatékonyságának növelése továbbra is fontos feladat. Vizsgálataink szerint az ilyen típusú adalékanyagok detergens-diszpergens hatékonysága nagy mértékben függ az adalékanyag oldhatóságát biztosító polimer oldallánc és a poláros sajátságú bázikus N atomokat tartalmazó csoport molekulasúlyainak arányától. Ez az arány pedig függ az adalékanyag molekulasúlyától is. Adalékanyag előállítási eljárásunk kidolgozására végzett kísérleteink során olyan összefüggéseket találtunk, amelyek felhasználásával bizonyos típusú polietilén-poliaminoknak, mint nitrogén tartalmú reagensek felhasználásánál a polimer oldallánc molekulasúlya (400 feletti molekulasúlyok esetén) a detergens-diszpergens hatás szempontjából a legelőnyösebben választható meg. Találmányunk szerinti eljárással a mono- és biszukcinimid ek előnyös tulajdonságaival egyaránt rendelkező adalékanyag állítható elő. Az eljárás szerint előállított adalékanyagot - amely I és II általános képletű vegyületek meghatározott arányú elegyéből áll - az 1. számú mellékletben megadott általános képletekkel jellemezzük. Az I és II általános képletben szereplő jelölések értelmezése a következő: n —a felhasznált polietilén-poliamin molekulában levő nitrogén atomok kettővel kisebbített száma, értéke 1—9 lehet; R, = olyan poliizobutenil csoport, amelynek átlagmólsúlyát (MRi) egy, a vegyületben levő N atomok számától függő, egyenlettel számítjuk ki: MRj = (^)2 + 650 Az Rt poliizobutenil csoport kialakítására felhasz-5 nált poliizobutilén átlagmólsúlya a képlettel számítottól ± 80 egységgel térhet el, molekulasúly-eloszlása pedig azáltal jellemezhető, hogy a poliizobutilén 75 s%-ának az átlagmólsúly ± 200 molekulasúly-tartományon belül kell lenni. 10 Az R2 = olyan poliizobutenil csoport, amelynek átlagmólsúlyát (MR2 ) a következő N atomok számától függő egyenlettel számítjuk ki: MR2 = 50 n 2 + 850 15 Az R2 poliizobutenil csoport kialakítására felhasznált poliizobutilén átlagmólsúlya a képlettel számítottól ± 100 egységgel térhet el, molekulasúly-eloszlása pedig azáltal jellemezhető, hogy a poliizobutilén 70 20 s%-ának az átlagmólsúly ± 200 molekulasúly-tartományon belül kell lenni. Az x lehet H vagy a III. általános képletű acilcsoport. Az adalékanyag előállításának első lépéseként az 25 R! és R2 szubsztituált alkenil-borostyánkősavanhidrideket állítjuk elő, amelyeknek átlagmólsúlyait az előállítandó adalékanyag szerkezetét figyelembe vevő számítás útján választjuk meg. Az alkenil-borostyánkősavanhidridet poliizobuti-30 lén és maleinsavanhidrid reakciójának útján állíthatjuk elő. A reakciót üveg vagy fém edényben xilol oldószerben vagy anélkül, intenzív keverés mellett ismert gázatmoszférában (célszerűen nitrogén) végezhetjük. A maleinsavanhidridet és poliizobutilént meg-35 felelő mólarányuk mellett 150—300 °C hőmérsékleten reagáltatjuk, a megfelelő reakcióidő 4—30 óra. Ezek között a körülmények között a reagensek hőbomlása és polimerizációs reakciói miatt nagymolekulasúlyú szennyeződések is keletkeznek. 40 A reakciótermék tisztítását az oldószer és a maleinsavanhidrid vákuumdesztillációs eltávolítása előtt benzinben történő oldás és szűrés útján végezhetjük. Az alkenil-borostyánkősavanhidrid hozama a termék elszappanosítási száma alapján jellemezhető. 45 Az előállítási eljárás második lépéseként az alkenil borostyánkó'savanhidridet polietilén-poliaminnal reagáltatjuk. Először az Rt poliizobutenil csoporttal helyettesített alkenil-szukcinimidet állítjuk elő (I. komponens). 50 Az alkenil-borostyánkősavanhidrid és polietilénpoliamin kondenzációs reakcióját, találmányi eljárásunk szerint olyan körülmények között folytatjuk le, hogy annak folyamán lehetőleg az anhidrid teljes mennyisége alkenil-szukcinimiddé alakuljon. Ennek 55 megfelelően a reakció közbülső termékeiként keletkező alkenil-borostyánkősavamidokat alkalmas oldószer vagy oldószerelegy felhasználásával imidekké alakítjuk. Úgy találtuk, hogy erre a célra leginkább a 60 toluol-xilol elegy felel meg. A reakciónak legjobban kedvező egyenletes hőfokemelkedés az oldószerelegy komponensek fokozatos elvételének útján biztosítható. Egyúttal vízelvonással teljessé tehető az amid majd azt követően az imid kötések képződése. Elő-65 nyös a reakció lefolytatására a 100 °C feletti hőmér-2
