195975. lajstromszámú szabadalom • Eljárás poliolefin alapú detergens-diszpergáló hatású kenőolaj-adalékok előállítására
A találmány tárgya eljárás poliolefin alapú detergens-diszpergáló hatású kenóolaj-adalékok előállítására. A jelenlegi igénybevételeket kielégítő motorolajok oxidációgátló adalékot (általában 0,5-2 tőmeg% cink-ditiofoszfát) valamint detergens- és diszpergéló adalékot minden esetben tartalmaznak. Ez utóbbiakból - az olaj viszkozitási tulajdonságaitól és minőségi szintjétől függően - általában külön-külön 1- -6 tőmeg%-ot használnak. A delergens adalékok általában nagy bázisszámú, így közömbösítő hatású fémsók, melyek nagyhómérsékletű üzemi viszonyok között fejtik ki lerakódósgátló hatásukat. A diszpergáló adalékok legtöbbször hamumentesek és hideg-üzemi körülmények között is jól funkcionálnak. A tiofoszfonát típusú adalékok külön előnye, hogy egyúttal detergens és diszpergáló tulajdonsággal is rendelkeznek. Ismeretes, hogy poliolefinekból foszfor-pentas2ulfiddal (2 658 062 Ijsz-ú 3 108 960 ljsz-ú, 3 528 916 ljsz-ú USA-beli, 931 684 ljsz-ú és 1 090 305 ljsz-ú angol szabadalmi leírások) vagy foszfor-pentaszulfiddal és foszfor-pentoxiddal (156 066 ljsz-ú magyar szabadalmi leírás) olyan savas vegyületeket lehet előállítani, melyek fém- vagy nitrogéntartalmú bázisokkal alkotott sói és szerves észterei a kenőolajok igen hatékony detergens-diszpergéló adalékai. Ismeretes továbbá, hogy a nagymolekulatömegű olefinekből, Így közöttük poliofinekből, pl. poliizobutilénből is valamilyen szulfonélószerrel végrehajtott szulfonélással olyan alifás szulfonsavakat lehet előállítani, melyek sói igen hatékony detergens hatású adalékok (4 159 956 ljsz-ú, 4 159 957 ljsz-ú és 4 159 958 ljsz-ú USA-beli szabadalmi leírás). Az adalékok gyártáséhoz használt poliofinek - mint a felsorolt irodalmakból is megállapítható - legtöbbször izobutilén-polimerek, de más olefinek, pl. propilén, - n-butilén polimerjei és kopolimerjei is lehetnek. A poliolefinek tulajdonságai - adalék-előállithatóság szempontjából - függetlenek attól, hogy milyen monomerből indultak ki. Az adalék hatása szempontjából azonban lényeges az átlagos molekulatömegük, mely az ismert szabadalmi leírásokban 300-tól 100 000-ig terjedő. Az általunk általában használt poliolefinek átlagos molekulatömege ozmometrikusan meghatározva 700-1300 közötti. A poliolefinek azonosítására szolgáló fizikai jellemzők közül a katalógusokban viszkozitási, sűrűségi, lobbanáspont, dermedéspont, refrakciós index értékek is találhatók. Ezen mutatóknak azonban az előbb Irt molekulatömeg-tartományon belül nincs meghatározó szerepük az adalék előállítása vagy hatása szempontjából. Vizsgálataink során arra a meglepő felismerésre jutottunk, hogy ha az előtti két típusú, tehát a tiofoszfonát és a szulfonát adalék jellemző csoportjait egy poliolefin molekulán belül építjük be, az eredeti adalék hatékonyságát az előre várténál (tehát a kétféle adalék összekeverése útján kapott additiv hatásnál) lényegesen nagyobb mértékben, többszörösére tudjuk fokozni. Az eljárás alkalmazásával készített adalék kisebb adalékolési töménységben is lényegesen nagyobb hatást biztosít. Azt, hogy az előállítási eljárás során az adalék jellemző csoportjai (tiofoszfonát és szulfonát) egy poliolefin molekulán belül épülnek be, a következők igazolják: Ha egy szénhidrogént pl. a poliizobutilént egy szulfonéló ágenssel (pl. oleum) reagálásiunk, a szénhidrogénbe beépülő szulfonsav-csoport a reakció előrehaladtával statisztikus valószinűség szerint oszlik meg. Ha egy szénhidrogénből és egy aktív csoportot tartalmazó szénhidrogénből (pl. poliizobutil-tiofoszfonsav) álló elegyet szulfonálunk, akkor a szénhidrogén és az aktív csoportot tartariazó szénhidrogén láncának csaknem egésze hasonló módon reagál, kivéve az aktiv csoport közelében lévő kitüntetett szénatomokat. Ez utóbbiak reakciósebessége ugyanis lényegesen eltérhet a többi szénatométól. Így a poliizobutil tiofoszfonsav szulfonélási reakciója lényegesen nagyobb sebességgel játszódik le, mint a poliizobutiléné. Adott körülmények között (60 °C-on, 2 óra alatt, 60-as óleumként beadott) kén-trioxiddal (0,3 mol SO3/CH ill. CH-tiosav) szulfonálva poliizobutilént, 3,5 mg KOH/g savszámú terméket kapunk. Ugyanakkor azonos mólarényban, azonos körülmények között a kb. 80 tőmeg% tiofoszfonsav-tartalmú elegyet szulíonálva azonos tisztítási művelet után a savszám növekedés 38 mg KOH/g, azaz több mint az előző tízszerese. Az előbbieket infravörös spektrometriáa felvételek is valószínűsítik. Az 1020 cm-1 hullámszámnál jelentkező S=0 kötés vegyértékrezgési sávjának intenzitása - a poliizobut.lén 930 cm'1 sávintenzitásához viszonyítva - a szulfonélt poliizobutilénnél l:0,15-hőz, míg a szulfonált tiofoszfonsav esetében az intenzitás arány 1,0:1,0-hoz volt az azonos hígítású kész adalékban. A találmány tárgya az előbbieknek megfelelően tehát eljárás poliolefin alapú detergens-diszpergáló hatású kenőolaj-adalékok előállítására. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy 300-5000, célszerűen 700-1300 átlagos molekulatömegű poliizobutilént és/ /vagy polipropilént a) foszfor-pentaszulfiddal vagy foszfor-pentaszulfiddal és foszfor-pentoxiddal ismert módon tSofoazfonsavvé alakítunk, majd & kapott terméket 20-140 °C hőmérsékleten, adott esetben oldószer és/vagy higitószer je’enlétében szulfonáljuk, vagy b) először ismert módon, adott esetben oldószer és/vagy higitószer jelenlétében szulfonálunk és a kapott terméket foszfor-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 G0 65