162603. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy mechanikai, és hőstabilitású kenőolajok reológiai tulajdonságait javító adalékanyagok előállítására
3 162603 4 eljárás kidolgozására törekedtünk, amely a felhasználás szempontjából optimális polimer tulajdonságokat (átlagos molekulasúly, molekulasúly-eloszlás) eredményez a kenőolajok reológiai tulajdonságaira gyakorolt megfelelő hatások biztosítása mellett. Felismerésünk szerint a keletkező, az adalékanyagként használható polimer átlagos molekulasúlya és főként molekulasúly-eloszlása azáltal is kedvezően befolyásolható, ha a polimerizációs hőmérsékletet a polimer-láncok növekedésének fázisában változtatjuk. Hasonlóan kedvező eredményeket értünk el a képződő makromolekulák átlagos molekulasúlyának és molekulasúly eloszlásának szabályozása terén keverék inciátorok alkalmazásával. Kutatásaink során, meglepő módon előnyös tulajdonságú adalékanyagok előállítására olyan polimerizációs eljárást sikerült kidolgoznunk, amely azáltal, hogy az iniciátort vagy iniciátorokat is tartalmazó célszerűen megválasztott monomerek elegyét részletekben adagoljuk az oldószerhez, illetve a reakcióelegyhez, biztonságos, jól kézbentartható kivitelezést biztosít és az időegységben felszabaduló hőmennyiség egyenletessé tételével megoldja a láncreakció szabályozhatóságát. Találmányunk eljárás nagy mechanikai- és hőstabilitású kenőolajok reológiai tulajdonságát javító poli-alkil- metakrilát típusú, viszkozitásindex- és dermedéspont-javító adalékanyag előállítására oly módon, hogy metakrilsav alkilészterek keverékét és erre számított 0,3-1,5 s% iniciátort indifferens szénhidrogénben oldva, több részletben adagolva 50-110 C* közötti hőmérsékleten polimerizálunk a következők szerint: A metakrilsav- alkilészterek keveréke 10-65 s%-ban 1-6 szénatomos éa 90-35 sorban 8-18 szénatomos egyenes (normál) és/vagy elágazó (izo) láncú alkil-gyököt tartalmazó monomerekből álL A monomereket és az iniciátort tartalmazó elegyet 2-20, célszerűen 5-12 részletben adagoljuk a polimerizáció kiindulási hőmérsékletére melegített indifferens szénhidrogén oldószerhez (pl. a kozmetikai vazelinolajhoz, fehérolajhoz vagy magához a bázisolajhoz). A reakciót iners atmoszférában (nitrogén, széndioxid stb.) vitelezzük ki. Iniciátorként azo-bisz- izo-butironitrilt és/vagy di-benzoilperoxidot használunk. Az iniciátor vagy iniciátorok mennyisége a monomerekre számítva 0,3-1,5 s%, célszerűen 0,4-0,9 s%. A polimerizáció kiindulási hőmérsékletét a monomer-iniciátor elegy első részletének hozzáadásától számított 30-330 perc, célszerűen 50-120 perc elteltével 2-25 C*-kal, célszerűen 5-15 C-kal megnöveljük. A polimerizációs időtartam az egyes adagolások között eltelt időtől és az adagolás számától függően 4-45 óra közötti. Az egyes beadagolt részletek az adagok nagyságától függően 3-5 C*-kal csökkentik a reakcióelegy hőmérsékletét, majd hosszabb-rövidebb idő után a polimerizációs hő és a megválasztott hőmérséklet tartására alkalmas egyenletes külső fűtés hatására visszaáll az eredeti hőmérséklet, azaz nem következik be a reakcióelegy túlmelegedése. A következő adagot csak akkor adagoljuk a reakcióelegyhez, ha a polimerizáció előrehaladtát indikáló törésmutató érték már nem változik. Ez az időtartam a részletek mennyiségétói függően 5-15 percet tesz ki. Kisebb mennyiségek esetén rövidebb, nagyobbaknál természetesen hosszabb időtartamot jelent. Ezzel a módszerrel elérhető, hogy az adalékanyag a kenőolajra gyakorolt hatása, továbbá a kész motorolaj kompozíciók mechanikai igénybevétellel szembeni ellenálló képessége szempontjából optimális átlagos molekulasúlyú (Jl . 850.000) és molekulasúly-eloszlású - az 1,000.000-nél nagyobb molekulasúlyú rész 25 s%-nál kevesebb - legyen. A találmány szerinti eljárással előállított adalékanyag az említett egyéb előnyös tulajdonságai mellett, éppen a legkedvezőbb átlagos molekulasúly és molekulasúly-eloszlás következtében az ismert adalékanyagokat főképpen mechanikai stabilitás szempontjából múlja felül, vagyis nyíró erők hatására fellépő igénybevételeknek sokkal jobban ellenáll, mint az ismert hasonló termékek, és a felhasználásával előállítható motorolajok huzamosabb időn át szélsőséges igénybevétel esetén sem változtatják a fokozatba való sorolásuk alapját képező fizikai és kémiai tulajdonságaikat. A találmány szerinti eljárás arra is lehetőséget nyújt, hogy kenéstechnikai felhasználás szempontjából kedvező átlagos "molekulasúlyú és molekulasúly-eloszlású termék előállításához használt optimális (7-11) átlagos szénatomszámmal rendelkező alkilláncú monomer elegy összetételét a számbajöhető legkülönbözőbb monomerek felhasználásával lehessen 5 beállítani A találmány szerinti eljárás kivitelezését a következő példák szemléltetik. A példákban az eljárás paraméterein kívül a keletkezett termék tulajdonságait és a kenőolajra gyakorolt hatásait is bemutatjuk. Az adalékanyagok kenőolajra gyakorolt hatásait a követ-10 kező két bázisolajban adjuk meg: A. bázisolaj: KV2 ioF° = 5,30 cSt • V. I.E = *103 Dp. =-18C* 15 B. bázisolaj: KV210F° = 9,29cSt V.I.£ = *95 Dp. =-18C* 20 1. példa A reakciót 86±1 C*-on, nitrogén atmoszféra alkalmazása _R mellett, hőmérővel, visszafolyó hűtővel, a monomer-iniciátor 'elegy adagolására szolgáló bürettával, továbbá intenzív keverést biztosító keverővel ellátott 800 ml-es gomblombikban végezzük. A lombikba 300 g kozmetikai vazelinolajat töltünk, majd a reakció hőmérsékletére melegítjük és úgy „ szabályozzuk a külső fűtést, hogy az oldószer hőmérséklete folyamatosan 86±1 C*-on legyen. Ezután 1,8 g dibenzoilperoxid iniciátort oldunk fel a 30 g n-oktadecil-metakrilátot, 120 g n-hexadecil-metakrilátot és 150 g n-butil-metakrilátot tartalmazó monomer elegyben (összesen 300 g) és az így „ nyert oldatot az adagoló bürettába töltjük. Első részletként a monomer-iniciátor elegy 75 g-ját adagoljuk a polimerizáció hőmérsékletére (86 C*) felmelegített kozmetikai vazelinolajhoz. A szobahőmérsékletű, iniciátort tartalmazó monomer elegy hozzáadásakor a reakcióelegy hőmérséklete ía 80 C^-ra csökken. Az elegy a felszabaduló polimerizációs hő, illetve a 86 C* hőmérsékletet biztosító egyenletes külső fűtés hatására S perc elteltével újra felmelegszik a polimerizáció hőmérsékletére (86 CT), ezen a hőmérsékleten tartjuk a reakcióelegyet mindaddig, amíg a törésmutató értéke (ni.* = „ 1,4612) már nem változik, ez 15 perc elmúltával következik be. Az első részlet hozzáadásától számított 20. percben újabb 75 g monomer-iniciátor elegyet adagolunk a lombikba; a reakcióhőmérséklet (86 C) újbóli eléréséhez szükséges 5 perc eltelte után ugyancsak további 15 percig, amíg a törésmutató „ értéke (n** = 1,46,38) újból állandó lesz, tartjuk 86 C*-on. Ezután a monomer-iniciátor elegy 30 g-ját adagoljuk a lombikba. Az adagolást követő átmeneti hőmérséklet-csökkenés 3 percet, az állandó törésmutató érték (nf)' = 1,4658) elérése további 7 percet vesz igénybe; ezt követően gc az előzőhöz hasonló módon négy alkalommal 10 percenként 30-30 g-os részletekben adagoljuk a lombikba a monomeriniciátor elegy teljes mennyiségét Az egyes részletek hozzáadása előtt mért törésmutató értékek állandóan emelkednek. Az utolsó részlet hozzáadásától számított 10 perc elteltével gQ elérjük a végső törésmutató ' - értéket (nf/ = 1,4710). A teljes mennyiség hozzáadásának időtartama 80 perc, a kozmetikai vazelinolaj és a monomerek súlyaránya 1:1. Az utolsó részlet hozzáadása után további 14 órán keresztül folytatjuk az intenzív keverést a polimerizálás hőmérsékletén (86 C"). A gg keverés megszüntetése és az elegy lehűtése után nyerjük a megfelelő fizikai, kémiai, illetve reológiai tulajdonságokkal rendelkező adalékanyagot. Az ilymódon előállított polimerizációs termék oldószermentesítés után, fényszóródásos módszerrel meghatározott 70 átlagos molekulasúlya jíw = 9,5.10*, molekulasúly-eloszlása pedig olyan, hogy XL Mw = 1,0.10' molekulasúllyal rendelkező rész nem több mint 16%. Az „A" jelű bázisolaj tulajdonságai a keletkezett végtermék 10 s^os adagolása esetén a következőképpen változtak •75 meg: KV210F o = 13,92 cSt, V.I.E = *209, Dp. = -32 C; 2
