198225. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alkil-aromás poliszulfid EP adalékok előállítására
1 HU 198225 B 2 A találmány tárgya új eljárás alkil-aromás poliszulfid EP-(Extreme Pressure)-adalékok előállítására. Ismeretes, hogy a járművek, erőgépek, ipari berendezések, hidraulika rendszerek és a fémmegmunkálási eljárásokban a szerszámok és berendezések megóvása, a kopás csökkentése és a gazdaságosabb üzemeltetés érdekében a kenőanyagokat ma elterjedten 0,1-20% mennyiségű EP adalék hozzáadásával készítik. Ezek a rendszerint kén-, klór-, foszfor-, nitrogén-tartalmú vegyületek a fémekkel kémiai reakcióba lépnek és ezáltal olyan felületi védőréteget hoznak létre, amely megakadályozza az egymáson elmozduló és súrlódó fémfelületek között a nagy terhelések következtében fellépő, höfel villanások okozta hegesztett helyi mikrokötések kialakulását. Ezek felszakadása ugyanis felületi gödrősödés (pitting) vagy berágódás (barázdósodás) képződéséhez vezet. A berágódésgátló vagy elterjedt nevén EP hatáson kívül tekintettel kell lenni a kenőanyag más fontos tulajdonságaira is, mint például a kopásgátló hatásra, a jó kenöképességre, hőstabilitásra, oxidáció és korrózió elleni védóhatásra. E hatások biztosítása érdekében az EP adalékokat általában más adalékokkal keverik és kombinált hatású EP adalék elegyeket állítanak elő. A kenőanyagokkal foglalkozó szakirodalom, különösen a szabadalmi leírások a kéntartalmú EP adalékok előállítására számos eljárást ismertetnek, amelyeket három, egymástól jól elkülöníthető csoportba sorolhatunk: 1) Alkanolok, észterek, alkil-fenol-származékok; olefinek és/vagy kén, klór, nitrogén-atomokat tartalmazó szénhidrogének reakciója a foszfor kénvegyületeivel, például P4Sio-zel. Ilyen eljárásokat ismertetnek a 69 434 P. számú román, 117 248, 101 695. és 79 093. számú NDK-beli, 4 058 468. számú USA-beli és 180 272. számú magyar szabadalmi leírásokban. A leirt módon előállított, kén- és foszfortartalmú adalékok elsősorban oxidáció és korróziógétló hatással rendelkeznek, EP hatásuk gyenge. 2) Egy vagy több telítetlen kötést tartalmazó alkének, aromás és/vagy alkil-aromás szénhidrogének, ként nitrogént, oxigént, foszfort tartalmazó szénhidrogének reakciója a kén klórvegyületeivel (például SCk, S2CI2, SOCI2 vagy R-S-Cl). A reakcióterméket egyes esetekben a visszamaradó klórtartalom megszűntetése érdekében alkáli-hidroxíddal, Na-merkaptiddal vagy nátrium-szulfiddal utókezelik. Ilyen eljárásokat írnak le a 76 784 A2. számú spanyol, 4 198 305., 4 097 387, 3 925 414., 3 844 964., 3 873 454. számú USA-beli és a 2 404 042. számú francia szabadalmi leírásokban. Az ismertetett eljárások közepes és nagy kéntartalmú, EP adalékok előállítására szolgálnak. Hátrányuk, az eljárás során alkalmazott kón-kloridok nehéz kezelhetősége, vizérzékenysége, amely kedvezőtlen hatással van a termék kéntartalmára, EP és korróziós tulajdonságaira. Az eljárás további hátránya még, hogy az ily módon előállított kéntartalmú vegyületeknél, amiatt, hogy a kén közvetlenül aromás szénatomhoz kapcsolódik az oldhatósági és korróziós tulajdonságai kedvezőtlenebbek, mint az alkilcsoporthoz vagy alkilcsoporton keresztül aromás szénhidrogénhez kapcsolódó ként tartalmazó vegyületek esetén. 3) Egy vagy több telítetlen kötést tartalmazó olefinek, heteroatomokat tartalmazó szénhidrogének reakciója elemi kénnel, elemi kén/kén-hidrogén elegyével katalizátor jelenlétében vagy anélkül. Az izobutilén vagy C3-C6 olefinek közvetlen kénezési eljárása a legelterjedtebb. Ilyen eljárásokat ismertetnek a 207 131 B. számú csehszlovák, 2 434 864. számú francia, 3 926 822., 3 899 475., 4 119 550., 4 119 545. számú USA-beli és 2 838 981. számú NSZK-beli szabadalmi leirásokban. Ezek az eljárások 5-50% kéntartalmú EP adalékok előállítására alkalmasak. Bár ez az előállítási eljárás széles körben elterjedt, mégis igen nagy hátrány a nagy nyomás (100 bar felett) és magas hőmérséklet (150-200 °C) a veszélyes kénhidrogén atmoszféra, de még ezeknél is nagyobb hátrány az igen rossz kitermelés, mivel minden esetben nagy mennyiségű, elsősorban szerves kénvegyület típusú környezetszennyező melléktermék keletkezik. Ennek mennyisége pl. izobutilén kénezésekor meghaladja a szerves poliszulfid végtermék mennyiségét. A kéntartalmú EP-adalékok területén végzett kutatásaink során felismertük, hogy az előzőekben ismertetett eljárások bármelyikénél lényegesen egyszerűbb úton, kisebb ráfordításokkal nagyobb hatékonyságú (I) általános képletű alkil-aromás-poliszulfid EP- adalék állítható elő, e képletben Ri, R2 és R3 jelentése hidrogénatom, 1-12 szénatomos egyenes- vagy elágazó láncú telített szénhidrogén vagy allilcsoport azzal a feltétellel, hogy amennyiben Ri, R2 és R3 bármelyike allilcsoport, akkor a másik két helyettesítő hidrogénatom, a = 1-2, b = 2-4, c = 1-3 és x = 2-6 szám, amelynek során valamely (II) általános képletű aromás szénhidrogént, amelyben Ri, R2 és Ra jelentése a fenti, formaldehid oldattal és/vagy paraformaldehiddel es sósavoldattal és/vagy sósavgézzal klórmet.ilezünk és a keletkező (III) általános képletű alkil-aromás-klórvegyület közbenső terméket, amelyben Ri, R2 és R3 jelentése a fenti, (IV) általános képletű fém-poliszulfiddal reagál tatjuk, x jelentése a fenti és M alkálifém. Az elvégzett széles körű technológiai és hatékonyságvizsgálatok eredményei alapján ugyanakkor megállapítottuk, hogy az ily módon előállított szerves poliszulfid legfőbb minőségi jellemzőit, mint például kenőolajokban és szerves oldószerekben való oldhatóságát, összeférhetőségét más adalékokkal és triboló-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
