АНТИПИТТИНГОВАЯ СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1995 года по МПК C10M133/16 C10N30/06 

Изобретение относится к смазочным составам, в частности к моторным и трансмиссионным смазкам, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, трансмиссиях, закрытых зубчатых передачах и подшипниках.

Известна антипиттинговая присадка к авиационным смазкам, представляющая собой трикрезилфосфат.

Недостатком трикрезилфосфата является его токсичность. Как известно, он обладает сильным нейропаралитическим действием.

Известен смазочный материал для зубчатых передач, включающий синергетическую смесь соли щелочного металла и сульфокислоты, соли металла второй группы и диалкилдитиофосфорной кислоты и галоидированного углеводорода, содержащего от 35 до 75% галогена.

Недостатком смазочного материала является обязательное присутствие галоидированного углеводорода с высоким содержанием галогена, способного разлагаться при высокой температуре с выделением галоидоводорода, вызывающего коррозию механизма.

Известен ряд азотсодержащих органических соединений, преимущественно из класса амидов и диамидов, применяемых в качестве ингибиторов ржавления в маслах и топливах, смазочно-охлаждающих жидкостях, понизителей трения в маслах и топливах, антиоксидантов.

Ни в одном из патентов, в которых используются амиды или диамиды жирных кислот, не упоминается, что они могут быть использованы как компоненты присадок, обладающих антипиттинговым эффектом.

Известны смазочные композиции, обладающие антипиттинговым эффектом, включающие бораты щелочных металлов преимущественно частично гидратированные бораты калия, борорганические соединения, а также смеси бората щелочного металла с маслорастворимыми органическими соединениями, замедляющими гидролиз бората.

Общим недостатком этих присадок является их низкая гидролитическая устойчивость. Если вода проникает в систему, содержащую смазочный борат, последний кристаллизуется из масла и образует твердые гранулы, резко снижающие смазочный эффект при экстремальных температурах и давлениях, возникающих в зубчатых передачах.

Известны смазочные композиции, обладающие антипиттинговым эффектом, включающие в качестве антипиттинговой присадки дисульфид молибдена.

Недостатком указанных композиций, представляющих собой гетерофазные системы, является их низкая седиментационная устойчивость. Кроме этого, если в масле присутствует сверхщелочной сульфонат кальция, обычно используемый в маслах как дисперсант, а также дитиофосфат цинка, применение дисульфида молибдена нежелательно, так как системы МоS₂+ДФ-11 и МоS₂+ сверхщелочной сульфонат кальция обладают антагонизмом.

Известна смазочная композиция с антипиттинговыми свойствами, включающая минеральное масло и маслорастворимый дитиофосфат молибдена (ДТФМо).

Недостатком указанной композиции является недостаточная эффективность, так как при содержании дитиофосфата молибдена в композиции 2 мас. она задерживает наступление питтинга по сравнению с базовым маслом только в 1,6 раза (масло М-16+ДТФМо), а более концентрированные композиции физически неустойчивы. Кроме этого, эффективность антипиттинговой присадки сильно зависит от состава применяемого масла и в реально применяемых маслах, содержащих другие присадки, проявляется слабо.

Целью изобретения является повышение эффективности антипиттингового действия смазочной композиции.

Поставленная цель достигается тем, что в смазочной композиции, обладающей антипиттинговым эффектом, используют смесь N-метаноил-N'-алканоилэтилендиаминов или -диэтилентриаминов общей формулы
RCON'H-R₁-NHCH=0, где R=алкил С₁₀-С₁₃, R₁= -CH₂CH₂- или -CH₂CH₂NHCH₂CH₂- при следующем соотношении компонентов, мас.

Cмесь N-метаноил-N'-
алканоилэтилендиами-
нов или -диэтилентри-
аминов 0,015-2,000
Минеральное масло до 100
Низшим пределом содержания антипиттинговой добавки принято 0,015% При более низком ее содержании в композиции резко уменьшается время до наступления питтинга и увеличивается площадь поражения питтингом контактирующих поверхностей.

Верхним пределом содержания добавки принято 2% При более высоком ее содержании смазочная композиция теряет текучесть из-за повышения вязкости, что затрудняет ее загрузку в картер механизма.

Антипиттинговую добавку получают следующим образом.

В четырехгорлую двухлитровую колбу, снабженную механической мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и термометром, шарик которого погружен в реакционную массу, загружают 1-1,5 мас.ч. этилендиамина или диэтилентриамина, включают мешалку и нагрев и прикапывают 1 мас.ч. синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₃. По окончании загрузки синтетических жирных кислот температуру реакционной массы поднимают до кипения и кипятят с обратным холодильником 6-48 ч.

По окончании реакции амидирования обратный холодильник переключают на нисходящий и отгоняют летучие продукты при температуре реакционной массы 160-165^оС. Остаток летучих продуктов отгоняют в вакууме водоструйного насоса.

По окончании отгонки летучих продуктов реакционную массу охлаждают, полученную смесь амидоаминов загружают в двухлитровую трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, капельной воронкой и мешалкой, добавляют 750 мл толуола, и смесь нагревают до полного растворения смеси амидоаминов. Затем при перемешивании прикапывают 118 г муравьиной кислоты, температуру реакционной смеси поднимают до кипения, кипятят с обратным холодильником, затем подключают ловушку по Дину и Старку и продолжают кипячение до полного прекращения выделения воды. По окончании реакции отгоняют толуол в вакууме водоструйного насоса, остаток перекристаллизовывают из этанола, кристаллы отфильтровывают, промывают 100-150 мл этанола и сушат.

Получают антипиттинговую добавку, представляющую собой смесь N-метаноил-N'-алканоилэтилендиаминов или -диэтилентриаминов.

Исходную смазочную композицию готовят растворением антипиттинговой добавки в минеральном масле при температуре 120-150^оС.

95 г минерального масла нагревают до 120^оС и при перемешивании растворяют 5 г антипиттинговой добавки. Получают исходную смазочную композицию, аликвотную часть которой вносят в испытуемое масло для получения смазочной композиции с определенной концентрацией антипиттинговой добавки.

Испытания смазочной композиции с определенным содержанием антипиттинговой добавки ведут на модернизированной машине ЧШМ 3.2, обеспечивающей изменение нагрузки на узел при вращающемся шпинделе, нагрев и поддержание заданной температуры узла трения, автоматическое отключение машины и регистрацию времени наработки до появления признаков питтинга.

Испытуемую смазочную композицию заливают в чашку с шарами, устанавливают в машину и включают обогрев. На испытательной машине монтируют вибродатчик, обеспечивающий автоматическое отключение машины при появлении питтинга. Испытания ведут при температуре 90 ± 2^оС при нагрузке на верхний шарик 501 кГс.

Испытания антипиттинговых свойств смазочных композиций ведут также на специальном экспериментальном стенде по испытанию зубчатых передач при температуре масла 50-70^оС и контактной нагрузке на зуб 1040 МПа.

Оценку антипиттинговых свойств смазки ведут визуально, по истечении каждого часа наработки, причем за начало питтинга принимают время, по истечении которого питтингом поражено 8-10% поверхности зуба.

Сущность изобретения: смазочная композиция содержит смесь N-метаноил-N'-алканоилэтилендиаминов или -диэтилентриаминов ф-лы RCON′H-R′-NHCH=O, где R - алкил C₁₀-C₁₃, R′-CH₂CH₂- или -CH₂CH₂NHCH₂CH₂- 0,015 - 2,0% и минеральное масло 98,9 - 99,985%. 1 табл.

АНТИПИТТИНГОВАЯ СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая минеральное масло и антипиттинговую добавку, отличающаяся тем, что композиция в качестве антипиттинговой добавки содержит смесь N-метаноил-N′-алканоилэтилендиаминов или -диэтилентриаминов общей формулы
RCON′H-R₁-NHCH=O,
где R алкил C₁₀ C₁₃;
R₁ CH₂CH₂- или -CH₂CH₂NHCH₂CH₂-,
при следующем соотношении компонентов, мас.

Смесь N-метаноил-N′-алканоилэтилендиаминов или -диэтилентриаминов указанной формулы 0,015 2,0
Минеральное масло 98,0 99,985