ЗАЩИТНАЯ СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1995 года по МПК C10M163/00 C10M163/00 C10M125/02 C10M125/22 C10M129/10 C10M129/16 C10M133/44 C10M135/10 C10M137/10 C10M159/16 C10N30/12 

Изобретение относится к антифрикционным защитным противоизносным композициям (АЗПК). АЗПК такого типа применяются в тяжелонагруженных узлах трения машин и механизмов в качестве самостоятельного смазочного материала, а также как добавка к трансмиссионным, технологическим и индустриальным маслам.

Известен антифрикционный материал (1), содержащий 60-30% МоS₂, жидкую формальдегидную смолу 30-40% глицерина 10-30%
В России организовано производство трансмиссионных масел для высоконагруженных трубчатых передач, напримеp, масло, содержащее высокодисперсный углерод 1,5-5,0% диалкилдитиофосфат Zn 3,0-5,0% смолосодержащий остаток перегонки нефти 6,0-20,0% диалкилнафталин 0,5-1,0% минеральное масло 89-69% [2]
Известны также смазочные материалы, например смазочное масло [3] содержащее графит 1-3% полиизобутилен или полиметакрилат 1-5% диалкилдитиофосфат Zn 0,5-2,5% продукт взаимодействия хлорированного парафина с фенолом, обработанный монохлористой серой и гидратом окиси бария 0,5-1,0% нефтяное масло 96,0-88,5; смазочно-охлаждающая жидкость (4), содержащая дисульфид молибдена 4,0-5,0% олеиновую кислоту 12,0-15% технический жир 10,0-12,0% полифенилметилсилоксан 4,0-5,0% керосин 15,0-25% сульфофрезол 45,0-62%
Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемой композиции является масло, содержащее, мас. Дисульфид молибдена 0,45-0,54 Графит 0,06-0,15 Полиметакрилат Д 0,5-20 Кислый эфир алке- нилянтарной кислоты 0,07-0,15 Нефтяное масло До 100 (5)
Недостатком известной композиции является низкий уровень антикоррозионной защиты по меди, противозадирных и антифрикционных свойств в условиях высоких нагрузок.

Необходимость использования таких масел для трансмиссий и других тяжелонагруженных узлов трения, включающих детали из меди и медных сплавов, ведет к проблеме повышения их антикоррозионной защиты по меди, противозадирных и антифрикционных свойств в условиях высоких нагрузок.

Предлагается защитная смазочная композиция, содержащая, мас. Дисульфид молибдена 0,24-10,0 Графит 0,06-4,0 Модифицированный борной кислотой про- дукт конденсации алкил- фенолов с м.м. 900-1500, полиэтиленполиаминов с 3-6 аминными группами и формальдегида 0,09-5,0 Глицидиловый эфир поли- оксипропилентриола 0,003-1,5 Сульфонат кальция 0,12-5,0 Диалкилдитиофосфаты цинка 0,3-12,0 1,2,3-бензотриазол 0,006-0,5 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол 0,003-0,15 Минеральное масло До 100
Далее приводится характеристика используемых компонентов.

Для приготовления смазочной композиции используют дисульфид молибдена марки ДМС или марки ДМВС-1.

Дисульфид молибдена марки ДМС представляет собой продукт, полученный сплавлением парамолибдата аммония, серы и соды с последующей отмывкой по ТУ 0106-8-90 и ТУ 0106-11-90. ДМС предназначен для производства антифрикционных смазок, применяемых в тяжелом горно-шахтном и обогатительном оборудовании, в моторных и трансмиссионных приводах, бытовой технике.

Дисульфит молибдена марки ДМВС-1 представляет собой высокодисперсную 20% -ную суспензию дисульфида молибдена (ИМТУ 06-1-68) в водно-спиртовой среде, полученную путем диспергирования в акустическом поле (ТУ 101232-72 с изм.1, 2). Размер частиц основной части МоS₂ до 1 мкн. Применяется в качестве противоизносной присадки к смазкам, смазочно-охлаждающим жидкостям.

Графит представляет собой высокодисперсную суспензию в минеральном масле, стабилизированную добавками ТУ 21-0282050-06-88. Препарат применяется в качестве добавки к обкаточному и эксплуатационному маслам в двигателях внутреннего сгорания для получения максимально смазывающего действия и уменьшения трения и износа.

Глицидиловый эфир полиоксипропилентриола представляет собой олигомер окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами (ТУ 6-55-221-979-88), предназначен для использования в качестве активного разбавителя и модификатора высоковязких эпоксидных смол в композициях лакокрасочных материалов.

Сульфонат кальция представляет собой коллоидную дисперсию карбоната кальция в масле И-20А, стабилизованную сульфонатом кальция (ТУ 38.101685-84 изм. 1, 2, 3). Используется для улучшения моющих и антиокислительных свойств моторных масел. В предлагаемой композиции используется в качестве ингибитора коррозии хемосорбционного действия.

Диалкилдитиофосфат Zn представляет собой 50%-ный раствор диалкилдитиофосфата Zn, полученного на основе изобутилового и 2-этилгексилового спиртов в минеральном масле (ОСТ 38.013908-86 изм. 1-5). Предназначен для улучшения антиокислительных, противоизносных и антикоррозионных свойств смазочных масел.

1,2,3-бензотриазол чистый представляет собой кристаллический порошок белого цвета. Не растворяется в воде. Растворим в спирте и бензоле (ТУ 6-09-1291-87 изм.1).

Бензотриазол применяется в качестве антиокислительной присадки к маслам. В предлагаемой композиции в сочетании с глицидиловым эфиром полиоксипропилентриола в найденных соотношениях проявляет синергетический эффект антикоррозионной защиты по меди.

Модифицированный борной кислотой продукт конденсации алкилфенолов с м.м. 900-1500 полиэтиленполиаминов с 3-6 аминными группами и формальдегида (Присадка Днепрол-ОП) представляет собой модифицированное борной кислотой основание Манниха, полученное на основе алкилфенола продукта алкилирования фенола высокомолекулярным олигомером пропилена (ТУ 38.5901241-90).

Присадка предназначена для улучшения детергентных и диспергирующих свойств моторных масел.

Химическая формула
CH
Индустриальные масла И-50А, И-40А ГОСТ 20798-88 с изм.1 представляют собой дистиллятные масла из малосернистых нефтей кислотно-щелочной очистки или из сернистых нефтей селективной очистки. Служат для смазки средне- и тяжелонагруженных зубчатых передач, направляющих качения и скольжения станков. Масла И-40А, И-50А имеют вязкости при 50^оС соответственно 35-45^оС и 47-55^оС, температура вспышки в открытом тигле не ниже 200^оС ПДК 300 мг/м³.

Цилиндровые масла 11, 24 представляют собой дистиллятные масла щелочной очистки. Применяются для тяжелонагруженных механизмов, для цилиндрических зубчатых передач при высоких контактных нагрузках, тяжелонагруженных червячных передач. Имеют температуру вспышки в открытом тигле не ниже 215^оС и 240^оС. ПДК 300 мг/м³.

Защитную смазочную композицию готовят по следующей технологии.

Дисперсию МоS₂ в части минерального масла подвергают интенсивной механической обработке на гомогенизаторе роторно-щелевого типа при числе оборотов около 1400 об/мин и нагревании до температуры 80-90^оС. При достижении указанной температуры в полученную суспензию добавляют высокомолекулярное основание Манниха, модифицированное борной кислотой, глицидиловый эфир полиоксипропилентриола и часть минерального масла. Продолжают обработку на гомогенизаторе в заданном режиме до термообезвоживания массы. При температуре реакционной смеси 140^оС выключают обогрев и охлаждают массу до 120^оС, после чего добавляют сульфонат кальция, графит, диалкилдитиофосфаты цинка и продолжают механическую обработку на гомогенизаторе в течение 20 мин. Затем в реакционную смесь вводят бензотриазол, 4-метил, -2,6-дитретичный бутилфенол и минеральное масло и после механической обработки на гомогенизаторе в течение 20 мин при температуре 80^оС затаривают.

Описанным способом было приготовлено 3 образца предлагаемой смазочной композиции, составы которых приведены в табл.1.

Для сравнительных испытаний был приготовлен образец известного масла согласно оптимальному составу, мас. Минеральное масло 98,80 Кислый эфир алкени- лянтарной кислоты 0,10 Дисульфид молибдена 0,51 Графит 0,09 Полиметакрилат Д 0,5
У приготовленных образцов оценивали эффективность антикоррозионной защиты по меди (ГОСТ 2917-76), противозадирные свойства на четырехшариковой машине трения (ГОСТ 9490-83), оценочный показатель критическая нагрузка (Р_к), антифрикционные свойства на четырехшариковой машине трения фирмы Шелл при Р_ос=80 кГ в течение 10 с, оценочный показатель коэффициент трения.

Результаты испытаний представлены в табл.2.

Как видно из табл.2, предлагаемая композиция проявляет высокую эффективность по антикоррозионной защите по меди, обладает высокими противозадирными и антифрикционным свойствами.

Образцы предлагаемой композиции были дополнительно исследованы на машине Falex LFW-1 фирмы "Февиль" США и шестеренной машине стенда УАЕ (институт автомобильных инженеров, Англия).

Машина Falex с парой трения диск колодка используется для имитации условий вал подшипник скольжения и определения коэффициента трения при линейном (в начале) или распределенном по площади контакте в режиме граничной смазки.

Коэффициент трения композиции на машине LFW-1 масло ТАД-17 0,09 то же + предлагаемая композиция (по приме- ру 3, табл.2) в концент- рации 5% 0,06 то же + предлагаемая композиция (по приме- ру 3, табл.1) в концент- рации 6% 0,03
Как видно из приведенных данных, предлагаемая композиция в условиях скольжения вал подшипник снижает коэффициент трения в 1,5-3 раза.

Стенд УАЕ построен по принципу замкнутого силового контура с использованием специальных шестерен, благодаря чему хорошо моделирует условия работы масла в натурных агрегатах трансмиссий.

Метод оценки смазочных масел на этом стенде заключается в определении наименьшей нагрузки, при которой в условиях испытания возникает начальное задирание рабочих поверхностей зубьев испытательных шестерен.

Испытания проводят в следующем режиме:
скорость вращения малой шестерни в используемом в России режиме В 4000 об/мин;
температура испытываемого масла на входе в зацепление, (+70)^оС;
циркуляционная система смазки с подачей масла 0,57 л/мин;
число этапов соответствует числу ступеней нагружения;
длительность одного этапа 5 мин.

В табл.3 приведены результаты испытаний предлагаемой композиции в масле ТАД-17 в сравнении с высокоэффективным трансмиссионным маслом ТАД-17И.

Данные табл.3 свидетельствуют об увеличении противозадирного потенциала масла при введении в него предлагаемой смазочной композиции. Снижение температуры масла в зоне зацепления благоприятствует увеличению срока службы смазочного масла.

Сущность изобретения: композиция содержит, мас. дисульфид молибдена 0,24 10,0, графит 0,06 4,0, модифицированный борной кислотой продукт конденсации алкилфенолов с мол.м. 900 1500, полиэтиленполиаминов с 3-6-аминными группами и формальдегида 0,09 5,0; глицидиловый эфир полиоксипропилентриола 0,003 1,5; сульфат кальция 0,12 5,0; диалкилдитиофосфат цинка 0,3 12,0; 1,2,3-бензотриазол 0,006 0,5; 4-метил-2,6-дитрет.бутилфенол 0,003 0,15 и минеральное масло остальное. 3 табл.

ЗАЩИТНАЯ СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая дисульфид молибдена, графит и минеральное масло, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит модифицированный борной кислотой продукт конденсации алкилфенолов с мол. м. 900 1500, полиэтиленполиаминов с 3 6 аминными группами и формальдегида, глицидиловый эфир полиоксипропилентриола, сульфонат кальция, диалкилдитиофосфат цинка, 1,2,3-бензотриазол и 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол при следующем соотношении компонентов, мас.

Дисульфид молибдена 0,24 10,0
Графит 0,06 4,0
Модифицированный борной кислотой продукт конденсации алкилфенолов с мол. м. 900 1500, полиэтиленполиаминов с 3 6 аминными группами и формальдегида 0,09 5,0
Глицидиловый эфир полиоксипропилентриола 0,003 1,5
Сульфонат кальция 0,12 5,0
Диалкилдитиофосфат цинка 0,3 12,0
1,2,3-Бензотриазол 0,006 0,5
4-Метил-2,6-дитретичный бутилфенол 0,003 0,15
Минеральное масло Остальное