АНТИФРИКЦИОННЫЙ КОМПОНЕНТ ДЛЯ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ АМГ-3 Российский патент 1996 года по МПК C10M161/00 C10M161/00 C10M129/74 C10M129/06 C10M145/24 C10M125/18 C10M125/02 C10N30/06 

Изобретение относится к смазочным материалам, используемым для улучшения антифрикционных и приработочных свойств моторных, индустриальных масел и других смазочных материалов.

Известны антифрикционные компоненты (присадки), которые при добавлении к моторным и другим маслам улучшают их антифрикционные свойства, при этом лучшие результаты достигаются при использовании молибденсодержащих присадок АФ-1 и АФ-2 [1] Однако добавлением этих присадок не полностью решается весь круг проблем, разрешаемых в соответствии с изобретением, в частности не улучшаются приработочные свойства масел.

Для улучшения приработочных (обкаточных) свойств масел известно использование катионоактиных поверхностно-активных веществ (КПАЗ). В частности, хорошие обкаточные свойства имеет смазочная композиция, представляющая собой равнообъемную смесь базовых индустриальных масел И 20А и И 40А с композицией присадок: МИКС осерненный полиизобутилен 3 мас. присадку В 15/41 (кислый эфир алкенилянтарной кислоты и этиленгликоля), смесь олеиновой и линолевой кислот (1:1) 0,2-2,5% и присадку ИКВ-2-2 (смесь жирных кислот таллового масла и продуктов их взаимодействия с аминоамидом) 0,2-2,5 мас. [2] Обладая хорошими приработочными свойствами, данное масло также не обладает всей требуемой совокупностью свойств, в частности противоизносные свойства у этого масла хуже, чем у базового масла без присадок.

Наиболее близкой к изобретению является смазочная композиция, содержащая, мас. хлорная медь 0,4-0,15; окисленное талловое масло 0,42-1,56; полиоксиэтилированный алкилфенол 0,04-0,16; минеральное масло до 100 [3]
Данная смазочная композиция обладает высокими противоизносными свойствами. Ее можно использовать в качестве компонентов смазочных масел, например, состав 4 содержит в 6-8 раз больше присадок, чем состав 1. Но при этом нет данных о ее антифрикционных свойствах, а из анализа состава ее можно сделать вывод о том, что композиция присадок этого смазочного материала не улучшает приработочных свойств масел. Таким образом, анализ уровня техники показывает, что актиальной является разработка антифрикционного компонента, улучшающего антифрикционные, противоизносные и приработочные характеристики минерального масла.

Антифрикционный компонент АМГ-3 в соответствии с изобретением содержит, мас. продукт этерификации олеиновой кислоты с глицерином 36,00-55,00; полиоксиэтилированный моноалкилфенол на основе примеров пропилена (неонол АФ 9-6) 5,0-20,0; графит дисперсностью менее 3 мкм 0,1-15,0; хлорная медь 2,5-8,5; бутиловый спирт 2,5-5,5; углерод уультрадисперсный 0,1-1,5; ультрадисперсный твердый материал 0,1-5,0; минеральное масло до 100.

Композицию в соответствии с изобретением готовят путем перемешивания всех компонентов в смазочном масле при температуре 150-200^оС. Антифрикционный компонент АМГ-3 добавляют к различным маслам, добиваясь тем самым улучшения их противоизносных свойств. Обычно количество добавляемого компонента составляет 0,4-4,0 мас. Возможно использовать и другие концентрации этой добавки.

П р и е р 1. Готовят ряд образцов антифрикционного компонента АМГ-3. При приготовлении образцов смазочного материала используют олеиновую кислоту (ГОСТ 10475-75), глицерин (ГОСТ 6359-75), хлорную медь CuCl₂ (ГОСТ 4167-74), полиоксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена (неонол АФ 9-6, ТУ 38.50724-87), бутиловый спирт (ГОСТ 5208-81), графит дисперсностью менее 3 мкм, ультрадисперсный углерод и ультрадисперсный твердый материал, например алмаз, нитрид бора (кубической модификации), корунд, смазочное масло, например индустриальное И-20А (ГОСТ 20799-88).

Олеиновую кислоту этерифицируют в присутствии катализатора, например серной кислоты 3,05-3,1 мол.ч. олеиновой кислоты смешивают с 1 мол.ч. глицерина и повышают температуру до начала удаления воды. После образования продукта этерификации с кислотным числом 20-30 мг КОН/г повышают температуру до 300-350^оС и завершают этерификацию в течение 2 ч. Полученный продукт, состоящий в основном из триолеилглицерина, отделяют от катализатора при температуре 10-40^оС, добавляют остальные ингредиенты с получением образцов компонента. Образцы компонента представляют собой жидкость черного цвета, кислотное число ниже 3 мг КОН/г, температура вспышки больше 110^оС, застывания ниже 20^оС, вязкость кинематическая выше 5 мм²/с, температура самовоспламенения 345-355^оС.

Рецептура образцов АМГ-3 приведена в табл. 1.

Испытания проводят по квалификационной методике оценки антифрикционных свойств, разработанной НАТИ и утвержденной Госкомиссией при Госстандарте СССР. При исследованиях используют пару трения "вращающийся диск неподвижная колодка". Колодки изготовлены из стали ст.45 с последующей обработкой рабочей поверхности до HRc 50-55 ед. исходная чистота поверхности Rа равна 0,5-0,6 мкм. Вращающийся диск изготавливают из чугуна СЧ-20 твердостью НВ, равной 185-200 ед. исходная чистота поверхности Ra равна 2,5-3,2 мкм. Перед испытанием проводят обкатку масла И-20А в течение 2 ч. Затем в масло добавляют антифрикционный компонент АМГ-3 в концентрации 0,5:1:2 мас. Обкатку, а также испытания масел с добавлением антифрикционного компонента АМГ-3 проводят на одном и том же режиме: частота вращения 300 мин^-1 (скорость скольжения V 0,785 м/с), нагрузка 1600 Н удельная нагрузка 8 МПа). В процессе испытания автоматически фиксируют значения момента трения и температуру масла. Антифрикционные свойства присадок оценивают по относительному уменьшению момента трения Мт 1-Мт2/Мт1, где Ат1 момент трения на испыуемом масле без добавления антифрикционного компонента АМГ-3, МТ-2 через 2 ч после добавления компонента АМГ-3. Кроме того, эффективность присадок оценивают по величине коэффициента трения и температуры масел, которые устанавливаются в конце испытания. Оценку противоизносных свойств проводят на машине трения СМТ-1 по схеме "вращаюийся диск неподвижнй диск", реализующий площадь контакта при трении. Подвижный диск изготовлен из стали ст.45 с последующей термообработкой рабочей поверхности до HRc 50-55 ед. исходная частота поверхности Ra 0,5-0,6 мкм. Верхний неподвижный диск изготовлен из чугуна твердостью ВН 185-200 ед. исходная чистота поверхности, как у подвижного диска. Неподвижный диск погружают в масляную ванночку на 3-5 мм, вследствие чего масло переносится на неподвижный элемент. Режим испытания: нагрузка 1000 Н, частота вращения 300 мин^-1, продолжительность испытания 3 ч. Результаты оценивают по ширине полосы износа на неподвижном диске с помощью лупы Амелера (точностью 0,01 мм). При каждом испытании неподвижный диск поворачивают на 10-15^о. Каждое испытание проводят 2 раза. В процессе испытаний автоматически контролируют момент трения и температуру масла. Результаты испытаний масла М-10В2 и образцов 1.1-1.5 приведены в табл. 2.

П р и м е р 2. Готовят образец масла 2.1 той же рецептуры, что и образец 1.3, но в отличие от последнего в качестве масла используют масло моторное М-10Г2 (ГОСТ 12337-84). Это масло вводят в рецептуру компонента АМГ-3 и образец 2.1 испытывают по методике примера 1, добавляя его к масле М-10Г2. Результаты испытаний приведены в табл. 3.

Аализ полученных результатов показывает, что компонент АМГ-3 оказывает заметное влияние на антифрикционные свойства испытанных масел, причем по мере увеличения концентрации это влияние усиливается. При концентрации 0,5-1% относительное снижение трения составляет 16,5% для масла М-10Г2 и 35% для масла И-20А, что отвечает требованиям квалификационного метода (не ниже 15% ). При этом наблюдается уменьшение износа. В тоже время с ростом концентрации присадки до 1% в масле И-20А и до 4% в масле М-10Г2 наблюдается увеличение износа при одновременном снижении коэффициента трения на 26,5-56% что свидетельствует об эффективном проявлении приработочных свойств компонента АМГ-3. Таким образом, показано, что в отличие от известных ранее решений уровня техники разработан смазочный компонент, способный улучшать противоизносные, антифрикционные и приработочные характеристики широкого круга смазочных масел.

Антифрикционный компонент для смазочных материалов АМГ - 3 содержит, мас. %: продукт этерификации олеиновой кислоты глицерином 36 - 55; полиоксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена 5 - 20; бутиловый спирт 2,5 - 8,5; ультрадисперсный твердый материал 0,1 - 5,0; графит дисперсностью менее 3 мкм 0,1 - 15,0; минеральное масло до 100. 3 табл.

Антифрикционный компонент для смазочных материалов, содержащий хлорную медь, маслорастворимое поверхностно-активное вещество на основе полиоксиэтилированного алкилфенола и минеральное масло, отличающийся тем, что в качестве маслорастворимого поверхностно-активного вещества он содержит полиоксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена и дополнительно содержит продукт этерификации олеиновой кислоты глицерином, бутиловый спирт, ультрадисперсный углерод, ультрадисперсный твердый материал и графит дисперсностью менее 3 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Продукт этерификации олеиновой кислоты глицерином - 36 - 55
Полиоксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена - 5 - 20
Бутиловый спирт - 2,5 - 5,5
Хлорная медь - 2,5 - 8,5
Ультрадисперсный углерод - 0,1 - 1,5
Ультрадисперсный твердый материал - 0,1 - 5,0
Графит дисперсностью менее 3 мкм - 0,1 - 15,0
Минеральное масло - До 100