СМАЗОЧНОЕ МАСЛО Российский патент 1996 года по МПК C10M161/00 C10M161/00 C10M129/74 C10M129/06 C10M125/18 C10M145/24 C10M125/02 C10N30/06 

Изобретение относится к смазочным моторным маслам, и другим смазочным материалам.

В соответствии с действующей классификацией моторных масел (ГОСТ 17479-85) изобретение, в частности, применимо для масел вязкостью 7-11,5 мм²/с, а именно для масел группы В 2 для среднефорсированных дизелей без наддува (судовых, автотракторных), масел группы Г2 для высокофорсированных автотракторных дизелей с наддувом и без наддува, а также судовых и тепловозных дизелей, имеющих повышенный уровень форсирования, масла группы Д, обеспечивающих работоспособность наиболее форсированных дизелей в особо тяжелых эксплуатационных условиях, в частности при применении топлив с повышенным содержанием серы.

Моторные масла перечисленных классов содержат композиции присадок, обеспечивающих требуемый уровень свойств: моюще-диспергирующих, антиокислительных, противоизносных, антикоррозионных и вязкостно-температурных. Достижение требуемых стандартами свойств обеспечивают выбором соответствующих базовых масел и введением смеси (пакета) присадок. Обычно для обеспечения моюще-диспергирующих свойств используют зольные присадки (сульфонаты, алкилфеноляты, алкилсалицилаты) и фосфаты кальция, бария или магния в различных сочетаниях друг с другом, а также беззольные присадки; для повышения антиокислительных свойств обычно используют диалкил- и диарилфосфаты цинка и других металлов, часть в различных сочетаниях с беззольными антиокислителями (пространственно затрудненные фенолы, ароматические амины, беззольные тиофосфаты и др.); для обеспечения противоизносных свойств моторных масел необходимо оптимизировать сочетание перечисленных присадок и в ряде случаев добавлять дополнительные противоизносные компоненты; требуемый уровень антикоррозионных свойств обеспечивают, как правило, указанные диалкил- и диарилфосфаты цинка, иногда в комплексе с дезактиваторами металлов; вязкостно-температурные свойства требуемого уровня обеспечивают выбором соответствующего базового масла, а иногда и использованием различных загущающих присадок (полиизобутиленов, полиметилметакрилатов и т.п.). Обычно присадки, выпускаемые промышленностью, представляют собой коммерческую тайну изготовителя, а в спецификациях масел указываются их вторичные характеристики, нормируемые соответствующими стандартами [1]
Опыт эксплуатации моторных масел показывает, что используемые присадки не обеспечивают хороших антифрикционных свойств масел, что ведет к повышенным потерям топлива на трение, более того, при повышенных нагрузках наиболее часто используемый "эталонный" набор присадок (диалкилдитиофосфат цинка, сульфонат кальция, алкилсалицилат кальция, сукцинимид диэтилтриамина) ведет к увеличению коэффициента трения [2] Для снижения коэффициента трения и получения масел с улучшенными антифрикционными свойствами предлагается вводить в их состав специальные антифрикционные присадки: молибденсодержащие (АФ-1, АФ-22) и беззольные (АФ-3) [1] Более подробно действие антифрикционных присадок на моторное масло М-10 Г2 исследовано в [2] В товарное масло М 10 Г2 (ГОСТ 8581-78) добавляли дитиофосфат цинка (2%) или дитиофосфат молибдена (1% ), или дитиокарбонат молибдена (1%), или бискантогенат-дисульфид (2%). В результате исследований показано, что, добавляя к моторному маслу модификаторы трения, можно существенно улучшить его антифрикционные свойства. В то же время известное решение не лишено и определенных недостатков, связанных, в основном, с необходимостью использования значительных количеств дефицитных соединений молибдена (1%), а также коррозионной активностью последних, особенно в отношении к цветным металлам.

Предлагается смазочное масло, содержащее антифрикционный компонент АМГ-3 состава, мас. продукт этерификации олеиновой кислоты глицерином 36-55; полиоксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена 5-20; хлорная медь 2,5-8,5; бутиловый спирт 2,5-5,5; 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, остальное смазочное масло.

Антифрикционному компоненту указанного состава присвоено специальное наименование АМГ-3.

Моторное масло для среднефорсированных и высокофорсированных дизелей готовят добавлением при перемешивании антифрикционного компонента АМГ-3 к моторному маслу, выбранного из группы М-8В2, М-10В2, (ГОСТ 8581-78), М-10В2 (ГОСТ 12337-84), М-8Г2, М-10Г2 (ГОСТ 8581-78), М-10ДМ (ТУ 38 101784-80). Возможно также использовать и соответствующие марки моторных масел зарубежного производства.

П р и м е р 1. Готовят ряд образцов антифрикционного компонента АМГ-3. При приготовлении образцов смазочного масла 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 (кубическая полиморфная структура), корунд, смазочное масло индустриальное И 20А (ГОСТ 20799-88). Олеиновую кислоту этерифицируют глицерином в присутствии сильной минеральной кислоты, например серной. 3,05-3,1 мол.ч. олеиновой кислоты смешивают с 1 мол.ч. глицерина и при перемешивании повышают температуру до начала удаления воды. После образования продукта этерификации с кислотным числом 25-30 мг КОН/г повышают температуру до 300-350^оС и завершают этерификацию в течение 2 ч. Продукт этерификации, состоящий, в основном, из триолеилглицерида, отделяют от катализатора. При температуре 10-40^оС добавляют остальные ингредиенты с получением образцов компонента АМГ-3. Образцы компонента АМГ-3 представляют собой жидкость черного цвета, кислотное число ниже 3 мг КОН/г, температура вспышки выше 110^оС, застывание ниже 20^оС, вязкость кинематическая (при 20^оС) выше 5 мм²/с, температура воспламенения 345-355^оС.

Рецептура образцов 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 Н Rc 50-55 ед. исходная чистота поверхности Ra равна 0,5-0,6 мкм. Вращающийся диск изготавливают из чугуна СЧ-20 твердостью 185-200 ед. исходная чистота поверхности Ra 2,5-3,2 мкм. Перед испытанием проводят обкатку масла в течение 2 ч. Затем в масло добавляют антифрикционный компонент в количестве 0,4 ± 0,1 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. Улучшение антифрикционных свойств оценивают по относительному уменьшению момента трения Мт1 Мт2/Мт1, где Мт1 момент трения на испытуемом масле без добавления антифрикционного компонента АМГ-3. Кроме того, улучшение антифрикционных свойств оценивают по величине коэффициента трения и температуры масел, измеренным в конце испытаний.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Анализ полученных результатов показывает, что новые масла, содержащие антифрикционный компонент АМГ-3, характеризуются улучшенными антифрикционными свойствами. При этом в сравнении с прототипом количество соединения металла, добавляемого в масло, снижено примерно на 1,5 порядка. К тому же сам металлический компонент (CuCl₂) не обладает коррозионной активностью в отношении цветных металлов и соответствующих сплавов, используемых в двигателях, что подтверждает достижение нового технического результата.

Использование: в нефтехимии, в частности в смазочных составах. Сущность изобретения: смазочное масло содержит, мас.%: модификатор трения 0,3 - 0,5 и остальное - минеральное масло. Модификатор содержит, мас.%: продукт этирификации олеиновой кислоты глицерином 36 - 55; полиоксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена 5 - 20; хлорная медь 2,5 - 8,5; бутиловый спирт 2,5 - 5,5; ультрадисперсный углерод 0,1 - 1,5; ультрадисперсный твердый материал 0,1 - 5,0; графит (с дисперсностью менее 3 мкм) 0,1 - 15,0. 2 табл.

СМАЗОЧНОЕ МАСЛО, содержащее минеральное масло и модификатор трения, отличающееся тем, что в качестве модификатора трения содержит антифрикционный компонент следующего состава, мас.%:
Продукт этерификации олеиновой кислоты глицерином - 36 - 55
Полиоксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена - 5 - 20
Хлорная медь - 2,5 - 8,5
Бутиловый спирт - 2,5 - 5,5
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
при следующем соотношении компонентов в масле, мас.%:
Модификатор трения - 0,3 - 0,5
Минеральное масло - До 100