СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1997 года по МПК C10M131/08 C10N30/06 

Изобретение относится к области химии полимеров, в частности к разработке смазочной композиции.

Предлагаемая смазочная композиция может найти применение в качестве моторных, трансмиссионных, индустриальных масел и др.

Необходимый уровень трибологических (смазочных, противоизносных, противозадирных) свойств моторных и трансмиссионных смазочных масел в целом ряде случаев может быть достигнут только за счет добавления к ним противоизносных присадок (органических соединений, содержащих хлор, серу, фосфор и азот). В последнее время изучается возможность повышения уровня трибологических свойств смазочных материалов с помощью фторорганических соединений.

Например, известна композиция для смазки в виде политетрафторэтилена, введенного в смазочное масло [1] Ее недостатками являются низкая долговечность из-за явления седиментации, низкая адгезионная прочность на твердых поверхностях трения. Кроме того, такая композиция не может быть использована в системах с фильтрацией или очисткой масла методом центрифугирования, так как частицы политетрафторэтилена имеют тенденцию к агломерации.

Известна смазочная композиция на основе углеводородного (нефтяного) масла и фторорганического соединения общей формулы [2]
CF₃-(CF₂)_n-1-(CHR²)_m-NR¹Z или
C_nF_2n+1-CF=CR²-CHR²-NR¹Z или их смеси,
где n 1 20; R² H, C_mH_2m+1 (m 1 6); Z, R¹ H, C_mH_2m+1 (m 1 6); C₆H₅, циклоалкил, содержащий от 3 до 10 атомов углерода, -CH₂-CHOHR. Однако эти композиции могут быть использованы только совместно с диспергирующим компонентом, который оказывает неблагоприятное влияние на их способность снижать износ.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предложенному техническому решению является смазочная композиция, содержащая поверхностно-активное вещество (ПАВ) и углеводородное масло (прототип) [3] При этом она содержит в качестве поверхностно-активного вещества одно из соединений общей формулы:
Cl(CF₂CFCl)_n-CF₂-COO*NH₃-R,
F(CF₂)_m-COO*NH₃-R,
где n 1 4, m 3 9,
R алкил C₃ C₃₀ нормального или изостроения.

Недостатком этой смазочной композиции является недостаточно высокий уровень противоизносных свойств.

Целью предлагаемого изобретения является повышение противоизносных свойств смазочной композиции.

В основу предлагаемого изобретения положена задача создать такую смазочную композицию, которая обладала бы высокими противоизносными свойствами.

Поставленные цель и задача решены тем, что смазочная композиция, содержащая поверхностно-активное вещество и углеводородное масло, согласно изобретению в качестве поверхностно-активного вещества содержит одно из соединений общей формулы (I):
C_nH_2n+1-OOC-(CF₂)_m-COOM, (I)
где n 4 18;
m 1 8;
M C_nH_2n+1, H,
при следующем соотношении компонентов, мас.

Поверхностно-активное вещество общей формулы (I) 0,01 -3,0
Углеводородное масло Остальное
Предлагаемую композицию получают путем смешивания компонентов.

Соединения формулы (1) представляют собой нейтральные (PH ≈ 7) продукты с плотностью 1000 1500 кг/м³. Их получают общепринятыми способами, например этерификацией соответствующих кислот со спиртами [4]
В качестве углеводородного масла может быть использовано любое углеводородное масло (авиационное, синтетическое и др.).

При содержании поверхностно-активного вещества общей формулы (1) в предлагаемой смазочной композиции менее 0,01 мас. противоизносный эффект смазочной композиции снижается, в при содержании поверхностно-активного вещества больше 3,0 мас. чрезмерно повышается его расход при незначительном улучшении противоизносных свойств композиции.

Предлагаемая смазочная композиция обеспечивает получение на твердых трущихся поверхностях слоя хемосорбированных молекул, который изменяет энергетическое состояние (снижает свободную энергию) поверхности. Образующаяся пленка на контактной поверхности соприкасающихся металлических деталей позволяет снизить коэффициент трения, износ узлов трения и потери мощности на трение.

Предлагаемая смазочная композиция (на основе масла МС-20 99,5 мас.) способна ингибировать коррозию металлических поверхностей с 3,0-ным водным раствором хлорида натрия (5,0 мас. ч.), температура +40^oC, время до появления коррозии: сталь 10 > 40 суток. Масло без присадки в тех же условиях менее суток (табл. 1).

Важным достоинством предлагаемой смазочной композиции является ее нетоксичность (4 кл. опасности).

Предлагаемая смазочная композиция может найти применение в следующих областях:
в двигателях внутреннего сгорания (карбюраторных и дизельных);
в редукторах, в коробках передач, ведущих мостах, раздаточных коробках;
в механизме рулевого управления;
для сельскохозяйственной техники (тракторы, комбайны);
в узлах трения паровых и газовых турбин и турбокомпрессоров с принудительной подачей жидкого смазочного материала;
в узлах трения рулевых машин морских и речных судов,
в узлах трения аммиачных и воздушных холодильных машин и т.п.

для смазывания суппорта и направляющих станков, гидравлических аккумуляторов гидромоторов и других гидравлических систем, сепараторов, зубчатых передач и т.п.

для смазывания цилиндров, клапанов, камер сжатия поршневых и ротационных компрессоров.

Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже приводятся следующие конкретные примеры его осуществления, не исчерпывающие объем настоящего изобретения.

Рецептура предлагаемой смазочной композиции представлена в табл. 1.

Определение противоизносных свойств предлагаемой смазочной композиции было проведено на стандартной машине трения СМТ-1 по схеме трения неподвижный диск подвижный диск (по ГОСТ 11613 65). Образцы, подвергаемые износу, выполнены из стали марки Х18Н9Т, испытания проводили при линейной скорости движения образцов V 0,15 м/с и нагрузке 15 кгс/см². В качестве критерия оценки износостойкости принято время до достижения износа контактирующих поверхностей 0,13 мм. Показатель относительной износостойкости определяется как отношение времен износа контактирующих поверхностей до 0,13 мм с покрытием предлагаемой смазочной композицией и чистым маслом. В качестве углеводородного масла использовали нефтяное масло МС-20 и синтетическое алкилнафталиновое масло МАС-35.

Данные по результатам испытаний относительной износостойкости представлены в табл. 2.

Как следует из табл. 2, применение предлагаемой смазочной композиции обеспечивает образование на контактирующих поверхностях прочного антифрикционного модифицирующего слоя, который способствует повышению износостойкостей поверхностей трения на 10 30% по сравнению с известной композицией, что позволяет продлить строк службы узлов машин и механизмов и существенно упростить их эксплуатацию.

Использование: химия полимеров. Сущность изобретения: предлагаемая смазочная композиция содержит, мас.%: поверхностно-активное вещество общей формулы (I) 0,01 - 3,0; углеводородное масло остальное. Предлагаемая смазочная композиция может найти применение в составе моторных, трансмиссионных, индустриальных масел и др. 2 табл.

Смазочная композиция, содержащая нефтяное масло или углеводородное масло и фторсодержащее поверхностно-активное вещество, отличающаяся тем, что в качестве фторсодержащего поверхностно-активного вещества композиция содержит соединение общей формулы I
C_nH_{2 n + 1} OOC (CF₂)_m - COO M,
где n 4 18;
m 1 8;
M C_nH_{2 n + 1}, H,
при следующем соотношении компонентов, мас.

Фторсодержащее поверхностно-активное вещество формулы I 0,01 3,0
Нефтяное масло или углеводородное масло Остальноек