СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1997 года по МПК C10M131/08 C10M133/06 C10N30/06 

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

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 излучается возможность повышения уровня трибологических свойство смазочных материалов с помощью фторорганических соединений.

Например, известна композиция для смазки в виде политетрафторэтилена, введенного в смазочное масло. 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 фторороганического соединения общей формулы:
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 техническому решению является смазочная композиция, содержащая поверхностно-активное вещество (ПАВ) и углеводородное масло прототип. 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 изобретения является повышение противоизносных свойств смазочной композиции.

В основу 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):

x 1 8;
y 1 5;
z 1 5;
M H, Li, Fe_1/2, Cu_1/2, Co_1/2, Ni_1/2, Fe_1/3, La_1/3;
R двухвалентный алифатический радикал с числом атомов углерода 14 или более;
m 2 6;
при следующем соотношении компонентов в мас.

Поверхностно-активное вещество общей формулы I 0,01 3,0
Углеводородное масло Остальное
Композицию получают путем смешивания компонентов.

Соединения формулы (1) представляют собой нейтральные (pH ≈ 7), вязкие продукты коричневого цвета с плотностью 1050 1560 кг/м³. Их получают различными общепринятыми способами, в том числе конденсацией фторангидридов соответствующих кислот или самих кислот с первичными, вторичными или третичными аминами в отсутствии или в присутствии фторидов щелочных или щелочноземельных элементов, или фторида алюминия, или карбонатов или бикарбонатов металла (2-10).

В качестве углеводородного масла может быть использовано любое углеводородное масло (авиационное, синтетическое и др.).

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

Смазочная композиция обеспечивает получение на твердых трущихся поверхностях слоя хемосорбированных молекул, которые изменяют энергетическое состояние (снижают свободную энергию) поверхности. Образующаяся пленка на контактной поверхности соприкасающихся металлических деталей позволяет снизить коэффициент трения, износ узлов трения и потери мощности на трение. За счет хемосорбированной пленки на металлических поверхностях подавляется каталитическая активность металлов и, как следствие этого, снижается расход смазочной композиции, исключаются или существенно замедляются процессы деструкции окисления, полимеризации углеводородов, входящих в состав основы смазочного масла.

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.), температура 40^oC, время до появления коррозии: сталь 10 > 45 суток. Масло без поверхностно-активного вещества общей формулы (I) в тех же условиях менее суток (табл. 1).

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

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 др. гидравлических систем, сепараторов, зубчатых передач и т.п.

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

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

Рецептура предлагаемой смазочной композиции представлена в табл. 1.

Определение противоизносных свойств 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 Х18Х9Т, 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 изностойкости определяется как отношение время 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.

Результаты испытаний относительной изностойкости представлены в табл. 2.

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

Использование: изобретение относится к области химии полимеров. Сущность изобретения: смазочная композиция содержит, мас. %: поверхностно-активное вещество общей формулы I - 0,01 - 3,0; углеводородное масло - остальное. Cмазочная композиция может найти применение в составе моторных, трансмиссионных, индустриальных масел и др. 2 табл.

Смазочная композиция, содержащая фторорганическое поверхностно-активное вещество, нефтяное масло или углеводородное масло, отличающаяся тем, что в качестве фторорганического поверхностно-активного вещества композиция содержит соединение общей формулы I
CH₃ C(O)R C(O)NH (CH₂)_m NH C(O) - R_f COOM,
где

x 1 8;
y 1 5;
z 1 5;
m 2 6;
M H, Li, Fe_1 / 2, Cu_1 / 2, Co_1 / 2, Ni_1 / 2, Fe_1 / 3, La_1 / 3;
R двухвалентный алифатический радикал с числом атомов углерода 14 или более,
при следующем соотношении компонентов, мас.

Фторорганическое поверхностно-активное вещество общей формулы I 0,01 - 3,0
Нефтяное масло или углеводородное масло Остальноет