ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ МАСЛО Российский патент 2000 года по МПК C10M169/04 C10M169/04 C10M101/02 C10M129/10 C10M137/10 C10M143/06 C10M143/12 C10M155/02 C10N40/08 

Изобретение относится к гидравлическим жидкостям, в частности к маслам, содержащим присадки, для гидравлических амортизаторов, применяемых в амортизаторах автомобилей, и предназначено в качестве рабочей жидкости систем гидропривода и гидроуправления строительных, дорожных, лесозаготовительных, подъемно-транспортных и других машин, эксплуатируемых на открытом воздухе при рабочих температурах масла в объеме в зависимости от типа гидравлического насоса от минус 50^oC до минус 65^oC.

Известна гидравлическая жидкость [1 - ТУ 38 УССР 201465-88], которая имеет следующий состав, мас.%:
Диалкилдитиофосфат цинка - 1 - 3
Полиметакрилат - 1 - 5
Полиалкенилсукцинимид или продукт взаимодействия полиизобутилфенола, тетраэтиленпентамина, олеиновой кислоты и формальдегида, модифицированный борной кислотой (присадка Днепрол) - 2,5
Полиметилсилоксан - 0,002 - 0,006
Минеральное масло - До 100
Недостатком этой гидравлической жидкости являются невысокие низкотемпературные свойства, а также склонность к ухудшению совместимости с резиной при понижении температуры эксплуатации. Кроме того, недостатком указанной жидкости является то, что состав жидкости проявляет хорошие эксплуатационные свойства лишь при условии, если он будет изготовлен на базе трансформаторных масел кислотно-контактной очистки. Использование для приготовления указанный жидкости минеральных масел селективной очистки приводит к ухудшению низкотемпературных свойств и совместимости с резиной.

Известна также гидравлическая жидкость на основе минерального масла. Содержащая диалкилдитиофосфат цинка, полиметакрилат и полиметилсилоксан, дополнительно содержит продукты алкилирования фенола тримерами пропилена при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Диалкилдитиофосфат цинка - 1,5 - 3,5
Полиметакрилат - 3 - 5
Полиметилсилоксан - 0,003 - 0,006
Продукт алкилирования фенола тримерами пропилена - 2 - 6
Минеральное масло - До 100
Для приготовления предлагаемой гидравлической жидкости используют в качестве масляной основы смесь трансформаторного масла селективной очистки (ГОСТ 10121-76) и веретенного масла (ОСТ 38.01412-86) при соотношении 85:15, обеспечивающую кинематическую вязкость 7,9 - 9,0 мм²/с при 50^oC [2 - SU 1788743].

Недостатком известной гидравлической жидкости являются невысокие низкотемпературные свойства, в частности, температура застывания минус 57^oC.

Наиболее близким к заявляемому является гидравлическое масло на нефтяной основе, в качестве которой оно содержит фракцию из сернистых нефтей, выкипающую в интервале 275-350^oC, с кинематической вязкостью не менее 3,6 сСт при 55^oC и температурой застывания не выше минус 52^oC, загущенное полимером молекулярной массы 3000 - 13000 с добавлением композиции присадок, причем в качестве композиции присадок оно содержит 0,2 - 0,3% ионола (2,6-дитрет-бутил-4-метилфенола), 3-5% октола и 0,003-0,005% полиметилсилоксана. Это гидравлическое масло имеет вязкость в сСт при температуре 50^oC (не выше 10), при минус 40^oC (не выше) - 2300, температуру застывания, в градусах Цельсия (не выше) минус 60^oC [3 - SU 325867].

Недостатком известного гидравлического масла является недостаточно высокие низкотемпературные свойства.

Задача изобретения - создание гидравлического масла, обладающего улучшенными низкотемпературными свойствами.

Сущность изобретения заключается в том, что гидравлическое масло на нефтяной основе с добавлением композиции присадок - полиметилсилоксана, ионола (2,6-дитрет-бутил-4-метилфенола), а в качестве нефтяной основы содержит дистиллят базы трансформаторного масла с кинематической вязкостью при 50^oC 3,6 - 4,3 сСт и при минус 40^oC - 290-360 сСт, выкипающий в интервале 275 - 340^oC, с температурой застывания минус 53^oC, температурой вспышки 135^oC и дополнительно содержит присадки - диалкилдитиофосфат цинка, тройной сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена молекулярной массы 30000 - 70000 и полиизобутилен с молекулярной массой 6000 - 20000 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиметилсилоксан - 0,001 - 0,005
Ионол (2,6-дитрет-бутил-4-метилфенол) - 0,2 - 0,3
Диалкилдитиофосфат цинка - 1,0 - 1,6
Тройной сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена - 0,2 - 1,0
Полиизобутилен - 1,0 - 5,0
Дистиллят базы трансформаторного масла - До 100
Отличием заявляемого технического решения от прототипа является использование в композиции гидравлического масла в качестве нефтяной основы дистиллята базы трансформаторного масла с кинематической вязкостью при 50^oC не менее 3,6 - 4,3 сСт, а при минус 40^oC 290 - 360 сСт, выкипающий в интервале 275 - 340^oC, с температурой застывания минус 53^oC, с температурой вспышки 135^oC и содержание в качестве присадок полиметилсилоксана, ионола (2,6-дитрет-бутил-4-метилфенола), диалкилдитиофосфат цинка, тройного сополимера этилена, пропилена и дициклопентадиена мол.м. 30000 - 70000 и полиизобутилена с мол.м. 6000 - 20000 при их определенных соотношениях.

Ниже приведена характеристика компонентов, входящих в состав предлагаемого гидравлического масла.

Полиметилсилоксан (ТУ 602718-72) - смесь полимеров метилсилоксанов линейной и циклической структуры мол.м. 2500 - 3500. Выпускается промышленностью по ОСТ 6.02.20-79 и используется в качестве противопенной присадки.

Ионол (2,6-дитрет-бутил-4-метилфенол) используется в качестве антиокислительной присадки.

Диалкилдитиофосфат цинка (ДФ-11) используют в качестве противоизносной и противокоррозионной присадки. В промышленности выпускается по ГОСТ 242.1680.

Тройной сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена представляет из себя твердую каучукоподобную массу. В предлагаемой композиции его используют в качестве загущающей присадки. В промышленности выпускается по ТУ 38.103252-9.

Полиизобутилен представляет из себя густую массу светло-коричневого цвета, выпускаемую в промышленности по ТУ 38.103257-85. В предлагаемой композиции используют в качестве загущающе-депрессорной присадки.

За счет совместного использования указанных полимерных присадок в составе предлагаемого гидравлического масла и в качестве нефтяной основы дистиллята базы трансформаторного масла с указанными свойствами удалось получить новый результат - улучшить характеристики масла, а именно - снизить температуру застывания с минус 60^oC до минус 63^oC повысить температуру вспышки и снизить кинематическую вязкость при минус 40^oC сохранением необходимой вязкости при 50^oC - не менее 10 сСт.

Этот эффект обусловлен совместным действием дистиллята базы трансформаторного масла с указанными свойствами в совокупности с присадками в указанных соотношениях, что подтверждается приводимыми ниже результатами испытаний предлагаемого гидравлического масла.

В выбранном соотношении компонентов синергетический эффект максимален.

Технология получения заявляемого гидравлического масла заключается в следующем: в реактор, оснащенный перемешивающим устройством и масляным обогревом, загружают дистиллят базы трансформаторного масла, имеющий кинематическую вязкость при 50^oC 3,6 - 4,3 сСт, а при минус 40^oC 290 - 360 сСт, выкипающий в интервале 275 - 340^oC, температурой застывания минус 53^oC, температурой вспышки 135^oC; перемешивая нагревают до 90 - 100^oC и в соответствии с указанным соотношением компонентов загружают присадки. Перемешивание присадок и дистиллята базы трансформаторного масла производят в течение 3 - 5 ч. Время перемешивания зависит от скорости растворения тройного сополимера этилена, пропилена и дициклопентадиена.

Дистиллят базы трансформаторного масла получают путем дистилляции в вакуумной колонне АВТ маловязкой фракции трансформаторного масла, ее селективной очистки и глубокой депарафинизации.

В соответствии с описанной технологией получают образцы заявляемого гидравлического масла, рецептура которых приведена в таблице 1.

Приготовленные образцы были испытаны в лабораторных условиях.

Далее проведены испытания указанного масла, содержащего различные соотношения присадок.

Пример 1.

В реактор, оснащенный перемешивающим устройством и масляным обогревом, загружают дистиллят базы трансформаторного масла, перемешивая, нагревают до 90 - 100^oC и в соответствии с рецептурой загружают присадки, мас.%:
Полиметилсилоксан - 0,001
Ионол (2,6-дитрет-бутил-4-метилфенол) - 0,2
Диалкилдитиофосфат цинка - 1,0
Тройной сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена мол.м. 3000 - 0,2
Полиизобутилен молекулярной массы 6000 - 1,0
Перемешивание присадок с масляной основной производят при температуре 90 - 100^oC в течение 3 - 5 ч.

Время перемешивания зависит от скорости растворения тройного сополимера этилена, пропилена и дициклопентадиена. Полученная композиция характеризуется следующими показателями:
Кинематическая вязкость при 50^oC сСт - 10,2
Кинематическая вязкость при - 40^oC, сСт - 1556
Индекс вязкости - 160
Температура вспышки, ^oC - 142
Температура застывания, ^oC - -63
Испытание на коррозию (3 г при 100^oC) пластинок из электролитической меди - Выдерживает
Изменение массы резины после воздействия масла (72 г при 80^oC)-7,0%
Полученное гидравлическое масло обладает хорошей совместимостью с резиновыми уплотнителями в амортизаторах.

Пример 2.

Аналогично примеру 1, в реактор загружают дистиллят базы трансформаторного масла и в соответствии с рецептурой загружают присадки, мас.%: полиметилсилоксан - 0,002; ионол (2,6-дитрет-бутил-4-метилфенол) - 0,3; диалкилдитиофосфат цинка - 1,2; тройной сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена мол.м. 70000 - 0,2; полиизобутилен мол.м. 10000 - 3,0. Полученная композиция характеризуется следующими показателями:
Кинематическая вязкость при 50^oC, сСт - 10
при - 40^oC, сСт - 1596 сСт
Индекс вязкости - 163
Температура вспышки, ^oC - 150
Температура застывания, ^oC - -62
Испытание на коррозию (3 г при 100^oC) пластинок из электролитической меди - Выдерживает
Изменение массы резины уим-1 после воздействия масла (72 г при 80^oC) - 7%.

Пример 3.

Аналогично примеру 1, в реактор загружают дистиллят базы трансформаторного масла и в соответствии с рецептурой загружают присадки, мас.%: полиметилсилоксан - 0,003; ионол (2,6-дитрет-бутил-4-метилфенол) - 0,3; диалкилдитиофосфат цинка - 1,3; тройной сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена мол.м. 30000 - 0,4; полиизобутилен мол.м. 10000 - 2,0. Полученная композиция характеризуется следующими показателями:
Кинематическая вязкость при 50^oC, сСт - 11,2
при - 40^oC, сСт - 1555
Индекс вязкости - 162
Температура вспышки, ^oC - 150
Температура застывания, ^oC - -62
Испытание на коррозию (3 г при 100^oC) пластинок из электролитической меди - Выдерживает
Изменение массы резины уим-1 после воздействия масла (72 г при 80^oC)-6,8%.

Пример 4.

Аналогично примеру 1, в реактор загружают дистиллят базы трансформаторного масла и в соответствии с рецептурой загружают присадки, мас.%: полиметилсилоксан - 0,003; ионол (2,6-дитрет-бутил-4-метилфенол) - 0,25; диалкилдитиофосфат цинка - 1,4; тройной сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена мол. м. 50000 - 0,2; полиизобутилен мол.м. 20000 - 1,0. Полученная композиция характеризуется следующими показателями:
Кинематическая вязкость при 50^oC, сСт - 10,0
при -40^oC, сСт - 1390
Индекс вязкости - 156
Температура вспышки, ^oC - 151
Температура застывания, ^oC - -62
Испытание на коррозию (3 г при 100^oC) пластинок из электролитической меди - Выдерживает.

Изменение массы резины уим-1 после воздействия масла (72 г при 80^oC)-7%.

Пример 5.

Аналогично примеру 1, в реактор загружают дистиллят базы трансформаторного масла и в соответствии с рецептурой загружают присадки, мас.%: полиметилсилоксан - 0,002, ионол (2,6-дитрет-бутил-4-метилфенол) - 0,3, диалкилдитиофосфат цинка 1,0, тройной сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена мол.м. 30000 - 0,6, полиизобутилен мол.м. 6000 - 2,5. Полученная композиция характеризуется следующими показателями:
Кинематическая вязкость при 50^oC, сСт - 12,1
при -40^oC, сСт - 1670
Индекс вязкости - 163
Температура вспышки, ^oC - 151
Температура застывания, ^oC - -59
Испытание на коррозию (3 г при 100^oC) пластинок из электролитической меди - Выдерживает.

Измерение массы резины уим-1 после воздействия масла (72 г при 80^oC) - 6,7%
Пример 6.

Аналогично примеру 1, в реактор загружают дистиллят базы трансформаторного масла и в соответствии с рецептурой загружают присадки, мас.%: полиметилсилоксан - 0,003, ионол (2,6-дитрет-бутил-4-метилфенол) - 0,2, диалкилдитиофосфат цинка 1,2, тройной сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена молекулярной массой 30000 - 0,9, полиизобутилен мол.м. 6000 - 0,5. Полученная композиция характеризуется следующими показателями:
Кинематическая вязкость при 50^oC, сСт - 12,3
при -40^oC, сСт - 1695
Индекс вязкости - 165
Температура вспышки, ^oC - 152
Температура застывания, ^oC - -60
Испытание на коррозию (3 г при 100^oC) пластинок из электролитической меди - Выдерживает.

Изменение массы резины уим-1 после воздействия масла (72 г при 80^oC) - 6,8%.

Пример 7.

Аналогично примеру 1, в реактор загружают дистиллят базы трансформаторного масла и в соответствии с рецептурой загружают присадки, мас.%: полиметилсилоксан - 5,0; ионол (2,6-дитрет-бутил-4-метилфенол) - 0,3; диалкилдитиофосфат цинка - 1,6; тройной сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена мол. м. 3000 - 1,0, полиизобутилен мол.м. 6000 - 5,0. Полученная композиция характеризуется следующими показателями:
Кинематическая вязкость при 50^oC, сСт - 9,8
при -40^oC, сСт - 1430
Индекс вязкости - 155
Температура вспышки, ^oC - 150
Температура застывания, ^oC - -61
Испытание на коррозию (3 г при 100^oC) пластинок из электролитической меди - Выдерживает.

Изменение массы резины уим-1 после воздействия масла (72 г при 80^oC)-7%.

Данные примеров сведены в таблицу 2.

В таблице 2 для наглядности приведены характеристики стандартного гидравлического масла ВМГЗ ТУ 38.101479-88 (графа 1) и гидравлического масла, выбранного в качестве прототипа.

Из таблицы видно, что образцы гидравлического масла, приготовленные в соответствии с заявляемым соотношением компонентов, превосходят известное гидравлическое масло по низкотемпературным свойствам, в частности, температура застывания предлагаемого гидравлического масла составляет минус 63^oC. Снижается также значение низкотемпературной кинематической вязкости при -40^oC. Так этот показатель для известного масла, предлагаемого в качестве прототипа - 2300 сСт, а для предлагаемого масла - 1430-1670 сСт. Полученное гидравлическое масло обладает хорошей совместимостью с резиновыми уплотнителями в амортизаторах.

Таким образом, заявляемое гидравлическое масло имеет температуру застывания -63^oC и может быть приготовлено на доступном сырье, а также отвечает требованиям, предъявляемым современным автомобилестроением, в частности, может быть использовано для работы объемных гидроприводов строительных, дорожных и других наземных машин, работающих в условиях Севера при рабочих температурах масла от минус 55^oC до минус 63^oC в зависимости от типа насоса, а также превосходит известное гидравлическое масло по низкотемпературным свойствам, а также обладает хорошей совместимостью с резиновыми уплотнителями в амортизаторах.

Использование: в системах гидропривода и гидроуправления строительных, дорожных, лесозаготовительных, подъемно-транспортных и других машин, эксплуатируемых на открытом воздухе при рабочих температурах масла в объеме в зависимости от типа гидравлического насоса от -55°С до -65°С. Масло содержит мас. %: полиметилсилоксан - 0,001-0,005; ионол(2,6-дитретбутил-4-метилфенол) - 0,2-0,3; диалкилдитиофосфат цинка -1,0-1,6; тройной сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена мол.м 30000-70000 - 0,2-1,0; полиизобутилен мол. м 6000-20000 -1,0-5,0; дистиллят базы трансформаторного масла - до 100. Дистиллят базы трансформаторного масла имеет кинематическую вязкость при 50°С не менее 3,6-4,3 сСт, при минус 40°С - 290-360 сСт, выкипает в интервале 275-340°С, температуру застывания -53°С, температуру вспышки 135°С. Технический результат: улучшение низкотемпературных свойств (температура застывания -63°C), улучшение совместимости с резиновыми уплотнителями в амортизаторах. 2 табл.

Гидравлическое масло на нефтяной основе с добавлением композиции присадок - полиметилсилоксана и ионола (2,6-дитрет-бутил-4-метилфенола), отличающееся тем, что в качестве нефтяной основы оно содержит дистиллят базы трансформаторного масла с кинематической вязкостью при 50^oC 3,6 - 4,3 сСт, при -40^oC - 290 - 360 сСт, выкипающий в интервале 275 - 340^oC, с температурой застывания -53^oC, температурой вспышки 135^oC и дополнительно содержит присадки - диалкилдитиофосфат цинка, тройной сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена мол.м. 30000 - 70000, полиизобутилен мол.м. 6000 - 20000 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиметилсилоксан - 0,001 - 0,005
Ионол (2,6-дитрет-бутил-4-метилфенол) - 0,2 - 0,3
Диалкилдитиофосфат цинка - 1,0 - 1,6
Тройной сополимер этилена, пропилена и дициклопентадиена - 0,2 - 1,0
Полиизобутилен - 1,0 - 5,0
Дистиллят базы трансформаторного масла - До 100