ЗАЩИТНАЯ ПРИСАДКА К КОНСЕРВАЦИОННЫМ СМАЗОЧНЫМ МАСЛАМ И КОНСЕРВАЦИОННОЕ СМАЗОЧНОЕ МАСЛО, ЕЕ СОДЕРЖАЩЕЕ Российский патент 2002 года по МПК C10M141/06 C10M141/06 C10M133/16 C10M127/02 C10M135/10 C10N30/12 

Изобретение относится к защитным смазочным материалам, в частности к консервационным смазкам, предназначенным для долговременной защиты от коррозии наружных и внутренних поверхностей изделий машиностроения, проката, полуфабрикатов и запасных частей из черных металлов и их сплавов, хранящихся под навесом или в упаковке.

На поверхности металла в реальной атмосфере окружающей среды образуется пленка влаги, в которой растворяются коррозионно-агрессивные агенты атмосферы - диоксид серы, хлориды, оксиды азота, сероводород и образуются электролиты, способствующие интенсивному развитию коррозионных процессов. Поэтому одним из основных требований к консервационным защитным составам является способность быстро и эффективно вытеснять с поверхности металла растворы электролита и препятствовать их реадсорбции.

Качество защитного покрытия зависит от способа нанесения. Наиболее однородное покрытие создается при нанесении состава путем распыления в электрическом поле. Для этого защитные составы должны иметь удельное объемное сопротивление в пределах 10⁶-10⁷ Ом•см. Базовые масла, на которых готовятся рабочие растворы защитных присадок, имеют удельное объемное сопротивление в пределах 10¹⁰-10¹² Ом•см. Для снижения удельного объемного сопротивления в рабочих растворах необходимо присутствие присадок, способных к переносу заряженных частиц в электрическом поле и, как следствие, снижающих удельное объемное сопротивление. Кроме того, присадки должны обеспечивать соответствие рабочих растворов требованиям по защитному эффекту, быстродействию и другим свойствам.

Наиболее близким к заявляемому составу консервационного смазочного масла является защитное смазочное масло, содержащее в мас. долях: нефтяное масло 54-78,5; нефтяной церезин 20-35; алкилсалицилат кальция 1-7; отход производства изопренового каучука или остаток от фильтрации натурального латекса или бутадиенстирольного латекса 0,5-4. Однако эта композиция недостаточно технологична при использовании в электростатических способах нанесения (Патент РФ 2069338, С 10 М 163/00, опубл. 1996).

Известна присадка АКОР-1, состоящая из нитрованного базового масла и технического стеарина (ГОСТ 15171-78). Рабочий раствор этой присадки в базовом масле имеет высокое удельное объемное сопротивление и не может быть использован для нанесения в электрическом поле.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является присадка АКОР-1Б для консервационного масла (Патент РФ 2136723, С 10 М 141/08, опубл. 1999), содержащая, мас.%:
Имид алкенилянтарной кислоты и мочевины (сукцинимид мочевины) - 5-10
Сульфонат кальция - 10-20
Нитрованное масло - Остальное
Недостатком рабочего раствора данной присадки является высокое удельное объемное сопротивление, что делает невозможным его использование в электростатических способах нанесения защитного покрытия на поверхность металла.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка защитной присадки к консервационным смазочным маслам, а также консервационного смазочного масла для нанесения в электрическом поле, обладающего удельным объемным сопротивлением не выше 10⁶ Ом•см и высокими защитными и водовытесняющими свойствами.

Поставленная задача решается тем, что защитная присадка к консервационным смазочным маслам содержит соли неполных эфиров алкенилянтарной кислоты и алифатического амина С₁₀-С₂₀, полученные в среде высших α-олефинов С₁₂-С₃₀, и нефтяной сульфонат кальция при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Соли неполных эфиров алкенилянтарной кислоты и алифатического амина фракции С₁₀-С₂₀ - 15-35
Нефтяной сульфонат кальция - 9-24
Высшие α-олефины фракции С₁₂-С₃₀ - Остальное
Консервационное смазочное масло по заявляемому изобретению содержит 5-20 мас. % присадки вышеуказанного состава, антиокислительную присадку и базовое масло.

Для приготовления защитной присадки в качестве нефтяного сульфоната кальция могут быть использованы: присадка КНД по ТУ 38.1011283-89, присадка НСК по ТУ 38.401907-92. В качестве высших α-олефинов фракции C₁₂-C₃₀ могут быть использованы: фракции α-олефинов C₁₂-C₁₄ по ТУ 2411-058-05766801-96, C₁₆-C₁₈ по ТУ 2411-067-05766801-97, С₂₀-С₃₀ по ТУ 2411-068-05766801-97. В качестве алифатического амина используют амины С₁₀-С₁₄ первичные дистиллированные по ТУ 113-00203795-018-94, амины С₁₇-С₂₀ первичные дистиллированные по ТУ 6-02-740-79. В качестве неполного эфира алкенилянтарной кислоты используется присадка антиржавейная В 15/41 по ТУ 6-14-866-86.

Соль неполного эфира алкенилянтарной кислоты и алифатического амина получают в среде α-олефинов при 100^oС и перемешивании. Соотношение присадки В15/41 и алифатического амина составляет (1-1,5):(0,6-1,5) соответственно. Соль представляет собой при 20^oС густую однородную массу с кислотным числом 82-106 мг КОН/г.

Предлагаемую присадку готовят путем смешения соли неполного эфира алкенилянтарной кислоты и алифатического амина с нефтяным сульфонатом кальция при температуре 100^oС. Составы образцов предлагаемой присадки к консервационным смазочным маслам представлены в таблице 1.

Рабочее консервационное смазочное масло готовят разведением присадки в базовом масле при 60-70^oС. Сюда же добавляют противоокислительную присадку. В качестве базового масла могут использоваться минеральные масла И-12А и И-20А по ГОСТ 20799-88, трансформаторное масло по ГОСТ 10121-76. В качестве противоокислительной присадки используются присадки Агидол-1 по ГОСТ 10894-64 и Агидол-2 по ТУ 38101617-80. Составы образцов предлагаемого масла представлены в таблице 2.

Защитные свойства предлагаемых образцов смазочного масла испытывали в термовлагокамере Г4 и при погружении в морскую воду в соответствии с ГОСТ 9.054-75. Защитные свойства в условиях щелевой коррозии оценивали следующим образом. Испытуемый продукт наносили на две стальные пластины методом окунания. Пластины соединяли специальными струбцинами так, чтобы между ними образовалась щель не более 1 мм. Пластины помещали в эксикатор с водой, где они находились 20 суток при температуре 40^oС. Степень коррозионного поражения определяли визуально.

Скорость вытеснения агрессивного электролита оценивали электрохимическим методом, по скорости коррозии, измеренной методом поляризационного сопротивления с помощью двухэлектродного коррозиметра типа "Коратер". Оценочным показателем служит коэффициент торможения коррозии, определяемый как отношение скорости коррозии электрода при погружении в раствор НВr и скорости коррозии электрода после вытеснения НВr испытуемым составом. Время до стабилизации коррозионного тока, т.е. установление равновесия в процессе вытеснения электролита с поверхности стального датчика, характеризует быстродействие испытуемого состава.

Водовытеснение оценивали по максимальному диаметру пятна поверхности стального диска, освобожденного от воды каплей исследуемого смазочного масла.

Удельное объемное сопротивление образцов консервационного смазочного масла измеряли с помощью тераомметра типа Е6-13А.

Для доказательства соответствия заявляемой присадки к консервационным смазочным маслам и консервационного смазочного масла критерию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры их приготовления.

Пример приготовления защитной присадки.

Пример 1
В реактор при перемешивании загружают 6 мас. частей α-олефинов и 1 часть присадки В15/41, подогретой до 50^oС, поднимают температуру до 80-95^oС и постепенно добавляют 0,7 частей алифатического амина. Смесь выдерживают при 100^oС в течение 2 часов. Затем загружают 3 части нефтяного сульфоната кальция и перемешивают еще 1 час.

Примеры 2-6 получают аналогично примеру 1.

Пример получения рабочего консервационного смазочного масла.

Пример 1
В емкость с мешалкой загружают 20 г полученной присадки и 77 г базового масла. Смесь нагревают до 60^oС и добавляют 3 г противоокислительной присадки. Полученную смесь перемешивают при 60-70^oС в течение 1 часа.

Примеры 2-14 получают аналогично примеру 1.

Результаты испытаний представлены в таблице 3. Из данных таблицы видно, что предлагаемые образцы консервационного смазочного масла за 2-5 минут обеспечивают уменьшение скорости коррозии в 1000-1400 раз, т.е. обладают высоким быстродействием. Образцы также проявляют высокую способность к водовытеснению, о чем свидетельствуют размеры диаметра пятна металла, освобожденного каплей испытуемого состава. Составы проявляют эффект последействия, о чем свидетельствует показатель d₃, характеризующий размер поверхности металла, не смачиваемого водой, после удаления испытуемого состава. Защитные противокоррозионные свойства соответствуют требованиям, предъявляемым к защитным материалам данного назначения. В отличие от прототипа имеет низкое удельное объемное сопротивление, что делает его пригодным для нанесения в электростатическом поле.

Использование: при долговременной защите от коррозии наружных и внутренних поверхностей изделий машиностроения, проката, полуфабрикатов и запасных частей из черных металлов и их сплавов, хранящихся под навесом или в упаковке. Сущность: присадка содержит, мас.%: соли неполных эфиров алкенилянтарной кислоты и алифатического амина фракции С₁₀-С₂₀ 15-35; нефтяной сульфонат кальция - 9-24; высшие α-олефины фракции С₁₂-С₃₀ остальное. Консервационное смазочное масло содержит 5-20 мас.% присадки вышеуказанного состава, антиокислительную присадку и базовое масло. Технический результат - повышение защитных и водовытесняющих свойств. Низкое удельное объемное сопротивление (не выше 10⁶ Ом•см) позволяет наносить масло в электрическом поле. 2 с.п. ф-лы, 3 табл.

1. Защитная присадка к консервационным смазочным маслам, включающая производные алкенилянтарной кислоты и нефтяной сульфонат кальция, отличающаяся тем, что в качестве производных алкенилянтарной кислоты используют соли неполных эфиров алкенилянтарной кислоты и алифатического амина С₁₀-С₂₀, полученные в среде высших α-олефинов С₁₂-С₃₀, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Соли неполных эфиров алкенилянтарной кислоты и алифатического амина С₁₀-С₂₀ - 15-35
Нефтяной сульфонат кальция - 9-24
Высшие α-олефины С₁₂-С₃₀ - Остальное
2. Консервационное смазочное масло на основе базового масла, отличающееся тем, что содержит 5-20 мас. % присадки по п. 1 и антиокислительную присадку.