СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2005 года по МПК C10M159/08 C10M101/04 C10N30/06 

Изобретение относится к области смазок для обработки металлов, смазок для узлов трения и закалочных масел.

Смазки на основе минеральных масел в ряде случаев имеют недостаточно высокую вязкость и термостабильность, что снижает их антифрикционные и охлаждающие свойства. Эффективность этих смазок повышается за счет введения в их состав добавок на основе жирных кислот и растительных масел.

Известна смазка, в которой в минеральное масло вводят в качестве присадки 3-30 мас.% кубового остатка синтетических жирных кислот (А.с. №367130, С 10 М 1/24, 1973 г.).

Эта смазка обладает неплохими охлаждающими свойствами, но состав присадки, в которую входят только насыщенные жирные кислоты, не обеспечивает достаточно высоких смазочных свойств.

Для повышения вязкости и экранирующих свойств смазки в качестве присадки к минеральному маслу используют олеиновую кислоту, техническую фракцию синтетических жирных кислот C₁₀-C₁₆ или C₁₇-C₂₀ с добавкой полиизобутилена молекулярного веса 70000-120000 в количестве 6-9 мас.% (А.с. №699006, С 10 М 1/18, С 10 М 1/24, 1979 г.).

Недостатком этой смазки является отсутствие в составе жировой части присадки триглицеридов (растительных масел), что при высокой вязкости снижает антифрикционные свойства композиций на основе минеральных масел.

Для повышения смазочных свойств в композицию на основе минеральных масел вводят другие улучшающие добавки.

Так, в смазки на основе нефтяного масла вводят олеиновую кислоту и олеат холестерина (А.с. №601304, С 10 М 1/24, 1978 г.).

Недостатком этой смазки является отсутствие в составе насыщенных жирных кислот, что снижает экранирующие свойства композиции, а также использование дефицитной присадки.

Смазочные свойства жировых компонентов масляных смазок улучшают путем гидрогенизации и термического уплотнения жировой основы.

Наиболее близкой к предлагаемой смазочной композиции является смазка для обработки металлов давлением на основе минерального масла, которое дополнительно содержит гидрогеизированное или термоуплотненное растительное масло и отход производства глюкозы из крахмала (гидрол) при следующем содержании компонентов, мас.%:

Гидрогенизированное или термоуплотненное масло 5-50

Отход производства целлюлозы из крахмала (гидрол) 0,2-1,0

Минеральное масло до 100

(А.с. №608828, С 10 М 5/12, С 10 М 5/20, 1978 г.).

Эта смазка принята за прототип.

Недостатком смазки (прототипа) является отсутствие в ее составе свободных жирных кислот, что снижает экранирующие свойства композиции и в недостаточной степени компенсируется введением 1% не очень термостабильной присадки.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение сырьевой базы жировых присадок, упрощение композиции, повышение антифрикционных свойств смазки и стабилизация вязкости смазки при повышенных температурах.

Техническое решение задачи достигается тем, что в состав смазочной композиции на основе минерального масла и присадки вводят высококислотный жировой концентрат, получаемый при безреактивной флотации сточных вод мясокомбинатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высококислотный жировой концентрат 30-50

Минеральное масло 70-50

Высококислотный жировой концентрат получают при очистке сточных вод мясокомбинатов с выделением жиромассы и превращением ее в товарный продукт (жировой концентрат) путем термической обработки.

Отделение жиромассы проводят путем напорной флотации без применения реагентов, а термообработку полученной жиромассы проводят в две стадии под вакуумом.

На первой стадии термообработку осуществляют при температуре 70-90°С до полного обезвоживания продукта; на второй стадии осуществляют нагрев обезвоженной жиромассы при температуре 130-150°С, совмещая процесс термообработки с дезодорацией получаемого концентрата (Патент РФ №2184085, С 02 F 1/24, 2002 г.).

Получаемый жировой концентрат не содержит посторонних примесей, обусловленных применением коагулянтов, флокулянтов и отработанных гальванических электролитов.

Приводим ниже показатели состава и качества жирового концентрата:

консистенция при 20°С - от твердой до мазеобразной;

цвет - темно-коричневый

массовая доля влаги, % - не более 2

кислотное число, мг КОН/г - 140-170

число омыления, мг КОН/г - 180-190

массовая доля неомыляемых веществ, % - 1,5-3,0

массовая доля веществ, не растворимых в эфире, % - 8-18

титр, °С - 35-40

Таким образом, высококислотный жировой концентрат содержит 65-75 мас.% свободных жирных кислот, 5-20 мас.% нейтрального жира (триглицеридов) и до 20% продуктов полимеризации.

Такой состав концентрата обеспечивает высокие смазочные свойства композиции на основе минерального масла, в которую он вводится.

Приводим жирнокислотный состав жирового концентрата, мас.%:

С₁₆ ⁰(пальмитиновая кислота) - 20-35

С₁₈ ⁰(стеариновая кислота) - 10-20

С₁₈ ¹⁼(олеиновая кислота) - 40-50

С₁₈ ²⁼(линолевая кислота) - 5,5-7,0

С₁₈ ³⁼(линоленоовая кислота) - 1,0-3,0

Другие кислоты - 0,5-1,2

Таким образом, жировой концентрат может содержать до 55 мас.% насыщенных жирных кислот и до 60% ненасыщенных кислот.

Такое соотношение способствует проявлению высоких смазочных свойств при введении в композицию на основе минерального масла.

Составы предлагаемой смазочной композиции в примерах 2-6, а также смазки, принятой за прототип (пример 1), приведены в таблице 1.

При этом примеры 2, 3, 4 подтверждают возможность реализации предлагаемого изобретения, что отражено в формуле изобретения.

В примерах 5, 6 приведены запредельные значения содержания компонентов в смазочной композиции, при которых снижается эффективность смазки.

Эти примеры ограничивают область действия формулы изобретения и претензии авторов.

Как видно из таблицы 1, увеличение в композиции жирового концентрата выше 50 мас.% (пример 5) приводит к потере смазкой текучести. Смазка приобретает мазеобразную консистенцию, что затрудняет ее применение в жидких масляных смазках.

Снижение содержания в композиции жирового концентрата ниже 30 мас.% приводит к нарушению стабильности смазки, выпадению осадка (пример 6).

Таблица 1КомпонентСодержание в смазке, мас.%1 (прототип)23456Термоуплотненное хлопковое масло30-----Гидрол1-----Жировой концентрат-3040505525Минеральное масло697060504575Стабильность при 20°ССтабильнаСтабильнаСтабильнаСтабильнаСтабильнаНаличие осадкаКонсистенция при 20°СЖидкотекучаяЖидкотекучаяЖидкотекучаяЖидкотекучаяМазеобразнаяЖидкотекучая

При проведении анализа уровня техники заявителем не обнаружен аналог, идентичный всем существенным признаком заявляемого изобретения, а сравнительный анализ смазки, принятой за прототип, и заявляемой смазочной композиции позволили выявить совокупность существенных отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.

Исследования антифрикционных свойств смазочной композиции проводили на 4-х шариковой машине трения MALT-1 при нагрузке Р=11 кг по ГОСТ 9490-75 “Материалы смазочные. Жидкие и пластичные”, при температуре 20°C.

При этом за основную характеристику принималось максимальное значение коэффициента трения для каждого варианта смазки (fmax).

Кинематическую вязкость смазок определяли вискозиметром типа ВЗ-246, по скорости истечения через калиброванное отверстие диаметром 6 мм.

Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, добавка высококислотного жирового концентрата повышает вязкость композиции по сравнению с прототипом при 20°С и уменьшает зависимость вязкости от температуры при 50 и 100°С (примеры 2-4).

Таблица 2Смазка, №№ п/пКинематическая вязкость (сСт) при температуре, °СКоэффициент трения (fmax) при 20°С205010011400450800,19214506001200,16315006501300,15416007001800,135*-800200-61300400750,19* fmax не определялся, так как мазеобразная консистенция ограничивает область применения смазочной композиции.

Увеличение содержания в композиции высококислотного жирового концентрата выше 50 мас.% приводит к потере текучести композиции при 20°С, в связи с чем вязкость и fmax при этой температуре не определялись (пример 5).

Снижение содержания в композиции жирового концентрата ниже 30 мас.% приводит к снижению вязкости по сравнению с прототипом при всех температурах.

Добавка высококислотного жирового концентрата в композицию в количестве 30-50 мас.% позволяет снизить коэффициент трения (fmax) по сравнению с прототипом от 0,19 до 0,16-0,13 (примеры 2-4).

Снижение содержания концентрата в композиции ниже 30 мас.% повышает коэффициент трения до уровня прототипа (0,19) (пример 6).

Таким образом, заявляемая смазочная композиция позволяет:

- расширить сырьевую базу жировых присадок;

- упростить состав смазочной композиции;

- улучшить антифрикционные свойства смазки.

Использование: в области смазок для обработки металлов, смазки узлов трения и закалочных масел. Сущность: композиция содержит, мас.%: высококислотный жировой концентрат, получаемый при безреактивной флотации сточных вод мясокомбинатов 30-50, минеральное масло 50-70. Технический результат - улучшение антифрикционных свойств смазок и расширение сырьевой базы жировых присадок. 2 табл.

Смазочная композиция на основе минерального масла и присадки, отличающаяся тем, что в качестве присадки используют высококислотный жировой концентрат, получаемый при безреактивной флотации сточных вод мясокомбинатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высококислотный жировой концентрат 30-50

Минеральное масло 70-50