ЗАЩИТНЫЙ СМАЗОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2005 года по МПК C10M141/08 C10M141/08 C10M135/10 C10M129/40 C10M159/06 C10M129/16 C10M113/06 C10N30/12 C10N50/02 

Изобретение относится к защитным смазочным материалам, представляющим собой пленкообразующие ингибированные нефтяные составы, предназначенные для защиты от коррозии труднодоступных поверхностей металлоизделий и преимущественно применяемых для консервации скрытых полостей кузовов в технологическом процессе производства автомобилей.

Основным способом переработки защитных смазочных материалов для нанесения в скрытые полости кузовов автомобилей является безвоздушное или воздушное распыление. Требуемые технологические параметры переработки, позволяющие реализовать оптимальные условия распыления, а в дальнейшем и образование качественной защитной пленки, определяются тиксотропными свойствами исходного защитного материала, его способностью к снижению вязкости при приложении механических воздействий и быстрому восстановлению исходных реологических показателей после снятия нагрузки. Вероятность образования наплывов и подтеков свеженанесенного защитного материала уменьшаются, чем быстрее восстанавливается первоначальная структура дисперсии.

Известен защитный смазочный материал НГМ-МЛ, содержащий, мас.%: сульфонат щелочно-земельных металлов - 11-14, твердые нефтяные углеводороды - 8-10, воск буроугольный - 1,2-1,8, стеарат лития - 6-7 и органический растворитель - до 100 (см. защитный смазочный материал НГМ-МЛ по ТУ 38.101767-84).

Недостатком данного материала являются низкие защитные свойства - менее 300 часов при воздействии соляного тумана, а также неудовлетворительные реологические характеристики, в частности температура каплепадения активного вещества лежит в пределах 120°С, что влияет на образование защитной пленки.

Известен защитный антикоррозионный материал, содержащий, мас.%: 50-80 сульфоната щелочно-земельного металла, лучше кальция, диспергированного в инертном масле при соотношении 1:4,5-25, предпочтительно тунгового; 0,03-1 сиккатива карбоксилата меди; 0,1-2,2 сиккатива карбоксилата цинка; 10-90 органического растворителя; 2-12 петролатума; дополнительно может входить до 5,0 полиизобутилена (см. описание изобретения к патенту США №4675215, МПК С 10 М 167/00).

Недостатком данного материала является то, что он плохо растекается по металлической поверхности и с трудом проникает в микрозазоры и трещины. Кроме того, применение его в технологическом процессе производства автомобилей затруднительно, в силу слабых тиксотропных свойств.

Известен защитный смазочный материал, содержащий, мас.%: сульфонат щелочно-земельных металлов - 2,5-5,0, стеарат лития - 2,8-4,8, твердые нефтяные углеводороды - 26,8-33,0, соль диизооктилфосфорной кислоты и алифатических аминов фракции С₁₇-С₂₀ - 2,5-5,0, алифатические амины фракции С₁₇-С₂₀ - 0,3-0,6, пластификатор - 3,0-10,0, полиэтиленовый воск - 0,8-3,6, органический растворитель - остальное (см. описание изобретения к патенту РФ №2101331, МПК С 10 М 161/00).

Данный материал имеет неудовлетворительные защитные свойства, в частности его степень восстановления тиксотропной структуры и температура сползания пленки находятся на низком уровне. Вследствие этого в процессе переработки свеженанесенное покрытие на вертикальных участках образует наплывы и подтеки. Кроме того, в технологическом процессе производства легковых автомобилей недопустимо каплепадение нанесенного материала с обработанных кузовов.

Известен защитный смазочный материал, содержащий, мас.%: сульфонат щелочно-земельных металлов - 2,0-6,0, стеарат лития - 4,0-6,5, твердые нефтяные углеводороды - 20,0-30,0, полиэтилен - 0,4-2,0, диалкилфосфорную кислоту - 0,2-0,9, амид цероксона - 2,0-3,2, органический растворитель - остальное до 100 (см. описание изобретения к патенту РФ №2129144, МПК С 10 М 167/00).

Недостатком данного материала является то, что он имеет неудовлетворительные защитные свойства. Его степень восстановления тиксотропной структуры находится на низком уровне. Структурообразователем в данном материале служит стеарат лития. Однако он не обеспечивает требуемые тиксотропные свойства материала, что приводит к наплывам и подтекам, особенно на вертикальных поверхностях, что в конечном итоге ухудшает качество защитной пленки.

Известен защитный смазочный материал, содержащий, мас.%: сульфонат щелочно-земельных металлов - 2,0-6,0, комплексную кальцевую соль окисленного церезина - 8-14, твердые нефтяные углеводороды - 18-25, окисленный атактический полипропилен - 0,5-2,0, продукт реакции аминоспирта с жирными карбоновыми кислотами фракции С₁₄-С₂₂ - 2-4, органический растворитель - остальное до 100 (см. описание изобретения РФ №2224009, МПК С 10 М 167/00).

Недостатком известного материала является то, что в нем в качестве структурообразователя используется мыльный загуститель, который не обеспечивает требуемые в процессе обработки кузовов автомобилей тиксотропные свойства материала.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является известный защитный смазочный материал, содержащий, мас.%: сульфонат щелочно-земельных металлов - 4-12, твердые нефтяные углеводороды - 22-35, нефтяные масла средней вязкости - 2-6, полиизобутилен - 2,5-3,5, органобентонит - 2-6, оксиэтилированный спирт - 0,4-1,5, пластификатор - 0,5-1,5, органический растворитель - остальное до 100 (см. описание изобретения к патенту РФ №2149891, МПК С 10 М 167/00, публикация 27.05.2000 г.).

Недостатком прототипа является то, что при удовлетворительных защитных свойствах материал имеет технически низкий уровень контроля качества обработки скрытых сечений и труднодоступных мест кузовов автомобилей, особенно в непрерывных (конвейерных) технологических процессах.

Задачей заявляемого изобретения является повышение защитных свойств материала и улучшение контроля качества обработки скрытых сечений и труднодоступных мест кузовов автомобилей.

Сущность изобретения заключается в том, что защитный смазочный материал, содержащий органический растворитель, сульфонат щелочно-земельных металлов, твердые нефтяные углеводороды, полиизобутилен, органобентонит и оксиэтилированный спирт, дополнительно содержит белофор ОБ жидкий и стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сульфонат щелочно-земельных металлов- 4,0-12,0;твердые нефтяные углеводороды- 22,0-35,0;полиизобутилен- 2,5-3,5;органобентонит- 2,0-6,0;оксиэтилированный спирт- 0,4-1,5;белофор ОБ жидкий- 0,5-1,0;стеариновая кислота- 0,5-1,0;органический растворитель- до 100.

Способ получения предлагаемого защитного смазочного материала состоит из двух стадий.

На первой стадии готовят дисперсию органобентонита в уайт-спирите. В реактор загружают уайт-спирит и оксиэтилированный спирт, затем порционно загружают органобентонит и содержимое реактора перемешивают в течение 30 минут.

На второй стадии в смеситель в соответствии с рецептурой поочередно загружают твердые нефтяные углеводороды - петролатум, полиизобутилен. Смесь нагревают до 130°С и при постоянном перемешивании смесь выдерживают 60-120 минут до образования гомогенного расплава. Затем добавляют расчетное количество стеариновой кислоты и смесь перемешивают 5-10 минут.Содержимое реактора охлаждают до 100°С и при этой температуре порционно загружают дисперсию органобентонита. Смесь перемешивают 30 минут и затем при температуре 70-80°С загружают расчетные количества сульфоната щелочно-земельного металла и белофора ОБ жидкого. Содержимое реактора дополнительно диспергируют до образования гомогенной смеси и перед выгрузкой фильтруют через сетчатый фильтр.

При приготовлении защитного смазочного материала использовали:

- органический растворитель - уайт-спирит по ГОСТ 3134-78,

- оксиэтилированный спирт - неонол АФ-9-10 по ТУ 2483-077-05766800-98,

- органобентонит по ТУ 39-0148052-01-88 или Бентон-34 (производитель ф. "Реокс, ИНК"),

- твердые нефтяные углеводороды - петролатум по ОСТ 38.0111-76,

- полиизобутилен марки П-20 по ТУ 38.303-02-99-98,

- сульфонат щелочно-земельного металла - присадка НСК-2 по ТУ 38.401907-92 или присадка "Хайтек 609" (производитель ф. "Басф"),

- белофор ОБ жидкий - по ТУ 6-38-05800142-728-95 с изм. №1,

- стеариновая кислота по ГОСТ 9419-78.

По вышеуказанному способу были приготовлены образцы защитного смазочного материала (см таблицу 1).

У приготовленных образцов оценивали внешний вид защитной пленки при нанесении по трафарету и в динамических условиях нанесением распылением. При нанесении защитного материала методом безвоздушного распыления использовалась модельная установка, состоящая из емкости с мешалкой, куда загружают исходный материал, насоса высокого давления типа "Кинг" (ф. "Грако"). Степень сжатия 1-30, давление питания на насосе составляло 3,5 кг/см², диаметр распылительной головки 0,4 мм.

Степень восстановления тиксотропной структуры после приложения сдвигового деформирования через фиксированный промежуток времени определяли по формуле:

где n_τ - индекс течения материала после приложения сдвиговой нагрузки и "покоя" материала в течение времени τ;

n_исх - индекс течения до приложения сдвиговой нагрузки.

Чем больше значение S, тем быстрее восстанавливается первоначальная структура дисперсии. Соответственно уменьшается вероятность образования наплывов и подтеков свеженанесенного покрытия, улучшается качество защитной пленки.

Степень восстановления тиксотропных свойств определяли с помощью ротационного вискозиметра Брукфильда типа PVT с крыльчаткой №7 при скорости вращения шпинделя 5 об/мин при 25±1°С. Защитный материал непосредственно в рабочем узле вискозиметра диспергируется в течение 15 минут при скорости сдвига 91,3 с^-1. Затем в течение 30 минут материал находится в покое, после чего вновь определяют его индекс течения. Предварительно определяли индекс течения до приложения сдвиговой нагрузки.

У приготовленных образцов также измеряли содержание активного вещества, температуру каплепадения, температуру сползания пленки, определяли защитные свойства и с помощью устройства контроля типа УКАМ-1 оценивали качество обработки скрытых сечений. Прибор УКАМ-1 имеет ультрафиолетовую лампу, при облучении которой хорошо обработанные защитным смазочным материалом поверхности дают ровное сине-зеленое свечение. Свечение защитной пленки обеспечивает добавка белофора ОБ жидкого.

Свойства композиций согласно примерам представлены в таблице 2. Из данных таблицы 2 следует, что все представленные составы обеспечивают требуемый уровень защитных свойств и обладают улучшенными тиксотропным свойствами по сравнению с прототипом. Следует особо отметить, что высокие тиксотропные свойства предлагаемого защитного материала обеспечивают создание качественной защитной пленки в динамических условиях, при нанесении его распылением, что дает возможность использовать данный материал в непрерывных технологических процессах производства автомобилей с удобным в эксплуатации контролем качества обработки скрытых сечений и труднодоступных мест.

Примеры композиций защитного смазочного материала

Таблица 1№ппНаименование компонентовСодержание компонентов по примерам, мас.%123451.Сульфонат щелочноземельных металлов - Алкилбензосульфонат кальция -Хайтек 6094,06,08,010,012,02.Твердые нефтяные углеводороды - Петролатум22,026,028,032,035,03.Полиизобутилен П-202,52,53,03,53,54.Органобентонит - Бентон-342,03,04,05,06,05.Оксиэтилированный спирт - Неонол АФ-9-00,40,71,01,21,56.Белофор ОБ жидкий0,50,60,70,91,07.Стеариновая кислота0,50,60,70.91,08.Органический растворитель - уайт-спирит68,160,654,646,540,0

Таблица 2
Свойства композиций согласно примерамНаименование показателей и методов испытанийПрототипЗначение показателей для композиций по примерам123451234567Внешний вид защитной пленки: А. Нанесение по трафаретуПолутвердая, воскообразная равномерная пленкаПолутвердая, воскообразная равномерная пленкаПолутвердая, воскообразная равномерная пленкаПолутвердая, воскообразная равномерная пленкаПолутвердая, воскообразная равномерная пленкаПолутвердая, воскообразная равномерная пленкаБ. Нанесение распылениемПолутвердая, воскообразная неравномерная с наплывамиПолутвердая, воскообразная равномерная пленкаПолутвердая, воскообразная равномерная пленкаПолутвердая, воскообразная равномерная пленкаПолутвердая, воскообразная равномерная пленкаПолутвердая, воскообразная равномерная пленкаМассовая доля активного вещества, %38,832,041,546,053,059,0Температура сползания пленки материала, °С140140145147149150Температура каплепадения активного вещества, °С (по ГОСТ 6793-74)150150167169170172

Продолжение таблицы 21234567Защитные свойства,% коррозионного поражения (по ГОСТ 9.054-75)      А. Нанесение по трафарету      Метод 1. Сталь 10 через 600 час.000000Метод 2. Си через 200 час.000000Метод 3. Сталь 10 через 600 час.000000Б. Нанесение распылением50.0000Метод 1. Сталь 10 через 600 час.300000Метод 2. Си через 200 час.300000Метод 3. Сталь 10 через 600 час.      Пенетрация, мм-1 (по ГОСТ 5346-78)260260265255250245Степень восстановления тиксотропных свойств через 30 мин, %709095100100100Оценка качества обработки с помощью прибора УКАМ-1Пленка не светитсяСине-зеленое свечение соответствуетСине-зеленое свечение соответствуетСине-зеленое свечение соответствуетСине-зеленое свечение соответствуетСине-зеленое свечение соответствует

Использование: для защиты от коррозии металлических изделий, преимущественно для консервации скрытых полостей кузовов в технологическом процессе производства автомобилей. Материал содержит, мас%: сульфонат щелочно-земельных металлов - 4-12, твердые нефтяные углеводороды - 22-35, полиизобутилен - 2,5-3,5, органобентонит - 2-6, оксиэтилированный спирт - 0,4-1,5, белофор ОБ жидкий - 0,5-1,0, стеариновую кислоту - 0,5-1,0, органический растворитель - до 100. Технический результат - повышение уровня защитных свойств и улучшение контроля качества обработки скрытых сечений применительно к технологическим процессам производства автомобилей. 2 табл.

Защитный смазочный материал, содержащий органический растворитель, сульфонат щелочноземельных металлов, твердые нефтяные углеводороды, полиизобутилен, органобентонит и оксиэтилированный спирт, отличающийся тем, что он дополнительно содержит белофор ОБ жидкий и стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Сульфонат щелочноземельных металлов4-12Твердые нефтяные углеводороды22-35Полиизобутилен2,5-3,5Органобентонит2-6Оксиэтилированный спирт0,4-1,5Белофор ОБ жидкий0,5-1,0Стеариновая кислота0,5-1,0Органический растворительДо 100