ЗАЩИТНАЯ СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2007 года по МПК C10M163/00 C10M125/04 C10M125/22 C10M159/06 C10M159/12 C10M133/38 C10N30/12 

Изобретение относится к составам (смазкам), предназначенным для защиты от задира и износа, а также "схватывания" сопряженных поверхностей как в условиях атмосферной коррозии, так и тепловых воздействий, например в конструкциях автомобилей, резьбовых соединениях сборно-разборных складских и магистральных трубопроводов, и может быть использовано в машиностроении, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Известна защитная смазочная композиция, предотвращающая коррозионное и термоокислительное схватывание сопряженных поверхностей, содержащая, мас.%: дисульфид молибдена 32-33, коллоидный графит 33-34, двуокись титана 1-2, алюминий 2-3, петролатум 20-21, ингибитор коррозии-2-бис-(γ-диметиламинопропил)-аминометил-4-изононилфенол 5-6 и минеральное масло до 100 (SU 1483934 А1, кл. С10М 141/06, 15.10.92).

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является защитная смазочная композиция, предотвращающая коррозионное и термоокислительное схватывание сопряженных поверхностей, содержащая, мас.%: дисульфид молибдена 72-75, диоксид титана 0,5-3,0, алюминий 3,5-4,0, петролатум 12-13, ингибитор коррозии-2-бис-(-γ-диметиламинопропил)-аминометил-4-изононилфенол или 2-бис-(γ-диметиламинопропил)-аминометил-4-изододецилфенол 3-4 и минеральное масло до 100 (RU 2100423 С1, кл. С10М 169/04, 27.12.97).

Недостатками указанных композиций являются их низкая способность предотвращать коррозионное схватывание поверхностей деталей в условиях повышенной влажности и относительно низкие противозадирные и противоизносные свойства.

Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных свойств защитной смазочной композиции при различных атмосферных воздействиях, в том числе при повышенной влажности.

Данный результат достигается тем, что защитная смазочная композиция, включающая дисульфид молибдена, алюминий, твердые углеводороды, азотсодержащий ингибитор коррозии и минеральное масло, содержит дисульфид молибдена, модифицированный фторсодержащим поверхностно-активным веществом эпиламом в их массовом соотношении 1:(2-3), в качестве твердых углеводородов содержит церезин, а в качестве азотсодержащего ингибитора коррозии - смесь продукта конденсации борной кислоты с диэтаноламином и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) соответственно и бензотриазола при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Дисульфид молибдена, модифицированный эпиламом в их массовом соотношении 1:(2-3)17-22Алюминий2-3Церезин10-12Продукт конденсации борной кислоты с диэтаноламином и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) соответственно15-18Бензотриазол1-3Минеральное маслоОстальное

Отличительной особенностью предложенного состава является то, что он содержит дисульфид молибдена, модифицированный фторсодержащим ПАВ эпиламом в их массовом соотношении 1:(2-3), а в качестве ингибитора коррозии содержит смесь продукта конденсации борной кислоты с диэтаноламином (ДЭА) и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) и бензотриазола, обладающую высокими консервационными свойствами, что в сочетании с остальными ингредиентами состава при заявленном соотношении компонентов позволяет надежно защитить сопряженные поверхности изделий из черных и цветных металлов как от термоокислительного, так и коррозионного схватывания при различных атмосферных воздействиях, в том числе в условиях повышенной влажности, а также придать композиции повышенные противоизносные и противозадирные свойства.

При других соотношениях компонентов состава, кроме заявленных, не удается достичь эффекта длительной защиты крепежных и сопрягаемых изделий от коррозии, задира и износа при повышенных температурах и влажности атмосферы.

Способ получения модифицированного дисульфида молибдена заключается в следующем.

Порошок дисульфида молибдена марки ДМ-1 (ТУ 48-19-133-85) предварительно высушивают в сушильном шкафу при температуре 100-110°С в течение 4-5 ч. Высушенный порошок MoS₂ загружают в автоклав объемом 1 дм³, производят предварительное вакуумирование при остаточном давлении 50 мм рт.ст. в течение 40-60 мин, затем заливают раствор эпилама при массовом соотношении MoS₂: эпилам=1:(2-3). Пропитку производят в течение 20-24 ч при температуре 65-76°С и давлении 0,5-0,6 МПа. Полученную сметанообразную массу модифицированного дисульфида молибдена сушат при комнатной температуре на гладкой, например стеклянной, поверхности в течение 2,5-3,5 ч до полного высыхания, после чего подвергают термообработке при температуре 100-110°С в сушильном шкафу в течение 2-3 ч.

В качестве эпиламов могут быть использованы: Автокон 0,5 (ТУ 2229-008-27991970-95), представляющий собой раствор перфторкислоты марки 6 МФК-180 в перфторметилциклогексане (ПФМЦГ) или хладоне 350; 6СФК-180-05, 6СФК-180-20, 6СФК-180-50; Полизам, Амидофен, Амидоамин и т.д.

Технология получения продукта конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом заключается в следующем:

В реактор, снабженный насадкой Дина-Старка, мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают растительное масло и ДЭА. Реакционную массу нагревают при перемешивании до 90-100°С, после чего вводят борную кислоту и поднимают температуру реакционной смеси до 180-200°С, выдерживая ее при этой температуре в течение 2,0-2,5 ч до образования однородной массы с аминным числом 60-80 мг HCI/г. Мольное соотношение борная кислота: диэтаноламин: растительное масло составляет 1:3:(0,5-0,7) соответственно.

Проведение процесса конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при других мольных соотношениях реагентов, кроме заявленных, не позволяет получить продукт, растворимый в минеральном масле.

В качестве растительного масла используют подсолнечное, льняное или соевое масло.

В качестве минерального масла - индустриальное И-20А, И-12А или веретенное масло.

Для приготовления предложенной композиции в подогретое до 60-80°С минеральное масло при заявленном соотношении компонентов при постоянном перемешивании последовательно вводят сначала смесь продукта конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) и бензотриазола, затем церезин, алюминий и модифицированный дисульфид молибдена. Полученный состав тщательно перемешивают до получения однородной смазки.

Варианты опытных составов смазочных композиций представлены в табл.1

Полученные смазки наносили на резьбовые поверхности пар М 10 (болт - гайка) из углеродистой стали без покрытия (не менее 10 шт. для каждого варианта состава), после чего крепежные пары собирали.

Для исследования защитного эффекта одну часть резьбовых пар выдерживали в течение 400 ч в термовлагокамере Г-4 при относительной влажности 95±2% и температуре 40°С, другую - подвергали термообработке при 800°С в течение 24 ч. После выдержки резьбовые пары демонтировали, определяя крутящий момент при демонтаже с помощью динамометрического ключа.

Противозадирные и противоизносные свойства полученных композиций оценивали на четырехшариковой машине трения по ГОСТ 9490-75. Противозадирные - по нагрузке сваривания (Р_с), а противоизносные - по диаметру пятна износа (Д_и). Коллоидную стойкость характеризовали количеством масла в %, выделившегося при температуре 100°С в течение 24 ч из отпрессованной смазки.

Результаты испытаний представлены в табл.2.

Использование предложенной смазочной композиции позволит обеспечить длительную защиту крепежных и сопрягаемых изделий от атмосферной коррозии, от высокотемпературного "схватывания", а также от задира и износа.

Таблица 1.Компоненты составаСодержание компонентов, мас.% по примерам12345Дисульфид молибдена, модифицированный эпиламом в их массовом соотношении 1:217,0  16,0 Дисульфид молибдена, модифицированный эпиламом в их массовом соотношении 1:2,5 19,0   Дисульфид молибдена, модифицированный эпиламом в их массовом соотношении 1:3  22,0 23,0Алюминий2,02,53,01,53,5Церезин10,011,012,09,013,0Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:0,515,0  14,0 Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:0,6 16,5   Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:0,7  18,0 19,0Бензотриазол1,02,03,00,53,5Минеральное масло55,049,042,059,038,0

Таблица 2.ПоказателиПримерыБез смазкиПрототип12345Крутящий момент при демонтаже крепежных пар после выдержки в течение 400 ч в камере
влажности Г-4, кГм (средний на 10 шт)5,56,05,87,56,824,016,0Крутящий момент при демонтаже крепежных пар после
термообработки при 800°С в течение 24 ч, кГм
(средний на 10 шт)6,05,75,96,56,1схватывание6,7Нагрузка сваривания, н55005600580048005300-4500Диаметр пятна износа, мм0,450,440,430,500,47-0,55Коллоидная стабильность, %3,53,33,03,63,9-5,0

Использование: в машиностроении, нефтехимической и других отраслях промышленности. Сущность: композиция содержит, мас.%: дисульфид молибдена, модифицированный фторсодержащим поверхностно-активным веществом эпиламом в их массовом соотношении 1:(2-3) 17-22, алюминий 2-3, церезин 10-12, продукт конденсации борной кислоты с диэтаноламином и растительным маслом при мольном соотношении 1:3: (0,5-0,7) соответственно 15-18, бензотриазол 1-3, минеральное масло остальное. Технический результат - повышение защитных свойств от задира, износа и коррозии крепежных и сопрягаемых изделий при повышенных температурах и при различных атмосферных воздействиях, в том числе в условиях повышенной влажности. 2 табл.

Защитная смазочная композиция, включающая дисульфид молибдена, алюминий, твердые углеводороды, азотсодержащий ингибитор коррозии и минеральное масло, отличающаяся тем, что она содержит дисульфид молибдена, модифицированный фторсодержащим поверхностно-активным веществом эпиламом в их массовом соотношении 1:(2-3), в качестве твердых углеводородов содержит церезин, а в качестве азотсодержащего ингибитора коррозии - смесь продукта конденсации борной кислоты с диэтаноламином и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) соответственно и бензотриазола при следующем соотношении компонентов, мас.%:

дисульфид молибдена, модифицированный эпиламом в их массовом соотношении 1:(2-3)17-22алюминий2-3церезин10-12продукт конденсации борной кислоты с диэтаноламином и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) соответственно15-18бензотриазол1-3минеральное маслоостальное