ПРИМЕНЕНИЕ ИОННЫХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ СВОЙСТВ СМАЗОЧНОЙ КОМПОЗИЦИИ Российский патент 2014 года по МПК C10M133/38 C10M135/10 C10M137/00 C10N30/08 

Изобретение относится к применению ионных жидкостей для улучшения смазочного действия синтетических, минеральных и природных масел. В особенности изобретение относится к улучшенной композиции смазочных материалов, которая защищает от термического и окислительного воздействия.

Смазочные материалы применяют в транспортной технике, в подъемно-транспортной технике, в машиностроении, в оргтехнике, в промышленных устройствах и машинах, а также в области бытовой техники и бытовой радиоэлектронной аппаратуры.

В подшипниках качения и подшипниках скольжения смазочные материалы предназначены для того, что между скользящими или скатывающимися друг на друге деталями создается промежуточная, передающая нагрузку смазочная пленка. Этим достигается то, что металлические поверхности не соприкасаются и таким образом также не возникает износ. Поэтому смазочные материалы должны удовлетворять высоким требованиям. К ним относятся экстремальные производственные условия, такие как очень высокие или очень низкие частоты вращения, высокие температуры, которые обусловлены высокими частотами вращения или посторонним нагреванием, очень низкие температуры, например, при хранении, которые действуют в холодной среде или которые возникают при применении в авиации и космонавтике. Таким же образом современные смазочные материалы должны применяться при так называемых условиях чистого производственного помещения, чтобы избежать загрязнения помещения продуктами истирания или износа смазочных материалов. Кроме того, при применении современных смазочных материалов необходимо избегать испарения и вместе с тем "лакообразования", т.е. что они после непродолжительного применения становятся твердыми и больше не проявляют смазочного действия. Также при применении к смазочным материалам предъявляются особые требования в отношении того, что поверхность качения подшипника благодаря незначительному трению не разрушается, опорные поверхности подшипника вращаются бесшумно, а также требуется продолжительный срок службы без пополнения смазкой. Также смазочные материалы должны противостоять силовым воздействиям, таким как центробежная сила, сила тяжести и колебания.

Продолжительность применения и смазывающее действие синтетических, минеральных и природных масел ограничены их термическим и окислительным расщеплением. Поэтому до сих пор использовали в качестве антиокислителей аминные и/или фенольные соединения. Однако их недостаток заключается в том, что они обладают высоким давлением пара и имеют короткий срок службы, отчего масла после относительно недолгого периода применения "покрываются лаком", т.е. они становятся твердыми и вследствие этого могут именно в подшипниках качения и подшипниках скольжения вызывать существенные повреждения в устройствах.

Цель настоящего изобретения заключается в предоставлении смазочной композиции, которая соответствует перечисленным выше требованиям, и повышается их термическая и окислительная устойчивость в отношении известных смазочных материалов.

Неожиданно эта цель была достигнута благодаря добавлению ионных жидкостей к синтетическим, минеральным и природным маслам. Приготавливают консистентную смазку, состоящую из базового масла из синтетического, минерального или природного масла, отдельно или в комбинации, к которой добавляют ионные жидкости и при необходимости обычные присадки. Оказалось, что добавление ионных жидкостей удлиняет срок службы масел и вместе с тем продолжительность применения, потому что существенно замедляется термическая и окислительная деструкция.

Синтетические масла выбраны из сложного эфира алифатической или ароматической ди-, три- или тетракарбоновой кислоты с одним или в смеси имеющихся от С₇- до С₂₂-спиртов, из простого полифенилового эфира или алкилированного простого дифенилового эфира, из сложного эфира триметилолпропана, пентаэритрита или дипентаэритрита с алифатическими от С₇ до С₂₂-карбоновыми кислотами, из сложных эфиров C₁₈-димерной кислоты с от С₇- до С₂₂-спиртами, из сложных комплексных эфиров, как индивидуальные компоненты или в любой смеси. Далее синтетическое масло может быть выбрано из поли-α-олефинов, алкилированных нафталинов, алкилированных бензолов, полигликолей, силиконовых масел, простых перфторполиэфиров

Минеральные масла могут быть выбраны из парафинового основания, нафтенового основания, ароматических гидрокрекинговых масел; GTL-жидкостей (gas to liqud - газ в жидкости). GTL означает способ газ в жидкости и описывает способ получения топлива из природного газа. Природный газ преобразуется посредством парового реформинга в синтез-газ, который затем преобразуется синтезом Фишера-Тропша в топливо при помощи катализаторов. Катализаторы и условие процесса регулируют вид топлива, следовательно, получают бензин, керосин, дизельное топливо или масла. Подобным образом можно применять способ coal-to-liquid (CTL - уголь в жидкость) и уголь как сырьевой материал, а в способе biomass-to-liquid (BTL - биомассу в жидкость) в качестве сырья - биомассу.

В качестве природных масел могут применяться триглицериды из животных/растительных источников, которые были обработаны известными способами, такими как, например, гидрогенизация. Особенно предпочтительными триглицеридными маслами являются генетически модифицированные триглицеридные масла с высокой долей олеиновой кислоты. В данном случае типичными применяемыми и генетически модифицированными растительными маслами с высоким содержанием олеиновой кислоты являются сафлоровое масло, кукурузное масло, рапсовое масло, подсолнечное масло, соевое масло, льняное масло, арахисовое масло, масло семян Lesquerella, масло лимнантеса белого и пальмовое масло.

В особенности применение природных масел на основе воспроизводимого сырья имеет значение исходя из их преимуществ относительно способности к биологическому расщеплению, уменьшения или предотвращения выбросов СО₂, так как можно отказаться от нефтяного сырья и при помощи природных масел могут быть достигнуты идентичные, если не лучшие, результаты.

Ионные жидкости представляют собой так называемые солевые расплавы, которые преимущественно при комнатной температуре являются жидкими или по определению имеют точку плавления <100°С. У них почти нет давления пара, и поэтому не проявляют свойств кавитации. Сверх того, в ионных жидкостях благодаря выбору анионов и катионов достигается то, что в композиции смазочного вещества увеличивается срок службы и смазочное действие, ингибируется описанное выше лакообразование, путем регулирования электрической проводимости становится возможными применение в устройствах, в которых возникает электрический заряд. Пригодными катионами для ионных жидкостей оказались четвертичный катион аммония, катион фосфония, катион имидазолия, катион пиридиния, катион пиразолия, катион оксазолия, катион пирролидиния, катион пиперидиния, катион тиазолия, катион гуанидиния, катион морфолиния, катион триалкилсульфония или катион триазолия, которые с анионом выбраны из группы, состоящей из [PF₆]^-, [BF₄]^-, [CF₃CO₂]^-, [CF₃SO₃]^-, а также их высшие гомологи, [C₄F₉-SO₃]^- или [C₈F₁₇-SO₃]^- и высшие перфторалкилсульфонаты, [(CF₃SO₂)₂N]^-, [(CF₃SO₂)(CF₃COO)N]^-, [R⁴-SO₃]^- [R⁴-O-SO₃]^-, [R⁴-COO]^-, Cl^-, Br^-, [NO₃]^-, [N(CN)₂]^-, [НSO₄]^-, PF_(6-x)R⁶ _x или [R⁴R⁵PO₄]^- и остатки R⁴ и R⁵ независимо дуг от друга выбраны из водорода; линейных или разветвленных, насыщенных или ненасыщенных, алифатических или алициклических алкильных групп с от 1 до 20 атомами углерода: гетероарил-, гетероарил-С₁-С₆-алкильных групп с от 3 до 8 атомами углерода в гетероарильном остатке и по меньшей мере одном гетероатоме из N, О и S, который может быть замещен по меньшей мере одной группой, выбранной из C₁-С₆-алкильных групп и/или атомов галогена; арил-арил-С₁-С₆-алкильных групп с от 5 до 12 атомами углерода в арильном остатке, которые могут быть замещены по меньшей мере одной C₁-С₆-алкильной группой, могут комбинироваться: R⁶ может быть перфторэтиловой или высшей перфторалкильной группой, х равен от 1 до 4. Разумеется, также возможны другие комбинации.

Особенно предпочтительны ионные жидкости с высокофторированными анионами, так как они, как правило, обладают высокой термической устойчивостью. Также посредством подобных анионов существенно может быть снижена способность к водопоглощению, например, в бис(трифторметилсульфонил)имиданион.

Примерами подобных ИЖ являются:

бутилметилпирролидиний-бис(трифторметилсульфонил)имид(МБПимид), метилпропилпирролидиний-бис(трифторметилсульфонил)имид(МППимид), гексилметилимидазолий-трис(перфторэтил)трифторфосфат(ГМИМПФЭТ), гексилметилимидазолий-бис(трифторметилсульфонил)имид (ГМИМимид), гексилметилпирролидиний-бис(трифторметилсульфонил)имид(ГМП), тетрабутилфосфоний-трис(перфторэтил)трифторфосфат(БуППФЭТ), октилметилимидазолий-гексафторфосфат (ОМИМ PF6), гексилпиридиний-бис(трифторметил)сульфонилимид (Гпиимид), метилтриоктиламмоний-трифторацетат (ФОАац), бутилметилпирролидиний-трис(пентафторэтил)трифторфосфат(МБППФЭТ), тригексил(тетрадецил)фосфоний-бис(трифторметилсульфонил)имид (ГПДимид).

Сверх того, смазочные композиции согласно изобретению содержат обычные присадки или смеси присадок, которые выбраны из антикоррозионного средства, защитного средства от окисления, защитное средство от износа, средства для уменьшения трения, защитного средства от влияния металлов, которые присутствуют в качестве хелатных соединений, акцепторов свободных радикалов, УФ-стабилизаторов, образователей реакционного слоя, а также неорганических или органических твердых смазочных материалов, такие как, например, полиимид, политетрафторэтилена (ПТФЭ), графит, оксиды металлов, нитрид бора, дисульфид молибдена и фосфат. В особенности используют присадки в виде фосфорсодержащих и серосодержащих соединений, например, диалкилдитиофосфат цинка, сложный эфир борной кислоты в качестве противоизносных/противозадирных присадок, соли металлов, сложные эфиры, азотсодержащие соединения, гетероциклические соединения как средство для предупреждения коррозии, сложный моно- или диэфир глицерина как защитное средство от трения, а также полиизобутилен, полиметакрилат как улучшитель вязкости.

Смазочные композиции согласно изобретению содержат от 5 до 95 мас.% базового масла или смеси базового масла, от 0,05 до 40 мас.% ионной жидкости и при необходимости 0,1 до 10 мас.% присадок.

Смазочные композиции согласно изобретению благодаря добавлению ионных жидкостей могут использоваться как цепные масла для высоких температур, так как они используются при температурах до 250°С. Кроме того, благодаря снижению электрического сопротивления масел они могут использоваться в областях, в которых посредством переменного тока всегда через электрические пробои, как в подшипниках железнодорожных колес, подшипниках качения с протеканием тока, в автомобильной сфере или в электродвигателях это приводит к убыткам.

Благодаря растворимости в органических системах или растворителях, или на основании экстремально низкого давления пара, ионные жидкости в качестве термических и окислительных стабилизаторов имеют превосходство по сравнению с антиоксидантами на фенольной или аминной основе или перфторированными кислотами. Также в значительной части в смазочных веществах с ионными жидкостями не образуются кристаллы, которые потом, например, в торцевых уплотнениях, приводят к проявлениям шума и засорениям и тем самым могут повредить эти детали.

Термическая и окислительная устойчивость смазочных композиций согласно изобретению проявляется в замедлении испарения и повышении вязкости, вследствие чего замедляется лакообразование системы при высоких температурах и смазочные материалы могут использоваться более продолжительно время.

Преимущества смазочных композиций согласно изобретению показаны при помощи нижеследующих примеров.

Примеры

Данные % приведены в весовых процентах, если только не указано другое.

1. Снижение электрического сопротивления путем добавления ионных жидкостей

Измеряли различные базовые масла отдельно и в комбинации с различными ионными жидкостями в различных концентрациях. Применяемый полипропиленгликоль представляет собой бутанол инициированного полипропиленгликоля. Синтетический сложный эфир представляет собой дипентаэрититовый сложный эфир с короткоцепочечными жирными кислотами, который имеется в продаже под наименованием Hatco 2926.

Измерения специфического электрического сопротивления осуществляли с помощью пластинчатых электродов с площадью в 2,5 см² и расстоянием в 1,1 см, с 10 В измеряемого напряжения (постоянный ток). В каждом случае проводили три измерения и среднее значение измерений приведено в таблице 1.

Полученные результаты измерения показывают, что благодаря добавлению ионных жидкостей специфическое электрическое сопротивление композиции смазочного масла снижается.

2. Влияние ионных жидкостей на коэффициент трения и изнашивание на примере одного полипропиленгликоля

Применяли н-бутанол-инициированный полиалкиленгликоль, который имеется в продаже под наименованием Synalox 55-150 В. Проводили колебательный тест на износ от трения (SRV), следуя DIN 51834, экспериментальное условие шар/шайба, 200 N нагрузка, 50°С, 1 мм девиация 50 Гц, 120 мин. Результаты приведены в таблице 2.

Эти результаты показывают положительное влияние ионных жидкостей на коэффициент трения и износ смазочной композиции.

3. Влияние ионных жидкостей на вязкость и потерю при испарении смазочных композиций

Во-первых, эти исследование проводили при 150°С с 1 г навеской смазочной композиции. Для этого отвешивали пробы в алюминиевую чашу и отжигали в сушильной печи с циркуляцией воздуха, в данном случае в течение 96 и 120 ч. После времени испытания охлажденные чаши развешивали и определяли весовую потерю в пересчете на исходный вес. Как у свежих масел, так и у отработанных масел определяли кажущуюся динамическую вязкость при помощи реометра с шаром/пластиной при 300 1/с, 25°С, через 60 с времени измерения.

Во-вторых, проводили термогравиметрический анализ (TGA) устройством фирмы Seiko, TG/DTA 6200 с 10 мг+/- 0,2 мг навеской в открытом алюминиевом тигле, промывной газ - воздух, перепад температуры 1 к/мин от 100 до 260°С.

Для этих анализов применяли в качестве синтетического сложного эфира сложный эфир дипентаэритит с короткоцепочечными жирными кислотами, который имеется в продаже под наименованием Hatco 2926. Данные % указаны в весовых процентах. Результаты указаны в таблице 3.

Таблица 3 Образец 100% 99,5% 98,0% 89,6%   СИНТ. СИНТ. СИНТ. СИНТ. Кажущаяся дин. вязкость, СЛ.ЭФИР СЛ.ЭФИР+ СЛ.ЭФИР СЛ.ЭФИР+ свежий чист. 0,5% + 10,4%   130 мПас ГДПимид 2% ГДПимид     140 мПас ГДПимид 160 мПас       140 мПас   VDV и кажущаяся 39,6% 21,3% 13,6% 8,5% динамическая 13500 1400 мПас 580 мПас 360 мПас вязкость через 96 ч. при 150°С мПас       VDV и кажущаяся 46,5% 25,3% 15,7% 10,6% динамическая вязкость через 120 ч. при 150°С 70000 мПас 2400 мПас 700 мПас 460 мПас TGA VDV до 260°С согласно KL стандарту 40,0% 35,4% 32,5% 23,2%

VDV: потеря при испарении;   ГДПимид: тригексил(тетрадецил)фосфоний-бис(трифторметилсульфонил)имид  

Эти результаты показывают, что в высокотемпературных маслах благодаря добавлению ионных жидкостей без добавления других антиоксидантов в смазочной композиции может проявляться отчетливое снижение вязкости и снижение при испарении при температурной нагрузке TGA-VDV (5 г навеска при 230°С).

4. Влияние ионных жидкостей на вязкость и испарение при температурной нагрузке (1 г навески при 200°С) смазочного масла в соединении с известным антиокислителем.

Применяли аминный окислитель антиокислитель (Naugalube 438L) в концентрации 1 мас.% во всех дальнейших исследуемых пробах, в качестве базового масла - синтетический сложный эфир. Синтетический сложный эфир представляет собой дипентаэритит сложный эфир с короткоцепочечными жирными кислотами, который имеется в продаже под наименованием Hatco 2926. Применяемые ионные жидкости перечислены ниже.

Таблица 4 Действие на вязкость Ионная жидкость Масло Начальная вязкость* в мПас Вязкость в мПас через 24 ч Вязкость в мПас через 48 ч Вязкость в мПас через 72 ч - 99,0% СИНТ. СЛ.ЭФИР 173 лакиров. лакиров. лакиров. 0,1% МБПимид 98,9% СИНТ. СЛ.ЭФИР 182 лакиров. лакиров. лакиров. 0,3% МБПимид 98,7% СИНТ. СЛ.ЭФИР 192 93517 лакиров. лакиров. 0,1%ГМП 98,9% СИНТ. СЛ.ЭФИР 176 176740 лакиров. лакиров. 0,3% ГМП 98,7% СИНТ. СЛ.ЭФИР 187 63402 лакиров. лакиров.

Ионная жидкость Масло Начальная вязкость* вмПас Вязкость в мПас через 24 ч Вязкость в мПас через 48 ч Вязкость в мПас через 72 ч 0,1% ГМИМимид 98,9% СИНТ.СЛ. ЭФИР 176 лакиров. лакиров. лакиров. 0,3% ГМИМимид 98,7% СИНТ.СЛ. ЭФИР 185 30100 лакиров. лакиров. 0,1% БуППФЭТ 98,9% СИНТ.СЛ. ЭФИР 176 лакиров. лакиров. лакиров. 0,3% БуППФЭТ 98,7% СИНТ.СЛ. ЭФИР 181 70776 лакиров. лакиров. 0,1% ГПИимид 98,9% СИНТ.СЛ. ЭФИР 185 25208 лакиров. лакиров. 0,3% ГПИимид 98,7% СИНТ.СЛ. ЭФИР 176 4314 24367 лакиров. 0,1% МоАац 98,9% СИНТ. СЛ. ЭФИР 176 лакиров. лакиров. лакиров. 0,3% МоАац 98,7% СИНТ.СЛ. ЭФИР 178 лакиров. лакиров. лакиров. 0,1% МБППФЭТ 98,9% СИНТ.СЛ. ЭФИР 179 21164 лакиров. лакиров. 0,3% МБППФЭТ 98,7% СИНТ.СЛ. ЭФИР 181 14817 22392 лакиров. 0,1% ГМИМПФЭТ 98,9% СИНТ.СЛ. ЭФИР 178 79979 лакиров. лакиров. 0,3% ГМИМПФЭТ 98,7% СИНТ.СЛ. ЭФИР 179 лакиров. лакиров. лакиров. 1,0% МБПимид 98,0% СИНТ.СЛ. ЭФИР 181 14726 46721 лакиров. 0,1% ГДПимид 98,9% СИНТ.СЛ. ЭФИР 174 90883 лакиров. лакиров. 0,3% ГДПимид 98,7% СИНТ.СЛ. ЭФИР 178 55759 лакиров. лакиров.

Ионная жидкость Масло Начальная вязкость* в мПас Вязкость в мПас через 24 ч Вязкость в мПас через 48 ч Вязкость в мПас через 72 ч * кажущаяся динамическая вязкость, через 60 с время среза при 300 1/с, шар/пластина/20°С МБПимид = бутилметилпирролидиний-бис(трифторметилсульфонил)имид, ГМП = гексилметилпирролидиний-бис(трифторметилсульфонил)имид, ГМИМимид = гексилметилимидазолий-бис(трифторметилсульфонил)имид, БуППФЭТ = тетрабутилфосфоний-трис(перфторэтил)трифторфосфат, ГПИимид = гексилпиридиний-бис(трифторметил)сульфонилимид, МОАац = метилтриоктиламмоний-трифторацетат, МБППФЭТ = бутилметилпирролидиний-трис(пентафторэтил)трифторфосфат, ГМИМПФЭТ = гексилметилимидазолий-трис(перфторэтил)трифторфосфат ГПДимид = тригексил(тетрадецил)фосфоний-бис(трифторметилсульфонил)имид.

Таблица 4а
Действие на потерю при испарении Ионная жидкость Масло Потеря при испарении через 24 ч - 99,0% СИНТ. СЛ. ЭФИР 70-75% 0,3% ГМП 98,7% СИНТ. СЛ. ЭФИР 53% 0,3% ГПИимид 98,7% СИНТ. СЛ. ЭФИР 39% 0,3% ГДПимид 98,7% СИНТ. СЛ. ЭФИР 53%

Вышеуказанные результаты показывают, что благодаря добавлению ионной жидкости повышение вязкости и потери при испарении смазочных материалов снижается. Далее можно было продемонстрировать, что смазочный материал, содержащий только аминный антиокислитель, уже через 24 часа "лакируется", в то время как благодаря добавлению ионной жидкости лакообразование возникает лишь через 24-48 часов, при добавлении 0,3 мас.% ГПИимида или МБППФЭТ, а также 1,0 мас.% МБПимида начинается лакообразование смазочного материала лишь от 48 до 72 часов. Кроме того, снижается потеря при испарении смазочных материалов. Таблица 5 обобщенно показывает результаты таблицы 4.

Таблица 5 Композиция смазочного вещества Время лакообразования 99,0% СИНТ. СЛ. ЭФИР +1% аминный антиоксидант <7 ч 98,9 или 98,7% СИНТ. СЛ. ЭФИР +1% аминный антиоксидант +0,1 или 0,3% МБПимид; ГМП: ГМИМимид; БуППФЭТ; МБППФЭТ: ГИМИМПФЭТ; ГДПимидили 0,1% ГПИимид или 0,1% МБППФЭТ >24 ч и<48 ч 98,9 или 98,7% СИНТ. СЛ. ЭФИР +1% аминный антиоксидант +0,3% (ГПИимид или МБППФЭТ или 1,0% МБПимид >48 ч и<72 ч

5. Влияние ионных жидкостей на природные сложноэфирные масла в отношении испарения и вязкости при температурной нагрузке в 1 г навески при 140°С.

В качестве природного сложноэфирного масла применяли продутое сурепное масло "RQmanol 404". Аминный антиокислитель (Naugalube 438L) использовали в концентрации 1 мас.% во всех исследуемых в дальнейшем пробах. Применяемые ионные жидкости перечислены ниже.

Таблица 6 Ионная жидкость Масло Начальная вязкость * в мПас Вязкость вмПас через 24 ч Вязкость в мПас через 48 ч Вязкость в мПас через 72 ч - 99,0% нат.сложноэфирн. масло 112 20152 лакиров. лакиров. 0,1% МОАац 98,9% нат.сложноэфирн. масло 123 505 39177 лакиров. 0,3% МОАац 98,7% нат.сложноэфирн. масло 127 176 21856 лакиров. 0,1% Ecoeng 500 98,9% нат.сложноэфирн. масло 121 72249 лакиров. лакиров. 0,3% Ecoeng 500 98,7% нат.сложноэфирн. масло 117 34383 лакиров. лакиров.

Ионная жидкость Масло Начальная вязкость * в мПас Вязкость вмПас через 24 ч Вязкость вмПас через 48 ч Вязкость в мПас через 72 ч 0,1% ГДПимид 98,9% нат.сложноэфирн. масло 114 14641 лакиров. лакиров. 0,3% ГДПимид 98,7% нат.сложноэфирн. масло 118 15303 лакиров. лакиров. 1,0% МОАац 98,0% нат.сложноэфирн. масло 124 120 1613 лакиров. * кажущаяся динамическая вязкость, через 60 сек. время среза при 300 1/с, шар/пластина/20°С МОАац = метилтриоктиламмоний-трифторацетат, ГПДимид = тригексил(тетрадецил)фосфоний-бис(трифторметилсульфонил)имид, Ecoeng 500 = PEG-5-кокомоний-метилсульфат. Таблица 6а Ионная жидкость Масло Потеря при испарении через 24 ч - 99,0% нат.сложноэфирн. масло 7,0% 0,1% МОАац 98,9% нат.сложноэфирн. масло 2,6% 0,3% МОАац 98,7% нат.сложноэфирн. масло 1,8% 0,1% ГДПимид 98,9% нат.сложноэфирн. масло 2,9% 0,3% ГДПимид 98,7% нат.сложноэфирн. масло 3,0% 1,0% МОАац 98,0% нат.сложноэфирн. масло 2,0%

Вышеуказанные результаты показывают, что благодаря добавлению ионной жидкости повышение вязкости и потери при испарении природного сложноэфирного масла снижается. Далее можно было показать, что природное сложноэфирное масло, содержащее только аминный антиокислитель, уже через 24-48 часов "лакируется", в то время как благодаря добавлению ионной жидкости лакообразование начинается лишь через от 48 до 72 часов. Таблица 7 сводно показывает результаты таблицы 6.

Таблица 7 Смазочная композиция Время лакообразования 99% нат. сложноэфирн. масло+1% аминный антиоксидант >24 ч и <48 ч нат. сложноэфирн. масло+1% аминный антиоксидант+МОАац в различных концентрациях от 0,1 до 1% >48 ч и <72 ч дополнительно понижение вязкости по сравнению со стандартом!

6. Влияние ионных жидкостей на природные сложноэфирные масла относительно испарения и вязкости при температурной нагрузке в 1 г навески при 140°С.

В качестве природного сложноэфирного масла применяли подсолнечное масло. Аминный антиокислитель (Naugalube 438L) использовали в концентрации 1 мас.% во всех исследуемых в дальнейшем пробах. Применяемые ионные жидкости перечислены ниже.

Таблица 8 Ионная жидкость Масло Начальная вязкость* в мПас Вязкость в мПас через 24 ч вязкость в мПас через 48 ч Вязкость в мПас через 72 ч - 99,0% подсолнечн. масло 102 14190 лакиров. лакиров. 0,1% МОАац 98,9% подсолнечн. масло 113 142 51891 лакиров. 0,3% МОАац 98,7% подсолнечн. масло 108 173 13820 лакиров. 0,1% Ecoeng 500 98,9% подсолнечн. масло 106 4652 лакиров. лакиров. 0,1% ГДПимид 98,9% подсолнечн. масло 113 5580 лакиров. лакиров. 0,3% ГДПимид 98,7% подсолнечн. масло 114 4002 лакиров. лакиров. 1,0% МОАац 98,0% подсолнечн. масло 109 116 1999 лакиров.

* кажущаяся динамическая вязкость, через 60 с. время среза при 300 1/сек., шар/пластина/20°С   МОАац = метилтриоктиламмоний-трифторацетат,   ГПДимид = тригексил(тетрадецил)фосфоний-бис(трифторметилсульфонил)имид,   Ecoeng 500 = PEG-5-кокомоний-метилсульфат.  

Таблица 8а Ионная жидкость Масло Потеря при испарении через 24 ч - 99,0% подсолнечное масло 4,5% 0,1% МОАац 98,9% подсолнечное масло 1,9% 0,3% МОАац 98,7% подсолнечное масло 0,6% 0,1% ГДПимид 98,9% подсолнечное масло 4,4% 0,3% ГДПимид 98,7% подсолнечное масло 4,2% 1,0% МОАац 98,0% подсолнечное масло 1,4%

Вышеуказанные результаты показывают, что благодаря добавлению ионной жидкости повышение вязкости и потери при испарении природного сложноэфирного масла снижаются. Далее можно было показать, что природное сложноэфирное масло, содержащее только аминный антиокислитель, уже через 24-48 часов "лакируется", в то время как благодаря добавлению МОАац как ионной жидкости лакообразование возникает лишь через от 48 до 72 часов. Таблица 9 сводно показывает результаты таблицы 8.

Таблица 9 Образцовая композиция Время лакообразования 99% подсолнечное масло +1% аминный антиоксидант >24 ч и <48 ч Подсолнечное масло +1% аминный антиоксидант + ИЖ (Ecoeng 500; ГДПимид) >24 ч и <48 ч но понижение вязкости по сравнению со стандартом От 98,9 до 98% подсолнечное масло +1% аминный антиоксидант + МОАац в концентрациях от 0,1 до 1% >48 ч и <72 ч понижение вязкости по сравнению со стандартом

Приведенные выше примеры показывают благоприятное действие от добавления ионных жидкостей к синтетическим, минеральным и природным маслам, относительно понижения вязкости, снижение потери от испарения, а также уменьшение окислительной и термической деструкции смазочных композиций.

Настоящее изобретение относится к применению ионных жидкостей для улучшения защиты против окислительной и термической деструкции смазочной композиции, состоящей из смеси из a) от 82,5 до 95 мас.% базового масла или смеси базового масла на основе синтетических, минеральных или природных масел, которые применяют отдельно или в комбинации, b) от 0,1 до 7,5 мас.% ионной жидкости и c) от 4,9 до 10 мас.% присадки или смеси присадок. Техническим результатом настоящего изобретения является получение композиции, которая обладает повышенной термической и окислительной устойчивостью. 6 з.п. ф-лы, 6 пр., 9 табл.

1. Применение ионных жидкостей для улучшения защиты против окислительной и термической деструкции смазочной композиции, состоящей из смеси из
a) от 82,5 до 95 мас.% базового масла или смеси базового масла на основе синтетических, минеральных или природных масел, которые применяют отдельно или в комбинации,
b) от 0,1 до 7,5 мас.% ионной жидкости и
c) от 4,9 до 10 мас.% присадки или смеси присадок.

2. Применение по п.1, отличающееся тем, что базовое масло на основе синтетического масла выбрано из сложного эфира алифатической или ароматической ди-, три- или тетракарбоновой кислоты с одним или находящимися в смеси от С₇- до С₂₂-спиртами, из простого полифенилового эфира или алкилированного простого ди- или трифенилового эфира, из сложного эфира триметилолпропана, из пентаэритрита или дипентаэритрита с алифатическими от С₇- до С₂₂-карбоновыми кислотами, из сложных эфиров C₁₈-димерной кислоты с от С₇- до С₂₂-спиртами, из комплексных сложных эфиров, как отдельных компонентов или в любой смеси, или выбрано из поли-α-олефинов, алкилированных нафталинов, алкилированных бензолов, полигликолей, силиконовых масел, простых перфторполиэфиров.

3. Применение по п.1, отличающееся тем, что базовое масло на основе минерального масла выбрано из парафинового основания, нафтенового основания, ароматических гидрокрекинговых масел или жидкостей газ в жидкость (GTL), жидкостей биомассу в жидкость (BTL) или жидкостей уголь в жидкость (CTL).

4. Применение по п.1, отличающееся тем, что базовое масло на основе природного масла выбрано из генетически модифицированного триглицеридного масла с высокой долей олеиновой кислоты, генетически модифицированного растительного масла с высоким содержанием олеиновой кислоты, включая сафлоровое масло, кукурузное масло, рапсовое масло, подсолнечное масло, соевое масло, льняное масло, арахисовое масло, масло семян Lesquerella, масло лимнантеса белого и пальмовое масло.

5. Применение по п.1, отличающееся тем, что ионная жидкость содержит катион, выбранный из группы, которая включает четвертичный катион аммония, катион фосфония, катион имидазолия, катион пиридиния, катион пиразолия, катион оксазолия, катион пирролидиния, катион пиперидиния, катион триалкилсульфония, катион тиазолия, катион гуанидиния, катион морфолиния, катион триазолия, которые с анионом выбраны из группы, состоящей из [PF₆]^-, [BF₄]^-, [CF₃CO₂]^-, [CF₃SO₃]^-, а также их высшие гомологи, [C₄F₉-SO₃]^- или [C₈F₁₇-SO₃]^- и высшие перфторалкилсульфонаты, [(CF₃SO₂)₂N]^-, [(CF₃SO₂)(CF₃COO)N]^-, [R⁴-SO₃]- [R⁴-О-SO₃]^-, [R⁴-COO]^-, Cl^-, Br^-, [NO₃]^-, [N(CN)₂]^-, [HSO₄]^-, PF_(6-x)R⁶x или [R⁴R⁵PO₄]^- и остатки R⁴ и R⁵ независимо дуг от друга выбраны из водорода; линейных или разветвленных, насыщенных или ненасыщенных, алифатических или алициклических алкильных групп с от 1 до 20 атомами углерода; гетероарил-, гетероарил-С₁-С₆-алкильных групп с от 3 до 8 атомами углерода в гетероарильном остатке и по меньшей мере одном гетероатоме из N, О и S, который может быть замещен по меньшей мере одной группой, выбранной из С₁-С₆-алкильных групп и/или атомов галогена; арил-арил-С₁-С₆-алкильных групп с от 5 до 12 атомами углерода в арильном остатке, которые могут быть замещены по меньшей мере одной С₁-С₆-алкильной группой, могут комбинироваться; R⁶ может быть перфторэтиловой или высшей перфторалкильной группой, х равен от 1 до 4.

6. Применение по п.1, отличающееся тем, что ионная жидкость выбрана из группы, состоящей из
бутил-метилпирролидиний-бис(трифторметилсульфонил)имида,
метилпропилпирролидиний-бис(трифторметилсульфонил)имида,
гексилметилимидазолий-трис(перфторэтил)-трифторфосфата,
гексилметилимидазолий-бис(трифторметилсульфонил)имида,
гексилметилпирролидиний-бис(трифторметилсульфонил)имида,
тетрабутилфосфоний-трис(перфторэтил)трифторфосфата,
октилметилимидазолий-гексафторфосфата, гексилпиридиний-бис(трифторметил)сульфонилимида, метилтриоктиламмоний-трифторацетата,
бутилметилпирролидиний-трис(пентафторэтил)трифторфосфата,
тригексил(тетрадецил)фосфоний-бис(трифторметилсульфонил)имида.

7. Применение по п.1, отличающееся тем, что присадка или смесь присадок выбрана из группы, состоящей из антикоррозионного средства, защитного средства от окисления, защитного средства от износа, средства для уменьшения трения, защитного средства от влияния металлов, УФ-стабилизаторов, неорганических или органических твердых смазочных материалов, выбранных из полиимида, политетрафторэтилена (ПТФЭ), графита, оксидов металлов, нитрида бора, дисульфида молибдена и фосфата.