РЕДУКТОРНОЕ МАСЛО Российский патент 2014 года по МПК C10M107/00 C10M129/16 C10M133/52 C10M135/20 C10M137/14 

Предлагаемое изобретение относится к составам смазочных масел и может быть использовано для смазывания зубчатых и червячных передач промышленного оборудования, работающих при средних и высоких нагрузках.

Известно редукторное масло (Патент РФ №1593202, C10M 137/10, БИ №19, 1994 г.), содержащее, мас. %:

Аллиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты 2,0-4,0 Борированный диалкилдитиофосфат цинка 0,5-1,5 Полиметакрилат 0,1-0,3 Нефтяное масло До 100,0

Указанное масло характеризуется недостаточным уровнем противозадирных, противоизносных, защитных, противопенных, деэмульгирующих свойств.

Наиболее близким к заявленному составу является масло для смазывания зубчатых и червячных передач промышленного оборудования, работающих при средних и высоких нагрузках, в том числе при наличии ударных нагрузок, например, при смазке уникальных прессов горячей штамповки (а.с. №958476, C10M 1/18, БИ №34, 1982 г.), содержащее, мас. %:

Диалкилдитиофосфат цинка 2,0-3,0 Эфир жирной кислоты 0,1-0,2 Ди-(алкилбензилтио)-этан 3,0-5,0 Полиизобутилен с мол. мас. 70-150 тыс. 0,015-0,045 Полиметилсилоксановая жидкость 0,003-0,005 Нефтяное масло До 100,0

Недостатком этого масла являются недостаточно высокие противоизносные и низкотемпературные, неудовлетворительные деэмульгирующие свойства, поскольку зачастую масла в редукторах работают в условиях интенсивного перемешивания при значительном обводнении (в металлургическом производстве). При попадании в масло воды, при перемешивании полученной смеси может образоваться эмульсия, которая приводит к ухудшению смазочных свойств, усилению электрохимической коррозии, образованию шлама, выбросу масла из системы и, как следствие, к снижению эффективности его использования. Улучшение деэмульгирующих свойств позволит избежать этих нежелательных явлений и сократить расход масла, так как уменьшатся его потери с эмульсией.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение противоизносных, низкотемпературных и деэмульгирующих свойств масла за счет введения в нефтяное масло сбалансированной композиции присадок. Одновременно задачей является выбор противозадирного компонента, так как производство используемых в приведенных составах противозадирных присадок (аллиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты, ди-(алкилбензилтио)-этан) в настоящее время отсутствует. Критериями при выборе присадок наряду с требованиями по физико-химическим и эксплуатационным свойствам являются их доступность, экономичность и экологичность. Для этого в нефтяное масло, содержащее эфир жирной кислоты, дитиофосфатную присадку, полиметилсилоксановую жидкость, дополнительно вводят ди-трет-додецил трисульфид, полиметакрилат и азотсодержащий сополимер, а в качестве дитиофосфатной присадки используют алкилдитиофосфат цинка при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Ди-трет-додецил трисульфид 1,4-2,2 Алкилдитиофосфат цинка 0,7-0,9 Эфир жирной кислоты 0,07-0,1 Полиметакрилат 0,1-0,3 Азотсодержащий сополимер 0,03-0,04 Полиметилсилоксановая жидкость 0,003-0,005 Нефтяное масло До 100,0

При этом ди-трет-додецил трисульфид и алкилдитиофосфат цинка входят в масло в виде пакета присадок в концентрации 2,3-3,3, стабилизированного дистиллятным нефтяным маслом.

В композиции использованы следующие компоненты.

Смесь: (ди-трет-додецил трисульфида и алкилдитиофосфата цинка) по ТУ 0257-002-40065452-97 (пакет присадок Т-43), эфир жирной кислоты по ТУ 2499-079-05015207-2002 (присадка В15/41), полиметакрилат по ТУ 0257-001-48328353-00 (присадка Максойл Д), азотсодержащий сополимер по ТУ 6-14-614-76 (присадка Дипроксамин-157), полиметилсилоксановая жидкость по ОСТ 6-02-20-79 (присадка ПМС-200А).

Для экспериментальной проверки предлагаемого состава были изготовлены шесть образцов (примеры 1-6, таблица 1).

В таблице 2 приведены данные испытаний этих образцов, из которых видно, что примеры 2, 3, 4 оптимального состава имеют высокие противоизносные, низкотемпературные, деэмульгирующие, противопенные свойства.

Таблица 1 Компоненты Содержание компонентов в образцах, мас. % 1 2 3 4 5 6 (прототип) Ди-трет-додецил трисульфид 1,2 1,4 1,8 2,2 2,4 - Диалкилдитиофосфат цинка - - - - - 2,5 Алкилдитиофосфат цинка 0,5 0,7 0,8 0,9 1,2 - Ди-(алкилбензилтио)-этан - - - - - 4,0 Полиметакрилат 0,05 0,1 0,2 0,3 0,5 - Эфир жирной кислоты 0,05 0,07 0,08 0,10 0,13 0,1 Полиизобутилен с мол. мас. 70-150 тыс - - - - - 0,03 Азотсодержащий сополимер 0,02 0,03 0,03 0,04 0,05 - Полиметилсилоксановая жидкость 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,005 Нефтяное масло с пределами вязкости 135,0-165,0 мм²/с при 40°C до 100 до 100 до 100 до 100 до 100 до 100

При уменьшении концентрации ди-трет-додецил трисульфида ниже 1,4%, алкил-дитиофосфата цинка ниже 0,7%, полиметакрилата ниже 0,1%, эфира жирной кислоты ниже 0,07%, полиметилсилоксановой жидкости ниже 0,003% (пример 1) ухудшаются противозадирные, противоизносные, низкотемпературные, деэмульгирующие и противопенные свойства, увеличение их концентрации выше (2,2; 0,9; 0,3; 0,1; 0,005% соответственно) приводит к некоторому ухудшению противоизносных и деэмульгирующих свойств (пример 5).

Следует отметить, что разработанная композиция уступает прототипу по противозадирным свойствам, определяемым на ЧШМ трения по ГОСТ 9490. Известно, что с увеличением концентрации противозадирной присадки улучшаются противозадирные свойства (И_з), но зачастую это приводит к некоторому ухудшению противоизносных свойств. Поэтому в композицию введено оптимальное количество противозадирной присадки, обеспечивающее достаточный уровень противозадирных свойств и не ухудшающее противоизносные свойства масла, о чем свидетельствуют результаты стендовых испытаний масла, полученные на шестеренчатой установке FZG (нормальная работа зубчатого зацепления на 12 ступени нагружения, отсутствие повреждений зубьев в полюсе зацепления), подтверждающие возможность использования масла для смазывания зубчатых передач и редукторов.

Сравнительная характеристика свойств масла согласно изобретению (пример 3) и прототипа (пример 6) приведена в таблице 3, из данных которой следует, что предлагаемое масло превосходит масло известного состава по противоизносным, низкотемпературным, деэмульгирующим и противопенным свойствам.

Разработанное редукторное масло имеет высокие противозадирные и несущие свойства, обладает водоотделяющими свойствами и высокой стойкостью к пенообразованию при эксплуатации, благодаря чему снижаются расход энергии и средние температуры в объеме масла, защищает детали от коррозии и ржавления в присутствии влаги.

Масло изготавливается на установке компаундирования или на любой другой установке, на которой имеются емкости с обогревающим, перемешивающим и фильтрующим устройствами. В подогретое до 70-80°С нефтяное масло вводят присадки. Полученная смесь перемешивается при 70-80°С в течение 3 часов.

Таблица 2 Показатели Примеры 1 2 3 4 5 6 (прототип) Трибологические характеристики на ЧШМ трения:             - индекс задира, И_з, Н(кгс) 437(44,5) 500(51,0) 520(53,0) 530(54,0) 540(55,0) 579(59) - показатель износа, Ди, мм 0,43 0,32 0,30 0,30 0,35 0,46 Деэмульгирующие свойства:             - время расслоения, мин 60 30 30 30 50 60 - объем слоев (масло-вода-эмульсия), см³ (35-36-9) (43-37-0) (43-37-0) (43-37-0) (43-37-0) (35-5-42) Температура застывания, °С Минус 17 Минус 20 Минус 22 Минус 24 Минус 27 Минус 12 Склонность к пенообразованию, см³:             - при 24°С 85 60 40 50 40 100 - при 94°С 45 40 30 30 30 60 - при 24°С после испытания при 94°С 70 50 40 50 40 100 Стабильность пены, см³:             - при 24°С 5 0 0 0 0 10 - при 94°С 0 0 0 0 0 5 - при 24°С после испытания при 94°С 5 0 0 0 0 10

Таблица 3 Показатели Образцы масел Пример 3 Пример 6 прототип Вязкость кинематическая при 40°C, мм²/с 145,2 137,0 Индекс вязкости 93 90 Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °C 220 216 Температура застывания, °C Минус 22 Минус 12 Зольность, % мас. 0,20 0,5 Коксуемость, % мас. 0,49 0,62 Цвет на колориметре ЦНТ, ед. 4,0 5,5 Коррозионное воздействие на металлы (медная пластина, 3 ч),
балл 1 в 2 а Трибологические характеристики на ЧШМ трения:     - индекс задира, И_з, Н(кгс) 520(53,0) 579(59,0) - показатель износа (нагрузка 196Н, 1 час), Ди, мм 0,30 0,46 Деэмульгирующие свойства:     - время расслоения, мин 30 60 - объем слоев (масло-вода-эмульсия), см³ (43-37-0) (35-5-42) Защитные свойства в камере влажности, коррозионное поражение пластин, % 0 10 Стабильность против окисления в универсальном приборе:     - изменение вязкости при 100°C, % 2,6 2,7 - изменение кислотного числа, мг КОН/г 0,09 0,14 - осадок, % мас. Отсутствие Отсутствие Склонность к пенообразовании, см³:     - при 24°C 40 100 - при 94°C 30 60 - при 24°C после испытания при 94°C 40 100 Стабильность пены, см³:     - при 24°C 0 10 - при 94°C 0 5 - при 24°C после испытания при 94°C 0 10 Противозадирные свойства на шестеренчатом стенде FZG, ступень максимальной нагрузки 12 -

Настоящее изобретение относится к редукторному маслу, содержащему нефтяное масло, эфир жирной кислоты, дитиофосфатную присадку, полиметилсилоксановую жидкость, при этом масло дополнительно содержит ди-трет-додецил трисульфид, полиметакрилат и азотсодержащий сополимер, а в качестве дитиофосфатной присадки используют алкилдитиофосфат цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ди-трет-додецил трисульфид 1,4-2,2 Алкилдитиофосфат цинка 0,7-0,9 Эфир жирной кислоты 0,07-0,1 Полиметакрилат 0,1-0,3 Азотсодержащий сополимер 0,03-0,04 Полиметилсилоксановая жидкость 0,003-0,005 Нефтяное масло До 100,0

Техническим результатом настоящего изобретения является получение редукторного масла, обладающего улучшенными противоизносными, низкотемпературными и деэмульгирующими свойствами. 5 пр., 3 табл.

Редукторное масло, содержащее нефтяное масло, эфир жирной кислоты, дитиофосфатную присадку, полиметилсилоксановую жидкость, отличающееся тем, что масло дополнительно содержит ди-трет-додецил трисульфид, полиметакрилат и азотсодержащий сополимер, а в качестве дитиофосфатной присадки используют алкилдитиофосфат цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Ди-трет-додецил трисульфид 1,4-2,2 Алкилдитиофосфат цинка 0,7-0,9 Эфир жирной кислоты 0,07-0,1 Полиметакрилат 0,1-0,3 Азотсодержащий сополимер 0,03-0,04 Полиметилсилоксановая жидкость 0,003-0,005 Нефтяное масло До 100,0