ПРОТИВОИЗНОСНАЯ И ПРОТИВОЗАДИРНАЯ ДОБАВКА К ЖИДКИМ СМАЗОЧНЫМ МАТЕРИАЛАМ Российский патент 2016 года по МПК C10M127/00 C10M125/02 C10M125/22 C10N30/06 

Описание патента на изобретение RU2604352C1

Изобретение относится к области химмотологии, а именно к противоизносным и противозадирным добавкам к моторным и трансмиссионным маслам, а также к рабочим жидкостям, которые применяются в гидроприводах и гидросистемах.

Смазочные материалы и рабочие жидкости содержат пакет многофункциональных присадок, основными из которых являются противоизносные и противозадирные. В качестве противоизносных присадок используют высокомолекулярные жирные кислоты, например олеиновую или линолевую кислоты и их соединения. В качестве противозадирных присадок используют соединения фосфора и серы.

Указанные присадки при работе реагируют с поверхностями трения в виде физической адсорбции, хемосорбции и химических реакций. Результатом такого взаимодействия являются разнообразные пленки и слои на поверхностях трения, которые снижают скорость износа и коэффициент трения.

Олеиновая кислота является наиболее мощным поверхностно-активным веществом, которое желательно использовать в качестве противоизносной присадки в жидких смазочных материалах, но не более чем 0,2 мас. %. Связано это с седиментацией мицелл олеиновой кислоты и снижением эффекта физической адсорбции.

Известна триботехническая добавка к смазочным материалам, пластичным смазкам и смазочно-охлаждающим жидкостям, которая содержит металло- и неметаллоорганические соединения в виде порошка олеата хрома, олеата ксенона, осерненной олеиновой кислоты, азотированной линолевой кислоты с размером частиц 0,00001-0,00002 мкм, которая смешивается с минеральным маслом (Патент RU 2404232 C2 «Триботехническая добавка», МПК C10М 141/08 от 20.11.2010 г.). Недостатком заявленной присадки является то, что она является металлосодержащей и не позволяет значительно повысить процент олеиновой кислоты в смазочных материалах.

Ближайшим аналогом является триботехническая добавка к смазочным материалам и пластичным смазкам, содержащая смесь фуллеренов С60 и С70, которые вместе с минеральными соединениями, такими как мусковит, альбит микроклин и аморфный углерод, вводят в смазочные материалы, причем смесь фуллеренов С60 и С70 составляет 0,2-5,0 масс. %. (Патент RU 2277577 С1 «Триботехническая добавка к смазочным материалам и пластичным смазкам», МПК C10M 125/02 от 10.06.2006 г.) - прототип.

Недостатком прототипа является то, что фуллерены вводят в нефтяные и синтетические масла, где они не растворяются, то есть со временем будут образовывать осадок, а также то, что фуллерены в известной добавке работают вместе с минеральными соединениями, которые являются абразивными веществами, наличие которых негативно влияет во время приработки пар трения.

В основу изобретения поставлена задача создания добавки к жидким смазочным материалам, которая повышает противоизносные и противозадирные свойства смазочных материалов, не образует осадка и является экологически безопасной, так как производится на базе экологически безопасных растительных масел.

Технический результат - повышение противоизносных и противозадирных свойств жидких смазочных материалов, увеличение ресурса машин и механизмов при эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что противоизносная и противозадирная добавка к жидким смазочным материалам содержит смесь фуллеренов С60 и С70 в количестве 0,02-1,0 мас. %, дисульфид молибдена в количестве 5,0-10,0 мас. %, растительное высокоолеиновое масло с содержанием олеиновой кислоты не менее 80 мас. %, как растворитель производных фуллеренов, - остальное, при этом количество добавки, добавляемой к жидким смазочным материалам, составляет 15 мас. %.

Использование в качестве растворителя смеси фуллеренов С60 и С70 растительных высокоолеиновых масел с содержанием олеиновой кислоты не менее 80 мас. % приводит к тому, что при использовании добавки не образуется осадок, и это связано с тем, что:

1) растительные масла олеинового типа хорошо растворяются в минеральных, полусинтетических и синтетических моторных и трансмиссионных маслах;

2) фуллерены хорошо растворяются в растительных маслах олеинового типа. При добавлении такой добавки (фуллерены + растительное масло олеинового типа) в жидкие смазочные материалы происходит равномерное распределение добавки по всему объему базового масла без образования осадка.

Кроме того, растительные масла с содержанием олеиновой кислоты не менее 80 мас. % являются мощным поверхностно-активным веществом, которое повышает физическую и химическую адсорбцию молекул базового масла к поверхностям трения, то есть являются противоизносной присадкой. Взаимодействие фуллеренов с окислительными пленками на поверхностях пар трения приводит к формированию износостойких полимерных слоев. Это повышает противоизносные свойства базовых масел.

Противозадирные свойства жидких смазочных материалов повышаются за счет введения в добавку дисульфида молибдена, который не является абразивным веществом.

Отсутствие негативного воздействия на окружающую среду заявленной добавки обусловлено тем, что ее создают на основе растительных масел.

Возможность реализации предложенного состава добавки в жидких смазочных материалах и достижение значительных технических результатов проверено лабораторными исследованиями.

Лабораторные исследования проводились на четырехшариковой машине трения по ГОСТ 9490-75 «Материалы смазочные. Метод определения трибологических характеристик на четырехшариковой машине трения».

Для испытания были выбраны шесть базовых масел: моторные масла М-10Г2К (нефтяное масло) и VatOil (синтетическое масло), гидравлические масла МГЭ-46В и ИГП-30 (нефтяные масла), трансмиссионные масла ТСп-15к (нефтяное масло) и Shell-Spirax-AX (синтетическое масло).

Смесь фуллеренов С60 и С70 в количестве 0,02 мас. % растворяли в подсолнечном высокоолеиновом масле с содержанием олеиновой кислоты 88,8 мас. %, дополнительно вводили дисульфид молибдена 10,0 мас. %. и полученное в качестве добавки в количестве 15,0 мас. % добавляли к жидким смазочным материалам. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Трибологические характеристики базовых масел и базовых масел с противоизносной и противозадирной добавкой отличаются:

- по показателю износа Di, характеризующему противоизносные свойства масел, то есть наличие поверхностно-активных веществ в маслах, который при наличии заявленной добавки улучшается на 10,0…19,0%;

- по критической нагрузке Рк, характеризующей диапазон работы противоизносных добавок, то есть противоизносные свойства, которая при наличии заявленной добавки улучшается на 26,0…27,0%;

- по нагрузке сваривания Рс, характеризующей наличие противозадирных свойств, которая, при наличии заявленной добавки улучшается на 20,0…29,9%.

Таким образом, лабораторными испытаниями подтверждено улучшение трибологических характеристик базовых моторных, гидравлических и трансмиссионных масел при добавлении в них заявленного состава противоизносной и противозадирной добавки, что приводит к значительному увеличению ресурса транспортных средств, машин и механизмов во время эксплуатации.

Заявленное соотношение ингредиентов состава противоизносной и противозадирной добавки исследованы на оптимум, который составляет 0,02…1,0% массовой единицы смеси фуллеренов С60 и С70, дисульфид молибдена 5,0-10,0 мас. %, остальное - растительное высокоолеиновое масло.

При процентном содержании минеральных веществ меньше чем оптимальное, происходит недостаточное физическое взаимодействие фуллеренов, поверхностно-активных и минеральных веществ с поверхностями трения, в результате чего трибосистемы имеют относительно низкую износостойкость.

При процентном содержании минеральных веществ больше, чем оптимальное, проявляется колебание скорости износа и силы трения, также уменьшается износостойкость трибосистем.

Оптимальный состав фуллеренов (0,02…1,0 мас. %) и оптимальное количество дисульфида молибдена (5,0-10,0 мас. %) вводится в растительное высокоолеиновое масло, где происходит растворение фуллеренов, а затем полученную противоизносную и противозадирную добавку в количестве 15 мас. % добавляют в нефтяные или синтетические жидкие смазочные материалы.

Добавление противоизносной и противозадирной добавки в нефтяные и синтетические базовые моторные и трансмиссионные масла было исследовано согласно ГОСТ 9490-75 на оптимальное количество, масс. %. Экспериментальными исследованиями было установлено, что содержание противоизносной и противозадирной добавки более 15 мас. % не приводит к дальнейшему улучшению противоизносных (Di, Рк) и противозадирных свойств (Рс) базовых моторных и трансмиссионных масел. Показатели Di, Рк, Рс являются постоянными и колеблются в пределах погрешности измерений. При уменьшении содержания противоизносной и противозадирной добавки 15 мас. %, наблюдается снижение показателей Di, Рк, Рс, а при содержании 5 мас. % показатели масел с добавкой не отличается от показателей базовых масел.

Предложенный состав противоизносной и противозадирной добавки проходит следующие стадии изготовления.

1. Подготовка сырья, контроль качества сырья, согласно сертификатам или паспортам качества.

2. Измельчение дисульфида молибдена с размером частиц не более 1 мкм. Контроль качества измельчения.

3. Перемешивание ингредиентов и растворение фуллеренов в растительном масле с помощью кавитации в ультразвуковой ванне.

Заявленное изобретение может быть изготовлено в условиях современного промышленного производства на стандартном оборудовании с применением стандартных химических компонентов.

Благодаря уникальным свойствам оно может найти широкое применение при эксплуатации транспортных средств, машин и механизмов.

Похожие патенты RU2604352C1

название год авторы номер документа
РЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ ДОБАВКА К ЖИДКИМ И ПЛАСТИЧНЫМ СМАЗОЧНЫМ МАТЕРИАЛАМ 2016
  • Черногиль Виталий Богданович
RU2619933C1
РЕМОНТНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ ПРИСАДКА К СМАЗОЧНЫМ МАТЕРИАЛАМ 2015
  • Черногиль Виталий Богданович
RU2598078C1
ЗАЩИТНАЯ СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 1993
  • Саркисянц Н.Р.
  • Шехтер Ю.Н.
  • Самгина В.В.
  • Ломинадзе Т.Д.
  • Уварова И.М.
  • Минкина Е.Н.
  • Литвиненко В.Г.
  • Дорфман В.П.
  • Филимонов В.К.
RU2042712C1
ДОБАВКА К СМАЗОЧНЫМ МАСЛАМ И ПЛАСТИЧНЫМ СМАЗКАМ 2014
  • Струнин Борис Павлович
RU2584155C2
ЗАЩИТНАЯ СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 1993
  • Саркисянц Н.Р.
  • Шехтер Ю.Н.
  • Самгина В.В.
  • Ломинадзе Т.Д.
  • Уварова И.М.
  • Минкина Е.Н.
  • Литвиненко В.Г.
  • Школьников В.М.
  • Порай-Кошиц А.Б.
  • Фошкин В.Г.
RU2044762C1
МНОГОЦЕЛЕВОЙ СМАЗОЧНО-ОЧИЩАЮЩИЙ И ОХЛАЖДАЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ СРОКА СЛУЖБЫ ТРУЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ, УЗЛОВ И МЕХАНИЗМОВ 2002
  • Афанасьев М.М.
  • Купливацкий В.П.
  • Боднарчук Б.В.
RU2217481C1
ПРОТИВОИЗНОСНАЯ, АНТИФРИКЦИОННАЯ ПРИСАДКА С МОДИФИКАТОРОМ ТРЕНИЯ, СМАЗОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИКАТОРА ТРЕНИЯ 2001
  • Аптекман Александр Григорьевич
  • Беклемышев В.И.
  • Болгов В.Ю.
  • Махонин И.И.
RU2194742C2
СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2006
  • Кузьмин Василий Николаевич
  • Погодаев Леонгард Иванович
RU2311448C1
СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 1992
  • Гулин Е.И.
  • Молдаванов В.А.
  • Маслов Н.Н.
  • Федорова А.Ф.
  • Кожевников С.А.
  • Метла Л.В.
  • Зайцев С.Н.
  • Соколов Б.Г.
  • Федоров А.А.
  • Тимофеев Ф.В.
RU2088637C1
Модификатор для смазочного материала 2021
  • Журавлев Владимир Васильевич
  • Кукушкин Валерий Алексеевич
  • Бойцов Алексей Георгиевич
  • Мамыкин Сергей Михайлович
  • Герасимов Валерий Федорович
  • Черняева Светлана Олеговна
  • Ишбаев Гниятулла Гарифуллович
  • Мыкалкин Владимир Владимирович
  • Балута Андрей Григорьевич
RU2800148C2

Реферат патента 2016 года ПРОТИВОИЗНОСНАЯ И ПРОТИВОЗАДИРНАЯ ДОБАВКА К ЖИДКИМ СМАЗОЧНЫМ МАТЕРИАЛАМ

Настоящее изобретение относится к противоизносной и противозадирной добавке к жидким смазочным материалам содержащим минеральное сырье, смесь фуллеренов С60 и С70, при этом в качестве растворителя производных фуллеренов содержит растительное высокоолеиновое масло с содержанием олеиновой кислоты не менее 80%, а в качестве минерального сырья содержит дисульфид молибдена при следующем соотношении компонентов: смесь фуллеренов C60 и C70 0,02-1,0 мас.%, дисульфид молибдена 5,0-10,0 мас.%, растительное высокоолеиновое масло с содержанием олеиновой кислоты не менее 80 мас.% - остальное, при этом количество добавки, добавляемой к жидким смазочным материалам, составляет 15 мас.%. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение противоизносных и противозадирных свойств жидких смазочных материалов, увеличение ресурса машин и механизмов при эксплуатации. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 604 352 C1

Противоизносная и противозадирная добавка к жидким смазочным материалам, содержащая минеральное сырье, смесь фуллеренов C60 и C70, отличающаяся тем, что в качестве растворителя производных фуллеренов содержит растительное высокоолеиновое масло с содержанием олеиновой кислоты не менее 80 мас.%, а в качестве минерального сырья содержит дисульфид молибдена при следующем соотношении компонентов:
смесь фуллеренов C60 и C70 0,02-1,0 мас.% дисульфид молибдена 5,0-10,0 мас.% растительное высокоолеиновое масло с содержанием олеиновой кислоты не менее 80 мас.%, - остальное,


при этом количество добавки, добавляемой к жидким смазочным материалам, составляет 15 мас.%.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2604352C1

ТРИБОТЕХНИЧЕСКАЯ ДОБАВКА К СМАЗОЧНЫМ МАСЛАМ И ПЛАСТИЧНЫМ СМАЗКАМ 2004
  • Зарьков Сергей Александрович
  • Землянский Николай Александрович
  • Гончаренко Юрий Викторович
  • Никитин Владимир Александрович
  • Петров Владимир Маркович
RU2277577C1
СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2006
  • Кузьмин Василий Николаевич
  • Погодаев Леонгард Иванович
RU2311448C1
МЕТАЛЛОПЛАКИРУЮЩАЯ ПРИСАДКА К СМАЗОЧНЫМ МАТЕРИАЛАМ 2006
  • Балабанов Виктор Иванович
  • Ищенко Сергей Анатольевич
  • Гамидов Абдурахман Гаджиевич
RU2344165C2
CN 102199474 B, 29.05.2013.

RU 2 604 352 C1

Авторы

Черногиль Виталий Богданович

Даты

2016-12-10Публикация

2015-11-06Подача