КОМПОЗИЦИЯ КОНСИСТЕНТНОЙ СМАЗКИ Российский патент 2019 года по МПК C10M169/04 C10M113/00 C10M117/02 C10M107/02 C10M107/10 C10N30/06 C10N40/02 

Область техники

Изобретение относится к композиции консистентной смазки и к применению этой композиции консистентной смазки в подшипнике с уплотнением.

Уровень техники

Подшипники с уплотнением применяют во многих различных типах механического оборудования. Уплотнения предотвращают проникновение грязи и воды, которые могут повредить подшипник и нарушить функционирование механического оборудования. Типичные уплотнительные материалы включают акрилонитрилбутадиеновый каучук (NBR) и фторэластомеры (FKM). Смазка предусмотрена в месте контакта уплотнения, чтобы продлить срок службы уплотнения. На границе раздела уплотнение-металл может быть значительное трение, что может привести к выделению тепла и снижению эффективности. Авторы настоящего изобретения стремились создать композиции консистентной смазки, которые могут работать с уменьшением трения на границе раздела уплотнение-металл, и тем самым повысить эффективность уплотненных подшипников.

Сущность изобретения

Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что сочетание полиальфаолефинового базового масла низкой вязкости с загустителем на основе кальция может обеспечивать смазку, создающую особенно низкое трение на границе раздела уплотнение-металл. Соответственно, настоящее изобретение предусматривает композицию консистентной смазки, содержащую от 40 до 90% мас. компонента в виде первого базового масла, которое представляет собой полиальфаолефин и имеет кинематическую вязкость при 100^oC от 1 до 5 мм²/с, где массовый процент основан на массе композиции консистентной смазки, а также содержащую загуститель, который представляет собой кальциевую соль C₁₃-C₂₁ жирной кислоты.

В другом аспекте настоящее изобретение предусматривает применение смазочной композиции на границе раздела уплотнение-металл в уплотненном подшипнике, при этом композиция консистентной смазки содержит базовое масло и загуститель, причем базовое масло содержит от 40 до 90% мас. первого базового масла, которое представляет собой полиальфаолефин и имеет кинематическую вязкость при 100^oC от 1 до 5 мм²/с, где массовый процент основан на массе композиции консистентной смазки, а также содержит загуститель, который представляет собой кальциевую соль C₁₃-C₂₁ жирной кислоты.

Подробное описание изобретения

Композиция консистентной смазки содержит от 40 до 90% мас. компонента в виде первого базового масла, которое представляет собой полиальфаолефин и имеет кинематическую вязкость при 100^oC от 1 до 5 мм²/с. Композиция консистентной смазки может содержать дополнительные базовые масла, но предпочтительно, чтобы компонент в виде первого базового масла составлял по меньшей мере 50% мас., и предпочтительно, чтобы составлял по меньшей мере 80% мас. от общего базового масла (в расчете на общую массу базового масла в смазочной композиции).

Загуститель в композиции консистентной смазки представляет собой кальциевую соль C₁₃-C₂₁ жирной кислоты, и предпочтительно представляет собой кальциевую соль жирной кислоты гидрогенизованного касторового масла. Количество загустителя предпочтительно составляет от 2 до 18% мас., в расчете на массу композиции консистентной смазки, более предпочтительно от 2 до 14% мас.

Композиция консистентной смазки согласно этому изобретению может также содержать антиоксиданты, ингибиторы коррозии, маслянистые средства, противозадирные присадки, противоизносные средства, твердые смазывающие вещества, дезактиваторы металла, полимеры, очищающие вещества и другие добавки.

Антиоксиданты включают, например, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, 2,6-ди-трет-бутилпаракрезол, P, P’-диоктилдифениламин, N-фенил-α-нафтиламин и фенотиазины.

Ингибиторы коррозии включают оксид парафина, соли металлов карбоновой кислоты, соли металлов сульфоновой кислоты, сложные эфиры карбоновых кислот, сложные эфиры сульфоновой кислоты, эфиры янтарной кислоты, сложные эфиры сорбитана и различные соли аминов.

Маслянистые средства, противозадирные присадки и противоизносные средства включают, например, диалкилдитиофосфаты сульфированного цинка, диарилдитиофосфаты сульфированного цинка, диалкилдитиокарбаматы сульфированного цинка, диарилдитиокарбаматы сульфированного цинка, диалкилдитиофосфаты сульфированного молибдена, диарилдитиофосфаты сульфированного молибдена, диалкилдитиокарбаматы сульфированного молибдена, диарилдикарбонаты сульфированного молибдена, органические комплексы молибдена, сульфированные олефины, трифенилфосфаты, трифенилфосфоротионаты, трикрезилфосфаты, другие сложные эфиры фосфатов и сульфированные жиры и масла.

Твердые смазывающие вещества включают, например, дисульфид молибдена, графит, нитрид бора, цианурат меламина, PTFE (политетрафторэтилен), дисульфид вольфрама, слюду, фторированный графит и прочее.

Дезактиваторы металла включают, например, N,N’-дисалицилиден-1,2-диаминопропан, бензотриазол, бензоимидазол, бензотиазол и тиадиазол.

Указанные смазочные композиции могут быть изготовлены с использованием стандартных технологических маршрутов производства смазки.

Композиции консистентной смазки согласно настоящему изобретению подходят для применения на границе раздела уплотнение-металл в уплотненном подшипнике. Указанное уплотнение соответствующим образом выполнено из материала, такого как акрилонитрилбутадиеновый каучук (NBR), гидрированный акрилонитрилбутадиеновый каучук (HNBR) или фторэластомер (FKM). Подшипник будет содержать смазывающее вещество, и композиция консистентной смазки согласно изобретению должна быть нанесена так, чтобы смазочная композиция не была засорена этим смазывающим веществом.

Примеры

Настоящее изобретение далее объясняется в подробностях ниже с помощью примеров и сравнительных примеров, но изобретение никоим образом не ограничивается этими примерами.

Смазки были подготовлены путем добавления базового масла и жирной кислоты в реактор, нагреваемый до 85-90^oC (со скоростью 3^oC/мин), и перемешивания с частотой 100 об./мин. Гидроксид кальция добавляли в виде порошка и затем добавляли воду. Реактор закрывали и нагревали до 135^oC (со скоростью 2^oC/мин). Содержимое перемешивали с частотой 100 об./мин и предел температуры стенок реактора был задан равным 140^oC. Реактор вентилировали на протяжении около 40 минут после достижения 135^oC. Дополнительное базовое масло нагревали до 80^oC и затем добавляли посредством насоса в реактор. Содержимое перемешивали с частотой 150 об./мин на протяжении 5 минут и температуру продукта поддерживали от 130 до 135^oC. Трубу подачи азота присоединяли к реактору, и содержимое подвергали воздействию потока азота в течение 15 минут, тем самым дегидратируя образец. Содержимое охлаждали до 100^oC (со скоростью 2^oC/мин) с перемешиванием с частотой 100 об./мин. Подмешивали добавки, используя дополнительное базовое масло для разбавления, при температуре 80^oC или ниже. После подмешивания добавки содержимое перемешивали в течение 1 минуты с частотой 100 об./мин. Содержимое затем охлаждали до 50-60^oC (регулировали заданием температуры стенки: 20^oC со скоростью 5^oC/мин и перемешиванием с частотой 100 об./мин). Деаэрирование проводили при 70^oC, используя вакуум -150 мбар в течение10 минут и перемешивая с частотой 50 об./мин. Продукт гомогенизировали при 1 x 300 бар.

Все составы приведены в таблице 1 ниже, при этом количества представлены в виде % мас. в расчете на общую массу композиции:

Таблица 1

Пример 1 Сравнительный пример 1 Сравнительный пример 2 Базовое масло PAO 2.0 78,46 - - XHVI 3.0 - 78,46 - XHVI 4.0 - - 78,46 Загуститель CaOH 1,64 1,64 1,64 HCOFA 12,50 12,50 12,50 Комплекс добавок 7,40 7,40 7,40

PAO 2.0 представлял собой полиальфаолефин и имел вязкость при 100^oC, равную 2.0 сСт. XHVI 3.0 и XHVI 4.0 представляли собой базовые масла, изготовленные посредством процесса Фишера-Тропша, и получены от компании Shell. XHVI 3.0 имело вязкость при 100^oC, равную 3.0 сСт и XHVI 4.0 имело вязкость при 100^oC, равную 4.0 сСт. HCOFA представляло собой жирную кислоту гидрогенизованного касторового масла. Комплекс добавок был одинаковым в каждом из примера и сравнительных примеров.

Смазки применяли к NBR-уплотнениям. Уплотненный подшипник работал 24 часа и затем измеряли трение.

Результаты представлены в таблице 2:

Таблица 2

Уровень трения (Нсм) Пример 1 1,88 Сравнительный пример 1 3,06 Сравнительный пример 2 3,12

Композиция консистентной смазки согласно изобретению (где базовое масло представляет собой полиальфаолефин) демонстрирует значительно меньшее трение, чем композиции консистентной смазки сравнительных примеров (при этом базовые масла имеют аналогичные вязкости, но изготовлены посредством процесса Фишера-Тропша).

В настоящем изобретении описана композиция консистентной смазки, содержащая от 40 до 90 мас.% компонента в виде базового масла, которое представляет собой полиальфаолефин и имеет кинематическую вязкость при 100°C от 1 до 5 мм²/с, где массовый процент основан на массе композиции консистентной смазки, а также содержащая загуститель, который представляет собой кальциевую соль C₁₃-C₂₁ жирной кислоты, при этом количество загустителя составляет от 2 до 18 мас.% в расчете на массу композиции консистентной смазки. Эта композиция подходит для применения на границе раздела уплотнение-металл в уплотненном подшипнике. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

1. Композиция консистентной смазки, содержащая от 40 до 90 мас.% компонента в виде базового масла, которое представляет собой полиальфаолефин и имеет кинематическую вязкость при 100°C от 1 до 5 мм²/с, где массовый процент основан на массе композиции консистентной смазки, а также содержащая загуститель, который представляет собой кальциевую соль C₁₃-C₂₁ жирной кислоты, при этом количество загустителя составляет от 2 до 18 мас.% в расчете на массу композиции консистентной смазки.

2. Применение композиции консистентной смазки на границе раздела уплотнение-металл в уплотненном подшипнике, где композиция консистентной смазки содержит базовое масло и загуститель, причем базовое масло содержит от 40 до 90 мас.% компонента в виде базового масла, которое представляет собой полиальфаолефин и имеет кинематическую вязкость при 100°C от 1 до 5 мм²/с, при этом массовый процент основан на массе композиции консистентной смазки, и содержит загуститель, который представляет собой кальциевую соль C₁₃-C₂₁ жирной кислоты, при этом количество загустителя составляет от 2 до 18 мас.% в расчете на массу композиции консистентной смазки.