Уплотнительная смазка для пробковых кранов газовой аппаратуры Советский патент 1993 года по МПК C10M161/00 C10M161/00 C10M117/04 C10M125/26 C10M129/10 C10M135/18 C10M135/10 C10M143/06 C10M145/24 C10M159/06 C10N40/34 

Изобретение относится к области получения уплотнительных пластичных смазок для пробковых кранов газовой аппаратуры, а конкретно, универсальных смазок для пробковых кранов бытовых газовых плит всех моделей, включая прецизионные регулировочные краны газовых плит нового поколения,

Целью изобретения является повышение надежности работы пробковых кранов газовой аппаратуры, в том числе и прецизионных, за счет повышения термической стабильности композиции, снижения величины крутящего момента, повышения герметичности и уплотнения.

Указанная цель достигается тем, что универсальная уплотнительная смазка содержит минеральное масло, 12-оксистеарат лития, 4-метил-2,6-дитретбутилфенол, окислительный петролатум и сульфонат кальция, а также дополнительно азросил и продукт

полимеризации винил-n-бутиленового эфира м.м. 9000-12000, полиизобутилен с молекулярной массой 1500-15000 и металлилдиэтилдитиокарбамат при следующем соотношении компонентов, мае. %: 12-Оксистеарат лития 10,2-12.5 4-Метил-2,6-дитретбу- тилфенол1,0-1,5 Окисленный петролатум 0,2-0,25 Сульфонат кальция 0,2-0,25 Аэросил 2,0-2,5 Продукт полимеризации винил-п-бутиленового эфира м.м.9000-12000 7,5-8,5 Полиизобутилен 3,5-4,5 Металлилдиэтилдитиокарбамат 2.0-3,0 Минеральное масло Остальное Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав уплотнительной смазки отли

00

о

0

д

VI

ON

СО

чается от известного исключением из состава стеарата лития, 12-оксистеарата кальция, стеарата кальция, минерального наполите- ля - сажи ацетиленовой и дисульфида молибдена и введением новых компонентов, а именно: аэросила и продукта полимеризации винил-п-бутиленового эфира (винипола) в качестве компонентов, повышающих герметизирующие свойства смазки: лолиизо- бутилена в качестве адгезионной добавки и металлмлдиэтйлдитиокарбамата как ант.и- износной и протмвозадирной добавки.

Анализ известных составов уплотни- тельных смазок показал, что некоторые из введенных в заявляемую композицию веществ известны. В частности, полиизобути- лен (ПИБ) и полимеры простых виниловых эфиров (виниполы) широко используются как вязкостные (загущающие добавки) к смазочным маслам, Аэросил - гидрофобизи- рованный силикагель, также часто применяется в качестве неорганического загустителя при создании композиций пластичных смазок различного назначения. В частности, в антифрикционных смазках общего назначения типа сиол, графитол, аэрол, силикол и др.,-а также ряде резьбовых смазок. Известно также применение различных производных дизамещеиной дитио- карбаминовой кислоты в качестве антифрикционных и лротивоизносно-про- тивозадирных присадок, а .именно в данном случае применение присадки ИХП-14М по ТУ 38.40245-90. Однако применение этих компонентов в известных рецептурах не обеспечивает смазки таких свойств, которые они проявляют в заявляемом решении, а именно заметное увеличение механической стабильности композиции, повышение герметизирующей способности и смазывающих свойств (снижение величины крутящего момента, увеличение величины индекса задира) при относительно невысокой вязкости. Следует также подчеркнуть, что применение вновь вводимых известных компонентов в заявляемой рецептуре со специфичной областью применения (уплот- нительная смазка для пробковых кранов газовой аппаратуры) неизвестно из уровня техники.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава были подготовлены четырнадцать образцов, три из которых показали оптимальные результаты (см. примеры 1-3 табл. 1,2).

В качестве дисперсионной среды использовали минеральное масло с вязкостью 62-70 мм3/с при 50°С. Его получали смешением остаточного масла с вязкостью 19- 21 мм2/с при 100°С (масло МС-20 по ГОСТ

21743-76) с дистиллятным маслом с вязкостью 10-20 мм2/с (веретенное марки АУ по ТУ 38.401514-85 и И-20А ГОСТ 20799-88). В качестве структурообразующего загусти- 5 теля использовали 12-оксистеарат лития, получаемый омылением 12-юксистеэрино- вой кислоты по ТУ 38.101721-78 гидроокисью лития по ГОСТ 8595-83. Окисленный петролатум и сульфонат кальция как антиЮ коррозионную добавки вводили в составе консервационного масла НГ-203А по ГОСТ 12328-74, 4-метил-2,б-дитретбутилфенол соответствовал требованиям ГОСТ 10894-76. В качестве неорганического загустителя ис15 пользовали аэросил марки А-175 по ГОСТ 14922-75; винипол марки ВБ-2 по ТУ 6-01- 744-77, представляющий собой полимер винил-н-бутилоеого эфира и полиизобути- лен в виде присадки КП-10 по ТУ 38.101209 0 использованы в качестве загущающих ад- гезионных добавок, метиллилдиэтилдитио- карбамат (в виде присадки ИХП-14М по ТУ 38.40245-90) вводили как противоизносную и противозадирную добавку.

5 Заявляемую рецептуру смазки приготовляли, следующим образом: аэросил и винипол ( необходимого в рецептуре количества) диспергировались в минеральном масле, взятом в количестве 2/3 от рас0 четного, при температуре 50-70°С в течение 1,5-2 ч. Затем в реактор загружали 12-окси- стеариновую кислоту и доводили ее до расплава. При температуре 70-80°С в реактор далее вводили 10%- водный раствор гидрата

5 окиси лития и после омыления при температуре 80-90°С основу смазки обезвоживали при нагревании до 130-140°С. Обезвоженную основу смазки нагревали до температуры 21-0-2 20°С и выдерживали при этой

0 температуре в Течение 0.5 ч, после чего в расплав подавали оставшееся количество масла (1/3 в,ч.) и винипола (3/4 в.ч.) Температура основы смазки при этом снижается до 175-185°С. Смазку охлаждали до 110°Си

5 далее в нее вводили последовательно поли- изобутилен, окисленный петролатум и сульфонат кальция (в виде консервационного .масла НГ-203А), 4-метил-2,6-дитретбутилфенол и металлилдиэтилдитиокарбамат (при0 садку ИХП-14М). После введения всех добавок и перемешивания при температуре 100-110°С в течение 1 ч смазку гомогенизировали и сливали в тару.

В табл. 1 приведены примеры состава

5 различных рецептур заявленной смазки, подвергавшиеся затем экспериментальной проверке. Подбор оптимальной рецептуры заявленной смазки проводился по реологическим, смазывающим свойствам и меха нической стабильности образцов смазки, с

учетом реологических и смазывающих свойств прототипа (смазки ЛЗТАЗ-41) и известного аналога (смазки Герметон, ПНР). В качестве критериев оптимизации состава заявленной смазки по реологическим свойствам использованы предел прочности на сдвиг при 80°С и пенетрации, определяющие требуемое сочетание герметизирующих свойств и легкость поворота рукоятки крана. Предел прочности определялся по ГОСТ 7143-73, пенетрация - по ГОСТ 5346- 78, механическая стабильность образцов смазок разработанным ЛОНМЗ им. Шаумяна методом на приборе МС-4,

Результаты экспериментальных испытаний (реологических, смазывающих, антикоррозионных свойств и механической стабильности) образцов смазок, приведенных в табл. 1, в сопоставлении со свойствами прототипа и аналога приведены в табл. 2.

Как следует из данных таблицы, смазка по примеру 1 оптимальна по реологическим, смазывающим свойствам и механической стабильности: при сравнительно невысокой эффективной вязкости смазка обладает высоким пределом прочности при 80°С сопоставима по консистентное™ (пенетрации) с прототипом и аналогом и превышает их по механической стабильности (разрушаемое™ в зазоре крана во время работы и способности выдавливаться из зазора) и смазывающим свойствам (см. показатели нагрузки сваривания и индекса задира).

Увеличение количества загустителей (оксистеарата лития и аэросила) в составе смазки выше верхнего предела (примеры 5 и 7) приводит к уплотнению смазки (уменьшению пенетрации, повышению предела прочности на сдвиг), и ухудшению механической стабильности и смазывающих свойств. Снижение количества загустителей ниже низкого предела (примеры 4 и 6) приводит к разупрочнению смазки - снижению предела прочности по возрастанию пенетрации и ухудшению механической стабильности, что существенно ухудшает удерживаемость смазки в зазоре крана и ее герметизирующие свойства,

Увеличение содержания адгезионного (полиизобутилен), загущающего (винипол) и противозадирного (металлилдитиокарба- мат) компонентов выше верхнего предела ухудшает механическую стабильности смазок и не способствует повышению про- тивозадирных свойств (примеры 9, 11, 13), при этом показатели, характеризующие реологические свойства, находятся на уровне оптимальных составов, Уменьшение содержания указанных компонентов (примеры 8,

10 и 12) сопровождается уменьшением и смазывающих свойств и механической стабильности.

Результаты сравнительных стендовых испытаний предлагаемой смазки (состав по примеру 1 см. табл. 1) в очаговых (прецизионных) кранах бытовых газовых плит новой конструкции приведены в табл. 3.

Испытания проводились ЦЗЛ Ново- 0 грудского заводатазовой аппаратуры на 10 кранах для каждой смазки методом определения герметичности и крутящего момента поворачивания стержня рукоятки при наработке каждых 10 тыс. циклов и 40 тыс. цик- 5 лов (показатель наработки кранов на отказ). Как видно из данных табл. 3 (см. также акт испытаний), заявленная смазка по примеру 1 обеспечивает наибольшую надежность работы крана за счет более низкого крутящего 0 момента при наработке 40 тыс. циклов (в 1,8 раз меньшего, чем при использовании смазки ЛЗ-ГАЗ-41 -прототипа и на 10% меньше, чем при использовании смазки Герметон - аналога). Заявленная смазка существенно 5 превышает прототип по герметизирующей способности. Перечисленные результаты подтверждены актом испытаний.

Таким образом, применение указанной смазки позволит повысить надежность ра- 0 боты запорно-регулирующей арматуры бытовых газовых плит, в том числе бытовых газовых плит нового поколения.

Формула изобретения

Уплотнительная смазка для пробковых 5 кранов газовой аппаратуры, содержащая Минеральное масло, 12-оксистеарат лития, 4-метил-2,6-дитретбутилфенол, окисленный петролатум и сульфонат кальция, отличающаяся тем, что, с целью повышения 0 надежности работы кранов, герметичности уплотнения и снижения крутящего момента, смазка дополнительно содержит аэросил, продукт полимеризации винил-п-бутилено- вого эфира мол. м. 9000-12000, полиизобу- 5 тиленмол.м. 1500-15000 иметаллилдизтил- дитиокарбамат при следующем соотношении компонентов, мае. %:

12-Оксистеарат лития 10,2-12,5

4-Метил-2,6-дитретбу- 0 тилфенол1,0-1,5

Окисленный петролатум 0,2-0,25

Аэросил2,0-2,5

Продукт полимеризации

винил-п-бутиленового 5 эфира мол, м. 9000-15000 7.5-8,5

Полиизобутилен

мол. м. 1500-150003,5-4,5

Металлилдиэтилдитиокарбамат2,0-3,0

Минеральное масло Остальное

Таблица I

Сущность изобретения: смазка содержит 12-оксистеарат лития 10,2-12,5%, 4-ме- тил-2,6-ди-трет-бутил фенол 1,0-1,5 %, окисленный петролатум 0,2-0,25%, сульфо- нат кальция 0,2-0,25%, аэросил 2,0-2,5%. продукт полимеризации винил-п-бутилено- вого эфира моль.м. 9000-12000 7,5-8,5%, полиизобутилен мол. м. 1500-15000 3,5- 4,5%, металлилдиэтилдитиокарбамат 2,0-3,0% и минеральное масло остальное. 3 табл. ч Ј

Каталожные данные

Продолжение табл. 1

Таблица 2

Результаты исследования образцов

Таблице 3

Результаты испытаний на надежности очаговых кранов, собранных со смазками ЛЭ-ГАЭ-41. Герметон (НИР) и )яволенноО (состав по примеру 1. табл.1)