Смазочный состав Советский патент 1982 года по МПК C10M1/26 C10M1/32 C10M1/48 

1

Изобретение относится к устойчивому при хранении смазочному соста-. ЗУ, содержащему комплексную добав. ку, улучшаю1дую антифрикционные и противоизносрые свойства.

Как известно, в условиях, именуемых граничной смазкой, создается необходимость смазывать две трущиеся поверхности или же защищать их иным способом в целях предупреждения износа и обеспечения непрерывного движения. Там, 1.де трение между двумя поверхностями повьпиает потребление энергии, необходимой Для осуществления движения, и где движение является составной частью системы преобразования знергии, крайне желательна смазка, сводящая это трение к минимуму. Известно также, что и трение и H-Jнос можно уменьшить с разным успехом путем добавления соответствукжшх добавок или их комбинаций к натуральному или синтетическому смазочному

материалу. Таким же образом можно . обеспечить непрерывное движение, путем добавления Одной или нескольких соответствующих добавок. 5

MeтaлJшчecкиe диалкклдитиофосфаты представляют собой ряд известных добавок, обладающих противоокислйтельными противоизносными свой 0 ствами.

Известны добавки этого класса диалкилдитиофосфаты цинка, применяe a.e в смазочных составах ij.

В то время, как цинковые составы

5 обладают отличной устойчивостью к окислению и отличными противоизносными свойствами, однако они увеличивают или же в значительной мере ограничивают способность понижать

20 трейие между движущимися частями, поэтому применение составов, их содержащих приводит к значительным Потерям энергии при противодействии трению, даже при включении в состав антифрикционных, средств. 3 Смазочные составы, содержащие в качестве присадок смеси на основе MacnopacTBOpHNbix димерных кислот и полиолов 2j и сложные эфиры, полу чаемые взаимодействием компонентов такого рода 3 обладают хорошими противоизносными свойствами. Одрако смеси f3} неользя применять в картерных маслах, поскольку кислотный компонент дает коррозию и взаимодействует с обычным цинковым компонентом, обыкновенно применяемым для снижения износа съемника клапана; при использовании же более дешевых гликолей с короткими цепйми в целях получения экономически более рентабельных смесей эти гликоли выкипают при обычных условиях работы. Кроме того, сложноэфирные компоненты также имеют тенденцию вза имодействовать с диалкилдитиофосфатом цинка и, тем самым, вызывать возможное осаждение или выделение из смазочного состава в виде капель, т.е. оно является неустойчивым соеди нением. Известен смазочный состав, содерж щий базовое масло, диуглеводороддитиофосфат металла, в частности ди ()-алкилдитиофосфат цинка и дис пергатор - продукт взаимодействия полиалкенилянтарной кислоты и полиамина t. Известный состав обладает моющими свойствами, однако имеет неудовлетворительные противоизносные свойства Целью изобретения является уменьшение трения при сохранении других эксплуатационных свойств. Поставленная цель достигается тем что смазочный состав, содержащий базовое масло, ди (Сд-Сг) алкилдитио фосфат цинка и диспергатор, дополнительно содержит сложный эфир димера линолевой кислоты и диэтиленгликоля и диспергатор, выбранный из группы, включающей продукт взаимодействия ангидрида полиизобутенилянтарной кислоты, пентаэритрита и полиамина, продукт взаимодействия ангидрида по лиизо5 тенш1янтарной кислоты и поли амина, борсодержащий продукт взаимо действия ангидрида полиизобутиленян тарной кислоты и полиамина, продукт взаимодействия ангидрида полиизобутенилянтарной кислоты и трис(оксиметил)-аминометана при следующем со отношеьши компонентов, вес.%: 8 Ди () алкилдитиофосфат цинка Сложный эфир димера линолеВой кислоты и диэтиленгликоля Диспергатор 0,25-6,3 Базовое масло До 100 Описанные добавки могут применяться в стандартных базовых маслах в вместе с другими обычными добавками и присадками. Однако важным условием изобретения является то, что для получения составов, устойчивых к хранению и сохраняющих свои исключительные антифрикционные и противоизносные свойства, диалкилдитиофосфат цинка и сложный эфир димера линолевой кислоты и диэтиленгликоля должны быть предварительно диспергированы. Под предварительно диспервыражениемгирован следует понимать отдельное смешение сЛожноэфирного или цинкового компонента с беззольным диспергатором, который может быть растворен масле, до получения, в основном, прозрачного и полностью смешивающегося раствора. Этот процесс смешивания может быть ускорен путем нагрева раствора до температуры порядка до . Если этот пропримерноцесс не осушествлять, цинковый компонент после определенного срока начинает взаимодействовать со сложньгм эфиром или образовывать с ним комплексное соединение, выпадая при этом из раствора, что влечет за собой потерю устойчивости и ценных свойств состава. В целях устранения этого недостатка диалкилдитиофосфат цннка ипи сложный эфир отдельно друг от друга диспергируют перед смешением с другими компонентами в смазочном составе. Следует отметить, что остачьные добавки можно добавлять стандартным или общепринятым способом при единственном условии, чтобы цинковый исложноэфирный компонешъ не были соединены друг с другом (или же частично)перед тем, как, по меньшей мере, один из них не диспергирован предварительно. Базовые масла, применяемые в составе согласно изобретению, включают минеральные смазочные масла, синтетические смазочные масла и нх смеси. К синтетическим маслам относя гея сложно-дизфирные масла, такие как ди(2-этилгексил)себаци1гат, азел.ш-ьпи адипинат, комплексные сло чсхмцные масла, получаемые из дикарбо.новых кислот, гликолен либо одноосновных кислот либо одноатомных спир тов, силиконовые масла, сульфидные сложные эфиры, органические карбонаты и прочие известные синтетические масла. В целях получения целевого масла к маслам-составам согласно изобретению, можно добавлять и другие добавки. К таким добавкам относятся обычно применяемые добавки: ингибиторы окисления - фенотиазин или фенил-О -нафтиламин, антикоррозионные средства - лецитин или сорбитан моноолеат, детергенты - феноляты бария, снижа1рщие температуру застывания агенты - сополимеры винилацетата и сложных эфиров муравьиной кислоты и спиртов кокосового масла, агенты, улучшающие индекс вязкости олефиновые сополимеры, полиметакри- латы и т.п. В частности, полезными, добавками являются основные соли ще лочноземй1ьных металлов органической сульфокислоты, нефтяной сульфокислоты или же синтетической алкарилсул фокислоты. Среди нефтяных сульфонатов наиболее полезными продуктами являются получаемые сульфированием соответствующих нефтяных фракций с прследующим удалением кислых осадко и очисткой продукта. .Синтетические алкарилсульфокислоты обычно получают из алкилированных бензолов, таких ка продукты реакции Фриделя-Крафтса бен зола с полимером, например тетрапро пиленоМ. Соответствующие кислоты так

HOCH CK2 OCH CH OC{CH2) ( СНг)5 СН

HOCH CH OCH CHiOC (CHj)

При получении различных составов применяют различные диспергаторы.

А. Беззольный диспергатор получаю взаимодействием ангидрида полиизобутвнилянтарной кислоты (АПИБЯК) с полиизобутениловым остатком (ПИБ) со средним молекулярным весом ( СМВJ примерно 900 с эквимолярным количеством пентаэритрита и меньиим количеством полиамнновой смеси, содержащей полиоксипролиленамин и полизтиленамины, получая продукт с содержанием азота примерно 0,35 вес.%. Про-

(Cli.ljC

Hi

дукты зтого типа поставляются фирмой Lubrisol Corporation под торговым названием Lubrisol 6401.

Б. Борированный беззольньи диспергатор получают путем конденсации 2,1 моль АПИБЯК ПИБ с СМВ около 1300, растворенного в минеральном масле Solvent Neutral 150 в целях получения 50%-но о раствора, с i моль тетраэтиленпентамином. Раствор АШБЯК нагревают примерно до 150 С с перемешиванием, полиамин загружают в реактор в течение 4 ч, после чего в ат86же можно получить сульфированием алкилированных производных таких соединений, как дифениленоксидтиантрен, фенолтиоксин, дифениленсульфин, фенотиазин, дифенилоксид, дифенилсульфид, дифениламин, циклогексан, дека гидр о нафталин и т.п. Основные сульфонаты щелочноземельных металлов получают взаимодействием Основания щелочноземельного металла, например, извести, окиси магния или йлкоголята магния с СОд в присутствии сульфокислоты или нейтральных сульфонатов метал-пов, обычно солей кальций, магния или бария. Эти нейтральные соли, в спою очередь, могут быть .получены из свободных кислот путем взаимодействия с соответствующим основанием щелочноземельного метапла или хсе двойным разложением сульфоната щелочного металла известными методами. Пример 1. Для получения составов исйользуют моторное масло типа 10 W,- 40 SE, содержащее 1,5 вес./о Е пересчете на общий вес смазочного масла диалкилдитиофосфата цинка (содержащего 80% активного вещества в минеральном масле), в котором алкильные группы представляют собой смесь таких групп, содержащих примерно 4-5 атомов С (получают взаимодействием . со смесью примерно 65% изобутилового спирта и 35% амилового 0,1% в пересчете на общий вес смазочного масла сложного эфира, полученного зтерификацией димера ли- нолевой кислоты и дизтилёнгликоля структурной формулы 7 мосфере азота отго1 яют легкие фракции в течение 3 ч. Температуру выдерживают в пределах диапазона около 140-165С во время реакдаи и отгонки. Пока полученный продукт выде живают примерно при 135-165 С в течение 34 ч добавляют 1,4 моль борной кислоты в минеральном масле, по ле чего еще раз в атмосфере азота отгоняют легкие фракции. После ф1шь трации и выпарки в ротационном выпарном аппарате концентрат (50 вес, продукта взаимодействия) содержит около 1,46 вес,% азота и 0,32 нес.% бора. В. Беззольный диспергатор получают, загружая 1,0 моль АШБЯК с ПИБ-группой с СМВ около 1300, растворенного в 500 мл Solvent Neutral 150, 0,36 моль дигидрата ацетат цинка в качестве промотора и 1,9 мо трис (оксиметил)аминометана (ТОАМ в стеклянный реактор. После нагрева 4 ч примерно при 168-174 С получают ожидаемое количество воды. После фильтрации и выпарки на ротационном выпарном аппарате концентрация (50 вес.%,активного ингредиента) содержит согласно анализу 1,0 вес.% азота. Г. Беззольньш диспергатор получают по примеру Б, с применением 1,3 моль АПИБЯК (пив имеет СМВ около 900) без борирования. содержит 2,1 вес,% азота. При получении целевого смазочного состава сложноэфирный компонент каждого состава вначале диспер гируют в следующих количествах приведенных беззольных диспергаторах: А 5,25 вес.% диспергатора (смеси 46,5 вес.% активного ингредиента в минеральном смазочном масле) Б и В 5,25 вес.% диспергатора (смесь 50 вес.% активного ингредиента в минеральном смазочном масле) Г 6,3 вес.% диспергатора (смеси 50 вес.% по весу активного ингредиента в минеральном смазочном масле) Сложноэфирную часть каждого состава (0,J вес.%) диспергируют в опи санньщ диспергаторах примерно при , перемешивая 2 ч, с последующим добавлением в раствор стандартного смазочного состава 10 W - 40 S картерного масла, содержащего антикоррозионные средства, т.е. сверхосновной сульфонат магния, детерген присадку дгш улучшения индекса вяз88кости зтилен-пропиленовый сополимер и указанньи диалкигвдитиофосфат цинка (1,5 вес.% - 80% активного ингредиента в минеральном масле) . В отличие от составов, в которых диалкилдитиофосфат цинка добавляют к сложному эфиру перед предварительным диспергированием одного из этих двух компонентов, все описанные продукты показывают устойчивость к хранению в течение нескольких месяцев при комнатной температуре. Состав, содержащий диспергатор Г, отличается несколько пониженной устойчивостью к хранению, что проявляется в выпа- |дании в виде капель через две недели при комнатной температуре. Пример2. В этом опыте два состава, полученных аналогично примеру 1 и содержащие диалкилдитиофосфат дишса и сложный эфир, испытывают на относительное трение и износ, применяя метод с шаром или цилиндром. В целях сопоставления стандартное масло типа 10 W - 30 SE, содержащее только цинковый компонент, также испытывают на относитель ное трение и износ. Устройство, применяемое в этом опыте состоит из закрепленного металлического шара, работающего против вращающегося ц1-тиндра. Нагрузку на шар и вращение цилиндра можно варьировать в течение опыта или от опыта к опыту, равно как и длительность ис- пытания. Однако, как правило, работают при- постоянной нагрузке сталь против стали, постоянных оборотах в минуту и постоянной дпительности опыта (нагрузка 4 кг, 0,26 об/мин и 70 мин в каждом случае).Действительный износ определяют замером объема металла, снятого с цилиндра сравнительно со стандартом. Действительное трение определяют по усилию, необходимому для осуществления вращения по сравнению со стандартом. 1. В первом составе смешивают стандартное масло 10 W - 40 SE для смазки (то же, что и в примере 1) , содержащее диспергатор Г и 1,5 вес.% диалкюхдитиофосфата цинка (80% активного ингредиента в минеральном масле и прочие стандартные добавки, включая антикоррозионную присадку, детергент, присадку, улучшающую индекс вязкости, но без сложного эфира димера линолевой кислоты и диэтиленгликоля.