Смазочный состав

Смазочный состав

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСЛНИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советскик

Социалистическин республик

„„936818

Ф

-.Р.

"б (61) Дополнительный к патенту .(22) Заявлено 21.08. 78 (21) 2652605/23-04 (23) Приоритет — (32) 22.08 ° 77

3 (51) М. Кл, С 10 М 1/26

С 10 М 1/32

С 10 М 1/48

Государственный квмнтвт (33) (31 ) Л"- 826544

СССР

О яубл и ковано 15 . 06 . 82 . Б юллетен ь .% 22

Дата опубликования описания 15.06.82 (53) УДК 621.892. . 8 (088.8) о делам нзобретеннй н открытий

Иностранцы

Хэрольд Шоб и Вальтер Эдвин Вэдди (США) (72) Авторы изобретенвя

Иностранная фирма (7I) Заявитель

Эксон Рисерч энд Инджиниринг Компани (США) (54) СМАЗОЧНЫЙ СОСТАВ

Изобретение относится к устойчивому при хранении смазочному соста-. ву, содержащему комплексную добав.— .ку, улучшающую антифрикционные и противоизносные 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, де трение между двумя поверхностями повышает потребление энергии, необходимой для осуществления движения, и где движение является соатавной частью системь1 пр.еобразования энергии, крайне желательна смазка, сводящая это трение к минимуму. Известно также, что и трение и нынос можно уменьшить с разным успехом путем добавления соответствующих добавок или их комбинаций к натуральному или синтетическому смазочному материалу Таким же образом можно обеспечить непрерывное движение, путем добавления одной или нескольких соответствующих добавок.

Металлические диалкилдитиофосфаты представляют собой ряд известных добавок, обладающих противоокислительными противоизносными свойC T B RM H °

Известны добавки этого класса диалкилдитиофосфаты цинка, применяемые в смазочных составах (1).

В то время, как цинковые составы обладают отличной устойчивостью к окислению и отличными противоизносными свойствами, однако они увеличивают или же в значительной мере ограничивают способность понижать трение между движущимися частями, поэтому применение составов, их со-. держащих приводит к значительным потерям энергии при противодействии трению, даже при включении в состав антифрикционных. средств.

936818

Смазочные составы, содержащие в качестве присадок смеси на основе маслорастворимых димерных кислот и полиолов Р23 и сложные эфиры, получаемые взаимодействием компонентов такого рода (3) обладают хорошими противоизносными свойствами.

Однако смеси 131 неользя применять в картерных маслах, поскольку кислотный компонент дает коррозию 10 и взаимодействует с обычным цинковым компонентом, обыкновенно применяемым для снижения износа съемника клапана; при использовании же более дешевых гликолей с короткими цепями t$ 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 соединением.

Известен смазочный состав, содержащий базовое масло, диуглеводороддитиофосфат металла, в частности ди (С7-С о) -алкилдитиофосфат цинка и дис30 пер гатор — продукт взаимодействия полиалкенилянтарной кислоты и полиамина (4).

Известный состав обладает моющими свойствами, однако имеет неудовлетворительные противоизносные своиства.

Целью изобретения является уменьшение трения при сохранении других э ксплуатационных свойств.

Поставленная цель достигается тем, 40 что смазочный состав, содержащий базовое масло, ди (C4-С ) алкилдитиофосфат цинка и диспергатор, дополнительно содержит сложный эфир димера линолевой кислоты и диэтиленгликоля и диспергатор, выбранный из группы, включающей продукт взаимодейст вия ангидрида полиизобутенилянтарной кислоты, пентаэритрита и полиамнна, продукт взаимодействия ангидрида полиизобутенилянтарной кислоты и полиамина, борсодержащий продукт взаимодействия ангидрида полиизобутиленянтарной кислоты и полиамина, продукт взаимодействия ангидрида полиизобутенилянтарной кислоты и трис (оксиметил) -аминометана при следующем соотношении компонентов, вес. Х:

Ди (С4 -С ) алкилдитиофосфат цинка 1,5

Сложный эфир цимера линолевой кислоты и диэ тиленгликоля 0,1

Диспергатор О, 25-6,3

Базовое масло до loo

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 н противоизносные свойства, диалкилдитиофосфат цинка и сложный эфир димера линолевой кислоты и диэтиленгликоля должны быть предварительно диспергированы. Под выражением "предварительно диспергирован" следует понимать отдельное смешение сложноэфирного или цинкового компонента с беззольным диспергатором, который может быть растворен в масле, до получения, в основном, прозрачного и полностью смешивающегося раствора. Этот процесс смешивания может быть ускорен путем нагрева раствора до температуры порядка примерно до 75 С. Если этот процессс не осуществлять, цинковый ком— лонент после определенного срока начинает взаимодействовать со сложным эфиром или образовывать с ним комп— лексное соединение, выпадая лри этом . из раствора,. что влечет за собой ло— терю устойчивости и ценных свойств состава, В целях устранения этого недостатка диалкилдитиофосфат цинка или сложный эфир отдельно друг от друга диспергируют перед смешением с другими компонентами в смазочном составе. Следует отметить, что осталь. ные добавки можно добавлять стандартным или общепринятым способом при единственном условии, чтобы цинковый и сложноэфирный компоненты 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 н их сме— си. К синтетическим маслам относягся сложно-диэфирные масла, такие как ди(2.-,этилгексил)себацинат, азея;н .iò и адипинат, комплексные с.чож и 11л;

936818

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-а." — нафтиламин, антикоррозион- 15 ные средства — лецитин или сорбитанмоноолеат, детергенты — феноляты бария, снижающие температуру застывания агенты — сополимеры винилацетата и сложных эфиров муравьиной кислоты и спиртов кокосового масла, агенты, улучшающие индекс вязкости олефиновые сополимеры, полиметакрилаты и т.п. В частности, полезными добавками являются основные соли ще- 25 лочноземепьных металлов органической сульфокислоты, нефтяной сульфокислоты или же синтетической алкарилсульфокислоты. Среди нефтяных сульфонатов наиболее полезными продуктами щ являются получаемые сульфированием соответствующих нефтяных фракций с последующим удалением кислых осадков и очисткой продукта..Синтетические алкарилсульфокислоты обычно получают из алкилированных бензолов, таких как продукты реакции Фриделя-Крафтса бензола с полимером, например тетрапропиленом. Соответствующие кислоты тако я

КО(Я СК ОСН СИ ОС(Щ) 1Ж=СН (СН Я СН

НОКЕР(Н10СН СНР ОС (СНй) 1 (Сн ) 5 СНЗ дукты этого типа поставляются фирмой

LubrisoI Corporation под торговым названием Lubrisol 640 1.

Б. Борированный безэольный диспергатор получают путем конденсации

2,1 моль АПИБЯК ПИБ с 0MB около

1300, растворенного в минеральном масле So I vent Heutra l 150 в целях получения 507-ного раствора, с l моль тетраэтиленпентамином. Раствор АПИБЯК о нагревают примерно до 150 С с перемешиванием, полиамин загружают в реактор в течение 4 ч, после чего в ат— ные масла, получаемые из дикарбо.новых кислот, гликолей либо одноосновных кислот либо одноатомных спиртов, силиконовые масла, сульфидные сложные эфиры, органические карбо— наты и прочие известные синтетические масла.

При получении различных составов применяют различные диспергаторы.

А. Беззольный диспергатор получают взаимодействием ангидрида полиизоS0 бутенилянтарной кислоты (АПИБЯК) с полиизобутениловым остатком (ПИБ) со средним молекулярным весом { СМВ 1 примерно 900 с эквимолярным количеством пентаэритрита и меньшим коли55 чеством полиаминовой смеси, содержащей полиоксипропиленамин и полиэтиленамины, получая продукт с содержанием азота примерно О, 35 вес.7. Ilpoже можно получить сульфированием алкилированных производных таких соединений, как дифениленоксидтиантрен, фенолтиоксин, дифениленсульфин, фенотиазин, дифенилоксид, дифенилсульфид, дифениламин, циклогексан, декагидронафталин и т.п.

Основные сульфонаты щелочноземельных металлов получают взаимодействием основания щелочноземельного металла, например, извести, окиси магния или алкоголята магния с СОо в присутствии сульфокислоты или нейтральных сульфонатов металлов, обычно солей кальций, магния или бария. Эти нейтральные соли, в свою очередь, могут быть получены из свободных кислот путем взаимодействия с соответствующим основанием щелочноземельного металла или же двойным разложением сульфоната щелочного металла известными методами.

Пример 1. Для получения составов используют моторное масло типа

l0 И, — 40 SE, содержащее l,5 вес.Х пересчете на общий вес смаэочного масла диалкилдитиофосфата цинка (содержащего 807 активного вещества в минеральном масле), в котором алкильные группы представляют собой смесь таких групп, содержащих примерно 4-5 атомов С (получают взаимодействием Р 5 со смесью примерно 657 изобутилового спирта и 357 амилового спирта) и 0,1Х в пересчете на общий вес смазочного масла сложного эфира, полученного этерификацией димера линолевой кислоты и диэтиленгликоля структурной формулы

7 9368! мосфере азота отгоняют легкие фракции в течение 3 ч. Температуру ныдерживают в пределах диапазона около 140-1б5о С во время реакции и отгонки. Пока полученный продукт ныдер- 5 живают примерно при 135-1656 С в течение 34 ч добавляют 1,4 моль борной кислоты в минеральном масле, после чего еще раз в атмосфере азота отгоняют легкие фракции. После филь- >О трации и ныпарки в ротационном выпарном аппарате концентрат (50 вес.X продукта взаимодействия) содержит около 1,46 нее.% азота и 0,32 aec.X бора, 15

В. Беззольный диспергатор получают, загружая 1,0 моль А1ЫБЯК с

ПИБ-группой с СМВ около 1300, растворенного в 500 ил Solvent Neuttal 150, 0,36 моль дигидрата ацетата цинка в качестве промотора и 1,9 моль трис (оксиметил) аминометана (TOAN) в стеклянный реактор. После нагрева

4 ч примерно при 168 — 174 С получают

О ожидаемое количество водя. После

25 фильтрации и ныпарки на ротационном выпарном аппарате концентрация (50 вес.7 активного ингредиента) содержит согласно анализу 1,0 вес.7. аз От а.

ЗО

Г. Беззолыьп! диспергатор получают по примеру Б, с применением

1,3 моль ЛПИБЯК (ПИБ имеет С!"!В око io 900 ) без борирования. Продукт содержит 2, 1 вес,% азота.

При получении целевого смазочного состава сложноэфирный компонент каждого состава вначале диспер- . гируют в следующих количествах приведенных беззольных диспергаторах;

4О

А 5,25 вес.X диспергатора (смеси 46,5 нес,% активного ингредиента в минеральном смазочном масле);

Б и В 5,25 вес.% диспергатора (смесь 50 вес.X активного ингреди45 ента в минеральном смазочном масле);

Г 6,3 вес.7 диспергатора (смеси

50 вес.% по весу активного ингредиента в минеральном смазочном масле).

Сложноэфирную часть каждого состава (О,j вес.%) диспергируют в опи5О санпьц» диспергаторах примерно при

65 С, перемешивая 2 ч, с последующим добавлением н раствор стандартного смазочного состава 10 M — 40 SE

55 картер ного масла, содержащего антикоррозионные средства, т. е. сверхосновной сульфонат магния, детергент, присадку для улучшения индекса вяз8 8 кости — этилен-пропиленовый сополимер и указанный диалкилдитиофосфат цинка (1,5 вес.X — 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.

Пример 2. В этом опыте два состава, полученных аналогично примеру и содержащие диалкилдитиофосфат цинка и сложный эфир, испытывают на относительное трение и износ, применяя метод с шаром или цилиндром.

В целях сопоставления стандартное масло типа 10 И вЂ” 30 SE, содержащее только цинковый компонент, также испытывают на относительное трение и износ

Устройство, применяемое в этом опыте состоит из закрепленного метал— лического шара, работающего против вращающегося цилиндра. 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 длительности 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 Ч вЂ” 40 SE для смазки (то же, что и в примере !), содержащее диспергатор Г и 1,5 вес.X диалкилдитиофосфата цинка (80% активного ингредиента в минеральном масле) и прочие стандартные добавки, включая антикоррозионную присадку, детергент, присадку, улучшающую индекс вязкости, но без сложного эфира димера ли— нолевой кислоты и диэтиленгликоля.

936818

Формула изобретения

1,00

1,00

0,62

0,59

30

0,62

0,48

Помимо испытания на трение и изНос где в смазочном составе содер35 жащем диалкилдитиофосфат и сложньй эфир димера линолевой кислоты и диэтиленгликоля, составы П и Ш показывают улучшение этих свойств, состав 1 (без сложного эфира) и состав

Ы йодвергают стандартному испытанию (Seguence III c Test в двигателе в целях определения изноеа съемника клапана (см. табл. 2).

Таблипа2

1. Патент США № 3290246, .кл. 252-32.7, опублик. 1966.

2; Патент США № 3180832, кл. 252-56, опублик. !965.

3. Патент США ¹ 3429817, кл. 252-56, опублик. 1969.

4. Патент Великобритании

Ф 987141, кл. С 5 F, опублик. 1965 (прототип).

П. В этом составе сложноэфирный компонент аналогично примеру 1 предварительно диспергируют в беззольном диспергаторе Г и затем смешивают со . стандартным смазывающим составом, 5 содержащим присадку, включая диалкилдитиофосфат цинка (см. пример 1).

PJ. В этом составе сложноэфирный компонент предварительно диспергируют в беззольном диспергаторе А и затем !О смешивают со стандартным смазочным составом, содержащим присадки, включая диалкилдитиофосфат цинка, как описано в примере I.

В следующих табл. 1 и 2 сведены 15 данные l10 относительной фрикции и износу касательно трех составов, причем значения состава 1 (без сложного эфира) берутся в качестве единицы (1) .

Таблица 1

Состав, содержащий диалкипдитиофосфат цинка и сложный эфир димера линолевой кислоты и диэтиленгликоля (состав IU), показывает лучшие результаты при замещении части цинкового компонента — исключительного агента для работы под экстремальным давлением — сложным эфиром.

Смазочный состав, содержащий базовое масло, ди (С4 -С ) -алкипдитиофосфат цинка и днспергатор, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения трения, состав дополнительно содержит сложный эфир димера линолевой кислоты и диэтиленгликоля и диспергатор,- выбранный из группы, включающей продукт взаимодействия ангидрида полнизобутенилянтарной кислоты, пентаэритрита и полиамина, продукт взаимодействия ангидрида полиизобутенилянтарной кислоты и полиамина, борсодержащий продукт взаимодействия ангидрида полиизобутенипянтарной кислоты и полиамина, продукт взаимодействия ангидрида полиизобутенилянтарной кислоты и трис (оксиметнл) -аминометана, при следующем соотношении компонентов, вес,X:

Ди (С4 -С ) апкипдитиофосфат цинка 1,5

Сложный эфир димера линолевой кислоты и диэтиленгликоля 0,1

Днспергатор Ов25 бю3

Базовое масло До 100

Источники информации, принятые во внимание при экснертизе

ВНИИПИ Заказ 4277/80 Тираж 524 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4