Пластичная смазка

 

Сущность изобретения: смазка содержит, %: литиевое мыло стеариновой кислоты 3 - 8; литиевое мыло 12 - оксистеариновой кислоты 3 - 8; координационное соединение никеля и гидроксамовых кислот фракции C₆-C₈ 0,5 - 2,0; сложный эфир пентаэритрита и синтетических жирных кислот фракции C₅-C₉ 20 - 85 и синтетическое и/или нефтяное углеводородное масло остальное. 5 табл.

Изобретение относится к созданию многоцелевых антифрикционных пластичных смазок, работающих в подшипниках качения и скольжения при средних и высоких нагрузках, в передаточных механизмах и т.д. Для улучшения эксплуатационных свойств смазок известно применение в качестве добавок порошкообразных металлов, их солей, металлоорганических, комплексных соединений.

Известна пластичная смазка, содержащая, мас. [1] Литиевое мыло стеари- новой и/или 12-оксистеа- риновой кислоты 3-5 Церезин 3-10 Продукт термической стабилизации полиэтилена при 150-170^оС в присутствии эфира 3,5-дитретбутил-4-гид- рофенилпропионовой кис- лоты и диэтиленгликоля 0,3-0,7 Минеральное или синте- тическое масло Остальное Смазка имеет невысокие антифрикционные и антикоррозионные свойства, низкую механическую стабильность.

Известна пластичная смазка, содержащая, мас. [2] Стеарат лития 10-13 Дисульфит молибдена 1-3 Дифениламин 0,2-0,3
Нефтяная фракция,
полученная после отгонки
растворителя из рафината экстракции гудрона ацетона 0,01-0,1 Минеральное масло Остальное
Недостатком смазки является невысокая стабильность в зоне трения качения и невысокая термоокислительная стабильность.

Наиболее близкой по составу к заявляемой является пластичная смазка Литол-24, содержащая, мас. [3]
Литиевое мыло 12-окси- стеариновой кислоты 10-15 Присадка КП-10 10-13
Присадка Нафтан-2 или Борин 0,6-0,8
Масло базовое селек- тивной очистки М-20 44-46 Масло индустриальное И12А 31-35
Недостатком смазки является ее невысокая работоспособность в области высоких нагрузок.

Целью изобретения является создание смазки с высокой стабильностью в зоне трения, хорошими противоизносными и противозадирными свойствами, работающей в широком температурном диапазоне.

Поставленная цель достигается описываемым составом пластичной смазки на основе углеводородного масла и сложного эфира пентаэритрита и синтетических жирных кислот фракции С₅-С₉, загущенных стеаратом и 12-оксистеаратом лития, содержащей координационное соединение никеля и гидроксамовых кислот фракции С₆-С₈, дитиофосфат молибдена, алкилированный изононилфенолом, при следующем содержании компонентов, мас. Стеарат лития 3,0-8,0 12-оксистеарат лития 3,0-8,0
Координационное сое-
динение никеля и гидрок-
самовых кислот фракции С₆-С₈ (ИМ-28) 0,5-2,0
Дитиофосфат молибдена,
алькилированный изоно- нилфенолом (Фриктол Д-1) 0,5-2,0
Сложный эфир пента-
эритрита и СЖК фракции С_5-С₉ 20,0-85,0
Синтетическое и/или ми-
неральное углеводородное масло Остальное
Отличием заявляемого технического решения является дополнительное содержание в составе смазки стеарата лития, сложного эфира пентаэритрита и СЖК фракции С₅-С₉, дитиофосфата молибдена, алкилированного изононилфенолом (присадка Фриктол Д-1), координационного соединения никеля и гидроксамовых кислот фракции С₅-С₉ (присадка ИМ-28), а также использования синтетического и/или минерального углеводородного масла.

Сопоставление заявляемого технического решения с другими, известными в данной области, показывает, что предлагаемые компоненты по отдельности применяются для улучшения эксплуатационных характеристик смазок и масел. Но использование их в предлагаемом сочетании ранее неизвестно и позволяет получить заметный выигрыш в работоспособности, снижении износа поверхностей трения, уменьшении коэффициента трения.

В заявляемой композиции используемые присадки (Фриктол Д-1, ИМ-28) проявляют синергетический эффект в отношении улучшения триботехнических свойств смазки, особенно в области высоких нагрузок (табл.1).

Свойства смазок на основе смеси масла М9С и эфира-2 (1:1 по массе) и стеарата и 12-оксистеарата лития (1:1 по массе), суммарное содержание мыл 12% испытания на машине трения СМТ-1 по схеме "диск-диск", время работы 30 мин.

Использование заявляемого сочетания присадок для улучшения комплекса эксплуатационных характеристик пластичной смазки в литературе не описано. Из изложенного следует, что заявляемое техническое решение соответствует критерию "Существенные отличия".

Стеарат и 12-оксистеарат лития известны как загустители пластичных смазок [4,5] В сочетании они обеспечивают достаточную стабильность структурного каркаса смазки при температуре до 130-150^оС. Для получения смазок использовали литиевое мыло стеариновой кислоты по СТП 38-316-78 и 12-оксистеариновой кислоты по СТП 019950-401-010-80.

Углеводородные масла известны как эффективные компоненты длительно работающих жидких и пластичных смазочных материалов [5] Для получения смазок были использованы как синтетические, так и минеральные масла. В качестве минеральных масел могут быть использованы авиационные, индустриальные, трансмиссионные масла, в частности, индустриальное масло И20А (ГОСТ 20799-75). В качестве синтетических могут быть использованы полиальфаолефиновые (в т.ч. масло М9С по ТУ 38.1011136-87), изопарафиновые, алкилнафталиновые, алкилбензольные и др. масла. Реологические свойства заявляемой смазки на основе различных углеводородных масел приведены в табл.2, а триботехнические характеристики в табл.3. Состав смазок: стеарат лития 6% 12-оксистеарат лития 6% присадка ИМ-28 1,5% эфир 2 42% углеводородное масло остальное.

Сложные эфиры, в частности пентаэритрита и синтетических жирных кислот (СЖК), известны как эффективная основа смазок и масел. При изготовлении смазок использовали эфир пентаэритрита и СЖК фракции С5-С9 (эфир N 2) по ТУ 38-101272-72.

Координационные соединения никеля и гидроксамовых кислот фракции С6-С8 (присадка ИМ-28) известна как полифункциональная присадка к пластичным смазкам. Использовали присадку ИМ-28 ТУ 88 УССР-93. 005-90.

Диалкилтиофосфаты молибдена известны как эффективные присадки к маслам. В смазках они рекомендуются для использования реже и как правило менее эффективны, чем в маслах. В нашем случае, высокая эффективность присадки Фриктол Д-1 связана с ее совместным действием по модификации поверхности трения в сочетании с присадкой ИМ-28. При изготовлении смазок использовали присадку Фриктол Д-1 по ТУ 401-141-88.

Присадка Фриктол Д-1 представляет собой алкилированный изононилфенолом дитиофосфат молибдена, полученный из диалкилдитиофосфорной кислоты, синтезированной из смеси изобутилового и изооктилового спирта (2-этилгексанола) в присутствии Р2S5. Молярное соотношение спиртов i-BuOH:i-OkOH=3:1. В смесь спиртов, разогретую до 50-60^оС постепенно, в течение получаса вводится Р₂S₅. Реакция продолжается около 3 ч, затем Н₂S и пары спиртов удаляются под вакуумом. Полученная кислота взаимодействует с раствором молибдата натрия и (или) аммония около 4 ч при 70-90^оС. Полученная смесь отделяется от маточного раствора, сушится, отделяется от механических примесей фильтрацией или центрифугированием. Затем полученный продукт аменлируют добавкой 20% изононилфенола под вакуумом.

Предлагаемую смазку готовят следующим образом. В варочный аппарат, снабженный электрообогревом и переме- шивающим устройством, загружают расчетное количество масел и мыл. Включают перемешивающее устройство и обогрев. При непрерывном перемешивании смесь нагревают до 210-215^оС. После этого обогрев и перемешивающее устройство отключают и смазку сливают на противень слоем около 1 см. Охлажденную смазку гомогенизируют и при гомогенизации вводят присадки.

Указанным способом приготовлено 6 образцов предлагаемой смазки следующего состава, мас.

У приготовленных образцов смазки определяли предел прочности, эффективную вязкость, коллоидную стабильность, смазывающие свойства на четырехшариковой машине трения (ЧШМ), стабильность в зоне трения качения на пятишариковой машине трения (ПТМ). Результаты испытаний представлены в табл.5.

Данные табл.5 показывают, что только композиции смазок с содержанием компонентов в заявленных пределах обеспечивают наилучшие реологические и триботехнические свойства. Понижение содержания загущающих компонентов за нижние заявляемые концентрационные пределы приводит к вытеканию смазки из узла трения, при этом ее триботехнические характеристики ухудшаются. Увеличение содержания загущающих компонентов сверх верхних предлагаемых концентрационных пределов приводит к значительному возрастанию прочностных свойств смазки, ухудшению процесса подпитки зоны трения, и, как следствие, снижению эксплуатационных показателей. Уменьшение содержания присадок ниже предлагаемых концентрационных пределов существенно снижает их эффективность, а увеличение сверх предлагаемых не приводит к улучшению исследованных характеристик.

Народнохозяйственный эффект от использования предлагаемой смазки складывается из увеличения ресурса работы смазываемых узлов трения, снижения износа, повышения надежности работы, уменьшению затрат на их обслуживание.

Формула изобретения

ПЛАСТИЧНАЯ СМАЗКА, содержащая литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты и базовую основу, отличающаяся тем, что в качестве базовой основы смазка содержит сложный эфир пентаэритрита и синтетических жирных кислот фракции C₅-C₉ и синтетическое и/или нефтяное углеводородное масло и дополнительно содержит литиевое мыло стеариновой кислоты, координационное соединение никеля и гидроксамовых кислот фракции C₆-C₈ и алкилированный изононилфенолом дитиофосфат молибдена при следующем соотношении компонентов, мас.

Литиевое мыло стеариновой кислоты 3 8
Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты 3 8
Координационное соединение никеля и гидроксамовых кислот
фракции C₆-C₈ 0,5 2,0
Алкилированный изононилфенолом дитиофосфат молибдена 0,5 2,0
Сложный эфир пентаэритрита и синтетических жирных кислот
фракции C₅-C₉ 20 85
Синтетическое и/или нефтяное углеводородное масло Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2