Способ получения противозадирной присадки для тяжелонагруженных узлов трения



Владельцы патента RU 2688928:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Иркутский Институт химии им. А.Е. Фаворского" Сибирского отделения Российской академии наук (ИрИХ СО РАН) (RU)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) (RU)

Изобретение относится к области трибологии и конкретно касается способа получения противозадирной присадки, содержащей фрагменты двойных связей СН=СН и тем самым облегчающей адгезию присадки к трущимся поверхностям. Способ заключается во взаимодействии сульфида калия, получаемом растворением серы в системе гидразингидрат-KOH при температуре 55-60°С и мольном соотношении KOH:S=4:1, в течение 2 ч, с хлорлигнином с содержанием хлора 2,4 или 3,4% масс. и винилиденхлоридом при температуре 25°С и мольном соотношении сера:винилиденхлорид = 1:1, массовом соотношении сера:хлорлигнин = 1:2. После 5 ч перемешивания продукт отделяют фильтрованием, промывают водой и этанолом. Технический результат - получение присадки, обеспечивающей защиту от износа в тяжелонагруженных узлах трения. 6 пр.

 

Изобретение относится к области трибологии и конкретно касается способа получения противозадирной присадки в смазочные композиции, используемые в тяжелонагруженных узлах трения. Противозадирные присадки обеспечивают безаварийную работу и предотвращает износ трущихся поверхностей при высоких нагрузках без задира и заедания или смягчает протекание этих процессов [1]. При умеренных нагрузках эту функцию выполняют противоизносные присадки [1, 2]. Поскольку граница между высокими и умеренными нагрузками достаточно условна, то и применяемые присадки могут использоваться либо как противозадирные, либо как противоизносные. К ним относятся некоторые соединения серы, фосфора, хлора и других элементов [1].

Типичным примером тяжелонагруженного узла трения является система колесо-рельс, возникающая при прохождении поездом криволинейных участков железнодорожного пути [3,4].

Среди разнообразных мер, применяемых для снижения износа колес и рельсов [5], большинство исследователей считают, что наиболее надежным способом предупреждения износа в паре трения колесо-рельс является введение смазки в зону трения [6].

Ввиду сложности взаимодействия в системе колесо-рельс применяемые смазки, как правило, имеют достаточно сложный состав и содержат несколько компонентов, среди которых присутствуют противозадирные присадки. С экономической точки зрения перспективным является использование в смазочных композициях отходов различных производств. В этом отношении особый интерес представляет многотоннажный отход лесохимической отрасли - лигнин, макромолекулы которого имеют форму, близкую к сферической [7] и могут обеспечивать антифрикционный эффект [8].

Для усиления противозадирного эффекта в смазочную композицию вводят хлорированный лигнин [9] или продукт его сульфидирования - сульфидированный лигнин [10].

Цель предлагаемого изобретения - разработка способа получения противозадирной присадки, обладающей высокой адгезией к трущимся металлическим поверхностям, сочетающей противозадирные и антифрикционные свойства.

Предлагаемый способ заключается в проведении поликонденсации сульфида калия, получаемого из элементной серы, гидроксида калия в среде гидразингидрата с двумя хлорорганическими реагентами - хлорированным лигнином и винилиденхлоридом.

Растворение серы в системе гидразингидрат-KOH описывается следующим уравнением:

2S+4KOH+N2H4⋅H2O→2K2S+N2+5H2O

Поликонденсацию винилиденхлорида и хлорлигнина с K2S можно представить следующей схемой:

Остаточный хлор может содержаться как на частицах лигнина, так и во фрагментах - SCH=CHCl.

Существенным отличительным признаком синтезированной присадки является наличие в ее составе фрагментов с двойной связью - SCH=СН -, которая за счет π-электронов обеспечивает дополнительное координационное взаимодействие присадки с ионами металлов металлической кристаллической решетки трущихся поверхностей, что облегчает и усиливает адгезию присадки к поверхности металлов. Наличие двойной связи в молекулах синтезируемой присадки подтверждается исследованием ИК спектров получаемых продуктов. В их ИК спектрах присутствует полоса средней интенсивности, соответствующая валентным колебаниям в С=С связи (1605 см-1). В хлорированном лигнине эта полоса отсутствует. Валентным колебаниям атомов С-Н при двойной связи соответствует полоса при 3027 см-1.

Поликонденсация вилиденхлорида с серой с образованием олигомерных продуктов рассмотрена в работе [11].

Для этой реакции используется мольное соотношение KOH:S=4:1, винилиденхлорид: S=1:1. Гидразингидрат использован как реагент-восстановитель, так и растворитель.

Введение в реакционную систему хлорированного лигнина из-за низкого содержания в нем хлора практически не изменяет соотношение S:Cl. Количество вводимого хлорлигнина наиболее оптимально соответствует массовому соотношению S : хлорлигнин=1:2. Снижение количества хлорлигнина ниже указанного соотношения приводит к уменьшению выхода продукта.

Увеличение количества хлорлигнина выше указанного оптимального соотношения снижает содержание серы - основного элемента, определяющего противозадирные свойства.

В отличие от олигомеров, полученных в работе [11], заявленный продукт практически не содержит азота.

Получение противозадирной присадки иллюстрируется следующими примерами.

В примерах использован хлорлигнин двух видов, различающихся содержанием хлора (2,4% и 3,4% масс).

Пример 1. В реакционной колбе растворяют 14 г (0,25 моль) KOH в 50 мл гидразингидрата. В полученный раствор при температуре 55-60°С вводят порциями 2 г (0,062 моль) растертой в порошок серы. Смесь перемешивают 2 ч при 55-60°С, охлаждают до 25°С и вводят 4 г хлорлигнина (содержание Cl - 2,4%) и при перемешивании добавляют по каплям 6,0 г (0,062 моль) винилиденхлорида. Реакционную смесь перемешивают 5 ч при 25°С. Выпавший темнокоричневый осадок отфильтровывают, промывают водой, этанолом и сушат, выход 4,5 г (112% относительно взятого хлорлигнина). Содержание серы 7,62%, хлора - 2,13%.

Пример 2. В условиях примера 1, но при добавлении в раствор серы 4 г хлорлигнина с содержанием хлора 3,4%, далее реакционную смесь обрабатывают как в примере 1 и получают 4,3 г продукта (108% относительно взятого хлорлигнина) с содержанием серы 10,08%, хлора 1,94%.

Пример 3. В условиях примера 1, но при добавлении 2 г хлорлигнина получено 1,8 г продукта (90% относительно взятого хлорлигнина), содержащего 9,62% серы и 5,58% хлора.

Пример 4. В условиях примера 2, но при добавлении 2 г хлорлигнина получено 1,7 г продукта (85% относительно взятого хлорлигнина). Содержание серы 10,78%, хлора - 3,18%.

Пример 5. В условиях примера 1, но при добавлении 6,0 г хлорлигнина получено 6,2 г продукта (103% относительно взятого хлорлигнина), содержащего 5,15% серы и 2,33% хлора.

Пример 6. В условиях примера 2, но при добавлении 6,0 г хлорлигнина получено 5,9 г продукта (98% относительно взятого хлорлигнина), содержащего 3,68% серы и 2,16% хлора.

Все полученные образцы противозадирной присадки были испытаны на машине трения МИ-1М с применением смазочной композиции, содержащей 55-65% низкомолекулярного полиэтилена, 25% отработанного дизельного масла и 20-10% испытуемой присадки. При всех испытаниях за 18 ч работы износ роликов находился в пределах ошибки взвешивания (±0,001 г).

Предлагаемая присадка получается из доступного сырья с применением обычного реакторного и вспомогательного оборудования.

Литература

1. Кулиев A.M. Химия и технология присадок к маслам и топливам. Л.: Химия. 1985, 312 с.

2. Виноградова И.Э. Противоизносные присадки к маслам. М.: Химия. 1972, 272 с.

3. Марков Д.П. Триботехнические характеристики элементов пары трения колесо-рельс // Трение и износ. 1995. Т. 16. №11. С. 138-156.

4. Андреев А.И., Комаров К.Л., Карпущенко Н.И. Износ рельсов и колес подвижного состава // Железнодорожный транспорт. 1997. №7. С. 31-36.

5. Перцев А.Н. О причинах износа колес и рельсов // Железные дороги мира. 1998. №4 С. 60-62.

6. Карпущенко Н.И. Смазка - единственный способ предупреждения износа // Путь и путевое хозяйство. 2000. №2. С. 15-18.

7. Боголицын К.Г., Лунин В.В., Косяков Д.С. и др. Физическая химия лигнина. Архангельск: Изд-во Архангельского гос. техн. ун-та. 2009, 489 с.

8. Воротилкин А.В. и др. Пат РФ №2318013. Композиция для снижения износа в паре трения колесо-рельс. 2008 г.

9. Хоменко А.П. и др. Пат. РФ №2439138. Использование хлорированного лигнина в качестве противозадирной присадки в смазочных композициях для тяжелонагруженных узлов трения. 2012 г.

10. Казак А.А. и др. Пат. РФ №2552997. Использование сульфидированного лигнина в качестве противозадирной присадки в смазочных композициях для тяжелонагруженных узлов трения. 2015 г.

11. Леванова Е.П. и др. Реакции дихлорэтенов с серой в системе гидразингидрат-KOH // Журнал общей химии. 2018. Т. 88. С. 353-359.

Способ получения противозадирной присадки для тяжелонагруженных узлов трения, заключающийся в предварительном растворении серы в системе гидразингидрат - KOH при температуре 55-60°С и мольном соотношении KOH:S=4:1 в течение 2 ч, последующей реакции полученного раствора с хлорлигнином с содержанием хлора 2,4 или 3,4% масс. и винилиденхлоридом при температуре 25°С и мольном соотношении сера : винилиденхлорид = 1:1 и массовом соотношении сера:хлорлигнин = 1:2, перемешивании реакционной смеси при температуре 25°С в течение 5 ч, фильтровании полученного продукта и его промывке водой и этанолом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям, обеспечивающим технологические процессы лезвийной и абразивной обработки черных металлов в машиностроении.

Изобретение относится к способу приготовления концентрата триботехнического состава на основе масляных суспензий порошков высокодисперсных минералов группы серпентина, который может быть использован в качестве добавки к смазочным материалам.

Настоящее изобретение относится к области смазочных материалов и, в частности, описывает смазочную композицию и способ ее приготовления и использования. Смазочная композиция включает базовое масло и диспергированные в нем частицы каучука, имеющего сшитую под действием излучения структуру, причем базовое масло является непрерывной фазой, а частицы каучука являются дисперсной фазой.
Настоящее изобретение относится к композициям для применения в качестве депрессорной добавки, понижающей температуру застывания, для улучшения низкотемпературной вязкости состаренного смазочного масла, содержащим два алкил(мет)акрилатных сополимера, отличающимся тем, что композиция содержит от 30 до 90% по весу первого сополимера и от 10 до 70% по весу второго сополимера в пересчете на общий вес композиции, и при этом: a) первый сополимер состоит из (i) от 35 до 60% по весу мономерных звеньев лаурил-миристилметакрилата (LMA) в пересчете на общий вес сополимера и (ii) от 40 до 65% по весу мономерных звеньев цетил-стеарилметакрилата (SMA) в пересчете на общий вес сополимера; и b) второй сополимер состоит из (i) от 61 до 95% по весу мономерных звеньев, выбранных из лаурил-миристилметакрилата (LMA) и додецил-пентадецилметакрилата (DPMA), в пересчете на общий вес сополимера, (ii) от 5 до 39% по весу мономерных звеньев, выбранных из цетил-эйкозилметакрилата (СЕМА) и цетил-стеарилметакрилата (SMA), в пересчете на общий вес сополимера, а также к композиции смазочного масла, содержащей базовое масло и от 0,03 до 3% по весу (в пересчете на общий вес сополимеров) депрессорную добавку.

Изобретение относится к созданию низкотемпературной пластичной смазки, которая может быть использована в механизмах различного назначения, работающих при температуре от минус 60°С.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве основного компонента композиций, используемых для улучшения трибологических характеристик смазочных материалов.

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции, содержащей основное количество базового масла и улучшенную антиоксидантную композицию в количестве от 0,5 до 1,0% по массе из расчета на общую массу смазочной композиции, где антиоксидантная композиция включает в себя: (a) метиленбис(ди-н-бутилдитиокарбамат) и (b) производное 1,2,4-триазола на основе алкилированного дифениламина, выбранное из одного из соединений (i) 1-[ди-(4-октилфенил)аминометил]триазола, в котором массовое процентное соотношение (a):(b) составляет от более 1:1 до 20:1, и (ii)1-[ди-(4-смешанный бутил/октилфенил)аминометил]триазол, в котором массовое процентное соотношение (a):(b) составляет от более 5,7:1 до 9:1.

Настоящее изобретение относится к области энергетики, в частности производству трансформаторного масла, используемого в маслонаполненном электрооборудовании. Область применения: производство трансформаторных масел.

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям, обеспечивающим технологические процессы лезвийной и абразивной обработки черных металлов в машиностроении.

Настоящее изобретение относится к однофазному способу приготовления смазки на основе комплекса сульфоната кальция. В частности, изобретение относится к однофазному способу приготовления смазки на основе комплекса сульфоната кальция в отсутствие борной кислоты, включающему осуществление по меньшей мере одной стадии под давлением по меньшей мере 400 кПа и при температуре по меньшей мере 130°С.

Изобретение относится к способу приготовления концентрата триботехнического состава на основе масляных суспензий порошков высокодисперсных минералов группы серпентина, который может быть использован в качестве добавки к смазочным материалам.

Настоящее изобретение относится к области смазочных материалов и, в частности, описывает смазочную композицию и способ ее приготовления и использования. Смазочная композиция включает базовое масло и диспергированные в нем частицы каучука, имеющего сшитую под действием излучения структуру, причем базовое масло является непрерывной фазой, а частицы каучука являются дисперсной фазой.

Применение алкоксилированного политетрагидрофурана общей формулы (I), в которой m представляет собой целое число в интервале от ≥1 до ≤20, m' представляет собой целое число в интервале от ≥1 до ≤20, (m+m') представляет собой целое число в интервале от ≥3 до ≤40, n представляет собой целое число в интервале от ≥0 до ≤40, n' представляет собой целое число в интервале от ≥0 до ≤40, р представляет собой целое число в интервале от ≥0 до ≤25, р' представляет собой целое число в интервале от ≥0 до ≤25, k представляет собой целое число в интервале от ≥2 до ≤30, R1 означает незамещенный, линейный алкильный радикал, имеющий 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 или 18 атомов углерода, R2 означает -СН2-СН3, и R3 идентичный или различный означает атом водорода или -СН3, где цепочки, обозначенные с помощью k, распределяются с образованием блок-полимерной структуры, и цепочки, обозначенные с помощью р, р', n, n', m и m', распределяются с образованием блок-полимерной структуры или статистической полимерной структуры, в комбинации с по меньшей мере одной дополнительной присадкой, имеющей детергентное действие, в качестве присадки для топлива.

Настоящее изобретение относится к однофазному способу приготовления смазки на основе комплекса сульфоната кальция. В частности, изобретение относится к однофазному способу приготовления смазки на основе комплекса сульфоната кальция в отсутствие борной кислоты, включающему осуществление по меньшей мере одной стадии под давлением по меньшей мере 400 кПа и при температуре по меньшей мере 130°С.

Изобретение относится к новому способу получения стабилизированных масляных композиций с помощью определенных карбодиимидов. Предложен способ получения масляных композиций, в котором карбодиимид формулы (I), где R1=CH3 и R2=H, добавляют в масло на основе нафеновых минеральных масел и/или на основе сложных эфиров при температуре 10-40°C.

Изобретение относится к композиции для использования в качестве растворителя или компонента растворителя, содержащей С14-парафины в количестве от 40% до 50% от общей массы композиции и С15-парафины в количестве от 35% до 45% от общей массы композиции, причем С14-парафины и С15-парафины получены из биологического сырья.

В настоящем изобретении описан способ получения карбамидной смазки. Способ получения карбамидной смазки включает одну или больше стадий, в которой вступают в реакцию соединения формулы (I), (II) и (III): где R1 и R2 выбраны из гидрокарбилов, содержащих от 1 до 30 атомов углерода, или R1 и R2 соединены и образуют гидрокарбиленовую группу, содержащую от 1 до 30 атомов углерода, R3 выбран из гидрокарбила, содержащего от 2 до 30 атомов углерода, и R4 представляет собой гидрокарбилен, содержащий от 2 до 30 атомов углерода; где по меньшей мере одну из стадий проводят в присутствии базового масла.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способу получения смазочных материалов, а именно смазочно-охлаждающих технологических сред, с высоким индексом вязкости и может найти широкое применение в качестве базовых смазочных сред при производстве гидравлических, амортизационных, формовочных, смазочно-охлаждающих жидкостей, а также масел на основе нефтяного сырья в машиностроительной, металлургической, строительной отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу получения цилиндрового масла, согласно которому смешивают использованное масло со свежим цилиндровым маслом, причем использованное масло имеет более низкое значение общего щелочного числа (TBN), чем свежее цилиндровое масло.

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к способам получения пластичных смазок - жировых солидолов, содержащих в качестве загустителей - кальциевые соли высших жирных кислот и находящих широкое применение в качестве антифрикционных смазок массового назначения (для узлов трения автомобилей, тракторов и других механизмов).

Настоящее изобретение относится к композиции для формирования смазочного покрытия на трубном резьбовом соединении, содержащей: меламинцианурат; основную соль металла и ароматической органической кислоты; и один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из материала на основе сосновой смолы, воска, металлического мыла и порошкообразной смазки, в которой основная соль металла и ароматической органической кислоты представляет собой один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из основного сульфоната, основного салицилата, основного фенолята и основного карбоксилата: количество меламинцианурата составляет от 0.5 до 30% по массе в расчете на совокупное количество нелетучих компонентов композиции, количество основной соли металла и ароматической органической кислоты составляет от 20 до 75% по массе в расчете на совокупное количество нелетучих компонентов композиции, количество материала на основе сосновой смолы составляет от 5 до 30% по массе в расчете на совокупное количество нелетучих компонентов композиции, если в композиции присутствует материал на основе сосновой смолы, количество воска составляет от 2 до 25% по массе в расчете на совокупное количество нелетучих компонентов композиции, если в композиции присутствует воск, количество металлического мыла составляет от 2 до 30% по массе в расчете на совокупное количество нелетучих компонентов композиции, если в композиции присутствует металлическое мыло, количество порошкообразной смазки составляет от 0.5 до 20% по массе в расчете на совокупное количество нелетучих компонентов композиции, если в композиции присутствует порошкообразная смазка.

Изобретение относится к области трибологии и конкретно касается способа получения противозадирной присадки, содержащей фрагменты двойных связей СНСН и тем самым облегчающей адгезию присадки к трущимся поверхностям. Способ заключается во взаимодействии сульфида калия, получаемом растворением серы в системе гидразингидрат-KOH при температуре 55-60°С и мольном соотношении KOH:S4:1, в течение 2 ч, с хлорлигнином с содержанием хлора 2,4 или 3,4 масс. и винилиденхлоридом при температуре 25°С и мольном соотношении сера:винилиденхлорид 1:1, массовом соотношении сера:хлорлигнин 1:2. После 5 ч перемешивания продукт отделяют фильтрованием, промывают водой и этанолом. Технический результат - получение присадки, обеспечивающей защиту от износа в тяжелонагруженных узлах трения. 6 пр.

Наверх