Смазочная композиция

 

Изобретение касается смазочных веществ, в частности смазачной композиции (СМК) на масляной основе для широкого использования. СМК содержит фракцию сложных триглицеридных эфиров прямоцепных С, Cj насьпценных и неьасьпценных жирных кислот (йодное число 77-110, индекс вязкости 194-

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛЖТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А3

Н AATEHTV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 3706856/23-04 (22) 10.02,84 (31) 830473 (32) 11.02.83 (33) FI (46) 07,08.88. Вюл. Р 29 (71) Ой Касвиельи-Вякстолье, АБ (FI) (72) Кари Войтто 10хани Йокинен, Хейкки Кустаа Керкконен и Ееро Антеро

Леппямяки (FI) (53) 682.092.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР к 958476, кл. С 10 М 161/00, 1980.

Патент США к- 4108785, кл.252-56, 1978. (54) СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИПЯЯ (57) Изобретение касается смазочных веществ, в частности смазочной композиции (CNK) на масляной основе для

Ш 4 С 1Ь М 169/04//(С 10 М 169/04, 101:04, 133:16, 137: 10, 129:70, 129:04) С 10 N 30:02

g(" 7 1,::; широкого использования. СМК содержит фракцию сложных триглицеридных эфипрямоцепных С ь -С и ненасыщенных жирных кислот (йодное число 77-110, индекс вязкости 194227) и глицерина или смесь этой фракции с 20 мас.% продукта ее полимериа зации при 312 С в количестве 70

99,5 мас.% и остальное присадку. В качестве последней используют соединение, выбранное из группы: полиэтиленамид изостеариновой кислоты, фенилстеарат кальция, диалкилдитиофосфат цинка, фракция ароматических углеводородов, выкипающая в интервале

186-216 С, плотностью 893 кг/м, метиловый эфир олеиновой кислоты или их смесь. СМК имеет лучшие вязкостные характеристики, чем в известном случае. 12 табл.

14 I 6059

Изобретение относится к безводным смазочным композициям, основанным на маслянистых триглицеридах жирных кислот и/или на нх полимерах и пригод5 ных для широкого применения в качестве смазывающего вещества.

Таблица 1 (арактеристика

Масло

Оливко- Арахисо- Маисовое Рапсовое вое вое

77-94 84-100 103-128 95-110.Йодное число

Температура помутнения, С

2-4

4-6

5-6

8-12

4-6

7-16

2-5

1-3 стеариновая С, 3-6

65-85 ..

4-15

51-62

16-24

19-50

34-62

53-71

13-27 линолевая С®

Таблица 2

Вязкость, мм /с, при температуре, С

Индекс вязкос

Масло ти

38 99

46,68 9,09

194

Оливковое

Рапсовое

50,64 10,32

210

36,04

45, 13

217

8,03

Рапсовое

Горчичное

9,46

215

35,88 8,39

214 хлопковое

7,60

271

Соевое

242

7,33

Льняное

7,68 227

Подсолнечное

Жирные кислоты (насыщенные), Ж: пальмитиновая С

Жирные кислоты (ненасыщенные), 7: олеиновая Сщ .

28,49

29,60

33,31

Цель изобретения — улучшение вязкостных характеристик композиции.

Используемые фракции триглицеридов и их свойства приведены в табл.14.

1416059

Таблица 3

Масло

Характеристик

Жирное горчичЛьня

Рапсо

Рапсо ное вое вое ное

Содержание жирных кислот, 7.

Насыщенных

Cii6 .

5,4

2,5

3,5

2,2

0,8

2,2

0,6

0,8

0 5

С20

Ненасыщенных

С15

22,3

13,4

59,0

11,6

8., 0

14,0

21,3 17,5

10,6

36,5

10,0

11,9

8,0

14,7

1,3

c?o

3,6

48,0

43,5

0,5

С

Температура застывания, С

-26 — 17

-26

-17

Вязкость, мм /с, при

100 С

10,3

8,0 9,0

9,5

Таблица 4

ТемпеРапсовое масло, 7

МетилВязкость, мм /с,при температуре, С олеат, ж ратура текучести, ОС

40 100

100

80

0 34,2 8,0

10, 25 0 6 8

20 19,5 5,5 -30

30 15,0 4,5

Ряд основных масел, вязкость которых выше вязкости рапсового масла или других подходящих триглицеридных масел, можно получить путем замены parrсового масла полностью или частично

40 полимерами триглицеридов. Это может быть выполнено. путем нагревания раггсового масла в присутствии или в отсутствии кислорода. Процесс полимери зации не должен проходить очень дол45 ro, чтобы сохранялись смазочные свойства, так как в противном случае масло может желатинизироваться или затвердеть. Наиболее употребительными полимерами являются димеры и тримеры. б0 Окислительная полимеризация проходит более легко и при более низкой температуре, чем горячая.полймеризация в отсутствии кислорода. ПоследО няя совсем не происходит при 240 С.

Продукты, получаемые при более низких температурах, являются нерастворимыми в углеводородах и непригодны для смазочных масел. При более высоких температурах между молекула5 14 ми образуются различные мостиковые связи углерод-кислород и углеродуглерод, и получаемые продукты легче растворяются в углеводородах. Однако получаемые из них пленки смазочного масла менее долговечны пленок, изготовленных из масла, полученного горячей полимеризацией.

Полимеризация в отсутствии кислорода обычно проходит при 312 С.

Пример 1. Готовят ряд основных масел путем растворения в рапсовом масле различных количеств метилового эфира.олеиновой кислоты. Для каждого масла в указанном ряду вязкость определена при двух значениях температуры. Под температурой текучести подразумевается низшая температура, при которой масло еще остается в жидком состояиии в течение

24 ч. Получен ряд масел, приведенных .в табл. 4.

Пример 2. Ряд основных кисло готовят путем растворения в рапсовом масле различных количеств углеводородного растворителя марки БЬе11зо1

АВ, фракции ароматических углеводородов. Получают ряд масел, приведенных в табл„ 5.

Таблица 5

Таблица 6

Вязкость, мм /с, при о температуре, С

Время нагревания, ч

40 100

7,6

28,2

9,4

10,8

20

14,5

185

340

55

550

16059 6 и поддержания этой температуры при перемсшивании масла в течение заданного промежутка времени. Получают

5 ряд соевых масел, подвергнутых горячей полимеризации в течение времени, указанном в табл. 6.

Shellsol

AB, %

ТемпеВязкость, мм /с, при температу о рею С

Рапсовое масло, % ратура текучести, 0С

40 100

5 30,9 7,3

10 26,0 6,8

18,0 5,1 -41

80

10,5 3,4

30

Углеводородный растворитель характеризуется следующими показателями: ароматика 99,5%; т.кип. 186-216 С;

IIJIoTHocTb 893 кг/м ; температура воспламенения (Пенски-Иартенз) 63 С.

Пример 3. Ряд основных масел готовят путем нагревания соевого масо ла до 93 С в реакторе, изготовленном из нержавеющей стали,. снижения давления в реакторе на 98 кПа (чтобы абсолютное давление в реак;"оре было 2кПа) дальнейшего нагревань. масла до 312 С

Пример 4. Стойкость к нагрузке смазочного масла, основанного на рапсовом масле, сравнивают со смазоч35 ными маслами, основанными на нефти.

Сравнение выполняют с помощью оборудования согласно стандарту Швеции, устанавливаемом на полотне цепной пилы. Радиус вершины головки зуба.

40 полотна составляет 28 мм и отсутствует колесо, с которым входит в зацепление вершина зуба, а на вершине между полотном, и цепью пилы имеет место скользящий контакт. Используют

45 цепь марки 50 АС 54 Е Oregon, которую приводят в движение электродвигателем со скоростью 17 м/с. Поверхностное давление между цепью и полотном регулируют путем изменения нагрузки по50 лотна с помощью соответствующих грузов. Смазочное масло цепи подают к полотну через смазочное отверстие с помощью насоса со скоростью подачи 6 мл/мин. Во время испыта55 ний температуру кромки полотна пилы измеряют как функцию нагрузки, В качестве масел,выбранных для сравнения, используют обычные а масла, используемые для смазки цепей. 20,0

0,5 темпе ратурй приведены в

Результаты измерений при различных нагрузках табл. 7.

Таблица 7 о

Температура, С на основе масла

Нагрузка, Н

Продолжительность апсо- Savotta Rahet спытаия, с ого

22

22

61

80

79

120

95 102

102 142

113 г

130

160

180

150

103

148

127

20

82 75

100 145

120 170

70

140

120

175

160

120

200

195

180

121 205

205

166

78

108

120

120

160 132

180

145

При продолжительности работы це- .: -Режим Работы составлЯет 2600 об/мин, и на холостом ходу в течение 15 с при продолжительности 45 с и полнос.

7 1416059 цепных пил. В отношении каждого мас= ла испытание прекращают, когда температура кромки полотна достигает

200 С или по истечении времени исФ

5 пытания, равного 180 с, Смазочная композиция на, основе

pancoaoro масла имеет следующий состав, %:

Рапсовое масло 79,5

Полимеризованное горячим способом соевое масло согласно примеру 3, вязкость при

40 С 115 ммг/с

Цинк-диалкил-дитиофосфат

1416059

1О

Orobis OLOA 340 К представляет собой смесь, содержащую 80-90% полиэтиленамида изостеариновой кислоты и 105

20% фенилстеарата кальция.

В качестве сравниваемого масла используют смазочное масло на основе нефти для двухтактного подвесного двигателя, 10 Результаты испытаний приведены в табл. 8.

20,0

6,4

Таблица 8

Сказочное масло, осно- ванное на нефти

Результаты наблюдения

Время раоо гы, ч

Результаты наблюдения

Время работы, ч

0--0, 5

Неравномерная работа была норма" лизована посНормальная работа

Наблюдалось снижение отдаваемой мощности; сетка глушителя была частично ле замены карбюратора

Нормальная работа, пила вибрировала более сильно, чем предшествующая

Было разру0 5 — 32 покрыта на: аром, была

-ппцена шено центробежное сцепление, испытание было прекращено

Пример 5. В эксперименте сравнивают масло; основанное на рапсовом масле, предназначенное для ис пользования в гидравлической системе, с маслом, приготовленным из нефти.

Испытательное оборудование включает два аксиально-поршневых насоса (модель PAP 10-RK-В фирмы Parker с рабочим давлением 315 бар и производительностью 10 см /об), которые приво- 5О дят в действие электродвигателями мощностью 11 кВт со скоростью вращения 1600 об/мин, попеременно перемещают рабочий поршень одного и того же гидравлического цилиндра, каждый в своем направлении. В одном из насосоа в качестве жидкости в гидравлической системе исполь.-,уют рапсовое масло, а в другом насс в качестве тью открытой дроссельной заслонке режим работы 7000 об/мин.

Испытываемое масло, основанное на рапсовом масле, имеет следующий состав, об.%.:

Рапсовое масло

Shehlsol АВ 73,6

Фракция ароматических углеводородов

0robis OL0A 340 K

Смазочное масло, основанное на рапсовом масле жидкости для сравнения используют масло марки Shell Tellus 46, Жидкость, в качестве основы которой. используют рапсовое масло, имеет следующий со-став, %:

Рапсовое масло 97,85

Полиэтиленовый амид изостеари новой кислоты 2,10

Цинк-диалкилдитиофосфат 0,05 (Zn)

В процессе эксперимента температуры обоих масел поддерживают постоянными и равными 50 С посредством водоохладителей, управляемых клапанами, регулируемыми термостатом. Однако течение работы при достижении ра- бочего давления 360 бар, потери мощности там, где используют нефтяное

Т а б л и ц а 9

Продолжительность работы, ч

Давление, бар

100

300

160

300

200

300

250

300

315

30 0

3.60

300

Таблица 10

Характеристика

Продолжительность работы, ч

Г Г 1 I (0 300 600 900 1200 15(ф 1800

Рапсовое масло

Вязкость при

100 C (cct) 8,0

8,16

8,40 при 40 С (cct) 33,3

34,0 34,0

34,7 35,6

35,6 37,5

Индекс вязкости

214

226

221

Кислотное число, мг КОН/г

2,11 2э44 2 14 2ь06 1в92 1ф95

1,98

Fe мг/л

Си мг/л

0,6 0,8 1,9 2,4 2,6 3 2

7,0 15,0 16,0 17,0 25,0 24,0 (0,1 с0,5

Нефтяное масло

Вязкость при:

100 С (cct) 6,64

8,7

6,69 а

38,1 38,2

40 С (cct) 34,6 34,6

43,4

34,3 33,6

11 14 масло, настолько большие, что охладители не способны поддерживать тем-. о пературу масла, равную 50 С, а она составляет около 58 C. После каждых

100 ч работы измеряют расход на утеч.ку из каждого насоса. Целью этих измерений является попытка обнаружить изменение объемного коэффициента поПосле каждого повышения давления масла подвергались анализу, 16059 12 лезного действия, которое в то же самое время свидетельствует об износе насосов.

В табл. 9 приведены рабочие давления и продолжительность работы насосов (общая продолжительность работы

1800 ч). результаты которого приведены в табл.10.

1416059

13!

Продолжение табл. 10

Характеристика

Продолжительность работы, ч

0 300 600 900 1200 150/ 1800

Индекс вязкости

146

154

183

Кислотное число,.мг/KOH/г

0,66 0,67 0,59 0,55 0,46 0,30

0,67

Fe мг/л .Сп, мг/л

2,4

<0,1 0,5

9,0 11,0 i 1,0 11,0 12,0 12,0

Время работы, ч -.:ГО 1200 1600

Масло

600 1800 !

100

Рапсовое, л/мин 0,086 0,114 0,132 0,172 0,680 0,674

Нефтяное, л/мин 0,126 0,199 0,281 0,535 2,530 2,894

Таблица 12

Время работы, ч

Масло

200 500 800 1400 1700 Рапсовое, л/мин О 081 О 111 О 122 О 270 О 654

Нефтяное, л/мин Ор128 0,190 0 277 Ор768 2 598

Первоначально более высокое зна,чение кислотного числа рапсового масла является следствием использу. емых присадок, а увеличение содержа;ния меди в процессе эксперимента, объясняется высоким кислотным числом масла. При работе в условиях избыточного давления (360 бар) время хода

Большое увеличение в расходе на утечку нефтяного масла является следствием большего изнова составных частей насоса и снижения вязкости этого масла в течение эксперимента.

Утечки вызывают повышение температуры нефтяного масла, что также частично снижает вязкость и увеличивает утечку.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Смазочная композиция а масляной основе, представляющей обой фракцию

272325 1728 поршня в цилиндре с нефтяным маслом заметно превышает время хода поршня в цилиндре с рапсовым маслом. Данные расхода на утечку в различное время работы количества, приведены в табл, 11 (работа на стороне торца

26 поршня) и табл. 12 (работа на стороне штока поршня).

Таблица 11 сложных триглицеридных эфиров прямоцепных С, -С насыщенных и ненасыбо щенных жирных кислот и глицерина, с добавлением присадки, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью улучшения вязкостных характеристик композиции, в качестве основы она содержит

rg óêàçàííóþ фракцию с йодным числом 77110 и индексом вязкости 194-227 или ее смесь с 20 мас.7 продукта полимеризации при температуре- 312 С фракции сложных триглицеридных эфиров прямоl5 416059 l6 цепных С< -С жирных кислот и глице- их смесь, при следующем соотношении рина и в качестве присадки содержит компонентов, мас.X: соединение, выбранное иэ группы: по- Указанная фракция . лиэтиленамид иэостеариновой кислоты, 5 сложных триглицеридных фенилстеарат кальция, дналкилдитио- эфиров прямоцепных С,д— фосфат цинка, фракция ароматических С насыщенных Н жируглеводородов, выкипающая в интерва- ных кислот и глицерина ле 186-216 С, и плотностью 893 кг/м, или ее смесь с 20 мас.7, метиловый эфир олеиновой кислоты или 10 продукта полимеризации 70,0-99,5

Укаэанная присадка До 100

Составитель Н.Богданова

Редактор Е.Папп Техред М.Ходанич Корректор Л. Патай

Заказ 3891/58 Тираж 464 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4