Смазочная композиция

 

Изобретение относится к смазочным материалам и может быть использовано для смазки поверхностей трения двигателей внутреннего сгорания. Смазочная композиция содержит, мас.%: хлорированные парафины 2,6-3,0, диоктиловый эфир себациновой кислоты 0,12-0,22, диановую эпоксидную смолу 5,6•10^-3-9,5•10^-3, фторированный полиэфир-нонаэфир(1,1,5-тригидрооктафторпентил)-1,1-метантрикарбоновой кислоты 2,8•10^-4-3,2•10^-3, 2,6-ди-трет. бутил-4-метилфенол 5,6•10^-3-9,5•10^-3, минеральное масло - до 100. Использованы хлорированные парафины с числом углеродных атомов от 14 до 22 и содержащие 45-47 мас.% хлора. Технический результат - повышение противозадирных свойств и снижение коррозионной активности. 2 табл.

Изобретение относится к области смазочных материалов и может быть использовано при производстве смазочных материалов для различного рода машин и механизмов, в частности для двигателей внутреннего сгорания.

Известно, что добавление в базовое минеральное масло противозадирных присадок на основе соединений хлора, в частности, хлорированных парафинов, повышает износостойкость трущихся поверхностей (Д. Кламанн. "Смазки и родственные продукты", М., Химия, 1988 г., с. 216-218). Механизм противозадирного действия хлорсодержащих соединений основан на образовании слоя дихлорида железа на локальных микроучастках поверхностей трения в условиях высоких удельных нагрузок.

Известны смазочные композиции на основе хлорированного парафина, например, тирхлорцетана, введенного в моторное масло (G. Spengler, К.A. Schmid, Schmiertechhnik 2, 5 (1955)). Известная композиция используется в качестве противозадирной присадки к базовым маслам, что подтверждено результатами испытаний по нагрузке заедания на машине трения.

Однако известная смазочная композиция не может быть использована в качестве противоизносной антикоррозионной присадки в эксплуатационных маслах, т.к. в данном случае имеет место повышение несущей способности масла за счет увеличения степени хлорирования парафинов, что увеличивает образование хлористого водорода, избыток которого может привести к коррозии металлических поверхностей трения машин и механизмов.

Известна смазочная композиция (патент US N 4534873, 13.08.85 г.), которая выбрана в качестве ближайшего аналога к заявляемому изобретению. Данная смазочная композиция содержит хлорированные парафины, добавку в виде сульфоната кальция для нейтрализации хлорида водорода, антиоксиданты, в том числе 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, другие соединения, в том числе сурьмоорганические. Известная смазочная композиция обеспечивает противоизносное, антикоррозионное действие на пары трения при использовании присадки в базовых маслах и, предпочтительно, при 12,5 мас.% содержании хлорпарафинов в присадке, что нецелесообразно.

Кроме того, состав композиции присадки имеет значительный пакет добавок, что коммерчески нецелесообразно, а использование сурьмоорганического соединения ускоряет процесс диффундирования водорода во внутренние слои металлов вследствие каталитического действия сурьмы при трибохимических процессах.

В основу создания изобретения положена задача создания смазочной композиции со стабильными противоизносными и антикоррозионными свойствами по отношению к парам трения и при минимизированном составе и расходе входящих в композицию компонентов.

Для решения поставленной задачи предложена смазочная композиция, содержащая минеральное масло, хлорированные парафины и антиоксидант 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, при этом хлорированные парафины имеют число углеродных атомов от 14 до 22 с содержанием хлора 45-47% мас., дополнительно композиция содержит акцептор хлористого водорода - диановую эпоксидную смолу, диоктиловый эфир себациновой кислоты и фторированный полиэфир-нонаэфир (1,1,5- тригидрооктафторпентил)-1,1-метантрикарбоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%: Хлорированные парафины - 2,6 - 3,0 Диоктиловый эфир себациновой кислоты - 0,12 - 0,22 Диановая эпоксидная смола - 5,6 • 10^-3 - 9,5 • 10^-3 2,6-Ди-трет-бутил-4-метилфенол - 5,6 • 10^-3 - 9,5 • 10^-3 Фторированный полиэфир - 2,8 • 10^-4 - 3,2 • 10^-3 Минеральное масло - Остальное При реализации изобретения состав повышает противоизносные свойства композиции в широком диапозоне температур без усиления коррозионных процессов. Данное обстоятельство объясняется наличием в составе композиции: не более 3,0 мас.% хлорированных парафинов с указанным содержанием хлора; акцептора хлористого водорода - диановой эпоксидной смолы, которая связывает выделяющийся из хлорпарафинов хлористый водород в стабильный продукт; диоктилового эфира себациновой кислоты, фторированного полиэфира и антиоксиданта 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола. Учитывая, что любое введение акцептора хлора снижает эффективность противозадирных свойств смазочной композиции, добавление в состав композиции диоктилового эфира себациновой кислоты позволило не только обеспечить противозадирный эффект в диапазоне температур до 200^oC, но и привело к протеканию реакционных процессов гидролиза и этерификации.

Наличие в зоне трения влаги приводит к гидролизу диоктилового эфира (расщепление на кислоту и спирт) и при достаточном количестве продуктов реакции гидролиза происходит обратимый процесс - реакция этерификации (образование диоктилового эфира), при этом реакционные процессы катализируются хлористым водородом, который постоянно участвует в реакциях гидролиза и этерификации, что снижает тем самым коррозионную активность состава композиции.

Добавление в состав композиции фторированного полиэфира-нонаэфир ((1,1,5-тригидрооктафторпентил)-1,1-метантрикарбоновой кислоты) повышает смачиваемость поверхностей трения за счет уменьшения поверхностного натяжения смазочной композиции.

Количественный состав компонентов в смазочной композиции минимизирован. Смазочную композицию готовят простым механическим компаундированием компонентов. Варианты выполнения композиции (примеры 5 - 7) приведены в таблице 1. В данной таблице приведены также контрольные составы (примеры 1-4). Составы по примерам 2, 3 не содержат диоктилового эфира себациновой кислоты; контрольный состав (пример 1) - композиция на основе чистого базового масла. Композиция по примеру 4 имеет повышенное содержание хлорпарафинов. В таблице 1 приведены следующие сокращения: масло минеральное - М, хлорированные парафины - ХП, диановая эпоксидная смола - ЭС, диоктиловый эфир себациновой кислоты - ДОС, фторированный полиэфир (нонаэфир (1,1,5-тригидрооктафторпентил)-1,1-метантрикарбоновой кислоты) - ПЭ, 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол - МФ.

Приведенные в таблице 1 смазочные композиции (примеры 1-7) были испытаны на машине трения ИИ-5018 в режиме диск (d 40, сталь 38ХНЗМА) по диску (контртело) (d 40, сталь 38ХНЗМА) без проскальзывания методом сравнения результатов. Частота вращения диска 2000 мин^-1, нагрузка на контртело 300 Н, что моделирует нагрузки в узлах трения трансмиссии автомобиля.

При испытаниях коэффициент трения определялся непосредственно во время работы по моменту сопротивления. Износ определяли взвешиванием образцов на аналитических весах с погрешностью до 0,3 мг.

Температура масла (Т^oC) измерялась посредством термопары (Х-К) и КСП на расстоянии 1 см от образца. Площадь S контактного пятна измерялась в мм².

Результаты испытаний сведены в таблицу 2. При испытаниях смазочных композиций по составам - примеры 1-6 - использовалось масло марки Лукойл 15W30, пример 7 - масло марки Норси 10 W30. Во всех составах использовалась эпоксидная смола марки ЭД-20.

Таким образом, результаты испытаний, приведенные в таблице 2, подтверждают, что наилучшие показатели по антифрикционным и противоизносным свойствам достигаются смазочными композициями по примерам 5-7, соответствующих заявляемому изобретению.

Смазочная композиция по изобретению может найти широкое применение в составе смазочных материалов, предназначенных, в том числе для использования в карбюраторных, дизельных, двухтактных двигателях внутреннего сгорания, трансмиссиях, редукторах и в других механизмах и машинах.

Формула изобретения

Смазочная композиция, содержащая минеральное масло, хлорированные парафины и антиоксидант 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, отличающаяся тем, что содержит хлорированные парафины с числом углеродных атомов от 14 до 22 и содержанием хлора 45-47 мас.% и дополнительно композиция содержит акцептор хлористого водорода - диановую эпоксидную смолу, диоктиловый эфир себациновой кислоты и фторированный полиэфир - нонаэфир (1,1,5-тригидрооктафторпентил)-1,1-метантрикарбоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорированные парафины - 2,6-3,0
Диоктиловый эфир себациновой кислоты - 0,12-0,22
Диановая эпоксидная смола - 5,6•10^-3-9,5•10^-3
Фторированный полиэфир - 2,8•10^-4-3,2•10^-3
2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол - 5,6•10^-3-9,5•10^-3
Минеральное масло - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2