Металлоплакирующая присадка к смазочным композициям
Владельцы патента RU 2293758:
Некоммерческое партнерство "Университетский инновационный комплекс технологических систем сервиса" (RU)
Федеральное государственное учреждение "Федеральное агентство по правовой защите результатов интеллектуальной деятельности военного, специального и двойного назначения" при Министерстве юстиции Российской Федерации (ФГУ "ФАПРИД") (RU)
Изобретение относится к составам металлоплакирующих присадок для смазочных композиций, растворимых в маслах, и может быть широко использовано для уменьшения износа трущихся поверхностей деталей машин и механизмов, преимущественно при большой степени нагружения. Сущность: присадка содержит в мас.%: непредельную карбоновую кислоту, выбранную из ряда фракций С6-С22 10-45, соль одновалентной и двухвалентной меди непредельной карбоновой кислоты, выбранной из ряда фракций С6-С22 2-30, соль двухвалентного олова непредельной карбоновой кислоты, выбранной из ряда фракций С6-С22 1-20, воду 0,001-0,05, минеральное масло до 100. Технический результат - снижение коэффициента трения в условиях повышенных нагрузок, а также повышение стойкости присадки к расслоению. 4 табл.
Изобретение относится к составам присадок для смазочных композиций, растворимых в маслах, и может быть широко использовано для уменьшения износа трущихся поверхностей деталей машин и механизмов, преимущественно при большой степени нагружения и высоких частотах взаимного перемещения.
Из уровня техники известна металлоплакирующая присадка [а.с. СССР №859425, кл. С 10 М 1/24], содержащая соль жирной кислоты и олеиновую кислоту, в которой в качестве соли жирной кислоты содержится олеат одновалентной меди при следующем соотношении компонентов, мас.%:
олеат одновалентной меди - 25-60;
олеиновая кислота - до 100.
Из уровня техники известна металлоплакирующая присадка [патент РФ №2044761, кл. С 10 М 129/08, С 10 М 129/08, С 10 М 129/40, С 10 М 105/24, C 10 N 30/06], содержащая олеат меди, олеиновую кислоту, глицерат меди и глицериновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
олеат меди - 3-5;
глицерат меди - 1-3;
глицерин - 5-10;
олеиновая кислота - остальное.
Известна также смазочная композиция [см. патент РФ 2233866, кл. С 10 М 159/18 // C 10 N 10/02, C 10 N 10/08], включающая базовую основу и медно-оловянный стеарат с содержанием в нем 10-30 мас.% меди и 3-8 мас.% олова при следующем соотношении компонентов, мас.%:
медно-оловянный стеарат 0,5-2,0;
базовая основа 98,0-99,5.
Недостатком вышеуказанной композиции является необходимость подогрева медно-оловянного стеарата при введении в базовую основу, в качестве которой по описанию может быть любое минеральное масло, а также агломерирование в маслах при температуре ниже 12-10°С.
Из уровня техники известна также металлоплакирующая присадка к смазочным композициям, взятая за прототип [патент РФ №2186834, кл. С 10 М 163/00, С 10 М 125/14, С 10 М 159/04, С 10 М 129/40, С 10 М 129/58, C 10 N 10/02, C 10 N 30/06], содержащая соль жирной кислоты, органическую кислоту, воду и минеральное масло, которая в качестве соли жирной кислоты содержит смесь солей одновалентной и двухвалентной меди олеиновой, и/или нафтеновой, и/или жирной кислоты фракции C6-C17, а в качестве органической кислоты она содержит олеиновую, и/или нафтеновую, и/или жирную кислоту фракции C6-C17 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
соль одновалентной меди олеиновой, и/или нафтеновой, и/или жирной кислоты фракции C6-C17 - 1-20;
соль двухвалентной меди олеиновой, и/или нафтеновой, и/или жирной кислоты фракции С6-С17 - 1-20;
олеиновая, и/или нафтеновая, и/или жирная кислота фракции C6-C17 - 10-60;
вода - 0,001-0,05;
минеральное масло - до 100.
К недостаткам прототипа относится высокий коэффициент трения при работе присадки в машинах и механизмах, в том числе с высокими частотами вращения.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение износостойкости трущихся поверхностей деталей машин и механизмов, особенно при работе в условиях повышенных нагрузок и частот перемещения за счет снижения коэффициента трения.
Указанная задача решается за счет того, что металлоплакирующая присадка к смазочным композициям содержит карбоновую кислоту, смесь солей карбоновых кислот, воду и минеральное масло, при этом в качестве карбоновой кислоты она содержит непредельную карбоновую кислоту, выбранную из ряда фракций С6-С22, а в качестве смеси солей карбоновых кислот она содержит смесь солей одновалентной и двухвалентной меди непредельной карбоновой кислоты, выбранной из ряда фракций С6-С22, и соль двухвалентного олова непредельной карбоновой кислоты, выбранной из ряда фракций С6-С22, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
непредельная карбоновая кислота, выбранная из ряда фракций С6-С22 - 10-45;
смесь солей одновалентной и двухвалентной меди непредельной карбоновой кислоты, выбранной из ряда фракций С6-С22 - 2-30;
соль двухвалентного олова непредельной карбоновой кислоты фракций С6-С22 - 1-20;
вода - 0,001-0,050;
минеральное масло - до 100.
Металлоплакирующую присадку к смазочным композициям получают следующим образом. В непредельную карбоновую кислоту, выбранную из ряда фракций С6-С22, например, техническую олеиновую марки Б-115, представляющую собой смесь карбоновых непредельных кислот C16-C22, вводят окись одновалентной меди и окись двухвалентного олова, проводят перемешивание, например, пропуская смесь через гидродинамический аппарат при критерии перемешивания Re=10000-60000 и диапазоне температур от 30 до 180°С. Диспергирование и растворение проводят в течение 30-60 мин, при этом образуются соли меди карбоновых непредельных кислот. После растворения оксидов в кислоте отделяют непрореагировавшие окислы фильтрованием.
В результате реакции самоокисления-самовосстановления (диспропорционирования) образуются одно- и двухвалентные соли меди карбоновых непредельных кислот, соотношение между которыми регулируется длительностью процесса и значением критерия Рейнольдса. Затем в очищенный раствор вводят минеральное масло. Контроль качества готового продукта осуществляют по процентному содержанию меди, которое определяют, растворяя навеску продукта в ледяной уксусной кислоте с последующим титрованием с использованием иодометрии. Содержание меди Cu+1 и Cu+II в присадке можно определить методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС).
При плакировании трущихся соединений в первую очередь осаждается медь в присутствии поверхностно-активных веществ, содержащихся в присадке, а затем - олово, коэффициент трения которого меньше, чем у меди, и поэтому становится возможным уменьшить коэффициент трения.
В качестве минерального масла могут быть использованы масла любой группы, в том числе индустриальные, трансмиссионные, моторные, гидравлические и т.п. при обеспечении синергизма.
Использование непредельных карбоновых кислот позволяет получить необходимую молекулярную структуру металлоплакирующей присадки к смазочным композициям, обеспечивающую достижение требуемых физико-химических свойств.
Выбор определенных компонентов и их соотношения обусловлен качеством получаемой присадки и решением поставленной задачи. В табл.1 приведены различные варианты количественного состава металлоплакирующей присадки к смазочным композициям. Влияние состава присадки на коэффициент трения при различных значениях температуры в зоне трения и давления для различных пар трения представлено в табл.2-4.
При использовании других соотношений компонентов присадки в пределах заявленных диапазонов также достигается снижение коэффициента трения.
В качестве побочного технического результата достигается повышение стойкости к расслоению заявляемой металлоплакирующей присадки к смазочным композициям. Период времени, в течение которого присадка не расслаивается, увеличивается до 18 месяцев, что превышает характеристику присадки, описанной в прототипе, в 1,5 раза.
Использование металлоплакирующей присадки к смазочным композициям позволяет значительно снизить коэффициент трения для различных пар трения, в том числе при большой степени нагружения и высоких частотах взаимного перемещения.
Металлоплакирующая присадка к смазочным композициям, содержащая карбоновую кислоту, смесь солей карбоновых кислот, воду и минеральное масло, отличающаяся тем, что в качестве карбоновой кислоты она содержит непредельную карбоновую кислоту, выбранную из ряда фракций С6-С22, а в качестве смеси солей карбоновых кислот она содержит смесь солей одновалентной и двухвалентной меди непредельной карбоновой кислоты, выбранной из ряда фракций С6-С22, и соль двухвалентного олова непредельной карбоновой кислоты, выбранной из ряда фракций С6-С22, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Непредельная карбоновая кислота, выбранная из | |
| ряда фракций С6-С22 | 10-45 |
| Смесь солей одновалентной и двухвалентной меди | |
| непредельной карбоновой кислоты, выбранной | |
| из ряда фракций С6-С22 | 2-30 |
| Соль двухвалентного олова непредельной карбоновой | |
| кислоты, выбранной из ряда фракций С6-С22 | 1-20 |
| Вода | 0,001-0,05 |
| Минеральное масло | До 100 |
