Защитная смазочная композиция
Использование: в машиностроении, нефтехимической и других отраслях промышленности. Сущность: композиция содержит, мас.%: дисульфид молибдена, модифицированный фторсодержащим поверхностно-активным веществом эпиламом в их массовом соотношении 1:(2-3) 17-22, алюминий 2-3, церезин 10-12, продукт конденсации борной кислоты с диэтаноламином и растительным маслом при мольном соотношении 1:3: (0,5-0,7) соответственно 15-18, бензотриазол 1-3, минеральное масло остальное. Технический результат - повышение защитных свойств от задира, износа и коррозии крепежных и сопрягаемых изделий при повышенных температурах и при различных атмосферных воздействиях, в том числе в условиях повышенной влажности. 2 табл.
Изобретение относится к составам (смазкам), предназначенным для защиты от задира и износа, а также "схватывания" сопряженных поверхностей как в условиях атмосферной коррозии, так и тепловых воздействий, например в конструкциях автомобилей, резьбовых соединениях сборно-разборных складских и магистральных трубопроводов, и может быть использовано в машиностроении, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известна защитная смазочная композиция, предотвращающая коррозионное и термоокислительное схватывание сопряженных поверхностей, содержащая, мас.%: дисульфид молибдена 32-33, коллоидный графит 33-34, двуокись титана 1-2, алюминий 2-3, петролатум 20-21, ингибитор коррозии-2-бис-(γ-диметиламинопропил)-аминометил-4-изононилфенол 5-6 и минеральное масло до 100 (SU 1483934 А1, кл. С10М 141/06, 15.10.92).
Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является защитная смазочная композиция, предотвращающая коррозионное и термоокислительное схватывание сопряженных поверхностей, содержащая, мас.%: дисульфид молибдена 72-75, диоксид титана 0,5-3,0, алюминий 3,5-4,0, петролатум 12-13, ингибитор коррозии-2-бис-(-γ-диметиламинопропил)-аминометил-4-изононилфенол или 2-бис-(γ-диметиламинопропил)-аминометил-4-изододецилфенол 3-4 и минеральное масло до 100 (RU 2100423 С1, кл. С10М 169/04, 27.12.97).
Недостатками указанных композиций являются их низкая способность предотвращать коррозионное схватывание поверхностей деталей в условиях повышенной влажности и относительно низкие противозадирные и противоизносные свойства.
Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных свойств защитной смазочной композиции при различных атмосферных воздействиях, в том числе при повышенной влажности.
Данный результат достигается тем, что защитная смазочная композиция, включающая дисульфид молибдена, алюминий, твердые углеводороды, азотсодержащий ингибитор коррозии и минеральное масло, содержит дисульфид молибдена, модифицированный фторсодержащим поверхностно-активным веществом эпиламом в их массовом соотношении 1:(2-3), в качестве твердых углеводородов содержит церезин, а в качестве азотсодержащего ингибитора коррозии - смесь продукта конденсации борной кислоты с диэтаноламином и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) соответственно и бензотриазола при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Дисульфид молибдена, модифицированный | |
эпиламом в их массовом соотношении 1:(2-3) | 17-22 |
Алюминий | 2-3 |
Церезин | 10-12 |
Продукт конденсации борной кислоты | |
с диэтаноламином и растительным | |
маслом при мольном соотношении | |
1:3:(0,5-0,7) соответственно | 15-18 |
Бензотриазол | 1-3 |
Минеральное масло | Остальное |
Отличительной особенностью предложенного состава является то, что он содержит дисульфид молибдена, модифицированный фторсодержащим ПАВ эпиламом в их массовом соотношении 1:(2-3), а в качестве ингибитора коррозии содержит смесь продукта конденсации борной кислоты с диэтаноламином (ДЭА) и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) и бензотриазола, обладающую высокими консервационными свойствами, что в сочетании с остальными ингредиентами состава при заявленном соотношении компонентов позволяет надежно защитить сопряженные поверхности изделий из черных и цветных металлов как от термоокислительного, так и коррозионного схватывания при различных атмосферных воздействиях, в том числе в условиях повышенной влажности, а также придать композиции повышенные противоизносные и противозадирные свойства.
При других соотношениях компонентов состава, кроме заявленных, не удается достичь эффекта длительной защиты крепежных и сопрягаемых изделий от коррозии, задира и износа при повышенных температурах и влажности атмосферы.
Способ получения модифицированного дисульфида молибдена заключается в следующем.
Порошок дисульфида молибдена марки ДМ-1 (ТУ 48-19-133-85) предварительно высушивают в сушильном шкафу при температуре 100-110°С в течение 4-5 ч. Высушенный порошок MoS2 загружают в автоклав объемом 1 дм3, производят предварительное вакуумирование при остаточном давлении 50 мм рт.ст. в течение 40-60 мин, затем заливают раствор эпилама при массовом соотношении MoS2: эпилам=1:(2-3). Пропитку производят в течение 20-24 ч при температуре 65-76°С и давлении 0,5-0,6 МПа. Полученную сметанообразную массу модифицированного дисульфида молибдена сушат при комнатной температуре на гладкой, например стеклянной, поверхности в течение 2,5-3,5 ч до полного высыхания, после чего подвергают термообработке при температуре 100-110°С в сушильном шкафу в течение 2-3 ч.
В качестве эпиламов могут быть использованы: Автокон 0,5 (ТУ 2229-008-27991970-95), представляющий собой раствор перфторкислоты марки 6 МФК-180 в перфторметилциклогексане (ПФМЦГ) или хладоне 350; 6СФК-180-05, 6СФК-180-20, 6СФК-180-50; Полизам, Амидофен, Амидоамин и т.д.
Технология получения продукта конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом заключается в следующем:
В реактор, снабженный насадкой Дина-Старка, мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают растительное масло и ДЭА. Реакционную массу нагревают при перемешивании до 90-100°С, после чего вводят борную кислоту и поднимают температуру реакционной смеси до 180-200°С, выдерживая ее при этой температуре в течение 2,0-2,5 ч до образования однородной массы с аминным числом 60-80 мг HCI/г. Мольное соотношение борная кислота: диэтаноламин: растительное масло составляет 1:3:(0,5-0,7) соответственно.
Проведение процесса конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при других мольных соотношениях реагентов, кроме заявленных, не позволяет получить продукт, растворимый в минеральном масле.
В качестве растительного масла используют подсолнечное, льняное или соевое масло.
В качестве минерального масла - индустриальное И-20А, И-12А или веретенное масло.
Для приготовления предложенной композиции в подогретое до 60-80°С минеральное масло при заявленном соотношении компонентов при постоянном перемешивании последовательно вводят сначала смесь продукта конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) и бензотриазола, затем церезин, алюминий и модифицированный дисульфид молибдена. Полученный состав тщательно перемешивают до получения однородной смазки.
Варианты опытных составов смазочных композиций представлены в табл.1
Полученные смазки наносили на резьбовые поверхности пар М 10 (болт - гайка) из углеродистой стали без покрытия (не менее 10 шт. для каждого варианта состава), после чего крепежные пары собирали.
Для исследования защитного эффекта одну часть резьбовых пар выдерживали в течение 400 ч в термовлагокамере Г-4 при относительной влажности 95±2% и температуре 40°С, другую - подвергали термообработке при 800°С в течение 24 ч. После выдержки резьбовые пары демонтировали, определяя крутящий момент при демонтаже с помощью динамометрического ключа.
Противозадирные и противоизносные свойства полученных композиций оценивали на четырехшариковой машине трения по ГОСТ 9490-75. Противозадирные - по нагрузке сваривания (Рс), а противоизносные - по диаметру пятна износа (Ди). Коллоидную стойкость характеризовали количеством масла в %, выделившегося при температуре 100°С в течение 24 ч из отпрессованной смазки.
Результаты испытаний представлены в табл.2.
Использование предложенной смазочной композиции позволит обеспечить длительную защиту крепежных и сопрягаемых изделий от атмосферной коррозии, от высокотемпературного "схватывания", а также от задира и износа.
Таблица 1. | |||||
Компоненты состава | Содержание компонентов, мас.% по примерам | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Дисульфид молибдена, модифицированный эпиламом в их массовом соотношении 1:2 | 17,0 | 16,0 | |||
Дисульфид молибдена, модифицированный эпиламом в их массовом соотношении 1:2,5 | 19,0 | ||||
Дисульфид молибдена, модифицированный эпиламом в их массовом соотношении 1:3 | 22,0 | 23,0 | |||
Алюминий | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 1,5 | 3,5 |
Церезин | 10,0 | 11,0 | 12,0 | 9,0 | 13,0 |
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:0,5 | 15,0 | 14,0 | |||
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:0,6 | 16,5 | ||||
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:0,7 | 18,0 | 19,0 | |||
Бензотриазол | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 0,5 | 3,5 |
Минеральное масло | 55,0 | 49,0 | 42,0 | 59,0 | 38,0 |
Таблица 2. | |||||||
Показатели | Примеры | Без смазки | Прототип | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
Крутящий момент при демонтаже крепежных пар после выдержки в течение 400 ч в камере влажности Г-4, кГм (средний на 10 шт) | 5,5 | 6,0 | 5,8 | 7,5 | 6,8 | 24,0 | 16,0 |
Крутящий момент при демонтаже крепежных пар после термообработки при 800°С в течение 24 ч, кГм (средний на 10 шт) | 6,0 | 5,7 | 5,9 | 6,5 | 6,1 | схватывание | 6,7 |
Нагрузка сваривания, н | 5500 | 5600 | 5800 | 4800 | 5300 | - | 4500 |
Диаметр пятна износа, мм | 0,45 | 0,44 | 0,43 | 0,50 | 0,47 | - | 0,55 |
Коллоидная стабильность, % | 3,5 | 3,3 | 3,0 | 3,6 | 3,9 | - | 5,0 |
Защитная смазочная композиция, включающая дисульфид молибдена, алюминий, твердые углеводороды, азотсодержащий ингибитор коррозии и минеральное масло, отличающаяся тем, что она содержит дисульфид молибдена, модифицированный фторсодержащим поверхностно-активным веществом эпиламом в их массовом соотношении 1:(2-3), в качестве твердых углеводородов содержит церезин, а в качестве азотсодержащего ингибитора коррозии - смесь продукта конденсации борной кислоты с диэтаноламином и растительным маслом при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7) соответственно и бензотриазола при следующем соотношении компонентов, мас.%:
дисульфид молибдена, модифицированный | |
эпиламом в их массовом соотношении 1:(2-3) | 17-22 |
алюминий | 2-3 |
церезин | 10-12 |
продукт конденсации борной кислоты | |
с диэтаноламином и растительным | |
маслом при мольном соотношении | |
1:3:(0,5-0,7) соответственно | 15-18 |
бензотриазол | 1-3 |
минеральное масло | остальное |