Композиции смазочных масел
Владельцы патента RU 2352621:
ШЕЛЛ ИНТЕРНЭШНЛ РИСЕРЧ МААТСХАППИЙ Б.В. (NL)
Сущность: композиция смазочного масла включает основу смазочного масла и первичный амин, имеющий третичную С8-С20-алкильную группу, который представлен следующей общей формулой (I):
где х есть целое число от 1 до 17, у есть целое число от 1 до 17, z есть целое число от 1 до 17 и x+y+z есть целое число от 7 до 19. Композиция обладает кинематической вязкостью при 40°С от 18 до 60 мм2/с, индексом вязкости от 130 до 150 и плотностью при 15°С от 0,80 до 0,84 г·см-3. Композиция применяется в качестве масла для гидравлических систем, машинного масла, трансмиссионного масла, компрессорного масла, жидкого теплоносителя, турбинного масла и/или подшипникового масла. Технический результат - повышение термоокислительной стабильности, снижение трения и воспламеняемости, увеличение энергосбережения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к композициям смазочных масел, которые устраняют образование ила и которые обладают прекрасной стабильностью при хранении, низким трением, малыми потерями передачи давления, малыми потерями подводимого давления в трубах и низкой воспламеняемостью.
Предшествующий уровень техники
“Закон, касающийся рационализации использования энергии”, был принят на Конференции в Киото по предупреждению глобального потепления (СОР3). Так, например, 3500 предприятий по всему миру получили статус “предприятий с предписанным Энергетическим контролем по классу 1”, следствием чего явилось сбережение энергии на предприятиях и в бизнесе. Поскольку сбережение энергии означает также и снижение себестоимости, в настоящее время эта проблема решается положительным образом.
Считается, что в Японии 56% всего потребления электрической энергии связано с применением электродвигателей. Отсюда возникает потребность в значительном энергосбережении в гидравлических системах, которые используются для преобразования выходной мощности электродвигателей в давление масла.
Гидравлические системы отличаются тем, что “масло”, которое является средой для переноса движущей силы, обладает низкой сжимаемостью, благодаря чему имеется возможность применять более высокие давления и повышать выходную мощность в расчете на вес машины, причем по ряду причин, таких как легкость осуществления контроля за распределением, концентрировавшем и быстродействием движущей силы, такие масла широко используются в промышленной практике.
В Руководстве по гидравлическим жидкостям (Hydraulic Fluid Handbook), стр.31, опубликованном в 1985 г. фирмой Lubrication News Agency Co. Ltd., указывается, что потери подводимого давления в гидравлических трубах на основании теоремы Бернулли пропорциональны плотности масла как во всасывающей трубе, так и в нагнетательной трубе, в колене, патрубке или соединении. Иными словами, потери подводимого давления могут быть уменьшены снижением плотности, если кинематическая вязкость и трубы остаются теми же, причем было также показано, что в то же самое время снижением плотности можно добиться повышения скорости потока. Кроме того, поскольку потери подводимого давления в гидравлических трубах превращаются в тепло, звук и т.д., предполагается, что генерирование тепла и шума также подавляются снижением плотности. Поскольку уменьшенное трение также способствует сбережению энергии, имеется потребность в такой антифрикционной способности, при которой не возникает залипаний при скольжении, обусловленных фрикционными характеристиками контакта типа сталь-сталь.
Конструкция и размер насоса сильно влияют на эффективность гидравлической системы. По этой причине в промышленных кругах сконцентрировались усилия в направлении повышения эффективности насосов. Наряду с этим, в последние годы был осуществлен прогресс в направлении даже еще более высоких давлений с целью повышения кпд преобразования гидравлической энергии и снижения потерь подводимого давления.
До настоящего времени исследователи не сосредоточивали своего внимания на свойствах жидкостей кроме тех свойств, которые влияют на насос, например на введение в универсальные гидравлические жидкости модификаторов трения. Действительно, в этом отношении в промышленности не было разработано каких-либо стандартных методологий для измерения энергетической эффективности гидравлической системы.
Согласно научной статье, выпущенной фирмой Degussa-Rohmax Oil Additives (Placek, Herzog, Neveu, 23.01.2003), было показано, что жидкости с высоким индексом вязкости (универсальные масла или HVI-масла) более энергетически эффективны, чем масла с низким индексом вязкости. Экономия имеет место в условиях пуска, поскольку в этом случае рабочая вязкость достигается при более низких температурах. При более высоких температурах (80-100°С) HVI-масла также способствуют энергосбережению до 20% благодаря повышенной скорости потока по сравнению со стандартными жидкостями.
Настоящее изобретение создает неожиданным образом возможность сбережения энергии путем улучшения рабочих характеристик обычных масел для гидравлических систем в качестве гидравлических сред, направленного на повышение эффективности передачи гидравлической энергии.
Раскрытие сущности изобретения
В связи с этим, настоящее изобретение предлагает композицию смазочного масла, включающую основу смазочного масла, которая (композиция) имеет кинематическую вязкость при 40°С от 18 до 60 мм2/с, индекс вязкости от 130 до 150 и плотность при 15°С от 0,80 до 0,84 г·см-3.
В июне 2002 г. было пересмотрено японское противопожарное законодательство, в результате чего некоторые смазочные масла с температурой вспышки 250°С или выше были переквалифицированы в “условно воспламеняющийся материал класса жидкостей” и было значительно упрощено законодательство, касающееся их хранения и обращения с ними. На этом основании затраты на работу со смазочными нефтепродуктами, имеющими температуру вспышки 250°С или выше, были значительно снижены и, кроме того, поскольку эти нефтепродукты обладают также более высокими пожарными характеристиками, со стороны потребителей наблюдается высокий спрос на смазочные нефтепродукты с высокой температурой вспышки.
В одном из предпочтительных воплощений настоящего изобретения предлагается композиция смазочного масла, в которой не только снижена плотность приблизительно на 10% по сравнению с коммерческими индустриальными смазочными нефтепродуктами, что неожиданным образом привело к эффекту энергосбережения, но которая имеет также температуру вспышки, измеренную в соответствии с JIS К 2265, равную, по меньшей мере, 250°С, путем использованием базового масла с узкими пределами кипения.
Однако базовые масла с узкими пределами кипения, имеющие высокую для промышленных смазочных нефтепродуктов температуру вспышки, сильно отличаются в отношении распределения молекулярных масс от обычных используемых в промышленности базовых масел и содержание в них высокомолекулярных углеводородных компонентов очень невелико. Отсюда очень низкая растворимость в них присадок для смазочных масел, которые регулируют различные аспекты рабочих характеристик, и нежелательное помутнение и образование осадков, в результате чего такие материалы не могут применяться в качестве индустриальных смазочных масел.
Тем не менее, такие базовые масла в последние годы используются в автомобильных смазочных маслах типа моторных масел и смазочных масел для автоматической коробки передач. Эти смазочные нефтепродукты включают в себя высокомолекулярные беззольные диспергенты, такие как диспергенты на основе амида янтарной кислоты, в количествах от 1 до 10 вес.%. Поскольку в результате этого различные присадки к смазочным маслам диспергируются в базовом масле с узкими пределами кипения, особых проблем в отношении растворимости не существует.
Однако используемые в автомобильных смазочных маслах высокомолекулярные беззольные диспергенты не могут быть использованы в гидравлических системах даже в концентрациях ниже 1%, например 0,1%, из-за возникновения эмульсии в присутствии воды, что является нежелательным свойством.
В настоящем изобретении растворимость, низкофрикционные свойства и противокоррозионные свойства при использовании определенного базового масла с узкими пределами кипения в индустриальных смазочных маслах с целью повышения энергосбережения, которое (масло) имеет высокую температуру вспышки, могут быть неожиданным образом значительно улучшены при использовании определенного аминного соединения. Кроме того, как указывалось выше, данная композиция смазочного масла обеспечивает повышение эффективности передачи гидравлической энергии.
В выкладке на выдачу патента в Японии Н8-134488 раскрыта композиция смазочного масла, где к основе смазочного масла был добавлен алкиламин. Однако в качестве алкильных групп раскрыты насыщенные или ненасыщенные нормальные алкильные группы и отсутствует раскрытие разветвленных трет-алкильных первичных аминов, используемых в композициях смазочных масел настоящего изобретения. Кроме того, в указанном документе раскрыто только то, что для базового смазочного масла предпочтительно масло с кинематической вязкостью ISO VG10-220 (40°С).
В выкладке на выдачу патента в Японии H11-71330 раскрыты смесь разветвленных трет-алкильных первичных аминов и способ их получения. Раскрыто, что такой амин является полезным в качестве полифункциональной добавки для топлив, смазочных масел и красок, но в этом раскрытии не упоминается основа смазочного масла настоящего изобретения.
В выкладке на выдачу патента в Японии 2001-172659 раскрыта композиция гидравлического масла для амортизаторов, в которой в основу смазочного масла включены алифатические амины с С12-С14-алкильными группами и/или алкенильными группами, но в этой заявке не раскрыты разветвленные третичные алкильные группы настоящего изобретения. В ней описано, что используемой основой смазочного масла является предпочтительно базовое масло, у которого минимальное значение кинематической вязкости при 40°С равно преимущественно 8 мм2/с и более, желательно 10 мм2/с, а максимальное значение кинематической вязкости при 40°С равно преимущественно 60 мм2/с и более желательно 40 мм2/с. Раскрыто также то, что в целях того, чтобы по возможности свести к минимуму изменение демпфирующей силы, предпочтителен индекс вязкости не ниже 80 и, более предпочтительно, по меньшей мере, 95, но в этой заявке не раскрыта основа смазочного масла настоящего изобретения.
В выкладке на выдачу патента в Японии 2001-172660 раскрыта композиция гидравлического масла для амортизаторов, в которой в основу смазочного масла включен алифатический амин, имеющий алкильные группы и/или алкенильные группы с 3-6 атомами углерода, но в этой заявке не раскрыты разветвленные третичные алкильные группы настоящего изобретения. Описано также, что используемой основой смазочного масла является предпочтительно базовое масло, у которого минимальное значение кинематической вязкости при 40°С равно преимущественно 8 мм2/с и более желательно 10 мм2/с, а максимальное значение кинематической вязкости при 40°С равно преимущественно 60 мм2/с и более предпочтительно 40 мм2/с. Раскрыто также то, что в целях того, чтобы по возможности свести к минимуму изменение демпфирующей силы, предпочтителен индекс вязкости не ниже 80 и, более желательно, по меньшей мере, 95, но в этой заявке не раскрыта основа смазочного масла настоящего изобретения.
В выкладке на выдачу патента в Японии 2002-194376 раскрыта композиция гидравлического масла для амортизаторов, в которой в основу смазочного масла включен первичный алифатический амин, такой же как амин в настоящем изобретении, но на основу смазочного масла не накладывается никакого ограничения, в результате чего может быть использована любая основа при условии, что ее обычно используют в качестве основы смазочного масла. Как указано выше, раскрыто масло, у которого минимальное значение кинематической вязкости при 40°С равно преимущественно 8 мм2/с и более желательно 10 мм2/с, а максимальное значение кинематической вязкости при 40°С равно преимущественно 60 мм2/с и более предпочтительно 40 мм2/с. В целях того, чтобы по возможности свести к минимуму изменение демпфирующей силы, предпочтителен индекс вязкости не ниже 80 и, более предпочтительно, по меньшей мере, 95, но в этой заявке отсутствует раскрытие того факта, что индекс вязкости равен, по меньшей мере, 130 и плотность не превышает 0,84 г·см-3, так как это имеет место в случае основы смазочного масла настоящего изобретения.
Раскрытие сущности изобретения
Настоящее изобретение предлагает композицию смазочного масла, для которой образование ила подавляется даже в случае включения обычных присадок для смазочного масла, и которая обладает великолепной стабильностью при хранении, которая обладает низкофрикционными свойствами, с которой потери при передаче давления невелики, с которой потери подаваемого давления в трубах невелики и которая обладает низкой воспламеняемостью.
В одном из предпочтительных воплощений настоящее изобретение предлагает композицию смазочного масла, включающую основу смазочного масла, которая имеет кинематическую вязкость при 40°С от 18 до 60 мм2/с, индекс вязкости от 130 до 150, плотность при 15°С от 0,80 до 0,84 г·см-3 и температуру вспышки, измеренную в соответствии с JIS К 2265, не ниже 220°С.
В одном из предпочтительных воплощений настоящего изобретения композиция смазочного масла может дополнительно включать первичный амин, имеющий третичную С8-С20-алкильную группу, который может быть представлен следующей общей формулой (1):
где х есть целое число от 1 до 17, у есть целое число от 1 до 17, z есть целое число от 1 до 17 и x+y+z есть целое число от 7 до 19.
Композиция смазочного масла настоящего изобретения может с успехом иметь от 0,001 до 5 вес. частей первичного амина, представленного общей формулой (1), в смеси со 100 вес. частями композиции смазочного масла.
Настоящее изобретение дополнительно предлагает масло для гидравлических систем, инструментальное масло, трансмиссионное масло, компрессорное масло, турбинное масло, подшипниковое масло и жидкий теплоноситель, где в композицию смазочного масла настоящего изобретения вводятся присадки для смазочных масел.
Компонентом основы смазочного масла, из которого состоит композиция смазочного масла настоящего изобретения, является базовое масло, которое содержит углеводороды на основе нефти и/или синтетические углеводороды.
В одном из предпочтительных воплощений композиции смазочного масла настоящего изобретения имеют одни и те же кинематическую вязкость, индекс вязкости, плотность и температуру вспышки основы смазочного масла по причине решающего эффекта, производимого содержащимся в них базовым маслом.
Таким образом, в том, что касается свойств используемой в настоящем изобретении основы смазочного масла, кинематическая вязкость при 40°С, измеренная на основе метода тестирования, изложенного в JIS К 2283, обычно лежит в пределах от 18 до 60 мм2/с, предпочтительно от 25 до 53 мм2/с и, более предпочтительно, от 28 до 51 мм2/с. Если кинематическая вязкость при 40°С превышает 60 мм2/с, то в этом случае, даже если плотность невысока, потери подводимого давления в трубах гидравлического оборудования будут значительными и эффективность энергосбережения неизбежно будет плохой. Если же кинематическая вязкость ниже 18 мм2/с, то в этом случае не только невозможно сохранить температуру вспышки равной, по меньшей мере, 250°С, но для некоторых типов оборудования возникнут проблемы с износостойкостью, что является нежелательным.
Далее, в ряду значений вязкости индустриальных смазочных масел упоминаемая здесь кинематическая вязкость при 40°С соответствует ISO VG32 и ISO VG46, как это определено в ISO 3448 и ASTM 2422.
В том, что касается индекса вязкости, высокий индекс вязкости означает малую температурную зависимость вязкости смазочного масла. Например, температура масла для гидравлических систем при первом запуске гидравлического оборудования является низкой и, в то время как гидравлическое масло, обладающее низким индексом вязкости, будет иметь при низкой температуре высокую вязкость, гидравлическое масло, обладающее высоким индексом вязкости, будет в этом случае иметь низкую вязкость, в результате чего имеется возможность снижения потребления энергии при запуске.
Теперь, в том, что касается свойств смазочного базового масла, используемого в настоящем изобретении, индекс вязкости по JIS К 2283 обычно составляет от 130 до 150, предпочтительно от 132 до 150 и, наиболее предпочтительно, от 135 до 150.
Например, в том случае, когда кинематическая вязкость при 40°С равна 46 мм2/с, а индекс вязкости равен 110, кинематическая вязкость при 10°С равна 283,06 мм2/с, в то время как, если индекс вязкости равен 130, кинематическая вязкость при 10°С равна 250,1 мм2/с и, если индекс вязкости равен 135, она равна 242,98 мм2/с, а вязкость при комнатной температуре резко меняется в соответствии с индексом вязкости и, поскольку потребление электроэнергии также повышается в соответствии с кинематической вязкостью, высокий индекс вязкости будет также желательным для снижения потребления энергии при пуске.
В настоящем изобретении плотность при 15°С основы смазочного масла, измеренная по методу для измерения плотности смазочного масла в соответствии с JIS К 2249, обычно составляет от 0,80 до 0,84 г·см-3, предпочтительно от 0,81 до 0,84 г·см-3, более желательно от 0,815 до 0,835 г·см-3 и, наиболее желательно, от 0,820 до 0,830 г·см-3.
Далее, гидравлическое оборудование обычно работает при температуре масла от 40 до 60°С, но в случае плотности при 15°С равной 0,84 г·см-3 плотность, рассчитанная с использованием метода расчета плотности, указанного в JIS К 2249, при 40°С равна 0,8233 г·см-3, при 50°С равна 0,8167 г·см-3 и при 60°С равна 0,8100 г·см-3 и, таким образом, плотность при 40°С предпочтительно не превышает 0,8167 г·см-3, плотность при 50°С предпочтительно не превышает 0,8167 г·см-3 и плотность при 60°С предпочтительно не превышает 0,8100 г·см-3.
Далее, поскольку композиция смазочного масла, которая обладает низкофрикционными свойствами, способствует сбережению энергии, предпочтительно иметь такие низкофрикционные свойства, при которых бы не возникали залипания при скольжении, обусловленные фрикционными характеристиками контакта типа сталь-сталь.
В том, что касается температуры вспышки, температура вспышки основы смазочного масла при ее измерении с использованием формулы Кливленда в соответствии с JIS К 2265 обычно не ниже 220°С, предпочтительно не ниже 250°С, более предпочтительно не ниже 252°С и, даже еще более предпочтительно, не ниже 256°С.
Поскольку параллельные допуски в закрытом помещении, в соответствии с JIS К 2265, составляют 8°С, значение не менее 258°С является наиболее желательным для обеспечения реальной температуры вспышки, равной, по меньшей мере, 250°С. В высшей степени желательна температура вспышки 258-272°С, измеренная в соответствии с JIS К 2265.
В Японском противопожарном законодательстве, пересмотренном в июне 2002 года, некоторые из стандартизованных по классу 4 нефтепродуктов с температурой вспышки 250°С или выше классифицируются как условно воспламеняющиеся материалы или воспламеняющиеся жидкости и правила по обращению с опасными материалами для этих материалов были значительно упрощены, благодаря чему температура вспышки 250°С или выше является желательной.
С другой стороны, считается, что материал с температурой вспышки 278°С или выше не подпадает под классификацию опасных материалов.
Стабильность при хранении композиции смазочного масла является существенной для обеспечения полезных технических характеристик индустриального смазочного масла. С другой стороны, в прецизионных гидравлических системах могут возникать трудности, например в случае композиций смазочного масла, в которых возникает мутность или выпадение осадка. В настоящем изобретении могут быть с успехом использованы любые из основ смазочных масел нефтяного происхождения, которые обладают названными выше свойствами. Однако в случае базовых масел, получаемых с помощью очистки растворителями, или базовых масел гидроочистки названные свойства обычно недостижимы.
Базовые масла с узкими пределами кипения с очень узким распределением молекулярной массы углеводородов можно называть базовыми маслами, которые соответствуют указанным выше условиям.
Тремя типами базовых масел с узкими пределами кипения, которые могут быть с успехом использованы в настоящем изобретении, конкретно являются:
(1) высокогидрогенизированные базовые крекинг-масла, которые имеют индекс вязкости не ниже 130 (обычно от 145 до 155), получаемые в процессе гидрокрекинга (каталитического крекинга) исходного материала, которым является отделяемый при депарафинизации растворителями парафиновый гач, в присутствии катализатора, в процессе чего нормальные парафины изомеризуются в разветвленные парафины;
(2) основания смазочных масел, которые имеют индекс вязкости не ниже 130 (обычно от 145 до 155), получаемые при производстве тяжелых нормальных углеводородов в процессе Фишера-Тропша, в котором используются водород и оксид углерода, получаемые газификацией (частичным окислением) природного газа (метана и т.д.), с последующим введением этого материала в процесс каталитического крекинга и изомеризации, как описано выше; и
(3) синтетические углеводородные масла на основе олефиновых олигомеров (индекс вязкости, по меньшей мере, 130), получаемые гомополимеризацией или сополимеризацией мономеров, выбираемых из нормальных иди разветвленных олефиновых углеводородов, имеющих от 5 до 15 и преимущественно от 8 до 12 атомов углерода, которые могут быть, например, получены от фирм Esso Mobil Co., BP Amoco Co., Chevron Texaco Co и Fortram Co.
Базовое масло, полученное в процессе Фишера-Тропша, может быть любым базовым маслом процесса Фишера-Тропша, как раскрыто, например, в ЕР А-776959, ЕР А-668342, WO A-9721788, WO 0015736, WO 0014788, WO 0014787, WO 0014183, WO 0014179, WO 0008115, WO 9941332, EP 1029029, WO 0118156 и WO 0157166.
В настоящем изобретении названные три типа базового масла с узкими пределами кипения используют для обеспечения предписанной вязкости по отдельности или в виде смесей.
Такие масла с узкими пределами кипения обладают особенно хорошей стойкостью к испарению. Например, когда приготовляется образец масла ISO VG32, в соответствии с классификацией вязкости, путем смешения названных базовых масел, результат в тесте на потери на испарение (NOACK) в соответствии с определением в ASTM D 5800 снижается до 8% или ниже.
Далее, результат в тесте на потери на испарение (NOACK) в случае аналогичным образом приготовленного образца масла ISO VG46 составляет менее 5%. Отсюда следует, что эти базовые масла с узкими пределами кипения можно считать пригодными в качестве смазочных масел в тех случаях, где требуется нелетучесть, как, например, в случае компрессорных смазочных масел.
Далее, состав этих базовых масел с узкими пределами кипения таков, что в соответствии с методом измерения, изложенным в ASTM D 3238, содержание ароматических соединений (% АС) составляет не более 0,1 вес.%, а содержание парафинов (% СР) составляет не менее 85 вес.%, содержание изопарафинов составляет не менее 80 вес.%, содержание элементной серы составляет не более 50 м.д., содержание элементного азота составляет не более 5 м.д. и суммарный полярный материал не превышает 1%. Следующие свойства: коэффициент преломления, по меньшей мере, 1,45, анилиновая точка, по меньшей мере, 120°С, масла являются бесцветными и прозрачными, имея классификацию LO.5 на основании метода тестирования, изложенного в ASTM D 1500.
Образование ила даже при примешивании обычных присадок для смазочных масел может быть, неожиданным образом, устранено при сохранении указанных выше прекрасных свойств основы смазочного масла путем добавления первично-аминного соединения, которое может быть представлено определенной выше общей формулой (1).
Количество первично-аминного соединения, представленного общей формулой (1), вводимого в композицию смазочного масла настоящего изобретения составляет преимущественно от 0,001 до 1,0 вес. частей, предпочтительно от 0,001 до 0,5 вес. частей и, наиболее желательно, от 0,001 до 0,5 вес. частей на 100 вес. частей композиции смазочного масла.
Примеры алифатических углеводородных групп, представленных как CxH2x+1, CyH2y+1 и CzH2z+1 в упомянутой выше общей формуле (1), включают метальную группу, этильную группу, н-пропильную группу, изопропильную группу, н-бутильную группу, изобутильную группу, втор-бутильную группу, трет-бутильную группу, нормальную и разветвленные пентильные группы, нормальную и разветвленные гексильные группы, нормальную и разветвленные гептильные группы, нормальную и разветвленные октильные группы, нормальную и разветвленные нонильные группы, нормальную и разветвленные децильные группы, нормальную и разветвленные ундепильные группы, нормальную и разветвленные додецильные группы, нормальную и разветвленные тридецильные группы, нормальную и разветвленные тетрадецильные группы, нормальную и разветвленные пентадецильные группы, нормальную и разветвленные гексадецильные группы и нормальную и разветвленные гептадецильные группы.
Конкретные примеры предпочтительных первично-аминных соединений, которые имеют С8-С20-алкильную группу, которые могут быть использованы в композициях смазочных масел этого изобретения, включают диметилпентил-замещенный метиламин, диметилгексил-замещенный метиламин, диметилгептил-замещенный метиламин, диметилоктил-замещенный метиламин, диметилнонил-замещенный метиламин, диметилдецил-замещенный метиламин, диметилдодецил-замещенный метиламин, диметилтетрадецил-замещенный метиламин, диметилгексадецил-замещенный метиламин, метилэтилгексил-замещенный метиламин, метилэтилпентил-замещенный метиламин, метилэтилнонил-замещенный метиламин, метилэтилундецил-замещенный метиламин, диэтилгексил-замещенный метиламин, диэтилбутил-замещенный метиламин, диэтилгексил-замещенный метиламин, диэтилоксти-замещенный метиламин, диэтилтетрадецил-замещенный метиламин, дипропилбутил-замещенный метиламин, дипропилгексил-замещенный метиламин, дипропилоктил-замещенный метиламин, дипропилдецил-замещенный метиламин, пропилдибутил-замещенный метиламин, пропилбутилпентил-замещенный метиламин, пропилбутилгексил-замещенный метиламин, пропилбутилоктил-замещенный метиламин, трибутил-замещенный метиламин, дибутилпентил-замещенный метиламин, дибутилгексил-замещенный метиламин, дибутилоктил-замещенный метиламин, трипентил-замещенный метиламин, дипентилоктил-замещенный метиламин и тригексил-замещенный метиламин.
В настоящем изобретении могут быть надлежащим образом использованы различные присадки, обычно используемые в композициях смазочных масел.
Например, могут добавляться известные присадки для смазочных масел, такие как антиоксиданты, дезактиваторы металлов, противозадирные присадки, агенты, улучшающие смазочные свойства, противовспенивающие агенты, присадки, улучшающие индекс вязкости, депрессанты, очищающие диспергенты, противокоррозионные агенты и антиэмульсионные агенты.
Примеры антиоксидантов на основе аминов включают диалкилдифениламины такие как п,п'-диоктилдифениламин (например, такого типа как производимый фирмой Seiko Kagaku Со. под коммерческим названием "Sonoflex OD-3"), п,п'-ди-α-метилбензилдифениламин и N-n-бутилфенил-N-п'-октилфениламин; моноалкилдифениламины такие как моно-трет-бутилдифениламин и монооктилдифениламин; бис(диалкилфенил)амины такие как ди(2,4-диэтилфенил)амин и ди(2-этил-4-нонилфенил)амин; алкилфенил-1-нафтиламины такие как октилфенил-1-нафтиламин и n-трет-додецилфенил-1-нафтиламин; 1-нафтиламин; арилнафтиламины такие как фенил-1-нафтиламин, фенил-2-нафтиламин, N-гексилфенил-2-нафтиламин и N-октилфенил-2-нафтиламин; фенилендиамины такие как N,N'-диизопропил-п-фенилендиамин и N,N'-дифенил-п-фенилендиамин; и фенотиазины такие как фенотиазин (например, фенотиазин, производимый фирмой Hodogaya Kagaku Со.) и 3,7-диоктилфенотиазин.
Примеры антиоксидантов на основе серы включают диалкилсульфиты такие как дидодецилсульфит и диокстилсульфит; эфиры тиодипропионовой кислоты такие как дидодецилтиотиодипропионат, диоктацилтиотиодипропионат, димиристилтиотиодипропионат и додецилоктадецилтиотиодипропионат; и 2-меркаптобензимидазол.
Примеры антиоксидантов на основе фенола включают 2-третбутилфенол, 2-третбутил-4-метилфенол, 2-третбутил-5-метилфенол, 2,4-дитрет-бутилфенол, 2,4-диметил-6-терт-бутилфенол, 2-трет-бутил-4-метоксифенол, 3-трет-бутил-4-метоксифенол, 2,5-дитрет-бутилгидрохионон (такой как производимый фирмой Kawaguchi Kagaku Co. под коммерческим названием "Anteeji DBH"); 2,6-дитрет-бутил-4-алкилфенолы такие как 2,6-дитрет-бутилфенол, 2,6-дитрет-бутил-4-метилфенол и 2,6-дитрет-бутил-4-этилфенол; 2,6-дитрет-бутил-4-алкоксифенолы такие как 2,6-ди-трет-бутил-4-метоксифенол и 2,6-ди-трет-бутил-4-этоксифенол; 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилмеркаптооктилацетат; алкил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионаты такие как н-октадецил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат (такой как производимый фирмой Yoshitomi Seliaku Со. под коммерческим названием "Yoshinox SS"), н-бутил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат и 2'-этилгексил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат; 2,6-ди-трет-бутил-α-диметиламино-п-крезол; 2,2'-метилен-бис(4-алкил-6-трет-бутилфенол) такой как 2,2'-метилен-бис(4-метил-6-трет-бутилфенол) (такой как производимый фирмой Kawaguchi Kagaku Co. под коммерческим названием "Antage W-400") (такой как производимый фирмой Kawaguchi Kagaku Co. под коммерческим названием "Antage W-500"); бисфенолы такие как 4,4'-бутилиден-бис(3-метил-6-трет-бутилфенол (такой как производимый фирмой Kawaguchi Kagaku Co. под коммерческим названием "Antage W-300"), 4,4'-метилен-бис(3-метил-6-трет-бутилфенол (такой как производимый фирмой Shell Japan Co. под коммерческим названием "Ionox 220АН"), 4,4'-бис(ди-п-гидроксифенил)пропан, 4,4'-циклогексилиден-бис(2,6-трет-бутилфенол), гексаметиленгликоль-бис[3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат] (такой как производимый фирмой Ciba Speciality Chemicals Co. под коммерческим названием "Irganox L109"), триэтиленгликоль-бис[3-(3-трет-бутил-4-гидрокси-5-метилфенил)пропионат] (такой как производимый фирмой Yoshitomi Seiyaku Co. под коммерческим названием "Tominox 917"); 2,2'-тио-[диэтил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат] (такой как производимый фирмой Ciba Speciality Chemicals Со. под коммерческим названием "Irganox L115"), 3,9-бис(1,1-диметил-2-[3-(3-трет-бутил-5-метилфенил)пропионилокси]этил)-2,4,8,10-тетраоксоспиро[5,5]ундекан (такой как производимый фирмой Sumitomo Kagaku под коммерческим названием "Sumilizer GA80"), 4,4'-тиобис(3-метил-6-трет-бутилфенол) (такой как производимый фирмой Kawaguchi Kagaku Со. под коммерческим названием "Antage RC") и 2,2'-тиобис(4,6-ди-трет-бутилрезорцин); полифенолы такие как тетракис[метилен-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат]метан (такой как производимый фирмой Ciba Speciality Chemicals Со. под коммерческим названием "Irganox L101", 1,1,3-трис(2-метил-4-гидрокси-5-трет-бутилфенил)бутан (такой как производимый фирмой Yoshitomi Seiyaku Со. под коммерческим названием "Yoshinox 930"), 1,3,5-триметил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)бензол (такой как производимый фирмой Shell Japan Co. под коммерческим названием "lonox 330"), гликолевый эфир бис-[3,3'-бис(4'-гидрокси-3'-трет-бутилфенил)масляной кислоты], 2-(3',5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)метил-4-(2'',4''-ди-трет-бутил-3"-гидроксифенил)метил-6-трет-бутилфенол и 2,6-бис(2'-гидрокси-3'-трет-бутил-5-метилбензил)-4-метилфенол и конденсаты п-трет-бутилфенола с формальдегидом и конденсаты п-трет-бутилфенола с ацетальдегидом.
Примеры антиоксидантов на основе фосфора включают триарилфосфиты такие как трифенилфосфит и трикрезилфосфит; триалкилфосфиты такие как триоктадецилфосфит и тридецилфосфит; и тридодецилтритиофосфит.
Эти антиоксиданты могут быть с успехом использованы, по отдельности или в виде комбинации нескольких типов, в количествах от 0.01 до 2.0 вес.частей на 100 вес.частей композиции смазочного масла.
Примеры дезактивирующих металлы агентов, которые могут быть с успехом использованы в композиции смазочного масла настоящего изобретения, включают бензотриазол и бензотриазольные производные, включающие 4-алкилбензотриазолы такие как 4-метилбензотриазол, 5-алкилбензотриазолы такие как 5-метилбензотриазол и 5-этилбензотриазол, 1-алкилбензотриазолы такие как 1-диокстиламинометал-2,3-бензотриазол, и 1-алкилтолутриазолы такие как 1-диоктиламинометил-2,3-толутриазол, бензимидазол и бензимидазольные производные, включая 2-(алкилдитио)бензимидазолы такие как 2-(октилдитио)бензимидазол, 2-(децилдитио)бензимидазол и 2-(додецилдитио)бензимидазол и 2-(алкилдитио)толуимидазолы такие как 2-(октилдитио)толуимидазол, 2-(децилдитио)толуимидазол и 2-(додецилдитио)толумидазол, индазол и индазольные производные, включая 4-алкилиндазолы, 5-алкилиндазолы и толуиндазолы; бензотиазол и бензотиазольные производные, включая 2-меркаптобензотиазол (такие как производимые фирмой Chiyoda Kagaku Co. под коммерческим названием "Thiolite В-3100"); 2-(алкилдитио)бензотриазолы такие как 2-(гексилдитио)бензотиазол и 2-(октилдитио)бензотиазол; 2-(алкилдитио)толутиазолы такие как 2-(гексилдитио)толутиазол и 2-октилдитиотолуазол; 2-(N,N-диалкилдитиокарбамил)бензотиазолы такие как 2-(N,N-диэтилдитиокарбамил)бензотиазол, 2-(N,N-дибутилдитиокарбамил)бензотиазол и 2-(N,N-дигексилдитиокарбамил)бензотиазол; и бензотиазольные производные, включая 2-(N,N-диалкилдитиокарбамил)толутиазолы такие как 2-(N,N-диэтилдитиокарбамил)толутиазол и 2-(N,N-дигексилдитиокарбамил)толутиазол; бензоксазольные производные, включая 2-(алкилдитио)бензоксазолы такие как 2-(октилдитио)бензоксазол, 2-(децилдитио)бензоксазол и 2-додецилдитиобензоксазол; и 2-(алкилдитио)толуоксазолы такие как 2-(октилдитио)толуоксазол, 2-(децилдитио)толуоксазол и 2-(додецилдитио)толуоксазол, тиадиазольные производные, включая 2,5-бис(алкилдитио)-1,3,4-тиадиазолы такие как 2,5-бис(алкилдитио)-1,3,4-тиадиазол, 2,5-бис(нонилдитио)-1,3,4-тиадиазол, 2,5-бис(додецилдитио)-1,3,4-тиадиазол и 1,2-бис(октадецилдитио)-1,3,4-тиадиазол; 2,5-бис(N,N-диалкилдитиокарбамил)-1,3,4-тиадиазолы такие как 2,5-бис(N,N-диэтилдитиокарбамил)-1,3,4-тиадиазол, 2,5-бис(N,N-дибутилдитиокарбамил)-1,3,4-тиадиазол и 2,5-бис(N,N-диоктилдитиокарбамил)-1,3,4-тиадиазол; 2-N,N-диалкилдитиокарбамил-5-меркапто-1,3,4-тиадиазолы такие как 2-N,N-дибутилдитиокарбамил-5-меркалто-1,3,4-тиадиазол и 2-N,N-диоктилдитиокарбамил-5-меркапто-1,3,4-тиадиазол; и триазольные производные, включая 1-алкил-2,4-триазолы такие как 1-диоктиламинометил-2,4-триазол.
Эти дезактивирующие металлы агенты могут быть с успехом использованы, по отдельности или в виде комбинации нескольких типов, в количествах от 0.01 до 0.5 вес.частей на 100 вес.частей композиции смазочного масла.
Примеры пригодных для эффективного использования противовспенивающих агентов включают органосиликаты такие как диметилполисилоксан, диэтилсиликат и фторсиликон и бескремневые противовспенивающие агенты такие как полиалкилакрилаты. Они могут быть с успехом использованы по отдельности или в виде комбинации нескольких типов в количестве в пределах от 0.0001 до 0.1 вес.частей на 100 вес.частей композиции смазочного масла.
Примеры пригодных для эффективного использования агентов, улучшающих индекс вязкости, включают недиспергирующий тип улучшающих вязкость агентов, таких как полиметилакрилаты и сополимеры олефинов, такие как сополимеры этилена и пропилена и стирол-диеновые сополимеры, и диспергирующий тип улучшающих вязкость агентов, получаемых сополимеризацией названных материалов с азотсодержащими мономерами. Приемлемые добавляемые количества этих агентов составляют от 0 до 20 вес.частей на 100 вес.частей композиции смазочного масла. Однако в том случае, когда вязкость композиции смазочного масла изменяют введением агента, улучшающего индекс вязкости, неизбежно снижается температура вспышки, в связи с чем предпочтительно, чтобы количество вводимого улучшающего индекс вязкости агента составляло от 0 до 5 вес.частей и, более желательно, от 0 до 2 вес.частей, причем наиболее желательно вообще не вводить агент, улучшающий индекс вязкости.
Примеры пригодных для эффективного использования депрессантов включают полимеры на основе полиметилакрилатов. Эти полимеры могут быть эффективно использованы в количествах от 0,01 до 5 вес.частей на 100 вес.частей композиции смазочного масла.
Примеры пригодных для эффективного использования чистящих диспергирующих агентов включают детергенты на основе металлов, такие как нейтральные или основные сульфонаты щелочноземельных металлов, фенаты щелочноземельных металлов и салицилаты щелочноземельных металлов, и беззольные диспергенты, такие как алкенилсукцинимиды, алкениловые эфиры янтарной кислоты и получаемые из них с помощью модифицирования продукты, например модифицированием соединениями бора или соединениями серы. Эти агенты могут с успехом добавляться, по отдельности или в виде комбинации нескольких типов, в количествах от 0.01 до 1 вес.частей на 100 вес.частей композиции смазочного масла.
Примеры пригодных для эффективного использования противозадирных присадок и агентов, улучшающих смазочные свойства, включают серусодержащие противозадирные присадки, такие как диалкилсульфиды, дибензилсульфид, диалкилсульфиды, дибензилсульфид, алкилмеркаптаны, бензотиофен и 2,2'-дитио-бис(бензотиазол), и алифатические улучшающие смазочные свойства агенты, такие как амиды жирных кислот и эфиры жирных кислот. Эти противозадирные присадки и улучшающие смазочные свойства агенты могут быть с успехом использованы, по отдельности или в виде комбинации нескольких типов, в количествах от 0.1 до 2 вес.частей на 100 вес.частей композиции смазочного масла.
В большинстве случаев необходимая противокоррозионная эффективность может быть достигнута путем добавления композиции смазочного масла настоящего изобретения, но если требуется более высокий уровень противокоррозионной эффективности, что зависит от применяемой среды, могут быть с успехом использованы N-алкилсаркозины, алкиловые эфиры феноксиуксусной кислоты, имидазолины, соединение, производимое фирмой King Industries Со. под коммерческим названием "K-Corr 100", и их соли с щелочными металлами и аминами, эфиры N-ацил-N-алкоксиалкиласпарагиновой кислоты, раскрытые в открытой японской не подлежащей экспертизе патентной заявке Н6-200268, и соли щелочноземельных металлов эфиров фосфорной кислоты, раскрытые в ЕР А-0801116, причем все эти соединения не влияют на фильтрационные характеристики в случае добавления солей щелочноземельных металлов. Названные противокоррозионные агенты могут быть с успехом использованы, по отдельности или в виде комбинации нескольких типов, в количествах от 0.01 до 2 вес.частей на 100 вес.частей композиции смазочного масла.
Обычно используемые в качестве присадок к смазочным маслам известные антиэмульсионные агенты могут быть с успехом использованы в качестве антиэмульсионных агентов в композициях смазочных масел настоящего изобретения. Они могут быть эффективно использованы в количествах от 0.0005 до 0,5 вес.частей на 100 вес.частей композиции смазочного масла.
Композиции смазочных масел настоящего изобретения могут быть использованы в качестве индустриальных смазочных масел и, в частности, в качестве масел для гидравлических систем. Кроме того, эти композиции, благодаря их удивительной способности устранять потери давления в системах гидравлических труб, могут быть также использованы в качестве жидких теплоносителей, машинных масел, трансмиссионных масел, компрессорных масел, турбинных масел, подшипниковых масел или смазок.
Далее настоящее изобретение описывается с помощью приведенных ниже примеров, относящихся к маслам для гидравлических систем, без какого-либо намерения ограничить ими объем настоящего изобретения.
Примеры
Ниже описываются смазочные масла и присадки, добавляемые в примерах 1-10.
Базовое масло 1: Shell XHVI™ 5.2 и Shell XHVI™ 8.2 смешивают в весовом отношении 56:44, получая базовое масло с кинематической вязкостью при 40°С примерно 32 мм2/с. Shell XHVI™ является продуктом депарафинизации с растворителями парафинистого рафината Shell MDS, полученного от фирмы Shell MDS (Malaysia) Sdn. Bld. Shell XHVI™ 8.2 является минеральным маслом.
Базовое масло 2: Shell XHVI™ 5.2 и Shell XHVI™ 8.2 смешивают, как описано выше, в весовом отношении 5:95, получая базовое масло с кинематической вязкостью при 40°С примерно 46 мм2/с.
Базовое масло 3: Поли-α-олефин (кинематическая вязкость при 100°С 6 мм2/с), приобретенный у фирмы ВР Атосо Со. и поли-α-олефин (кинематическая вязкость при 100°С 8 мм2/с) от той же фирмы смешивают в весовом отношении 94:6, получая базовое масло с кинематической вязкостью при 40°С примерно 32 мм2/с.
Базовое масло 4: Поли-α-олефин (кинематическая вязкость при 100°С 6 мм2/с), приобретенный у фирмы ВР Атосо Со. и поли-α-олефин (кинематическая вязкость при 100°С 8 мм2/с) от той же фирмы смешивают в весовом отношении 3:97, получая базовое масло с кинематической вязкостью при 40°С примерно 46 мм2/с.
Базовое масло 5: Очищенное с помощью растворителя базовое масло (500N) и очищенное с помощью растворителя базовое масло (150N), классифицированные по Группе 1 в соответствии с Приложением Е к API 1509, утвержденным Американским нефтяным обществом, смешивают в весовом отношении 20:80, получая базовое масло с кинематической вязкостью при 40°С примерно 32 мм2/с.
Базовое масло 6: Очищенное с помощью растворителя базовое масло (500N) и очищенное с помощью растворителя базовое масло (150N), классифицированные аналогичным образом по Группе 1, смешивают в весовом отношении 48:52, получая базовое масло с кинематической вязкостью при 40°С примерно 46 мм2/с.
Базовое масло 7: Очищенное с помощью растворителя базовое масло (500N) и очищенное с помощью растворителя базовое масло (150N), классифицированные аналогичным образом по Группе 2, смешивают в весовом отношении 2:98, получая базовое масло с кинематической вязкостью при 40°С примерно 32 мм2/с.
Базовое масло 8: Очищенное с помощью растворителя базовое масло (500N) и очищенное с помощью растворителя базовое масло (150N), классифицированные аналогичным образом по Группе 2, смешивают в весовом отношении 39:61, получая базовое масло с кинематической вязкостью при 40°С примерно 46 мм2/с.
Базовое масло 9: Очищенное с помощью растворителя базовое масло (500N) и очищенное с помощью растворителя базовое масло (150N), классифицированные аналогичным образом по Группе 3, смешивают в весовом отношении 75:25, получая базовое масло с кинематической вязкостью при 40°С примерно 32 мм2/с.
Базовое масло 10: Очищенное с помощью растворителя базовое масло (500N) и очищенное с помощью растворителя базовое масло (150N), классифицированные аналогичным образом по Группе 3, смешивают в весовом отношении 98:8, получая базовое масло с кинематической вязкостью при 40°С примерно 46 мм2/с.
Амин 1: Первичный амин, полученный от фирмы Rohm and Haas Co., продаваемый под коммерческим названием "Primene JMT", который имеет разветвленные третичные С16-С22-алкильные группы.
Амин 2: Первичный амин, полученный от фирмы Rohm and Haas Co., продаваемый под коммерческим названием "Primene 81R", который имеет разветвленные третичные С12-С14-алкильные группы.
Амин 3: Первичный амин, полученный от фирмы Rohm and Haas Co., продаваемый под коммерческим названием "Primene TOA", который имеет трет-октильные группы.
Амин 4: Первичный амин, полученный от фирмы Lion Co., продаваемый под коммерческим названием "Amine Т", в котором алкильной группой является жировой компонент.
Амин 5: Первичный амин, полученный от фирмы Lion Co., продаваемый под коммерческим названием "Amine CD", в котором алкильной группой является компонент пальмового масла.
Амин 6: Первичный амин, полученный от фирмы Lion Co., продаваемый под коммерческим названием "Amine OD", с нормальной C8-алкильной группой.
Другие добавки:
Добавка 1: Смесь 35 вес.% антиоксиданта на основе амина, продаваемого фирмой Ciba-Geigy Co. под коммерческим названием "Irganox L57", 50 вес.% антиоксиданта на основе фенола, продаваемого той же фирмой под коммерческим названием "Irganox L135", 10 вес.% противокоррозионного агента, продаваемого фирмой Lubrizol Co. под коммерческим названием "Lubrizol 859" и 5 вес.% ингибитора коррозии, продаваемого фирмой Ciba-Geigy Со. под коммерческим названием "Sarkosyl О".
Добавка 2: Смесь 90 вес.% противоизносного агента на основе амина, продаваемого фирмой Lubrizol Co. под коммерческим названием "Lubrizol 1375", и 10 вес.% антифрикционного агента, продаваемого фирмой Као Со. под коммерческим названием "Emasol МО-50".
Добавка 3: Смесь 50 вес.% противоизносного агента, продаваемого фирмой Као Со. под коммерческим названием "Reofos 65", 5 вес.% противокоррозионного агента, продаваемого фирмой Ethyl Co. под коммерческим названием "Hitec 536", 3 вес.% ингибитора коррозии, продаваемого фирмой Ciba-Geigy Со. под коммерческим названием "Sarkosyl О", 17 вес.% антиоксиданта на основе амина, продаваемого той же фирмой под коммерческим названием "Irganox L 57", и 25 вес.% антиоксиданта на основе фенола, продаваемого также той же фирмой под коммерческим названием "Irganox L135".
Примеры 1-10
Ниже описаны различные методы тестирования, использованные в приведенных выше примерах и сравнительных примерах.
Тест на устойчивость к залипаниям при скольжении
Образец масла наносится на стальные рабочие детали, перемещаемые со скоростью скольжения 12,7 мм/мин при нагрузке 22,4 кгс, на приборе для тестирования скачкообразности, производимого фирмой Cicncinnati Milacron Со. (ранее ASTM D 2877). Возникновение залипаний при скольжении или их отсутствие определяется с целью оценивания способности к энергосбережению образца масла, обусловленной малым трением. Смазочные масла, с которыми имело место залипание при скольжении, имели высокий коэффициент трения и были неудовлетворительны в отношении энергосбережения и, таким образом, получали оценку “неудовлетворительно”.
Стабильность при хранении
Образец масла помещают в бутыль из прозрачного стекла и оставляют в темноте на открытом воздухе в зимнее время с целью оценки растворимости. Образцы, в которых не наблюдается помутнения и образования осадка, оцениваются как прошедшие тест. При этом температура открытого воздуха постепенно изменялась в пределах от 5 до -5°С.
С помощью настоящего изобретения неожиданным образом оказалось возможным создать способ улучшения растворимости, уменьшения трения и улучшения противокоррозионных свойств путем использования аминного соединения особого строения при одновременном использовании для индустриального смазочного масла базового масла с определенными узкими пределами кипения.
Композиции смазочных масел настоящего изобретения обладают великолепными стойкостью к термическому окислению, смазывающими свойствами и фильтрационными характеристиками как в аспекте техники безопасности, так и в отношении реальных технических характеристик композиций.
Следует принять во внимание, что кинематическая вязкость при 40°С, индекс вязкости и плотность жидкостей в приведенных выше таблицах обусловлены использованным в них базовым маслом.
Пример 11 и сравнительные примеры 16-18
Составы, протестированные в примере 11 и сравнительных примерах 16-18, охарактеризованы в таблице 6.
| Таблица 6 | ||||
| Пример 11 | Сравнительный пример 16 | Сравнительный пример 17 | Сравнительный пример 18 | |
| Тип состава | Состав согласно настоящему изобретению, содержащий 98,97 вес.% базового масла 4, 0,03 вес.% амина 2. Остальное составляют стандартные добавочные компоненты. ISO VG46 | Противоизносное масло для гидравлических систем согласно WO A-00/63325. На основе минерального масла (с высоким индексом вязкости) ISO VG68 | Синтетическое биоразрушаемое смазочное средство. Имеющееся в продаже ISO VG46, экологически приемлемая гидравлическая жидкость, состоящая из синтетических сложных эфиров (HEES) и беззольных добавок. На основе сложных эфиров. ISO VG68 | Улучшенная модификатором вязкости универсальная серийно производимая противоизносная гидравлическая жидкость. На основе минерального масла (с высоким индексом вязкости) ISO VG68 |
| Индекс вязкости | 136 | 100 | 180 | 150 |
| Кинематическая вязкость при 40°С. (мм2/с) | 46,6 | 64,8 | 63,6 | 67,6 |
| Плотность (г·см-3) | 0,8340 | 0,8567 | 0,9044 | 0,8598 |
Метод тестирования
Ряд тестов проведен с использованием насоса с регулируемым ходом поршня Denison PVH 57 при разных температурах, давлениях и объемных скоростях масла.
Условия тестирования, где это возможно, указаны со ссылкой на промышленное применение.
- максимальное давление 120 бар, 2500 об/мин, 49 л/мин;
- температурный интервал от 35 до 75°С, максимальное давление 120 бар;
- 2500 об/мин-1, 49 л/мин-1;
- Vks между 17 и 100 сСт;
- для расчета объемной производительности произведены измерения утечки из корпуса (протечки);
- эти измерения при определенной температуре должны стимулировать применение жидкости VG46.
| Температура (°С) | |
| ISO46 | ISO68 |
| 68 | 80 |
| 59 | 70 |
| 50 | 60 |
| 42 | 50 |
| 32 | 40 |
| 23 | 30 |
| 12 | 20 |
- Для измерения крутящего момента использован датчик крутящего момента наряду с калиброванными показаниями скорости вращения и вводимой мощности, на основании чего рассчитывается механический коэффициент полезного действия.
Первый тест определял влияние (предсказываемое как отсутствие влияния), которое оказывает на кпд насоса зависимость между переменным углом наклонного диска насоса и скоростью вращения. Наклонный диск устанавливался под разными углами и затем достигался данный рабочий режим, устанавливалась производительность насоса, скорость вращения, температура и давление, после чего единственным переменным фактором оставался только ход поршня насоса. Далее на основании полученных данных рассчитывался кпд и какое бы то ни было влияние на него оказалось ниже предела возможности измерительного оборудования, в связи с чем было принято допущение о незначительности названной выше зависимости.
Все другие тесты проводили при разных скоростях вращения и постоянном угле наклонного диска, обусловливающего постоянную скорость потока.
Для установления влияния температуры на объемную производительность (и в меньшей степени на механический кпд) проведена серия тестов с постоянными скоростью потока и давлением при разных температурах.
Режим работы насоса
Работа на гидравлическом поршневом насосном устройстве Denison осуществлялась для оценки гидравлических жидкостей и эффективности насоса, включая поиск неисправностей и калибровку датчика крутящего момента. Контактный блок с переключателем тока регулирует устройство, а круговая шкала, соединенная с коробкой электронного управления, позволяет регулировать скорость приводного вала. Температура жидкости варьировалась от комнатной температуры до 80°С. Давление варьировалось от 0 до 130 бар при нормальном режиме тестирования с помощью ручного винтового вентиля.
Периодически может возникать потребность в техническом обслуживании и чистке, например замене жидкости и регулировке наклонного диска.
- Замена фильтра производится между заменами жидкости.
- До и после каждого теста отбирают образцы жидкости объемом 1 л.
- До и после каждого теста проводят измерения Vks при 40 и 100°С, содержания воды и прозрачности.
Подытоживание результатов
(Отметим, что динамическую вязкость и плотность измеряли при 40°С с помощью автоматического вискозиметра Stabinger, в то время как остальные измерения производились на основании тестов на устройстве для определения кпд Denison).
| Таблица 7 | ||||
| Пример 11 | Ср. пример 16 | Ср. пример 18 | Ср. пример 17 | |
| Индекс вязкости | 136 | 100 | 180 | 150 |
| Плотность | 0,8340 | 0,8567 | 0,9044 | 0,8598 |
| Температура (°С) | Относительная эффективность жидкости (%) | Относительная эффективность жидкости (%) | Относительная эффективность жидкости (%) | Относительная эффективность жидкости (%) |
| 45 | 92,1 | |||
| 50 | 92,3 | |||
| 55 | 92,5 | 91,9 | 91,9 | 91,8 |
| 60 | 92,7 | 92,1 | 92 | |
| 65 | 92,9 | 92,2 | 92,1 | 91,7 |
| 70 | 92,3 | 92,2 | ||
| 75 | 92,5 | 92,3 | 91,6 |
Из таблиц 6 и 7 следует, что состав примера 11 имеет не только более высокий индекс вязкости по сравнению с традиционным противоизносным маслом для гидравлических систем сравнительного примера 16, но имеет также значительно более низкую плотность.
Приведенные в таблице 7 результаты показывают, что состав примера 11 неожиданным образом имеет наиболее высокую эффективность, так как насос в этом случае нуждается в меньшей энергии на единицу перекачиваемой жидкости. Следует ожидать, что в реальных системах, в которых доля труб значительно выше, выгода должна иметь порядок 5% или больше, что можно было бы определить, прослеживая потребление электроэнергии.
Таким образом, является также удивительным, что в испытательном устройстве-системе, в которой главным является насос, плотность действительно существенным образом способствует энергетической эффективности, чего нельзя было ожидать, исходя из традиционной теории, основанной на индексе вязкости, и можно приписать влиянию динамической вязкости, в то время как для расчета индекса вязкости используется кинетическая вязкость.
Настоящее изобретение создает возможность увеличения энергосбережения и, там где это необходимо, повышения температуры вспышки путем использования в индустриальных смазочных маслах базовых масел с узкими пределами кипения, создавая таким образом композиции смазочных масел, которые при их сравнении с коммерческими индустриальными смазочными маслами с той же вязкостью, имеют примерно на 10% пониженную плотность и, неожиданным образом, проявляют энергосберегающий эффект.
Наряду с этим, композиции смазочных масел настоящего изобретения могут быть использованы в широком ряду индустриальных смазочных масел, таких как масла для гидравлических систем, машинные масла, трансмиссионные масла, компрессорные масла, турбинные масла, жидкие теплоносители и смазки.
1. Композиция смазочного масла, включающая основу смазочного масла и первичный амин, имеющий третичную алкильную группу, которая обладает кинематической вязкостью при 40°С от 18 до 60 мм2/с, индексом вязкости от 130 до 150 и плотностью при 15°С от 0,8 до 0,84 г·см-3, и первичный амин, имеющий третичную С8-С20-алкильную группу, представлен следующей общей формулой (I):
где х - целое число от 1 до 17, у - целое число от 1 до 17, z - целое число от 1 до 17 и x+y+z - целое число от 7 до 19.
2. Композиция смазочного масла по п.1, в которой со 100 вес. ч. композиции смазочного масла смешивают от 0,001 до 5,0 вес. ч. первичного амина, представленного общей формулой (1).
3. Композиция смазочного масла по любому из пп.1 и 2, которая имеет температуру вспышки, измеряемую в соответствии с JIS K2265, не ниже 220°С.
4. Композиция смазочного масла по любому из пп.1 и 2, в которой основа смазочного масла является базовым маслом, получаемым в процессе Фишера-Тропша.
5. Композиция смазочного масла по любому из пп.1 и 2, которая имеет индекс вязкости от 135 до 150.
6. Композиция смазочного масла по любому из пп.1 и 2, которая имеет кинематическую вязкость при 40°С от 25 до 53 мм2/с.
7. Композиция смазочного масла по п.4, которая имеет кинематическую вязкость при 40°С от 25 до 53 мм2/с.
8. Композиция смазочного масла по любому из пп.1 и 2, которая имеет плотность от 0,81 до 0,84 г·см-3.
9. Композиция смазочного масла по п.4, которая имеет плотность от 0,81 до 0,84 г·см-3.
10. Композиция смазочного масла по любому из пп.1 и 2, которая дополнительно включает одну или более добавок к смазочным маслам, выбранные из группы, состоящей из антиоксидантов, дезактиваторов металлов, противозадирных присадок, присадок, улучшающих смазочные свойства, противовспенивающих агентов, присадок, улучшающих индекс вязкости, депрессантов, очищающих диспергентов, противокоррозионных агентов и антиэмульсионных агентов.
11. Композиция смазочного масла по п.4, которая дополнительно включает одну или более добавок к смазочным маслам, выбранные из группы, состоящей из антиоксидантов, дезактиваторов металлов, противозадирных присадок, присадок, улучшающих смазочные свойства, противовспенивающих агентов, присадок, улучшающих индекс вязкости, депрессантов, очищающих диспергентов, противокоррозионных агентов и антиэмульсионных агентов.
12. Применение композиции смазочного масла по любому из пп.1-11 в качестве масла для гидравлических систем, машинного масла, трансмиссионного масла, компрессорного масла, жидкого теплоносителя, турбинного масла и/или подшипникового масла.
