Способ получения пластичных смазок

Изобретение относится к области создания смазочных составов, используемых в железнодорожном транспорте для снижения износа рельсовых путей, гребней колес локомотивов, а также в качестве защитных средств для узлов качения колесных и гусеничных транспортных средств, механизмов различного назначения и других целей. Сущность: цветной металл - медь предварительно вводят в виде атомов в структуру минерала монтмориллонита в Н-форме путем вытеснения атомов водорода атомами меди до 1-10% в результате обработки Н-монтмориллонита водным раствором сульфата меди в обычных условиях с последующим удалением сульфат-иона водной промывкой на фильтре, с дальнейшей сушкой Сu-монтмориллонита (А) и совместным помолом с медной рудой, содержащей сульфиды меди (Б) в соотношении А:Б от 10:90 до 90:10, и введением полученного порошка в минеральное масло или смесь минеральных масел, содержащих мыла жирных кислот, путем перемешивания в реакторе с быстроходной мешалкой не менее 500 об/мин, при этом пластичная смазка содержит в мас.ч.: минеральное масло или смесь минеральных масел 100, мыла жирных кислот 1-25, смесь Cu-монтмориллонита и медной руды 5-50. Технический результат - получение пластичных смазок с использованием добавок на основе доступного многотоннажного сырья, расширение диапазона рабочих температур смазок и улучшение эксплуатационных характеристик. 2 табл.

 

Изобретение относится к области создания смазочных составов, используемых в железнодорожном транспорте для снижения износа рельсовых путей, гребней колес локомотивов, а также в качестве защитных средств для узлов качения колесных и гусеничных транспортных средств, механизмов различного назначения и других целей.

Большинство известных способов получения смазок для указанных целей сводится к использованию различных продуктов нефтепереработки, в которые вводятся загущающие добавки - различные мыла, антиокислительные присадки и другие ингредиенты. Одна из широко распространенных смазок многоцелевого назначения - «Литол» представляет собой смесь нефтяных масел, содержащую 12-оксистирол лития и антиокислительную присадку (ГОСТ 21150-87).

Недостатком смазки «Литол» является сравнительно невысокая эффективность повышения ресурса работы узлов трения.

Ближайшим прототипом заявляемого изобретения является пластическая смазка и способ ее получения, заключающийся в том, что в состав смазки типа «Литол» вводят высокодисперсный порошок из цветных металлов или их сплавов с размером частиц до 20 микрон, получаемых испарением в вакуумной установке, в количестве 0,05-0,1% от массы «Литола» путем их совместного перемешивания в лопастном смесителе в течение 2-3 часов (см. патент RU - 22.267.520, опубликован 2006.01.10).

Недостатком такого способа является прогнозируемая невоспроизводимость результатов, т.к. опыт работы химической промышленности показывает, что 0,05-0,1% добавок в лопастном смесителе равномерно невозможно диспергировать (для этих целей применяют или ультразвуковые диспергаторы, или мешалки со скоростью не менее 2500 об/мин), кроме того, процессы получения самих металлических порошков испарением в вакуумной установке, так же как и их эффективная диспергация в малых количествах, являются энергоемкими и весьма дорогостоящими, что не позволяет их применить для массового производства. Вводимые порошки, тем более в количествах 0,05-0,1%, не могут предотвратить процесс фрикционной коррозии, протекающий на поверхности деталей, т.к. окисление железа можно ингибировать протеканием восстановительного процесса, который не происходит при введении порошков металлов.

Целью заявляемого технического решения является способ получения пластичных смазок на основе продуктов нефтепереработки и добавок на основе доступных многотоннажных сырьевых компонентов, обеспечивающий смазкам улучшенные эксплуатационные характеристики работающих высокоскоростных пар трения в интервале температур - 60÷200°С.

Поставленная цель достигается тем, что применяется способ получения пластических смазок на основе минеральных масел или их смесей, содержащих мыла на основе различных жирных кислот и высоко дисперсный цветной металл, который отличается тем, что цветной металл - медь, предварительно вводят в виде атомов в структуру минерала монтмориллонита (техническое название бентонит) в Н-форме путем вытеснения атомов водорода атомами меди до 1-10% в результате обработки Н-монтмориллонита водным раствором сульфата меди в обычных условиях с последующим удалением сульфат-иона водной промывкой на фильтре, с дальнейшей сушкой Cu-монтмориллонита (А) и совместным помолом с медной рудой, содержащей сульфиды меди (Б) в соотношении А:Б от 10:90 до 90:10, и введением полученного порошка в продукт или смесь продуктов нефтепереработки, содержащей мыла, путем перемешивания в реакторе с быстроходной мешалкой не менее 500 об/мин, при этом пластичная смазка содержит (в мас.ч.)

Минеральное масло или смесь масел	100
Мыла жирных кислот	1-25
Смесь Cu-монтмориллонита и медной руды	5-50

Пример 1

Получение Cu-монтмориллонита

В реактор с мешалкой загружают 100 мас.ч. 10% соляной кислоты, после чего в него засыпают 100 мас.ч. минерала монтмориллонита (техническое название - бентонит, бентонитовая глина - алюмокальциевый силикат мелкодисперсной структуры) и перемешивают в течение 2 часов, при этом монтмориллонит адсорбирует ионы водорода и переходит в Н-форму. Раствор, содержащий хлор ионы и частично не прореагировавшую кислоту, сливают через фильтр*. (*Получение H-монтмориллонита широко осуществляется в химической промышленности, а сам он используется как катализатор.)

Далее к 100 мас.ч. полученного Н-монтмориллонита в реактор заливают 100 мас.ч. водного раствора 10% сульфата меди и смесь перемешивается в течение 2 часов при обычных условиях, в результате чего большая часть иона водорода в монтмориллоните замещается на ион меди. Раствор сливается через фильтр, осадок промывается водой, сушится в обычных сушилках до удаления воды до не более 0,5%.

Продукт Cu-монтмориллонит содержит до 5% атомов меди, впервые получен авторами.

Получение пластичной смазки.

Приготовленный Cu-монтмориллонит (А) размалывается в промышленной шаровой мельнице с обогащенной медной рудой -минералом халькозином (медный блеск), формула CuS₂ (Б), в массовом соотношении 50:50 до гомогенного состояния.

Далее в реактор, заполненный смесью нефтяных масел, содержащий мыло - 12 - оксистеарат лития и антиокислительную присадку, продукт «Литол» (гост 21150-87). На 100 мас.ч. Литола вводят 25 мас.ч. порошка - смеси Cu-монтмориллонита и медной руды халькозина. Смесь перемешивают высокоскоростной мешалкой - 1000 об/мин в течение 30 минут, после чего полученный продукт сливают и затаривают.

Примеры 2÷7 осуществляют аналогично примеру 1. Параметры их осуществления приведены в таблице 1.

Свойства пластичных смазок, получаемых по примерам 1÷7, приведены в таблице 2. Приведенные данные показывают преимущества пластичных смазок, получаемых по заявляемому способу, как с точки зрения эксплуатационных характеристик, так и сырьевого обеспечения. Все компоненты, применяемые по заявленному способу, - продукты нефтепереработки, сульфат меди и соляная кислота являются многотоннажными продуктами производства нефтехимической и химической промышленности, а бентонит (бентонитовая глина) и медные руды имеются в разных местах России в весьма значительных количествах.

Способ получения пластичных смазок на основе минерального масла или смеси минеральных масел, содержащих мыла жирных кислот и высокодисперсный цветной металл, отличающийся тем, что цветной металл - медь предварительно вводят в виде атомов в структуру минерала монтмориллонита в Н-форме путем вытеснения атомов водорода атомами меди до 1-10% в результате обработки Н-монтмориллонита водным раствором сульфата меди в обычных условиях с последующим удалением сульфат-иона водной промывкой на фильтре, с дальнейшей сушкой Cu-монтмориллонита (А) и совместным помолом с медной рудой, содержащей сульфиды меди (Б) в соотношении А:Б от 10:90 до 90:10, с последующим введением полученного порошка в продукт или смесь продуктов нефтепереработки, содержащих мыла, путем перемешивания в реакторе с быстроходной мешалкой не менее 500 об/мин, при этом пластичная смазка содержит, мас.ч.:

минеральное масло или смесь минеральных масел	100
мыла жирных кислот	1-25
смесь Cu-монтмориллонита и медной руды	5-50