Смазочная композиция для силовых установок авиационной техники

Изобретение относится к смазочным композициям для силовых установок авиационной техники, а именно для ГТД самолетов главных редукторов и тяжелонагруженных агрегатов трансмиссий и маслосистемы турбокомпрессора двигателя вертолетов. Сущность: композиция содержит в мас.%: бис [4-(1,1,3-тетраметилбутил)фенил]амин 1-3; C7-C9 алкиловый эфир 3,5-бис-(1,1 диметилэтил)-4-гидроксибензопропановой кислоты 0,5-4; N,N-бис-(2этилгексил)-4 метил-1H-бензотриазол-1-метиламин 0,05-0,25; трикрезилфосфат 1-5; 3-(бис-изобутокси-тиофосфорилсульфанил)-2-метил-пропионовая кислота 0,05-1,5; сложный эфир неопентилполиола и жирных кислот C5-C10 - остальное. Технический результат - улучшение антикоррозионных свойств при температуре выше 200°С при сохранении смазывающей способности. 2 табл.

 

Изобретение относится к смазочным композициям для силовых установок авиационной техники, а именно для ГТД самолетов, главных редукторов и тяжело нагруженных агрегатов трансмиссий и маслосистемы турбокомпрессора двигателя вертолетов, обладающим улучшенными антикоррозионными и смазывающими свойствами, в частности противоизносными.

Известно смазочное масло газовых турбин (RU 2185423 C1, 2002) следующего состава в мас.%:

- термостабильный диизооктилсебацинат 10,0-15,0
- 2,6 дитретбутил паракрезол 0,5-3,0
- n,n'-динонилдифениламин или
смесь бутил-n-октилдифениламинов 0,2-0,5
- трикрезилфосфат или
дифенилпаратретбутилфенилфосфат 1,0-3,0
- бензотриазол 0,005-0,1
- базовое масло (синтетическое
полиальфаолефиновое) - остальное

Недостатком указанного масла являются неудовлетворительные смазывающие свойства.

Известен состав смазочного масла для вертолетов (SU 120626 A, 1958 г.) следующего состава, мас.%:

- эфир многоатомных спиртов и одноосновных
жирных кислот, например эфира триэтиленгликоля
и жирных кислот C7-C9, в качестве базового масла 67,0-75,0
- этерифицированное заполимеризованное касторовое
масло в качестве загустителя 25,0-33,0
- меркаптобензотиазол в качестве
противоизносной присадки 1-1,5
- параоксидифениламин в качестве
антиокислительной присадки 0,3-0,5

Недостатком указанного масла являются неудовлетворительные антикоррозийные свойства при 200°С и испаряемость при 250°С.

Наиболее близким по составу и достигаемому результату к предлагаемой смазочной композиции является смазочное масло для редукторов летательных аппаратов (RU 2322481, опубл. 20.04.2008) следующего состава, мас.%:

- бис [4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенил]амин 1,0-3,0
- C7-C9 алкиловый эфир 3,5-бис-(1,1-диметилэтил)-4-
гидроксибензопропановой кислоты 0,5-4,0
- N,N-бис (2-этилгексил)-4-метил-1H-бензотриазол-
-1-метиламин 0,05-0,25
- меркаптобензотиазол 1,0-2,4
- сложный эфир пентаэритрита и
жирных кислот C5-C10 остальное

Смазочное масло по данному изобретению обладает рядом положительных свойств, в частности наилучшими в сравнении с другими маслами смазывающими свойствами, что позволяет использовать его в качестве единого для двигателей и редукторов вертолетов при максимальной температуре масла на выходе из двигателей до 175°С.

В то же время опыт эксплуатации вертолетов на данном масле показал, что это оно имеет существенный недостаток, связанный со склонностью к окислению противозадирной присадки каптакс (2-мер-каптобензотиазол) с превращением ее в альтакс (дитиобензотиазол) - соединение, плохо растворимое в масле. Образуя с продуктами окисления масла желеобразную массу, в осенне-зимний и весенне-зимний переходные периоды в некоторых случаях альтакс может забивать маслофильтры, форсунки, трубопроводы с малым проходным сечением, радиаторы и т.п. Хотя этот осадок быстро растворяется после запуска двигателя и частицы его способны продавливаться через сетку фильтров, но вероятность его повторного образования на маслофильтрах при значительном охлаждении масла не исключается. Поэтому в таких случаях требуется полный слив масла из двигателя и редуктора и замена его на свежее.

Из-за наличия в каптаксе меркаптановой серы, обладающей высокой реакционной способностью, масло характеризуется еще и высокой коррозионной агрессивностью по отношению к некоторым конструкционным материалам (меди, медным и магниевым сплавам, серебряному покрытию на сепараторах подшипников) и вызывает повышенный износ трущихся поверхностей (dи>0,5 мм).

Известно синтетическое масло ПТС-225 (ТУ 38.401-58-1-90) на сложных эфирах пентаэритрита и СЖК C5-C9, отвечающее требованиям спецификации США MIL-PRF 23699F.

Масло ПТС-225, обладая высокими эксплуатационными свойствами, вызывает повышенную коррозию на меди при 225°С 2,5 мг/см3 (ГОСТ 23797) и коррозию оксидированного сплава МЛ-10 - 18,4 г/м2. (Отечественные и зарубежные горюче-смазочные материалы. Л.С.Яновский, Ф.М.Галимов, В.А.Аляев. Стр.84-86.) Масло было разработано с использованием сложного комплекса различных присадок, технология его получения сложна, и промышленное производство его отсутствует.

Техническим результатом изобретения является улучшение антикоррозионных свойств смазочной композиции при 225°С и при воздействии на металлы и гальванические покрытия при сохранении высокой смазывающей способности композиции.

Для достижения указанного технического результата смазочная композиция для силовых установок авиационной техники, включающая сложный эфир неопентилполиола и жирных кислот С510, а также бис [4-(1,1,3-тетраметилбутил)фенил]амин и С79 алкиловый эфир 3,5-бис-(1,1-диметилэтил)-4-гидроксибензопропановой кислоты в качестве антиокислительных присадок и N,N-бис-(2-этилгексил)-4-метил-1H-бензотриазол-1-метиламин в качестве ингибитора коррозии, противоизносные и противозадирные присадки, в соответствии с изобретением в качестве противоизносных и противозадирных присадок композиция содержит трикрезилфосфат и 3-(бис-изобутокси-тиофосфорилсульфанил)-2-метипропионовую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

бис[4-(1,1,3-тетраметилбутил)фенил]амин 1,0-3,0
C7-C9 алкиловый эфир 3,5-бис-(1,1-диметилэтил)-4-
гидроксибензопропановой кислоты 0,5-4,0
N,N-бис-(2-этилгексил)-4-метил-1H-бензотриазол-
1-метиламин 0,05-0,25
трикрезилфосфат 1,0-5,0
3-(бис-изобутокси-тиофосфорилсульфанил)-
2-метипропионовую кислоту 0,05-1,5
сложный эфир неопентилполиола и жирных
кислот C5-C10 остальное

Из уровня техники известна смазочная композиция, содержащая в качестве противоизносных и противозадирных присадок триарилфосфат, в том числе и трикрезилфосфат, и диалкилдитиофосфат, в частности 3-(бис-изобутокси-тиофосфорилсульфанил)-2-метипропионовую кислоту (WO 02/53687 A2, 11.07.2002). Однако для данных смазочных композиций не подтверждены высокие антикоррозионные свойства при температурах выше 200°С.

В примерах 1-7 представлены составы смазочных композиций и результаты их испытаний (табл.1 и 2).

Как видно из данных табл.2 композиция №2 не обеспечивает требуемый уровень Рк. Композиция №6 вызывает повышенную коррозию меди при окислении по ГОСТ 23797 и повышенную коррозию оксидированного магниевого сплава - 12,1 г/см3. Композиции по примерам №1, 3, 5 и 7 сохраняют свои антикоррозионные свойства в пределах установленных норм, позволяют повысить критическую нагрузку и снизить показатель износа.

Совместное использование в составе смазочной композиции присадок: 3-(бис-изобутокситиофосфорил-сульфанил)-2-метил-пропионовая кислота и трикрезилфосфата в совокупности с остальными компонентами позволяет исключить выпадение альтакса в условиях эксплуатации, улучшить антикоррозионные свойства и трибологические характеристики смазочной композиции при температурах выше 200°С.

Для приготовления составов смазочной композиции использованы следующие ингредиенты:

- в качестве ингибитора коррозии эфира диалкил-дитиофосфата метилпропионовой кислоты содержит соединение 3-(бис-изобутокситиофосфорилсульфанил)-2-метил-пропионовая кислота, представляющее собой жидкость желтого цвета с плотностью 1,06 г/см3, кислотным числом 190 мг KOH/г и содержанием серы не менее 17% с испытаниями по СТО 93407622-006-2008 и спецификации Р8-3662 (аналитический метод КВС-3662).

- в качестве противоизносной присадки - трикрезилфосфат по ГОСТ 5728.

Кроме того, в качестве антиокислительных присадок вводят [4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенил]амин, представляющий собой кристаллический порошок от белого до желтого цвета с плотностью 1,02 г/см2, температурой вспышки в закрытом тигле выше 150°С с испытаниями по СТО 93407622-002-2007 и спецификации PS-1551 (аналитический метод КВС-1551) и соединение C7-C9, алкиловый эфир 3,5-бис-(1,1 диметилэтил)-4-гидроксибензопропановой кислоты, жидкость от желтого до коричневого цвета с точкой плавления ниже минус 30°С, температурой вспышки выше 150°С, температурой самовоспламенения выше 365°С с испытаниями по 93407622-002-2007 и по спецификации ИН 2244 (аналитический метод КВС-506/1).

В масло также вводят производное толутриазола в виде N,N-бис-(2 этилгексил)-4метил-1Н-бензотриазол-1-метиламин - бесцветную жидкость с температурой кипения 271°С, плотностью 0,94-0,96 г/см3, температурой воспламенения выше 280°С с испытаниями по СТО 93407622-002-2007 и спецификации PS-184210 (аналитический метод 184210).

В качестве базового масла используют эфир пентаэритрита и одноосновных жирных кислот C5-C10 с вязкостью при 100°С не менее 4,8 мм2/с, температурой застывания не ниже минус 60°С, температурой вспышки в открытом тигле не ниже 255°С, кислотным числом не более 0,05 мг КОН/г с испытаниями по СТО

93407622-001-2007 или

эфир триметилолпропана и одноосновных жирных кислот C5-C10 с вязкостью при 100°С не менее 4,0 мм2/с, температурой застывания не ниже минус 60°С, температурой вспышки в открытом тигле не ниже 248°С, кислотным числом не более 0,05 мг КОН/г с испытаниями по СТО 93407622-007-2008.

Смазочную композицию готовили путем растворения компонентов в базовом эфире с подогревом до 70-80°С при перемешивании, последующим охлаждением и фильтрацией. Технологическая схема изготовления смазочных композиций соответствовала технологии рекомендованной для последующего промышленного производства.

Таблица 1
Составы смазочных композиций
Компоненты Составы смазочных композиций
№1 №2 №3 №4 №5 №6
1 бис [4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)-фенил]амин 1,0 2,0 1,0 1,8 3,0 1,5
2 C7-C9, алкиловый эфир 3,5 бис (1,1-диметил этил)-4-гидроксибензо-пропановой кислоты 4,0 2,2 1,5 3,1 1,0 1,8
3 N,N-бис-(2этилгексил)-4 метил-1H-бензотриазол-1-метиламин 0,05 0,10 0,125 0,20 0,25 0,165
4 3-(бис-изобутокси-тиофосфорилсульфанил)-2-метилпропионовая кислота 0,1 1,5 0,05 1,0 1,2 0,08
5. трикрезилфосфат 5,0 1,5 1,0 3,0 4,0 2,5
6. эфир пентаэритрита жирных кислот C5-C10 89,85 92,70 - - 90,55 -
7. эфир триметилолпропана жирных кислот C5-C10 - - 96,325 90,90 - 93,955
Таблица 2
Результаты испытаний предлагаемых составов
Составы смазочных композиций
Наименование показателей №1 №2 №3 №4 №5 №6 Прототип
1. Антикоррозионные свойства в условиях окисления при 225°С, 50 часов (ГОСТ 23797). Весовой показатель коррозии на пластинах меди Не выдерживает. Обильное
осадкообразование
М-1 или М-2 (ГОСТ 495), мг/см3 0,08 0,10 Отс. 0,06 0,03 0,05
2. Коррозионная агрессивность 100 часов (175°С - 10 час, 200°С - 80 час, 225°С - 10 час) в контакте с металлами и Не выдерживает.
гальваническими покрытиями, потеря веса, масло/ пары, г/см3:
- магниевый сплав МЛ-10 1,1/0,9 1,3/0,95 0,8/0 1,1/1,0 1,1/0,9 0,9/0,3
3. Трибологические характеристики на ЧШМ при 20°С:
- критическая нагрузка (Рк) 106 126 94 100 119 100 89
- диаметр пятна износа (Ди),
мм, при осевой нагрузке 196 Н 0,33 0,36 0,33 0,33 0,35 0,33 0,50-0,54

Смазочная композиция для силовых установок авиационной техники, включающая сложный эфир неопентилполиола и жирных кислот C5-C10, а также бис [4-(1,1,3-тетраметилбутил)фенил]амин и C7-C9 алкиловый эфир 3,5-бис-(1,1 диметилэтил)-4-гидроксибензопропановой кислоты в качестве антиокислительных присадок и N,N-бис-(2этилгексил)-4-метил-1Н-бензотриазол-1-метиламин в качестве ингибитора коррозии, противоизносные и противозадирные присадки, отличающаяся тем, что в качестве противоизносных и противозадирных присадок композиция содержит трикрезилфосфат и 3-(бис-изобутокси-тиофосфорилсульфанил)-2-метилпропионовую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бис [4-(1,1,3-тетраметилбутил)фенил]амин 1,0-3,0
С79 Алкиловый эфир 3,5-бис-(1,1 диметилэтил)-
-4-гидроксибензопропановой кислоты 0,5-4,0
N,N-Бис-(2этилгексил)-4 метил-1Н-бензотриазол-1-
-метиламин 0,05-0,25
Трикрезилфосфат 1,0-5,0
3-(Бис-изобутокси-тиофосфорилсульфанил)-2-
метилпропионовая кислота 0,05-1,5

Сложный эфир неопентилполиола и
жирных кислот C5-C10 Остальное


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к смазочным композициям, в частности к многокомпонентным добавкам или концентратам, вводимым в минеральные масла с целью получения высококачественных пластичных (консистентных) смазочных материалов, обладающих повышенной термостойкостью и адгезией к поверхности трения, высокой задиро- и износостокостью.

Изобретение относится к смазочным композициям, более конкретно, но не исключительно - к консистентным смазкам, содержащим такие композиции, и более конкретно, но не исключительно - к консистентным смазкам для использования в универсальных шарнирах равных угловых скоростей, таких как скользящие универсальные шарниры равных угловых скоростей.

Изобретение относится к защитным смазочным материалам, индустриальным маслам и главным образом к антифрикционным защитным противоизносным композициям (АЗПК). .
Изобретение относится к области гидравлических масел, применяемых в качестве рабочих (амортизаторных) жидкостей в телескопических и рычажно-кулачковых амортизаторах автомобилей и других видов техники, эксплуатируемой в различных климатических условиях.

Изобретение относится к области рабочих жидкостей для гидравлических систем авиационной техники с диапазоном рабочих температур жидкости в гидравлической системе от минус 60 до +175°С.
Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) и может быть использовано для приготовления рабочих растворов СОЖ, используемых для обработки металлов резанием на металлообрабатывающих предприятиях.
Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) и может быть использовано для приготовления рабочих растворов СОЖ, используемых для обработки металлов резанием на металлообрабатывающих предприятиях.
Изобретение относится к электроизоляционным маслам, применяемым для изоляции электрических двигателей погружных насосов, используемых при нефтедобыче. .
Изобретение относится к области нефтехимии и авиационной технике, конкретно к моторно-редукторному маслу, предназначенному для работы в теплонапряженных газотурбинных (турбовинтовых) двигателях и высоконагруженных редукторах самолетов и вертолетов.
Изобретение относится к области рабочих жидкостей для гидравлических систем авиационной техники с диапазоном рабочих температур жидкости в гидравлической системе от 135°С до минус 60°С.

Изобретение относится к составам присадок к минеральным маслам, улучшающим их антиокислительные, антинагарные и противокоррозионные свойствами, и может быть использовано в маслах двигателей внутреннего сгорания, агрегатов и узлов трансмиссии автомобильной техники.

Изобретение относится к смазочным композициям для силовых установок авиационной техники, а именно для ГТД самолетов главных редукторов и тяжелонагруженных агрегатов трансмиссий и маслосистемы турбокомпрессора двигателя вертолетов

Наверх