Смазочный состав

Изобретение относится к составу смазочного масла, предназначенному для использования как универсальное моторно-редукторное масло для редукторов летательных аппаратов. Сущность: смазочный состав содержит, мас.%: бис-[4-(1,1,3,3-тетраметилбутилфенил]амин 1-3; (C₇-C₉)алкиловые эфиры 3,5-бис-(1,1-диметилэтил)-4-гидроксибензопропановой кислоты 0,3-3,0; 2-меркаптобензтиазол 1-2; ингибитор коррозии 0,03-0,35; сложный эфир пентаэритрита и жирных кислот С₅-С₁₀ остальное. Ингибитор коррозии содержит смесь N,N-бис-(2-этилгексил)-4-метил-1Н-бензотриазол-1-метиламина и N,N-бис(2-этилгексил)-5-метил-1Н-бензотриазол-1-метиламина в соотношении 1:1. Технический результат - снижение испаряемости при 175°С, улучшение смазывающих свойств. 2 табл.

 

Изобретение относится к составу смазочного масла, которое может найти применение в качестве моторно-редукторного масла, предназначенного для работы в теплонапряженных газотурбинных двигателях и высоконагруженных редукторах и агрегатах летательной техники и других транспортных средств. Более конкретно изобретение относится к новому смазочному составу, отличающемуся содержанием ингибитора коррозии, являющегося смесью двух химических веществ.

По современным представлениям единые моторно-редукторные масла должны обладать следующими основными служебными свойствами: вязкостно-температурные характеристики - кинематическая вязкость 5-8 мм²/с при 100°С, температура застывания - не выше минус 55°С; термоокислительная стабильность - 200°С; механическая стабильность (деструкция при озвучивании) - не более 5%; испаряемость при 175°С - не выше 5%; трибологические показатели на ЧШМ - критическая нагрузка - не менее 84 кгс и диаметр пятна износа при нагрузке 194 Н - не более 0,4 мм.

Известно моторно-редукторное масло на основе базового масла - диизооктилсебацината или его смеси с полиальфаолефиновым маслом (патент РФ 2283341). Масло содержит антиокислитель, ариловый эфир фосфорной кислоты, бензотриазол и загущающую присадку на основе полиалкилметакрилата VISCOPLEX 12-310 в количестве, обеспечивающем вязкость масла 5-8 мм²/с при 100°С, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

антиокислитель	0,1-2,0
ариловый эфир фосфорной кислоты	1,0-7,0
бензотриазол	0,005-0,01
присадка VISCOPLEX 12-310	10,0-20,0
базовое масло	до 100

Недостатками данного масла являются его высокая испаряемость, что приводит к повышенному расходу масла и ухудшению стабильности его свойств.

Известно смазочное масло для газовых турбин, не имеющее вышеуказанного недостатка (патент РФ 2185423). Его состав включает в себя базовое масло, 2,6-дитретбутилпаракрезол, алкилированный дифениламин, трикрезилфосфат или дифенилпаратрет-бутилфенилфосфат, бензотриазол и термостабильный диизооктилсебапинат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

термостабильный диизооктилсебацинат	10,0-15,0
2,6-дитретбутилпаракрезол	0,5-3,0
алкилированный дифениламин	0,2-0,5
трикрезилфосфат или
дифенилпаратретбутилфенилфосфат	1,0-3,0
бензотриазол	0,005-0,1
базовое масло	остальное

Недостатком этого масла является низкий уровень смазывающих свойств, что препятствует возможности его использования в случае наличия высоких механических нагрузок, в частности для редукторов вертолетов.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по составу, предназначению и достигаемому результату является смазочное масло для редукторов летательных аппаратов (патент РФ 2322481). Смазочный состав согласно этому изобретению включает сложный эфир пентаэритрита и жирных кислот С₅-С₁₀, меркаптобензотиазол, бис-[4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенил]амин, антиокислительную присадку - (С₇-С₉)алкиловый эфир-3,5-бис-(1,1диметилэтил)-4-гидроксибензопропановой кислоты и ингибитор коррозии - N,N-бис-(2-этилгексил)-4-метил-1H-бензотриазол-1-метиламин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

замещенный дифениламин	1,0-3,0
антиокислительная присадка	0,5-4,0
ингибитор коррозии	0,05-0,25
меркаптобензтиазол	1,0-2,4
сложный эфир пентаэритрита и
жирных кислот С5-С10	остальное

Недостатком этого смазочного масла является присутствие в его составе малодоступного компонента, а именно изомера метиламина - N,N-бис-(2-этилгексил)-4-метил-1H-бензотриазол-1-метиламин. Кроме того, в описании изобретения (патент РФ 2322481) отсутствует пример получения этого соединения, его торговая марка, по которой можно судить о присутствии его на рынке. Не приведена достаточно полная характеристика смазочного масла, что не позволяет отнести его к универсальным моторно-редукторным маслам.

Задачей заявляемого изобретения являлось создание нового смазочного состава, для изготовления его в промышленном масштабе за счет использования доступных, выпускаемых в промышленности или присутствующих на рынке компонентов, вместо недоступного химического соединения - N,N-бис-(2-этилгексил)-4-метил-1Н-бензотриазол-1-метиламина при одновременном сохранении основных потребительских характеристик и достижении улучшенных смазывающих свойств. Это дает возможность расширить области применения создаваемого состава и отнести к универсальным моторно-редукторным маслам для работы в теплонапряженных газотурбинных (турбовинтовых) двигателях и высоконагруженных редукторах самолетов и вертолетов или тяжело нагруженных агрегатах трансмиссий летательной техники.

Для решения поставленной задачи создан новый смазочный состав, содержащий сложные эфиры пентаэритрита и жирных кислот С₅-С₁₀, антиокислительные присадки бис-[4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенил]амин и (С₇-С₉)алкиловые эфиры-3,5-бис-(1,1-диметилэтил)-4-гидроксибензопропановой кислоты, 2-меркаптобензотиазол и ингибитор коррозии, содержащий в своем составе N,N-бис-(2-этилгексил)-4-метил-1Н-бензотриазол-1-метиламина и N,N-бис-(2-этилгексил)-5-метил-1Н-бензотриазол-1-метиламина в соотношении 1:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

бис-[4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенил]амин	1,0-3,0
(С7-С9)алкиловые эфиры-3,5-бис-(1,1-диметилэтил)-4-гидроксибензопропановой кислоты	0,3-3,0
2-меркаптобензотиазол	1,0-2,0
ингибитор коррозии	0,03-0,35
сложный эфир пентаэритрита и жирных кислот С5-С10	остальное

В качестве ингибитора коррозии использован ингибитор марки Irgamet 39, в котором соотношение N,N-бис-(2-этилгексил)-4-метил-1Н-бензотриазол-1-метиламина и N,N-бис-(2-этилгексил)-5-метил-1Н-бензотриазол-1-метиламина составляет 1:1.

Смазочный состав обладает антикоррозийными свойствами в условиях окисления при 200°С, термоокислительной стабильностью в тонком слое не менее 79 мин, характеризуется испаряемостью при 175°С не более 41%, смазывающими свойствами с критической нагрузкой Рк от 94 до 112 кгс, склонностью к образованию высокотемпературных отложений не более 19,3 мг.

Состав предназначен для использования как универсальное моторно-редукторное масло, в том числе для редукторов летательных аппаратов.

В отличие от известного смазочного масла (патент РФ 2322481), состав согласно изобретению в качестве ингибитора коррозии содержит более доступный ингибитор коррозии Irgamet-39, содержащий (4- и 5-замещенных) изомера метиламина - N,N-бис-(2-этилгексил)-4-метил-1Н-бензотриазол-1-метиламин и N,N-бис-(2-этилгексил)-5-метил-1H-бензотриазол-1-метиламин. Получение этого ингибитора не связано с необходимостью разделять изомеры и очищать продукт.

Указанные отличия вместе с общими существенными признаками изобретения, при соответствующих количественных соотношениях взятых компонентов, позволило достигнуть нового технического результата - использовать доступный имеющийся на рынке ингибитор коррозии марки Irgamet 39 с получением высоких потребительских и эксплуатационных свойств, которые позволяют применять заявляемый смазывающей состав как универсальное моторно-редукторное масло для работы в теплонапряженных газотурбинных (турбовинтовых) двигателях и высоконагруженных редукторах самолетов и вертолетов или тяжело нагруженных агрегатах летательной техники.

Кроме того, улучшены показатели испаряемости (при 175°С не выше 0,41% по методу Папок ГОСТ 20354), антикоррозионные свойства и трибологические характеристики: критическая нагрузка Рк (кгс) более 89 кгс. Улучшение показателей вероятно можно объяснить наличием синергического эффекта, связанного с наличием в составе ингибитора коррозии двух компонентов.

Все используемые в смазочном составе компоненты являются продуктами, изготовляемыми в промышленности и имеющимися в продаже.

Так в составе использованы:

базовое масло - сложный эфир пентаэритрита и жирных кислот C₅-C₁₀;

антиокислительная присадка - (С₇-С₉)алкильные эфиры-3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидроксибензопропановой кислоты, являющаяся продуктом фирмы CIBA SPEZIALI-TAETENCHEMIE AG, c торговой маркой Irganox L 135;

химическое соединение бис-[4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенил]амин 1,0-3,0, марки Irganox L 01, выпускаемое фирмой CIBA SPEZIALITAETENCHEMIE AG;

компонент - 2-меркаптобензтиазол, выпускаемый отечественной промышленностью (ГОСТ 739);

ингибитор коррозии марки Irgamet-39, выпускаемый фирмой CIBA SPEZIALITAETENCHEMIE AG.

Предлагаемый смазочный состав изготовляют путем смешения базового масла с функциональными присадками.

Технология приготовления предлагаемого масла состоит из следующих операций:

1) дозирование компонентов:

- сложного эфира пентаэритрита и жирных кислот С₅-С₁₀ как базового масла,

- бис[4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенил]амина- Irganox L 01,

- 2-меркаптобензтиазола,

- ингибитора коррозии - Irgamet-39,

- антиокислительной присадки - Irganox L 135;

2) перемешивание базового масла с компонентами до полного растворения всех компонентов при температуре 70-90°С;

3) фильтрация готового масла.

Для иллюстрации сущности заявленного изобретения и решения поставленной задачи было приготовлено 5 образцов предлагаемого масла, состав которых приведен в таблице 1.

В таблице 2 приведены технические характеристики составов по примерам и для известного состава (патент РФ 2322481).

Лабораторные испытания приготовленных образцов смазочного состава проводились принятыми для моторно-редукторных масел квалификационными методами (см. табл.2).

Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Данные, приведенные в таблице 2, подтверждают высокую эффективность созданного согласно изобретению нового смазочного состава. Полученный смазочный состав может быть использован как универсальное моторно-редукторное масло.

Решение поставленной задачи с получением улучшенных свойств по сравнения с известным составом подтверждается данными табл.1 и 2.

Смазочный состав, содержащий сложные эфиры пентаэритрита и жирных кислот С₅-С₁₀, антиокислительные присадки - бис[4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенил]амин и (C₇-C₉)алкиловые эфиры 3,5-бис-(1,1-диметилэтил)-4-гидроксибензопропановой кислоты, 2-меркаптобензтиазол и ингибитор коррозии, содержащий в своем составе N,N-бис-(2-этилгексил)-4 метил-1Н-бензотриазол-1-метиламина и N,N-бис-(2-этилгексил)-5-метил-1Н-бензотриазол-1-метиламина в соотношении 1:1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

бис-[4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенил]амин	1,0-3,0
(С7-С9)алкиловые эфиры 3,5-бис-(1,1-диметилэтил)-4-гидроксибензопропановой кислоты	0,3-3,0
2-меркаптобензтиазол	1,0-2,0
ингибитор коррозии	0,03-0,35
сложный эфир пентаэритрита и жирных кислот С5-С10	остальное