Композиция присадки для противозадирных консистентных смазок с превосходными противоизносными и коррозионными свойствами



Композиция присадки для противозадирных консистентных смазок с превосходными противоизносными и коррозионными свойствами
Композиция присадки для противозадирных консистентных смазок с превосходными противоизносными и коррозионными свойствами
Композиция присадки для противозадирных консистентных смазок с превосходными противоизносными и коррозионными свойствами
Композиция присадки для противозадирных консистентных смазок с превосходными противоизносными и коррозионными свойствами
Композиция присадки для противозадирных консистентных смазок с превосходными противоизносными и коррозионными свойствами
Композиция присадки для противозадирных консистентных смазок с превосходными противоизносными и коррозионными свойствами
Композиция присадки для противозадирных консистентных смазок с превосходными противоизносными и коррозионными свойствами
Композиция присадки для противозадирных консистентных смазок с превосходными противоизносными и коррозионными свойствами
Композиция присадки для противозадирных консистентных смазок с превосходными противоизносными и коррозионными свойствами
Композиция присадки для противозадирных консистентных смазок с превосходными противоизносными и коррозионными свойствами

 


Владельцы патента RU 2439135:

Ар.Ти. ВАНДЕРБИЛТ КОМПАНИ, ИНК. (US)

Изобретение относится к смазочной композиции, содержащей в мас.% по меньшей мере 90% базовой консистентной смазки и (а) комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль в количестве, которое обеспечивает содержание серы примерно от 1500 до 3500 ч./млн; (b) дигидрокарбилдитиофосфат молибдена в количестве, которое обеспечивает содержание молибдена примерно от 77 до 450 ч./млн; и (с) дигидрокарбилдитиофосфат цинка в количестве, которое обеспечивает содержание цинка примерно от 600 до 1000 ч./млн. Предложена также композиция присадки для консистентной смазки, состоящая из компонентов (а), (b) и (с). 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к композиции присадки для композиций противозадирной консистентной смазки, имеющих исключительные противоизносные и коррозионные свойства. Более конкретно изобретение относится к композиции присадки, включающей (А) комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль; (В) дигидрокарбилдитиофосфат молибдена и (С) дигидрокарбилдитиофосфат цинка.

ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Противозадирные консистентные смазки работают в условиях высоких нагрузок и требуют высокоэффективных противозадирных присадок, чтобы предотвратить задирание и приваривание. Тиадиазолы являются соединениями, которые являются эффективными противозадирными присадками. Патент США 6365557 описывает комплексы тиадиазол/поли(эфиро)гликоль. Хотя эти комплексы являются превосходными противозадирными присадками для консистентных смазок, их высокая поверхностная аффинность к металлическим поверхностям дает покрытия, которые вызывают нежелательное обесцвечивание меди и других не-железных металлов и сдерживают способность противоизносных присадок уменьшать износ. Изобретение здесь описывает специфическую композицию смазочной присадки, в которой эти комплексы тиадиазол-поли(эфир)гликоль не оказывают отрицательного влияния на износ и коррозию, сохраняя в то же время превосходные противозадирные свойства.

Патент США 6541427 (Dresel et al.) описывает рецептуру консистентной смазки, имеющей систему присадок, которая содержит 2% соединения молибдена (дигидрокарбилдитиокарбамата, MoDTC или дигидрокарбилдитиофосфата, MoDTP), около 2% производного тиадиазола и требует набора других присадок.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к смазочной композиции, включающей следующие компоненты (все в мас.%):

(а) Основное количество (т.е. >90%) базовой консистентной смазки, такой как литий, литиевый комплекс, алюминиевый комплекс, кальциевый комплекс, органоглина и мочевина;

(b) Комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль в количестве, обеспечивающем содержание от 1500 до 3500 ч./млн серы (S), предпочтительно от 2000 до 2800 ч./млн S;

(c) дигидрокарбилдитиофосфат молибдена в количестве, обеспечивающем содержание молибдена от 77 до 450 ч./млн (Mo), предпочтительно 192-220 ч./млн Мо; и

(d) дигидрокарбилдитиофосфат цинка в количестве, обеспечивающем содержание от 600 до 1000 ч./млн цинка (Zn), предпочтительно от 700 до 900 ч./млн Zn.

Изобретение также раскрывает композицию присадки для использования в консистентной смазке. Композиция присадки включает следующие соединения:

(a) комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль;

(b) дигидрокарбилдитиофосфат молибдена; и

(c) дигидрокарбилдитиофосфат цинка,

при массовом соотношении S:Mo; Zn примерно 150-350:7,7-45:60-100. В этом соотношении S относится к сере, поставляемой с комплексом тиадиазол-поли(эфир)гликоль.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Комплексы тиадиазол-поли(эфир)гликоль данного изобретения описаны в патенте США 6365557, введенном настоящей ссылкой. Предпочтительное осуществление включает комплекс из

(а) одного или нескольких тиадиазольных соединений из следующих:

(i) димеров 2,5-димеркапто-1,3,4-тиадиазола (DMTD), имеющих формулу

в которой n равно 1 и/или 2; и/или

(ii) 2-меркапто-1,3,4-дитиазола (MTD), имеющего формулу

и (b) поли(эфир)гликоля, имеющего формулу:

где R1 представляет водород, разветвленный или неразветвленный С120 алкильный радикал, фенильный радикал, разветвленный или неразветвленной С18 ацильный радикал и их комбинацию, и m имеет значения от 1 до 300. Предпочтительными поли(эфир)гликолями являются бутокситригликоль, полиэтиленгликоль или их комбинация, причем последняя комбинация является предпочтительной.

Как изложено выше,

(а) тиадиазолом может быть одно или несколько соединений из димеров моносульфида DMTD (формула I, n=1), димеров дисульфида DMTD (формула I, n=2) и MTD (формула II), закомплексованных с

(b) поли(эфир)гликолем (формула III)

Комплекс может включать (по массе) от примерно 10% до 60% тиадиазольного соединения (тиадиазольных соединений) и от примерно 40% до 60% поли(эфир)гликольного соединения (поли(эфир)гликольных соединений), предпочтительно от примерно 25% до 50% тиадиазольного соединения (тиадиазольных соединений) и от примерно 50% до 75% поли(эфир)гликольного соединения (поли(эфир)гликольных соединений), и наиболее предпочтительно от примерно 30% до 40% тиадиазола и от примерно 60% до 70% поли(эфир)гликоля.

Наиболее предпочтительное осуществление комплекса доступно как присадка Vanlube® 972M от R.T.Vanderbilt Company, Inc., Norwalk, CT. Vainlube 972 включает по массе приблизительно (a) 15% димера моносульфида DMTD, 10% димера дисульфида DMTD, 10% MTD; и (b) 49% бутокситригликоля и 16% полиэтиленгликоля, и имеет средний молекулярный вес 300 г/моль.

Дигидрокарбилфосфатные соединения молибдена и цинка обычно получают реакцией P2S5 со спиртами для образования соединений дигидрокарбилфосфорной кислоты, которые затем нейтрализуют подходящими соединениями молибдена или цинка:

где R2 и R3 независимо представляют углеводородные (гидрокарбильные) группы, содержащие от 1 до 18, предпочтительно от 2 до 12 атомов углерода, включающие алкильные, алкенильные, арильные, арилалкильные, алкиларильные и циклоалифатические группы. Примерами углеводородных групп являются этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил, изооктил, 2,6-этилгексил и бутилфенил. В случае дигидрокарбилфосфата молибдена о равно 2 или 4, х равен 1 или 2, y имеет значения от 1 до 4 и z имеет значения от 1 до 4.

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

Методы испытаний, использованные в данном изобретении для оценки противозадирных свойств, коррозионной стойкости и свойств износа композиций консистентной смазки, были следующими:

Испытание противозадирных консистентных смазок на машине Тимкена.

Проба на медную пластинку.

Испытание на износ на четырехшариковой машине.

Испытание по Тимкену является хорошо известным стандартизованным тестом и описано в ASTM D 2509. Испытание по Тимкену измеряет нагрузки, при которых возникает абразивный износ, т.е. образование задиров между вращающимся цилиндром и неподвижным блоком; таким образом, чем выше конечная нагрузка по Тимкену, тем лучше противозадирные свойства консистентной смазки. Неформальная ранжировка противозадирных свойств на основании конечных показателей нагрузки по Тимкену приведена ниже, где все в интервале 60-80 (превосходное или исключительное) считается приемлемым для промышленных стандартов.

Конечная нагрузка по Тимкену (фунт) Ранжировка противозадирной характеристики
80 Исключительная
60-70 Превосходная
50 Хорошая
40 Граничная

Метод испытания на медную пластину, ASTM D 4048, был использован для оценки характеристики коррозии меди композициями консистентных смазок. По этому методу испытания полированную медную пластину полностью погружают в образец консистентной смазки и греют в сушильном шкафу при 100°С в течение 24 часов. В конце этого периода пластину извлекают, промывают и сравнивают со стандартами коррозии медной пластины ASTM. Медной пластине присваивают балл от 1а до 4b. Балл 1а представляет пластину с наименьшей коррозией, а 4с представляет пластину с максимальным уровнем коррозии. Индустриальные консистентные смазки являются некоррозионными и дают балл не выше, чем 1b.

Испытание на износ на четырехшариковой машине проводят согласно стандартной методике, описанной в ASTM D4172. По этому методу испытаний один шарик вращается на трех равномерно разнесенных неподвижных шариках, в то время как четыре шарика полностью погружены в испытуемое масло. Испытания для этого изобретения проводили при скорости вращения 1200 об/мин при нагрузке 40 кг в течение одного часа при 75°С. Измеряли диаметр поцарапанных трех неподвижных шаров и результатом являлось среднее для трех шаров. Приемлемым результатом для этого испытания являлся средний след изнашивания меньше, чем 0,5 мм по диаметру.

ПРИМЕР 1

Оценивали износ, противозадирные и коррозионные свойства литиевой консистентной смазки, содержащей комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль (присадка Vanlube® 972M, доступная от R.T.Vanderbilt Company, Inc., Norwalk., CT), Vanlube 972 в сочетании с диалкилдитиофосфатом молибдена (присадка Molyvan® L, доступная от R.T.Vanderbilt Company, Inc., Norwalk., CT), Vanlube 972M в сочетании с диалкилдитиофосфатом цинка (Lubrizol® 1395, доступный от Lubrizol Corp.), разбавленная в 10-20% масла, и Vanlube 972M в сочетании с Molyvan L и Lubrizol 1395. Данные, суммированные в таблице 1, показывают, что только смазки с добавлением всех трех компонентов при конкретных концентрациях дают конечные нагрузки по Тимкену от исключительных до превосходных при приемлемых следах износа и баллах коррозии меди. Кроме того, данные для рецептур 10, 11, 12 и 13 показывают, что другие соединения молибдена, такие как диалкилдитиокарбаматы молибдена (Molyvan® 822) и органомолибдаты (Molyvan® 855) не являются эффективными альтернативами MoDTP.

Таблица 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Vanlube 972M1 2,0 1,0 2,0 2,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Lubrizol 13952 --- --- 1,0 --- 1,0 --- --- 0,50 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75
Molyvan L3 --- --- --- 1,0 --- 1,0 0,5 0,25 0,25 --- --- --- ---
Molyvan 8224 --- --- --- --- --- --- --- --- 0,25 0,50 --- ---
Molyvan 8555 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 0,25 0,50
Содержание S, ч./млн 4800 2400 4800 4800 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400 2400
Содержание Mo, ч./млн 0 0 0 825 0 825 412 206 206 123 246 198 396
Содержание Zn, ч./млн 0 0 1060 1060 0 0 530 795 795 795 795 795
Износ по 4 шарам, мм 0,64 0,58 0,61 0,52 0,53 0,46 0,44 0,47 0,46 0,52 0,51 0,48 0,53
Конечная нагрузка по Тимкену, фунт 80 Fail 40 --- --- --- --- 70 60 80 Fail 40 Fail 40 Fail 40 ---
Коррозия меди 2e 2e 4a 2e 3a 4b 2e 3a 1b 1b 1b 1b 1b
1 Содержание серы в Vanlube 972M составляет 24 мас.%
2 Содержание цинка в Lubrisol 1395 составляет 10 мас.%
3 Содержание молибдена в Molyvan L составляет 8,3%
4 Содержание молибдена в Molyvan 822 составляет 4,9%
5 Содержание молибдена в Molyvan 855 составляет 7,9%

Пример 2 (Сравнительный пример)

В качестве сравнительных примеров ZDDP компонент по изобретению был заменен другими противоизносными (AW) присадками на основе фосфора и цинка при сохранении в то же время других компонентов по изобретению постоянными. Как суммировано в таблице 2, ни одна из альтернатив не обеспечила удовлетворительную противоизносную характеристику за исключением нафтената цинка. Однако противозадирная характеристика композиции, содержавшей нафтенат цинка, была неудовлетворительной.

Таблица 2
(Сравнительные примеры)
14 15 16 17 18 19
Vanlube 972M 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Molyvan L 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
Vanlube 7611М
(беззольная диалкилтиофосфатная AW присадка)
0,75 --- --- --- --- ---
Vanlube 9123
(аминофосфатная AW присадка)
--- 0,75 --- --- ---
Vanlube AZ
(диалкиттиокарбамат с 50% Zn)
--- --- 0,75 --- --- ---
Нафтенат цинка --- --- --- 0,75 --- ---
--- --- --- --- 1,30 ---
Износ по 4 шарам, мм 0,75
Конечная нагрузка по Тимкену, фунт
Коррозия меди 0,58 0,53 0,57 0,56 0,51 0,47
Vanlube 972M --- --- --- --- --- Fail 40
Molyvan L --- --- --- --- 3a lb

Пример 3 (Сравнительный пример)

Для сравнения компонент комплекса тиадиазол-поли(эфир)гликоль по изобретению был заменен другими производными тиадиазола. Как суммировано в таблице 3, ни одна из альтернатив не обеспечила удовлетворительную противозадирную характеристику.

Таблица 3
(Сравнительные примеры)
20 21
Lubrizol 1395 0,75 0,75
Molyvan L 0,25 0,25
Vanlube 829
(Димер дисульфида тиадиазола, использованный при содержании серы, эквивалентном 1% Vanlube 972M)
0,37 ---
Cuvan® 826
(Производное тиадиазола, использованное при содержании серы, эквивалентном 1% Vanlube 972M)
--- 0,77
Износ по 4 шарам, мм 0,43 0,44
Конечная нагрузка по Тимкену, фунт 30 20
Коррозия меди 1b 1b

1. Смазочная композиция, содержащая по меньшей мере 90 мас.% базовой консистентной смазки и
(a) комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль в количестве, которое обеспечивает содержание серы примерно от 1500 до 3500 млн-1;
(b) дигидрокарбилдитиофосфат молибдена в количестве, которое обеспечивает содержание молибдена примерно от 77 до 450 млн-1; и
(c) дигидрокарбилдитиофосфат цинка в количестве, которое обеспечивает содержание цинка примерно от 600 до 1000 млн-1.

2. Смазочная композиция по п.1, в которой
(a) комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль обеспечивает содержание серы примерно от 2000 до 2800 млн-1;
(b) дигидрокарбилдитиофосфат молибдена обеспечивает содержание молибдена примерно от 192 до 220 млн-1 и
(c) дигидрокарбилдитиофосфат цинка обеспечивает содержание цинка примерно от 700 до 900 млн-1.

3. Смазочная композиция по п.1, в которой комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль включает:
(а) одно или несколько тиадиазольных соединений из следующих:
(i) димеров 2,5-димеркапто-1,3,4-тиадиазола (DMTD), имеющих формулу

в которой n равно 1 и/или 2; и/или
(ii) 2-меркапто-1,3,4-дитиазола (MTD), имеющего формулу

и
(b) поли(эфир)гликоль, имеющий формулу

где R1 представляет водород, разветвленный или неразветвленной С120 алкильный радикал, фенильный радикал, разветвленный или неразветвленный C1-C8 ацильный радикал и их комбинацию, и m имеет значения от 1 до 300.

4. Смазочная композиция по п.3, в которой комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль включает (а) композицию тиадиазолов в количестве примерно от 10 до 60% и (b) композицию поли(эфир)гликолей в количестве примерно от 40 до 90%.

5. Смазочная композиция по п.3, в которой комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль включает комбинацию бутокситригликоля и полиэтиленгликоля.

6. Смазочная композиция по п.3, в которой тиадиазол включает комбинацию димера моносульфида DMTD (формула I, n=1), димера дисульфида DMTD (формула I, n=2) и MTD (формула I).

7. Смазочная композиция по п.3, в которой комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль включает примерно:
(a) 15% димера моносульфида DMTD, 10% димера дисульфида DMTD, 10% MTD и
(b) 45% бутокситригликоля и 15% полиэтиленгликоля.

8. Смазочная композиция по п.7, в которой
(a) комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль обеспечивает содержание серы около 2400 млн-1;
(b) дигидрокарбилдитиофосфат молибдена обеспечивает содержание молибдена около 206 млн-1 и
(c) дигидрокарбилдитиофосфат цинка обеспечивает содержание цинка около 795 млн-1.

9. Присадка для консистентной смазки, включающая:
(a) комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль;
(b) дигидрокарбилдитиофосфат молибдена и
(c) дигидрокарбилдитиофосфат цинка
в соотношении (а):(b):(с), рассчитанном как (а) масса серы, обеспечиваемая комплексом тиадиазол-поли(эфир)гликоль; (b) масса молибдена, обеспечиваемая дигидрокарбилдитиофосфатом молибдена; и (с) масса цинка, обеспечиваемая дигидрокарбилдитиофосфатом цинка, около 150-350:7,7-45:60-100.

10. Присадка по п.9, в которой соотношение составляет примерно 200-280:19,2-22:70-90.

11. Присадка по п.9, в которой комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль включает:
(а) одно или несколько тиадиазольных соединений из следующих:
(i) димеров 2,5-димеркапто-1,3,4-тиадиазола (DMTD), имеющих формулу

в которой n равно 1 и/или 2; и/или
(ii) 2-меркапто-1,3,4-дитиазола (MTD), имеющего формулу

и
(b) поли(эфир)гликоль, имеющий формулу

где R1 представляет водород, разветвленный или неразветвленный С120 алкильный радикал, фенильный радикал, разветвленный или неразветвленный C1-C8 ацильный радикал и их комбинацию, и m имеет значения от 1 до 300.

12. Смазочная композиция по п.11, в которой комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль включает (а) композицию тиадиазолов в количестве примерно от 10 до 60% и (b) композицию поли(эфир)гликолей в количестве примерно от 40 до 90%.

13. Смазочная композиция по п.11, в которой комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль включает комбинацию бутокситригликоля и полиэтиленгликоля.

14. Смазочная композиция по п.11, в которой тиадиазол включает комбинацию димера моносульфида DMTD (формула I, n=1), димера дисульфида DMTD (формула I, n=2) и MTD (формула I).

15. Смазочная композиция по п.11, в которой комплекс тиадиазол-поли(эфир)гликоль включает примерно:
(a) 15% димера моносульфида DMTD, 10% димера дисульфида DMTD, 10% MTD и
(b) 45% бутокситригликоля и 15% полиэтиленгликоля.

16. Присадка по п.15, в которой соотношение составляет примерно 240:20,6:79,5.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к составам для нанесения в качестве твердых смазочных покрытий и может быть использовано в узлах трения в энергосберегающих технологиях в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Изобретение относится к коробке передач, в частности к смазке высоконагруженных зубчатых колес коробки передач. .
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.

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 химий фосфорорганических соединений, в частности 0,0-дипрош1П-2-(октилкарбоксиметилтио)циклогексилфосфониту (ДФ), который может быть применен в качестве противозадирной присадки к смазочным маслам.

Изобретение относится к составу смазочного масла, предназначенному для использования как универсальное моторно-редукторное масло для редукторов летательных аппаратов.

Изобретение относится к противоизносным и противозадирным присадкам к смазочным маслам, содержащим производные фуллерена[60]. .

Изобретение относится к смазочным материалам и может быть использовано в области машино- и приборостроения для смазки узлов трения машин и механизмов. .
Наверх