Редукторное масло
Владельцы патента RU 2528833:
Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" (RU)
Настоящее изобретение относится к редукторному маслу, содержащему нефтяное масло, эфир жирной кислоты, дитиофосфатную присадку, полиметилсилоксановую жидкость, при этом масло дополнительно содержит ди-трет-додецил трисульфид, полиметакрилат и азотсодержащий сополимер, а в качестве дитиофосфатной присадки используют алкилдитиофосфат цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Техническим результатом настоящего изобретения является получение редукторного масла, обладающего улучшенными противоизносными, низкотемпературными и деэмульгирующими свойствами. 5 пр., 3 табл.
Предлагаемое изобретение относится к составам смазочных масел и может быть использовано для смазывания зубчатых и червячных передач промышленного оборудования, работающих при средних и высоких нагрузках.
Известно редукторное масло (Патент РФ №1593202, C10M 137/10, БИ №19, 1994 г.), содержащее, мас. %:
| Аллиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты | 2,0-4,0 |
| Борированный диалкилдитиофосфат цинка | 0,5-1,5 |
| Полиметакрилат | 0,1-0,3 |
| Нефтяное масло | До 100,0 |
Указанное масло характеризуется недостаточным уровнем противозадирных, противоизносных, защитных, противопенных, деэмульгирующих свойств.
Наиболее близким к заявленному составу является масло для смазывания зубчатых и червячных передач промышленного оборудования, работающих при средних и высоких нагрузках, в том числе при наличии ударных нагрузок, например, при смазке уникальных прессов горячей штамповки (а.с. №958476, C10M 1/18, БИ №34, 1982 г.), содержащее, мас. %:
| Диалкилдитиофосфат цинка | 2,0-3,0 |
| Эфир жирной кислоты | 0,1-0,2 |
| Ди-(алкилбензилтио)-этан | 3,0-5,0 |
| Полиизобутилен с мол. мас. 70-150 тыс. | 0,015-0,045 |
| Полиметилсилоксановая жидкость | 0,003-0,005 |
| Нефтяное масло | До 100,0 |
Недостатком этого масла являются недостаточно высокие противоизносные и низкотемпературные, неудовлетворительные деэмульгирующие свойства, поскольку зачастую масла в редукторах работают в условиях интенсивного перемешивания при значительном обводнении (в металлургическом производстве). При попадании в масло воды, при перемешивании полученной смеси может образоваться эмульсия, которая приводит к ухудшению смазочных свойств, усилению электрохимической коррозии, образованию шлама, выбросу масла из системы и, как следствие, к снижению эффективности его использования. Улучшение деэмульгирующих свойств позволит избежать этих нежелательных явлений и сократить расход масла, так как уменьшатся его потери с эмульсией.
Целью предлагаемого изобретения является улучшение противоизносных, низкотемпературных и деэмульгирующих свойств масла за счет введения в нефтяное масло сбалансированной композиции присадок. Одновременно задачей является выбор противозадирного компонента, так как производство используемых в приведенных составах противозадирных присадок (аллиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты, ди-(алкилбензилтио)-этан) в настоящее время отсутствует. Критериями при выборе присадок наряду с требованиями по физико-химическим и эксплуатационным свойствам являются их доступность, экономичность и экологичность. Для этого в нефтяное масло, содержащее эфир жирной кислоты, дитиофосфатную присадку, полиметилсилоксановую жидкость, дополнительно вводят ди-трет-додецил трисульфид, полиметакрилат и азотсодержащий сополимер, а в качестве дитиофосфатной присадки используют алкилдитиофосфат цинка при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| Ди-трет-додецил трисульфид | 1,4-2,2 |
| Алкилдитиофосфат цинка | 0,7-0,9 |
| Эфир жирной кислоты | 0,07-0,1 |
| Полиметакрилат | 0,1-0,3 |
| Азотсодержащий сополимер | 0,03-0,04 |
| Полиметилсилоксановая жидкость | 0,003-0,005 |
| Нефтяное масло | До 100,0 |
При этом ди-трет-додецил трисульфид и алкилдитиофосфат цинка входят в масло в виде пакета присадок в концентрации 2,3-3,3, стабилизированного дистиллятным нефтяным маслом.
В композиции использованы следующие компоненты.
Смесь: (ди-трет-додецил трисульфида и алкилдитиофосфата цинка) по ТУ 0257-002-40065452-97 (пакет присадок Т-43), эфир жирной кислоты по ТУ 2499-079-05015207-2002 (присадка В15/41), полиметакрилат по ТУ 0257-001-48328353-00 (присадка Максойл Д), азотсодержащий сополимер по ТУ 6-14-614-76 (присадка Дипроксамин-157), полиметилсилоксановая жидкость по ОСТ 6-02-20-79 (присадка ПМС-200А).
Для экспериментальной проверки предлагаемого состава были изготовлены шесть образцов (примеры 1-6, таблица 1).
В таблице 2 приведены данные испытаний этих образцов, из которых видно, что примеры 2, 3, 4 оптимального состава имеют высокие противоизносные, низкотемпературные, деэмульгирующие, противопенные свойства.
| Таблица 1 | ||||||
| Компоненты | Содержание компонентов в образцах, мас. % | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 (прототип) | |
| Ди-трет-додецил трисульфид | 1,2 | 1,4 | 1,8 | 2,2 | 2,4 | - |
| Диалкилдитиофосфат цинка | - | - | - | - | - | 2,5 |
| Алкилдитиофосфат цинка | 0,5 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,2 | - |
| Ди-(алкилбензилтио)-этан | - | - | - | - | - | 4,0 |
| Полиметакрилат | 0,05 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,5 | - |
| Эфир жирной кислоты | 0,05 | 0,07 | 0,08 | 0,10 | 0,13 | 0,1 |
| Полиизобутилен с мол. мас. 70-150 тыс | - | - | - | - | - | 0,03 |
| Азотсодержащий сополимер | 0,02 | 0,03 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | - |
| Полиметилсилоксановая жидкость | 0,002 | 0,003 | 0,004 | 0,005 | 0,006 | 0,005 |
| Нефтяное масло с пределами вязкости 135,0-165,0 мм2/с при 40°C | до 100 | до 100 | до 100 | до 100 | до 100 | до 100 |
При уменьшении концентрации ди-трет-додецил трисульфида ниже 1,4%, алкил-дитиофосфата цинка ниже 0,7%, полиметакрилата ниже 0,1%, эфира жирной кислоты ниже 0,07%, полиметилсилоксановой жидкости ниже 0,003% (пример 1) ухудшаются противозадирные, противоизносные, низкотемпературные, деэмульгирующие и противопенные свойства, увеличение их концентрации выше (2,2; 0,9; 0,3; 0,1; 0,005% соответственно) приводит к некоторому ухудшению противоизносных и деэмульгирующих свойств (пример 5).
Следует отметить, что разработанная композиция уступает прототипу по противозадирным свойствам, определяемым на ЧШМ трения по ГОСТ 9490. Известно, что с увеличением концентрации противозадирной присадки улучшаются противозадирные свойства (Из), но зачастую это приводит к некоторому ухудшению противоизносных свойств. Поэтому в композицию введено оптимальное количество противозадирной присадки, обеспечивающее достаточный уровень противозадирных свойств и не ухудшающее противоизносные свойства масла, о чем свидетельствуют результаты стендовых испытаний масла, полученные на шестеренчатой установке FZG (нормальная работа зубчатого зацепления на 12 ступени нагружения, отсутствие повреждений зубьев в полюсе зацепления), подтверждающие возможность использования масла для смазывания зубчатых передач и редукторов.
Сравнительная характеристика свойств масла согласно изобретению (пример 3) и прототипа (пример 6) приведена в таблице 3, из данных которой следует, что предлагаемое масло превосходит масло известного состава по противоизносным, низкотемпературным, деэмульгирующим и противопенным свойствам.
Разработанное редукторное масло имеет высокие противозадирные и несущие свойства, обладает водоотделяющими свойствами и высокой стойкостью к пенообразованию при эксплуатации, благодаря чему снижаются расход энергии и средние температуры в объеме масла, защищает детали от коррозии и ржавления в присутствии влаги.
Масло изготавливается на установке компаундирования или на любой другой установке, на которой имеются емкости с обогревающим, перемешивающим и фильтрующим устройствами. В подогретое до 70-80°С нефтяное масло вводят присадки. Полученная смесь перемешивается при 70-80°С в течение 3 часов.
| Таблица 2 | ||||||
| Показатели | Примеры | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 (прототип) | |
| Трибологические характеристики на ЧШМ трения: | ||||||
| - индекс задира, Из, Н(кгс) | 437(44,5) | 500(51,0) | 520(53,0) | 530(54,0) | 540(55,0) | 579(59) |
| - показатель износа, Ди, мм | 0,43 | 0,32 | 0,30 | 0,30 | 0,35 | 0,46 |
| Деэмульгирующие свойства: | ||||||
| - время расслоения, мин | 60 | 30 | 30 | 30 | 50 | 60 |
| - объем слоев (масло-вода-эмульсия), см3 | (35-36-9) | (43-37-0) | (43-37-0) | (43-37-0) | (43-37-0) | (35-5-42) |
| Температура застывания, °С | Минус 17 | Минус 20 | Минус 22 | Минус 24 | Минус 27 | Минус 12 |
| Склонность к пенообразованию, см3: | ||||||
| - при 24°С | 85 | 60 | 40 | 50 | 40 | 100 |
| - при 94°С | 45 | 40 | 30 | 30 | 30 | 60 |
| - при 24°С после испытания при 94°С | 70 | 50 | 40 | 50 | 40 | 100 |
| Стабильность пены, см3: | ||||||
| - при 24°С | 5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 |
| - при 94°С | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 |
| - при 24°С после испытания при 94°С | 5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 |
| Таблица 3 | ||
| Показатели | Образцы масел | |
| Пример 3 | Пример 6 прототип | |
| Вязкость кинематическая при 40°C, мм2/с | 145,2 | 137,0 |
| Индекс вязкости | 93 | 90 |
| Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °C | 220 | 216 |
| Температура застывания, °C | Минус 22 | Минус 12 |
| Зольность, % мас. | 0,20 | 0,5 |
| Коксуемость, % мас. | 0,49 | 0,62 |
| Цвет на колориметре ЦНТ, ед. | 4,0 | 5,5 |
| Коррозионное воздействие на металлы (медная пластина, 3 ч), балл |
1 в | 2 а |
| Трибологические характеристики на ЧШМ трения: | ||
| - индекс задира, Из, Н(кгс) | 520(53,0) | 579(59,0) |
| - показатель износа (нагрузка 196Н, 1 час), Ди, мм | 0,30 | 0,46 |
| Деэмульгирующие свойства: | ||
| - время расслоения, мин | 30 | 60 |
| - объем слоев (масло-вода-эмульсия), см3 | (43-37-0) | (35-5-42) |
| Защитные свойства в камере влажности, коррозионное поражение пластин, % | 0 | 10 |
| Стабильность против окисления в универсальном приборе: | ||
| - изменение вязкости при 100°C, % | 2,6 | 2,7 |
| - изменение кислотного числа, мг КОН/г | 0,09 | 0,14 |
| - осадок, % мас. | Отсутствие | Отсутствие |
| Склонность к пенообразовании, см3: | ||
| - при 24°C | 40 | 100 |
| - при 94°C | 30 | 60 |
| - при 24°C после испытания при 94°C | 40 | 100 |
| Стабильность пены, см3: | ||
| - при 24°C | 0 | 10 |
| - при 94°C | 0 | 5 |
| - при 24°C после испытания при 94°C | 0 | 10 |
| Противозадирные свойства на шестеренчатом стенде FZG, ступень максимальной нагрузки | 12 | - |
Редукторное масло, содержащее нефтяное масло, эфир жирной кислоты, дитиофосфатную присадку, полиметилсилоксановую жидкость, отличающееся тем, что масло дополнительно содержит ди-трет-додецил трисульфид, полиметакрилат и азотсодержащий сополимер, а в качестве дитиофосфатной присадки используют алкилдитиофосфат цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Ди-трет-додецил трисульфид | 1,4-2,2 |
| Алкилдитиофосфат цинка | 0,7-0,9 |
| Эфир жирной кислоты | 0,07-0,1 |
| Полиметакрилат | 0,1-0,3 |
| Азотсодержащий сополимер | 0,03-0,04 |
| Полиметилсилоксановая жидкость | 0,003-0,005 |
| Нефтяное масло | До 100,0 |
