Использование сульфидированного лигнина в качестве противозадирной присадки в смазочных композициях для тяжелонагруженных узлов трения


 


Владельцы патента RU 2552997:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) (RU)

Настоящее изобретение относится к использованию сульфидированного лигнина в качестве противозадирной присадки в смазочной композиции. Техническим результатом настоящего изобретения является расширение сфер применения сульфидированного лигнина, а также использование сульфидированного лигнина для снижения износа в паре трения колесо - рельс. 1 табл.

 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и конкретно касается уменьшения износа боковой поверхности рельса и гребней колес подвижного состава в тяжелонагруженной паре трения колесо - рельс при прохождении поездом криволинейных участков пути.

Уменьшение износа рельсов и колес подвижного состава является важной задачей современного железнодорожного транспорта, наиболее приемлемое решение которой заключается в нанесении в зону контакта смазки [1]. Использование смазки не только увеличивает срок службы колес и рельсов, но и во многих случаях приводит к снижению расходов энергии на тягу поездов [2] и уменьшает шумовой эффект, возникающий при движении поезда в кривых [3].

Применяемые на железнодорожном транспорте смазки, как правило, представляют собой сложные композиции. Это обусловлено тем, что к используемым смазкам предъявляется широкий набор требований, которым не могут полностью отвечать индивидуальные соединения, обладающие смазывающим эффектом. В композициях необходимые качества смазки придает совокупность применяемых компонентов.

Для создания смазочных композиций, обладающих необходимыми свойствами, перспективным является введение в них отходов различных производств или простейших продуктов их переработки. Это делает смазки более доступными и дешевыми. Подобного типа смазки способствуют также решению экологических проблем.

Важным многотоннажным отходом лесохимических производств является лигнин [4], который представляет собой компонент древесины, сетчатый полимер, построенный из арилпропановых структурных звеньев. Хотя структура лигнина окончательно не установлена, большинство исследователей предполагает, что пространственная макромолекула лигнина имеет сферическую форму [5]. Сферическая форма молекул лигнина обеспечивает в смазках антифрикционный эффект, при этом молекулы лигнина выступают аналогами подшипников качения на наноуровне [6]. На основе лигнина разработана смазочная композиция для системы колесо - рельс [7].

Как правило, в смазочные композиции помимо антифрикционных компонентов вводят присадки, обладающие противоизносным и противозадирным действием [8]. Такие присадки представляют собой органические соединения, содержащие в своем составе хлор, серу или фосфор. Защитный эффект хлор- и серосодержащих присадок обусловлен образованием в зоне трения на поверхности металла пластичных хлоридов и сульфидов железа, которые снижают задир. Помимо индивидуальных хлорорганических соединений [9] в качестве противозадирной присадки запатентован хлорированный лигнин [10], содержащий 7-20% хлора (предпочтительно 7-14% хлора). Однако хлорорганические присадки образуют защитные пленки, которые быстро стираются с поверхности металла. Таким образом, защитное действие таких присадок проявляется только при постоянной подаче смазки.

Более эффективны в отношении противозадирного действия серосодержащие присадки, которые в условиях высоких нагрузок (противозадирное действие) образуют «толстые» пленки сульфидов железа с незначительной примесью оксидов и некоторое время обеспечивают защитный эффект даже после удаления смазки [11]. Данные, приведенные в патенте [12], показывают, что серосодержащие присадки могут быть получены из отходов производства, в частности, из отходов производства эпихлоргидрина.

В предлагаемом техническом решении приводятся данные по использованию в качестве противозадирной присадки сульфидированного лигнина, полученного из хлорированного лигнина способом, указанным в работе [13]. Исходный хлорированный лигнин содержал 5-14% хлора, полученный сульфидированный продукт - 9-28% серы.

Несмотря на то что хлорирование и последующее сульфидирование с использованием полисульфидов щелочных металлов является доступным способом переработки многотоннажного отхода лесохимии, это направление не получило должного развития ввиду ограниченности применения хлорированного и серосодержащего лигнинов. Поэтому расширение сфер применения сульфидированного лигнина является важной технической задачей. Использование сульфидированного лигнина по новому назначению, предлагаемому в данном техническом решении, позволит одновременно решить проблему износа в системе колесо - рельс.

Для введения в смазочные композиции порошок сульфидированного лигнина подвергают помолу для достижения размера частиц меньше 0,15 мм (просеивание через сито 0,145 мм). Защитный эффект сульфидированного лигнина был проверен в смазочной композиции, содержащей 10% серосодержащего лигнина (с содержанием серы 9; 14,5; 28%), 65% низкомолекулярного полиэтилена и 25% отработанного дизельного масла. При смешении компонентов получена достаточно устойчивая дисперсная система, защитный эффект которой был испытан на машине трения МИ-1М, включающей неподвижный ролик, моделирующий рельс, и подвижный ролик, моделирующий колесо. Величина износа определялась путем взвешивания очищенных от смазки роликов на аналитических весах с точностью до 0,001 г.

№ примера Содержание серы в присадке Продолжительность испытания, ч Износ роликов, ч
подвижный неподвижный
1 9 18 0,056 0,102
2 14,5 18 0,038 0,098
3 28 18 0,040 0,111
4 Без присадки 18 0,364 0,408
5 Без смазки 8 1,734 1,832

Таким образом, данные таблицы показывают, что сульфидированный лигнин, введенный в смазочную композицию, показывает противозадирный эффект.

Литература

1. Карпущенко Н.И. Смазка - единственный способ предупреждения износа // Путь и путевое хозяйство. 2000. №2. с.15-18.

2. Редькин В.И., Ладыгин О.И., Верхотуров В.К. Энергетическая эффективность лубрикации // Железнодорожный транспорт, 1999, №12, с.48-50.

3. Смазывание рельсов как средство уменьшения шума // Железные дороги мира, 2000, №7, с.64-66.

4. Боголицын К.Г., Лунин В.В., Косяков Д.С. и др. Физическая химия лигнина. М.: Академкнига, 2010, 490 с.

5. Боголицын К.Г., Лунин В.В., Косяков Д.С. и др. Физическая химия лигнина. Архангельск: Изд-во Архангельского гос. тех. ун-та, 2009, 489 с.

6. Головин Ю.И. Введение в нанотехнику. М.: Машиностроение, 2007, 496 с.

7. Пат. RU 2318013 (2008).

8. Кулиев A.M. Химия и технология присадок к маслам и топливам. Л.: Химия, 1985, 312 с.

9. Виноградова И.Э. Противоизносные присадки к маслам. М.: Химия, 1972, 272 с.

10. Пат. RU 2439138 (2012 г.).

11. Фукс И.Г. Добавки к пластическим смазкам. М.: Химия, 1982, 248 с.

12. Пат RU 2196807 (2003 г.).

13. Авт. свид. СССР 933669 (1982 г.).

Использование сульфидированного лигнина в качестве противозадирной присадки в смазочной композиции для снижения износа в тяжелонагруженных узлах трения, например, в системах трения колесо - рельс.



 

Похожие патенты:
Настоящее изобретение относится к пластичной смазке, содержащей смесь двух масел, одно из которых индустриальное, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, политетрафторэтилен и полисилоксановую жидкость, суспензию стеарата и ацетата меди в касторовом масле, которая дополнительно содержит модифицированный олигомерами капролактама графит в соотношении компонентов 1:0,1:0,1:4-1:0,3:0,3:6, а в качестве второго масла смазка содержит рапсовое масло при следующем соотношении компонентов, мас.%: литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты - 9-19; политетрафторэтилен - 2-6; полисилоксановая жидкость - 16-27; суспензия модифицированного графита, стеарата и ацетата меди в касторовом масле в соотношении 1:0,1:0,1:4-1:0,3:0,3:6 - 1,5-6; рапсовое масло - 15-22; индустриальное масло - остальное.
Настоящее изобретение относится к смазочному стержню, состоящему из оболочки, заполненной смазочной композицией, содержащей битум и графит, при этом в состав смазочной композиции дополнительно введена водная сернокислая соль кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 20-40, графит 10-30, сернокислая соль кальция до 100.

Настоящее изобретение относится к смазочный материалу на водной основе, содержащему от 5 до 80 мас.% водорастворимого полиалкиленгликоля, выбранного из статистического сополимера, состоящего из полиоксиэтилена, полиоксипропилена, другого полиоксиалкилена с одной или несколькими гидроксильными концевыми группами или их смеси, и из блок-сополимера, состоящего из полиоксиэтилена, полиоксипропилена, другого полиоксиалкилена или их смеси, от 0,5 до 20 мас.

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции синтетического турбинного масла для паротурбинных установок, которая включает основу, состоящую из смеси базовых компонентов: полиальфаолефинов с вязкостью 5,6-6,1 мм2/с при 100°C и триметилолпропанового эфира карбоновых кислот C6-C12 с вязкостью 3,9-4,1 мм2/с при 100°C и температурой вспышки более 240°C, при соотношении полиальфаолефинов и полиэфира соответственно 55,0-60,0:35,0-40,0 мас.%, а также комплекс многофункциональных присадок в расчете на 100% основы, в состав которого входят присадки: противоизносные - жидкий беззольный тиофосфат 3-(диизобутокситиофосфорилсульфанил)-2-метил пропионовая кислота; жидкий беззольный трифенилфосфотионат - смесь трифенилтиофосфата и трет-бутилфенильных производных; дибутиловый эфир дикарбоновой кислоты с вязкостью 260 мм2/с при 100°С и 4100 мм2/с при минус 40°С и молекулярной массой около 4500 Ketjenlube 1300; антиоксиданты - диоктилдифениламин; высокомолекулярный фенольный - тетракис метилен[3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионат] метан, Irganox L-101; трис-ди-трет-бутилфенил-фосфит; деактиватор металлов - производное толутриазола - смесь изомеров N-бис(2-этилгексил) аминометилтолутриазола; ингибитор коррозии - полуэфир алкилен-янтарной кислоты с вязкостью 26-40 мм2/с при 100°C и антипенная присадка - неионогенное ПАВ на основе ароматических и алифатических углеводородов, Synative AC АМН2.
Настоящее изобретение относится к смазочной композиции синтетического компрессорного масла, предназначенного для смазки воздушных компрессоров высокого давления, включающей основу, представляющую смесь из трех базовых компонентов: из высоковязкого сложного пентаэритритового эфира, получаемого этерификацией полиола пентаэритрита и смеси карбоксильных кислот C6-C12 и имеющего вязкость 21,0-25,0 мм2/с при 100°C и температуру вспышки выше 290°C, из высоковязких полиальфаолефинов с вязкостью 38,0-42,0 мм2/с при 100°C, температурой вспышки выше 260°C и из алкилированного нафталина с вязкостью 12,0-14,0 мм2/с при 100°C, плотностью при 20°C не более 0,9 кг/дм3 при соотношении компонентов в основе, масс.% 29-31:34-36:37-33 соответственно, а также комплекс многофункциональных присадок в расчете на 100% основы, в состав которого входят: присадка противоизносная - трикрезилфосфат; антиокислители - диоктилдифениламин и высокомолекулярный фенольный антиоксидант - тетракис[метилен-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат]метан, Irganox 101; ингибиторы коррозии - полуэфир алкилен-янтарной кислоты с вязкостью 26-40 мм2/с при 100°C, Lubrizol 859 или Irgacor L-12 и бензотриазол; антипенные присадки - неионогенное ПАВ на основе алифатических и ароматических углеводородов, SYNATIVE АС АМН 2 и полиметилсилоксановая жидкость ДС 200/350 или ПМС-200А при следующем соотношении компонентов, масс.%: указанная основа - смесь из 3-х базовых компонентов - 100; трикрезилфосфат - 1,0-3,0; указанный высокомолекулярный фенольный антиоксидант - 0,5-1,5; диоктилдифениламин - 0,5-2,0; указанный полуэфир алкилен-янтарной кислоты - 0,05-0,3; бензотриазол - 0,01-0,085; неионогенный ПАВ на основе алифатических, ароматических углеводородов SYNATIVE AC АМН 2 - 0,01 -0,009; полиметилсилоксановая жидкость ДС 200/350 или ПМС-200 А - 0,0001-0,0008.

Настоящее изобретение относится к композиции функциональной жидкости, содержащей: (а) от 70% до 99,99%, от массы композиции функциональной жидкости, композиции базового масла, которая содержит: (i) от 50% до 95%, от массы композиции базового масла, нафтенового базового масла; (ii) от 5% до 50%, от массы композиции базового масла, базового масла, произведенного в синтезе Фишера-Тропша, при этом композиция функциональной жидкости имеет температуру текучести, равную -30°С или ниже.

Изобретение относится к композиции технологического масла, содержащей от 50 до 99,9 вес. % деасфальтизированного цилиндрового масла (DACO) и от 0,1 до 20 вес.
Настоящее изобретение относится к взрывопожаробезопасной рабочей жидкости, содержащей смесь эфиров фосфорной кислоты, включающую трибутилфосфат, дибутилфенилфосфат и триизобутилфосфат, и присадки полибутилметакрилат, эпоксидное соединение 3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексил карбоксилат, антиэрозионную присадку, ингибиторы окисления, в том числе 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол, 1,2,3-бензотриазол и краситель, при этом смесь эфиров фосфорной кислоты дополнительно включает триксиленилфосфат, в качестве антиэрозионной присадки жидкость содержит 4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия, а в качестве ингибиторов окисления дополнительно содержит пентаэритрил-тетракис-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил) пропионат и алкилированный фенил-альфа-нафтиламин, при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%: полибутилметакрилат 7,0-11,0; эпоксидное соединение 2,0-5,0; 4-трифторметилперфтор-3,6-диоксаоктансульфонат калия 0,06-0,14; 2,6-ди-трет-бутил-4-метил-фенол 0,4-1,0; пентаэритрил-тетракис-3-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил)пропионат 0,25-0,75; алкилированный фенил-альфа-нафтиламин 0,8-1,2; 1,2,3-бензотриазол 0,005-0,015; краситель 0,001-0,005; смесь эфиров фосфорной кислоты до 100, при соотношении эфиров фосфорной кислоты в смеси, мас.%: трибутилфосфат 70,0-80,0; дибутилфенилфосфат 4,0-10,0; триизобутилфосфат 10,0-20,0; триксиленилфосфат 4,0-10,0.

Настоящее изобретение относится к способу повышения термоокислительной стабильности смазочных масел, по которому пробы смазочного масла термостатируют нагреванием в герметичном стакане без перемешивания в течение постоянного времени при атмосферном давлении и фиксированной температуре, которую при каждом термостатировании новой пробы ступенчато повышают в диапазоне температур, определяемых назначением смазочного масла, после нагревания проводят отбор и испытание термостатированных проб на сопротивляемость окислению, при этом отбирают пробу постоянной массы, которую затем нагревают в присутствии воздуха с перемешиванием в течение установленного времени в зависимости от базовой основы смазочного масла при постоянной температуре и постоянной скорости перемешивания, окисленные пробы фотометрируют, определяют коэффициент поглощения светового потока, строят графическую зависимость изменения параметра оценки термоокислительной стабильности от температуры термостатирования, по которой определяют оптимальную температуру термостатирования, обеспечивающую наибольшее сопротивление окислению, отличающемуся тем, что критерием оценки термоокислительной стабильности смазочнного масла принимают ресурс работоспособности термостатированного масла, причем при испытании каждой новой термостатированной пробы на сопротивляемость окислению отбирают пробу окисленного масла через равные промежутки времени, фотометрированием определяют коэффициент поглощения светового потока, строят графические зависимости коэффициента поглощения светового потока от времени окисления термостатированных масел при каждой температуре термостатирования, по которым определяют время достижения коэффициента поглощения светового потока выбранного значения для каждого окисленного термостатированного масла при разных температурах, строят графическую зависимость времени достижения выбранного значения коэффициента поглощения светового потока окисленных термостатированных масел от температуры термостатирования, и по точке этой зависимости с максимальной ординатой, характеризующей ресурс работоспособности, определяют температуру термостатирования, обеспечивающую наибольшее сопротивление окислению.

Настоящее изобретение относится к пакету присадок к моторным маслам, содержащему моющие присадки, беззольный азотсодержащий дисперсант, блок-сополимер окисей этилена и пропилена на основе этилендиамина, антиокислительную и противоизносную присадку, фенил-α-нафтиламин и октилированный дифениламин, при этом в качестве моющих присадок пакет содержит раствор в масле смеси карбонатированного продукта взаимодействия диалкилбензолсульфокислоты с гидроокисью кальция, имеющего щелочное число не менее 350 мг КОН/г, с кальциевой солью алкилфенольного производного с щелочным числом не менее 140 мг КОН/г, взятой в соотношении (1,5-2,5):1 по массовой доле к карбонатированному продукту, в качестве антиокислительной и противоизносной присадки - диалкилдитиофосфат цинка в расчете на содержание фосфора в готовом масле 0,05-0,12% масс.

Настоящее изобретение относится к экологически чистому смазочному материалу для лубрикации зоны контакта «колесо-рельс» рельсового транспорта, содержащему в качестве базового масла биоразлагаемое масло или смесь по меньшей мере одного базового масла, выбранного из смазочного базового масла типа минерального масла, синтетического смазочного базового масла и биоразлагаемого смазочного базового масла, при этом смазка в качестве загустителя содержит литий-кальциевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, в качестве присадок, улучшающих триботехнические свойства, - натрия тетраборат и осерненное масло, кроме того, смазка содержит глицерин, при следующих соотношениях компонентов, % масс.: 12-оксистеариновая кислота - 7,3-10,3; кальция гидроокись - 0,3-0,5; лития гидроокись - 0,2-0,7; натрия тетраборат - 2,0-4,3; глицерин - 0,9-2,1; осерненное масло - 6,8-9,0; масло базовое ВМГ3 - 0-9,1; масло синтетическое БЗВ - 0-6,5; масло растительное (например, подсолнечное нерафинированное) - до 100.
Настоящее изобретение относится к защитной смазке для стыковых и сварных соединений металлических деталей сельскохозяйственной техники при хранении ее на открытых площадках, которая содержит отработанное моторное масло, при этом дополнительно содержит фосфатидный концентрат и порошок цинка, при следующем соотношении компонентов, мас.%: отработанное масло - 88; фосфатидный концентрат - 10; порошок цинка - 2.

Настоящее изобретение относится к органической смазке, представляющей собой мелкие частички человеческого или животного волоса, при этом размещение данной смазки осуществляют на поверхности трения вращающейся шайбы со спиралевидной канавкой, идущей от края шайбы к центру с выходом в центре шайбы «на нет» и с хвостовиком шайбы, для осуществления вращения.

Изобретение относится к смазочным материалам и может быть использовано для защиты от коррозии металлических изделий, преимущественно кузовов автомобилей. Описан защитный смазочный материал, содержащий сульфонат щелочно-земельных металлов, твердые нефтяные углеводороды, структурообразователь-органо-модифицированный сепиолит, бутилцеллозольв, при соотношении структурообразователь-бутилцеллозольв 3:1, микротальк для повышения тиксотропности, антиокислительную присадку, антиржавейную присадку, смолу нефтеполимерную синтетическую и органический растворитель.
Изобретение относится к области механической обработки металлов резанием, шлифованием и давлением конструкционных сталей, а также очистки цеховых, складских помещений и мытья рук цеховых рабочих, обслуживающего персонала.
Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и конкретно касается снижения износа в тяжелонагруженной паре трения колесо-рельс при прохождении поездом криволинейных участков пути.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве добавки к смазочным материалам, преимущественно в приводах стационарных устройств и двигателях транспортных средств, в узлах трансмиссий и ходовых частей машин.

Изобретение относится к технологическим смазкам для холодной объемной штамповки металла. .

Изобретение относится к смазочным составам, в частности к смазке для горячей деформации алюминия и его сплавов. .

Изобретение относится к области нефтехимической промышленности и может быть использовано для идентификации нефтепродуктов, маркированных биологическим маркером-пигментом продигиозином.

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ обработки лигноцеллюлозной биомассы.
Наверх