close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15897

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.06.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 10M 101/02 (2006.01)
СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИЧНОЙ СМАЗКИ
(21) Номер заявки: a 20101505
(22) 2010.10.21
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "Завод горного воска" (BY)
(72) Авторы: Мулярчик Валерий Владимирович; Константинов Валерий
Григорьевич; Данишевский Виктор
Николаевич; Ермаков Сергей Федорович; Шулдыков Руслан Анатольевич; Богданов Алексей Леонидович;
Свирский Андрей Петрович (BY)
BY 15897 C1 2012.06.30
BY (11) 15897
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Открытое акционерное общество "Завод горного воска" (BY)
(56) BY 12252 C1, 2009.
RU 2294957 C1, 2007.
SU 1668379 A1, 1991.
UA 85628 C2, 2009.
KZ 14199 A, 2004.
(57)
Состав для получения пластичной смазки, содержащий дистиллят вакуумный нефтяной и загуститель на основе гидратированных кальциевых мыл синтетических высших
жирных кислот или высших кислот естественных жиров, отличающийся тем, что дополнительно содержит моно-, ди- или триэтаноламин при следующем соотношении компонентов, мас. %:
загуститель на основе гидратированных кальциевых мыл синтетических
высших жирных кислот или высших
кислот естественных жиров
11,0-20,0
моно-, ди- или триэтаноламин
0,5-3,0
дистиллят вакуумный нефтяной
остальное.
Изобретение относится к антифрикционным пластичным смазкам общего назначения,
применяемым, во-первых, для предохранения поверхностей трения от износа, задира и
коррозионного воздействия окружающей среды, а во-вторых, для снижения трения и, как
следствие, снижения энергозатрат и экономии мощности устройств сопряжения.
Известны пластичные смазки для смазывания узлов трения, представляющие собой
систему дисперсная фаза - дисперсионная среда, где в качестве дисперсионной среды могут
использоваться нефтяные или синтетические масла, а в качестве дисперсной фазы (загустителя) - гидратированные кальциевые мыла высших кислот синтетических или естественных жиров. В странах СНГ такие пластичные смазки известны под собирательным
названием "солидолы" [1]. Эти смазки готовят на основе минеральных масел.
К таким смазкам, с одной стороны, относится водостойкая смазка общего назначения солидол синтетический (солидол С, ГОСТ 4366-76. Смазка солидол синтетический), содержащий в качестве базового масла смеси индустриальных масел И-20А и И-40А, а в качестве
загустителя - загуститель на основе синтетических жирных кислот фракций С22 и выше,
BY 15897 C1 2012.06.30
С5-С9, С7-С9 [2], а с другой - водостойкая смазка общего назначения - солидол жировой
(солидол Ж, ГОСТ 1033-79. Смазка солидол жировой), содержащий в качестве базового
масла смеси индустриальных масел И-20А и И-40А, а в качестве загустителя - загуститель
на основе гидратированных кальциевых мыл естественных жиров - хлопкового масла и
технического жира [3].
Прототипом к заявляемому изобретению является пластичная смазка, содержащая
дистиллят вакуумный нефтяной и загуститель на основе гидратированных кальциевых
мыл синтетических высших жирных кислот или высших кислот естественных жиров [4].
Недостатком известных пластичных смазок общего назначения - солидолов и, в частности, смазки прототипа являются относительно низкие их противоизносные свойства.
Задачей, которая решается с помощью настоящего изобретения, является повышение
противоизносных свойств пластичной смазки.
Поставленная задача решается тем, что состав для получения пластичной смазки, содержащий дистиллят вакуумный нефтяной и загуститель на основе гидратированных
кальциевых мыл синтетических высших жирных кислот или высших кислот естественных
жиров, согласно изобретению, дополнительно содержит моно-, ди- или триэтаноламин
при следующем соотношении компонентов, мас. %:
загуститель на основе гидратированных кальциевых мыл синтетических
высших жирных кислот или высших
кислот естественных жиров
11,0-20,0
моно-, ди- или триэтаноламин
0,5-3,0
дистиллят вакуумный нефтяной
остальное.
Впервые установлено, что этаноламины (моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин) при введении в определенной пропорции в пластичные смазки, содержащие в качестве дисперсионной среды (базового масла) дистиллят вакуумный нефтяной, практически не изменяя реологических свойств, повышают их противоизносные свойства. И,
наоборот, введение этаноламинов в пластичные смазки, содержащие в качестве дисперсионной среды традиционные очищенные нефтяные масла (индустриальные и т.д.), практически не оказывает влияния на их противоизносные свойства. Этот эффект можно
объяснить тем, что промежуточные продукты нефтепереработки (в данном случае дистиллят вакуумный нефтяной), в отличие от традиционных высокоочищенных индустриальных масел, в небольших количествах содержат нефтяные кислоты (нафтеновые и др.),
которые в сравнении с жирными кислотами, в том числе и входящими в состав загустителей пластичных смазок общего назначения, являются более химически активными. Поэтому при взаимодействии с этаноламинами они способны образовывать органические
соединения, обладающие сильными поверхностно-активными свойствами и, вследствие
этого, обеспечивающими при трении граничные смазочные слои с высокими экранирующими свойствами, а значит, способствующими более низкому износу динамически контактирующих твердых тел, что и наблюдается экспериментально.
Различают моноэтаноламин, диэтаноламин и триэтаноламин. Это бесцветные вязкие
гигроскопические жидкости со специфическим аминным запахом, неограниченно смешиваются с водой, хорошо растворяются в этаноле, бензоле, хлороформе. Обладают свойствами
аминов и спиртов. Этаноламины - слабые основания, которые при взаимодействии с минеральными и сильными органическими кислотами образуют соли. Используются в промышленности как эмульгаторы (этаноламинные мыла) и одновременно обладают высокими
антикоррозионными свойствами. Предлагаемый состав готовится следующим образом.
Пример 1.
В реактор загружается масляная "подушка", которая составляет 30 % от общего расчетного количества вакуумного дистиллята. Затем в реактор добавляется расчетное количество
"известкового молочка" (23-30 %-ный водный раствор гидроксида кальция и жирных син2
BY 15897 C1 2012.06.30
тетических или естественных жиров). После этого в реактор добавляют оставшееся количество вакуумного дистиллята и расчетное количество этаноламинов. Процесс омыления
и выпаривание свободной воды производят при температуре в реакторе 100-105 °C. В ходе
реакции через каждый час отбирают пробы на текущий анализ - определение кислотного
числа, содержание которых не должно превышать значений, приведенных в технических
условиях. В случае если по истечении 8 часов анализы не подтверждают готовность смазки, то принимают дополнительные меры по улучшению качества смазки.
При получении положительных анализов готовая смазка сливается в тару.
Пример 2.
В реактор загружается масляная "подушка", которая составляет 30 % от общего расчетного количества вакуумного дистиллята. Затем в реактор добавляется расчетное количество "известкового молочка" (23-30 %-ный водный раствор гидроксида кальция и жирных
синтетических или естественных жиров). После этого в реактор добавляют оставшееся
количество вакуумного дистиллята. Процесс омыления и выпаривание свободной воды
производят при температуре в реакторе 100-105 °С. В ходе реакции через каждый час отбирают пробы на текущий анализ - определение кислотного числа, содержание которых
не должно превышать значений, приведенных в технических условиях. В случае если по
истечении 8 часов анализы не подтверждают готовность смазки, то принимают дополнительные меры по улучшению качества смазки.
При получении положительных анализов в готовую смазку при охлаждении и перемешивании добавляется расчетное количество этаноламинов, и полученная смазка сливается в тару.
Составы образцов пластичной смазки приведены в табл. 1. Для сравнения в этой же
таблице приведены известные составы: солидолов С и С1 (синтетических), использующих
в качестве дисперсионной среды индустриальное масло И-20А, соответственно без и с добавкой 1,5 мас. % триэтаноламина; солидолов Ж и Ж1 (жировых), использующих в качестве дисперсионной среды тоже индустриальное масло И-20А, соответственно без и с
добавкой 1,5 мас. % триэтаноламина, а также смазки-аналога солидола С2 (синтетического) и смазки-прототипа солидола Ж2 (жирового), использующих в качестве дисперсионной среды дистиллят вакуумный нефтяной, но без добавок этаноламинов.
Противоизносные свойства пластичных смазок оценивали на 4-шариковой машине
трения ЧШМ-32, согласно ГОСТ 9490-75. Все опыты проводили при нагрузке 392 H с использованием подшипниковых шариков диаметром 12,7 мм из стали ШХ-15 с твердостью
HRC 60-62. Число оборотов шпинделя - 1420 об/мин. Диаметр пятна износа определяли в
зависимости от времени проведения эксперимента по истечении 1, 4 и 8 часов испытаний
на компьютеризированной установке для исследования пятен износа [5].
Результаты исследований образцов пластичных смазок приведены в табл. 2, а также на
фиг. 1 и 2.
На фиг. 1, а приведена микрофотография пятна износа нижнего шарика после трения
при нагрузке 392 H в течение 8 часов в присутствии пластичной смазки, содержащей в качестве дисперсионной среды индустриальное масло И-20А и загуститель на основе гидратированных кальциевых мыл синтетических высших жирных кислот (состав 11), а на фиг. 1, б микрофотография пятна износа нижнего шарика после трения при нагрузке 392 H в течение
8 часов в присутствии такой же пластичной смазки, но с добавкой 1,5 мас. % триэтаноламина
(состав 12).
На фиг. 2, а приведена микрофотография пятна износа нижнего шарика после трения
при нагрузке 392 H в течение 8 часов в присутствии пластичной смазки, содержащей в качестве дисперсионной среды индустриальное масло И-20А и загуститель на основе гидратированных кальциевых мыл высших кислот естественных жиров (состав 13), а на фиг. 2, б микрофотография пятна износа нижнего шарика после трения при нагрузке 392 H в тече3
BY 15897 C1 2012.06.30
ние 8 часов в присутствии такой же пластичной смазки, но с добавкой 1,5 мас. % триэтаноламина (состав 14).
Таблица 1
Составы образцов пластичной смазки
Содержание компонентов в составе, мас. %
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Состав
Запред.
Заявл.
Заявл.
Заявл.
Заявл.
Заявл.
Заявл.
Заявл.
Заявл.
Запред.
Солидол С
(на масле И-20А)
Солидол С1
(на масле И-20А)
Солидол Ж
(на масле И-20А)
Солидол Ж1
(на масле И-20А)
Аналог - солидол
С2 (на ДВН)
Прототип - солидол Ж2 (на ДВН)
Загуститель
на основе
гидратированных
кальциевых
мыл синтетических
высших
жирных кислот
Загуститель
на основе
гидратированных
кальциевых
мыл высших кислот
естественных жиров
16,0
15,0
14,0
14,0
14,0
20,0
20,0
20,0
11,0
10,0
Этаноламины
Дистиллят вакуумный
нефтяной
(ДВН)
Индустримоно- диэта- триальное
этанол- нол- этанолмасло
амин амин амин
И-20А
83,7
84,5
84,5
78,5
78,5
78,5
78,5
78,5
86,0
86,8
0,3
0,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
3,0
3,2
24,0
76,0
24,0
74,5
14,0
86,0
14,0
84,5
20
1,5
1,5
80,0
14,0
86,0
Как видно из результатов испытаний (табл. 2), в предлагаемом изобретении применение этаноламинов позволяет повысить в 1,2-1,4 раза противоизносные свойства только в
тех составах пластичных смазок при оптимальном соотношении компонентов (составы 2-9),
которые в качестве дисперсионной среды содержат не подвергнутые специальной очистке
промежуточные продукты нефтепереработки, в частности дистиллят вакуумный нефтяной, при сохранении неизменными их остальных свойств. В то же время при использовании этаноламинов в составах пластичных смазок, в которых в качестве дисперсионной
среды используются очищенные индустриальные масла и загустители не только на основе
гидратированных кальциевых мыл синтетических высших жирных кислот (составы 1112), но и на основе гидратированных кальциевых мыл высших кислот естественных жиров
(составы 13-14), эффекта не наблюдается.
Однако более детальные микроскопические исследования пятен износа стальных шариков, испытанных при достаточно тяжелых условиях эксперимента (нагрузка 392 H, вре4
BY 15897 C1 2012.06.30
мя испытаний 8 часов) в этих составах смазок (составы 11-14), т.е. использующих в качестве дисперсионной среды индустриальное масло И-20А, показали, что введение этаноламинов способствует значительному уменьшению и так называемого кавитационного
изнашивания (фиг. 1 и 2), описанному в литературе [6]. Более выраженные элементы последнего в виде четко очерченных достаточно широких локальных разрушений (ультрамикротрещин, которые, развиваясь, приводят к выкрашиванию частиц материала и появлению углублений) на поверхности нижних шариков слева вблизи от контура пятен износа, т.е. в направлении выхода верхнего шарика из контакта с нижним, характерны для тех
составов пластичных смазок, которые не содержат этаноламины (фиг. 1, а и 2, а). Напротив, введение этаноламинов в эти составы пластичных смазок резко уменьшает количество таких поверхностных разрушений вблизи контура пятна износа в направлении выхода
верхнего шарика из контакта с нижним (фиг. 1, б 2, б), что также свидетельствует в пользу
высокой эффективности противоизносных свойств этаноламинов при их использовании в
пластичных смазках общего назначения.
Таблица 2
Результаты испытаний образцов пластичной смазки
Диаметр пятна износа в зависимости
от времени испытания при нагрузке 392 Н
Вариант
Состав
и окружающей температуре 20 °С, мм
1ч
4ч
8ч
1
Запред.
0,73
1,02
1,06
2
Заявл.
0,62
0,79
0,85
3
Заявл.
0,54
0,69
0,79
4
Заявл.
0,56
0,76
0,83
5
Заявл.
0,58
0,83
0,88
6
Заявл.
0,56
0,66
0,76
7
Заявл.
0,53
0,63
0,73
8
Заявл.
0,53
0,66
0,69
9
Заявл.
0,57
0,70
0,78
10
Запред.
0,72
0,98
1,08
11
Солидол С (на масле И-20А)
0,75
0,94
1,2
12
Солидол С1 (на масле И-20А)
0,73
0,91
1,17
13
Солидол Ж (на масле И-20А)
0,93
1,19
1,24
14
Солидол Ж1 (на масле И-20А)
0,87
1,13
1,22
15
Аналог - солидол С2 (на ДВН)
0,67
0,82
0,95
16
Прототип - солидол Ж2 (на ДВН)
0,75
1,01
1,05
Источники информации:
1. Синицын В.В. Подбор и применение пластичных смазок. - М.: Химия, 1974. - 416 с.
2. ГОСТ 4366-76. Смазка солидол синтетический. 5 с.
3. ГОСТ 1033-79. Смазка, солидол жировой. - 5 с.
4. Патент BY 12252 C2, МПК C 10M 109/00, 2009.
5. Патент BY 5241 U, МПК G 01N 3/56, 2009.
6. Богданович И.Н., Прущак В.Я. Трение и износ в машинах. - Минск: Высшая школа,
1999. - С. 219-223.
5
BY 15897 C1 2012.06.30
Фиг. 1
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
499 Кб
Теги
by15897, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа