CS258639B1 - Viacúčelové plastické mazivo a sposob jeho přípravy - Google Patents

Description

Vynález sa týká viacúčelového plastického maziva a sposobu jeho přípravy. Je založené na kóloidnej sústave komplexných hlinitých mydiel, ropného a/alebo syntetického oleja, polyetylénových modifikátorov viskozity, depresátorov teploty tuhnutia olejovej zložky, antioxidantov, esteru alebo esterov dikarboxylových kyselin a/alebo polyolov, inhibítorov korózie.

Komplexně hlinité plastické mazivo sa dnes vyrába působením alkoholátu hlinitého na zmes kyseliny benzoovej s alifatickým monokarboxylátovýml kyselinami a s olejovou matrlcou.

Patent USA 4 132 658 chráni sposob přípravy komplexných hlinitých plastických maziv z organických karboxylových kyselin obsahujúcich jeden až dvadsať uhlíkových atómov v molekule ako prekurzorov komplexného hlinitého mýdla, z organohlinitej látky ako prekurzoru hlinitých komplexných mydiel a zo základového oleja. Poměr karboxylových kyselinových funkcií k hliníku sa pohybuje v rozmedzi od 1 : 0,5 do : 1. Zmydelňovanie sa robí maximálně jednu hodinu pri 200 °C až 208 °C za účelom zvýšenia odolnosti komplexného plastického maziva voči vodě. Organické kyseliny sa používajú v množstve postačujúcom pre vytvorenie 7,5 % hmot. komplexného hlinitého mýdla v plastickom mazivě. Organickými karboxylovými kyselinami sú kyselina benzoová a kyselina oktadekánová v equimolárnom pomere a organohlinitou látkou je trioxyaluminiumtriizopropoxid.

Patent USA 3 776 846 chráni plastické mazivo obsahujúce ropný mastiaci olej majúci anilínový bod pod 127 °C, hlinité komplexně mýdlo kyseliny benzoovej a nasýtenej alifatlckej kyseliny majúcej 20 až 22 uhlíkových atómov v molekule.

Molárny poměr kyseliny benzoovej k alifatickým kyselinám C20 až C22 je 1,25 : 1 až : 1.

Patentový spis USA 4 312 769 chráni kontinuálny proces výroby komplexných hlinitých plastických maziv.

Polský patentový spis 95 849 chráni přípravu komplexného hlinitého plastického maziva spočívajúcu v zahuštění mastiaceho oleja komplexným hlinitým mydlom připraveným z alifatických monokarboxylových kyselin obsahujúcich 16 až 18 uhlíkových atómov v molekule a z kyseliny benzoovej. Hlinité mýdlo sa připravuje působením alkoholátu hlinitého na emulziu voda v oleji.

Patentový spis NSR 2 306 663 kryje plastické mazivo obsahujúce oktadekanát hlinitý, hydrogenované a nehydrogenované polyizobutény a základový olej.

Japonský patentový spis 5 243 725 kryje zloženie plastického maziva pre brzdy. Plastické mazivo sa skládá z 2 až 30 % hmot. hlinitého mýdla, z 0,5 až 10 % hmot. krátkovláknitého jemne zomletého azbestu, z 0,1 až 5 % hmot. kopolymeru C2H4, C3H6 a z 1-alkénu za účelom zvýšenia pevnosti olejového filmu, z 2 až 20 % hmot. zlúčeniny vzorca (H2NCSS)2Mo_xS_y, kde x je 2,35 až 3, y je 1,65 až 1 a x + y = 4, z rafinovaného ropného oleja alebo polyolefínového oleja s viskozitným indexom 40 až 120 a s viskozitou 10 až 40 mm . s~^l pri 100 °C z prírodného alebo zo syntetického squalanu, z monoalkyléteru polypropylénglykolu s alkylom C2 až Cs s molekulovou hmotnosfou 500 až 300.

Autorské osvedčenie ZSSR 524 832 kryje sposob pripravy komplexného hlinitého plastického maziva zo syntetických alifatických monokarboxylových kyselin vznikajúcich pri oxidácii parafinických uhlOvodíkov, z kyseliny benzoovej, z alkoholátu hlinitého a z ropného oleja.

Komplexně hlinité plastické mazivá připravené podl'a uvedených patentových spisov postrádajú komponenty zlepšujúce ich kvalitativně vlastnosti, ako je například modifikátor viskozity, depresátor teploty tuhnutia olejovej zložky, antioxidanty, esterové oleje pre zlepšenie mazivostných vlastností plastického maziva a inhibitor korózie.

Tieto nedostatky sú odstránené viacúčelovým plastickým mazivom podfa tohto vynálezu.

V súlade s týmto vynálezom sa vlacúčelové plastické mazivo skládá z 6,9 až 8,1 % hmot. komplexného hlinitého mýdla, z 0,3 až 3 % hmot. polyetylénu, z 0,5 až 2 % hmot. depresátora alebo zmesi depresátorov teploty tuhnutia olejového komponentu, z 0,5 až 1,2 % hmot. antioxidantu alebo zmesi antioxidantov, z 0,2 až 0,4 °/o hmot. esteru alebo zmesi esterov dikarboxylových aromatických kyselin obsahujúcich minimálně 10 uhlíkových atómov v molekule a/alebo esteru alebo zmesi esterov alifatických dikarboxylových kyselin obsahujúcich minimálně 6 uhlíkových atómov v molekule a/alebo polyolového esteru alebo zmesi polyolových esterov obsahujúcich 10 uhlíkových atómov v molekule, z 0,01 až 0,3 % hmot. inhibítora korózie alebo zmesi inhibítorov korózie a zvyšok do 100 % hmot. tvoří olejový komponent o viskozite 3 až 14 mm² . s“¹ pri 100 stupňoch Celzia. Ako olejový komponent může slúžiť rafinát ropného oleja, syntetický olej, zmes ropného oleja s jedným alebo viacerými syntetickými olejmi alebo zmes syntetických olejov.

Polyetylénový komponent sa može skladaf z 0,1 až 1 % hmot. strednemolekulárneho polyetylénu, z 0,2 až 2 % hmot. vysokomolekulárneho polyetylénu. Je výhodné, keď sa antioxidant skládá z 0,3 až 0,7 % hmot. vysokoteplotného a z 0,2 až 0,5 % hmot. nízkoteplotného antioxidantu.

Sposob přípravy viacúčelového plastického maziva spočívá v tom, že sa do 82,3 % hmot. až 91,59 % hmot. olejového komponentu ohriateho na 40 až 80 °C vnesie 0,4 až 0,55 % hmot. hlinitého katiónu buď vo formě cyklického alkoholátu hlinitého, na ktorý sa v procese zmydslňovania naviaže

4,8 až 5,6 % hmot. alifatickej monokarboxylovej kyseliny obsahujúcej 14 až 18 uhlíkových atómov v molekule alebo ich zmesi, alebo sa katión hliníka vnesie do reakčnej zmesi vo formě cyklického hlinitého mýdla připraveného z alifatických monokarboxylových kyselin obsahujúcich 14 až 18 uhlíkových atómov v molekule alebo z ich zmesí za přítomnosti 0,37 až 0,43 % hmot. alifatickej kyseliny obsahujúcej 14 až 18 uhlíkových atómov v molekule alebo za přítomnosti zmesi týchto kyselin. Do vzniknuté) reakčnej zmesi sa za miešania nadávkuje 0,3 až 3 % hmot. polyetylénu, 0,2 až 0,4 % hmot. esteru alebo zmesi esterov alifatických dikarboxylových kyselin a/alebo poiyolových esterov. Obsah reaktora sa za stálého miešania zahřeje na 100 až 130 ⁿC, přidá sa do něho 1,7 až 2 % hmot. aromatickej karboxyloveý kyseliny alebo zmesi aromatických karboxylových kyselin, reakčná zmes sa udržuje na 100 °C až 130 °C počas až 4 hodin za vzniku komplexného hlinitého mýdla. Reakčná zmes sa potom vyhřeje na 180 až 230 °C a pri tejto teplote sa udržiava 30 až 150 minút, obsah reaktora sa ochladí na 100 °C až 130 °C a pri tejto teplote sa do reakčnej zmesi přidá za stálého miešania 0,5 až 2 % hmot. depresátora alebo zmesi depresátorov teploty tuhnutia olejového komponentu, 0,5 až 1,2 % hmot. antioxidantu alebo zmesi vysokoteplotného a nízkoteplotného antioxidantu, 0,01 až 0,3 % hmot. antikorozívnej přísady alebo zmesi antikorozívnych přísad a produkt sa ochladí na 30 až 80 °C.

Ako komplexotvorné činidlo sa pri výrobě maziva používá aromatická monokarboxylová kyselina alebo zmes aromatických monokarboxylových kyselin ako je kyselina benzoová, kyselina alkylbenzoová, kyselina salicylová, kyselina alkylsalicylová a ich zmesi. Počet uhlíkových atómov v molekule aromatickej monokarboxylovej kyseliny sa může pohybovat v rozmedzí 7 až 12. Množstvo aromatickej monokarboxylovej kyseliny alebo zmesi kyselin sa vo viacúčelovom mazivě může pohybovat v rozmedzí 1,7 až % hmot. Zmydelňovanie alifatických monokarboxylových kyselin a komplexotvorného činidla sa robí alkoholátem hlinitým, s výhodou cyklizovaným alkoholátem hlinitým obsahujúcim 12,5 až 13 % hmot. hliníka. Alkoholát hlinitý sa může připravit z jednotlivých C2 až Ce alkoholov alebo z ich zmesí.

Při výrobě komplexného hlinitého mýdla možno vychádzať z cyklickej organickej hlinitej soli obsahujúcej v molekule tri rovnaké alebo dve až tri rožne alifatické monokarboxylové kyseliny majúce 14 až 18 uhlíkových atómov v molekule.

Viskozitu viacúčelového plastického ma živa možno modifikovat polyetylénom v množstve 0,3 až 3 % hmot. Polyetylén zlep6 šuje súčasne koloidnú a mechanická stabilitu maziva. Je výhodné použit kombináciu strednemolekulárneho polyetylénu v množstve 0,1 až 1 % hmot. a vysokomolekulárneho polyetylénu v množstve 0,3 až 2 % hmot. Množstvo jednotlivých polyetylénov alebo ich zmesí je závislé na hodnotě viskozity, na ktorú je potřebné plastické mazivo zahustit.

Nízkoteplotně vlastnosti olejovej zložky sa upravujú depresátorom, alebo zmesou depresátorov teploty tuhnutia olejovej zložky. Můžu sa aplikovat například alkylnaftalénové depresátory alebo polymetakrylátové depresátory teploty tuhnutia olejového komponentu, alebo ich zmesi. Množstvo depresátorov teploty tuhnutia olejovej zložky sa může pohybovat v rozmedzí 0,5 až 2 % hmot.

Odolnost viacúčelového maziva voči oxidácii sa v širokej teplotnej škále zvyšuje prídavkom nízkoteplotného a vysokoteplotného antioxidantu. Celkové množstvá antioxidantov v plastickom mazivě sa můžu pohybovat v rozmedzí 0,5 až 1,2 % hmot. Je výhodné aplikovat 0,2 až 0,5 % hmot. nízkoteplotného antioxidantu a 0,3 až 0,7 % hmot. vysokoteplotného antioxidantu. Ako nízkoteplotný antioxidant sa móže aplikovat například 2,6-diterc.butyl-4-metyIfenol a ako vysokoteplotný antioxidant možno aplikovat 2,6-xylenol alkylovaný polypropylénom.

Ako modifikátor štruktúry plastického maziva a modifikátor pevnosti mazacieho filmu je možné použit diester aromatických dikarboxylových kyselin a/alebo ester, respektive zmes esterov alifatických dikarboxylových kyselin obsahujúcich minimálně 6 uhlíkových atómov v molekule a/alebo jednotlivých alebo zmesných polyolových esterov obsahujúcich aspoň 10 uhlíkových atómov v molekule v množstve 0,2 až 0,4 % hmot.

Je potřebné, aby viacúčelové plastické mazivo obsahovalo inhibitor alebo zmes inhibítorov korózie ako sú aminy, polyaminy, imidazolíny, benzotiazoly. Bez nich by plastické mazivo nechránilo kov proti korózii. Celkové množstvo inhibítorov korózie sa vo viacúčelovom plastickém mazivě móže pohybovat v rozmedzí 0,01 až 0,3 % hmot.

Olejovú bázu plastického maziva móže tvořit ropný olej, syntetický olej silikónový, syntetický olej alkylbenzénový, syntetický olej připravený na báze esterov dikarboxylových kyselin alebo polyolov ako je pentaerytritol, trimetyloletán, trimetylolpropán, trimetylolbután, alebo zmes jednotlivých olejov počnúc dvojicami a končiac zmesou všetkých typov olejov. Olejová báza má mať viskozitu 3 až 14 mm² . s^_1 pri 100 °C a představuje zvyšok do 100 % hmot. vzhladom na sumu ostatných komponentov viacúčelového maziva.

Výhodou viacúčelového plastického maziva a spůsobu jeho pripravy je v porovnaní s dosia! používanými hlinitými komplexnými mazivami to, že sa može aplikovat do teplot —30 až +140 °C ak je připravené na báze ropného oleja a do teplót —50 až +190 stupňov Celzia ak je připravené na báze syntetických olejov. Je použitelné pre mazanie valivých a klzných ložísk, kíbov, čapov vystavených malým a středným záťažiam.

Mazivo je oxidačně stále v širokom rozmedzí teplot a chrání mazané sústavy proti korózii aj vo vlhkom prostředí. Pri skladovaní má životnost najmenej 5 rokov. Mecha. nicko-dynamickej skúške podlá CSN 65 6335 vyhovuje aj pri teplote 120 °C a pri otáčkách do 2 500/min.

Pre ilustráciu sú uvedené příklady, ktoré však neobmedzujú predmet vynálezu.

Příklad 1

Do reaktora opatřeného miešadlom a ohrevným zariadením sa předloží 65 kg ropného olejového rafinátu o viskózite 10 mm² . . s^-1 pri 100 °C, 5,5 kg kyseliny oktadekánovej, 4,0 kg cyklického izobutanolátu hlinitého s obsahom 12,5 % hmot. hliníka, 0,7 kilogramu strednemolekulárneho polyetylénu, 0,8 kg vysokomolekulárneho polyetylénu, 0,3 kg dioktylftalátu a zmes sa za miešania zahřeje na 110 °C. Pri tejto teplote sa do reakčnej zmesi přidá suspenzia 1,9 kg kyseliny benzoovej v 20 kg ropného olejového rafinátu o viskózite 10 mm² . s“¹ pri 100 °C ohriata na 80 °C. Proces zmydelňovania prebieha za stálého miešania pri teplote 110 °C. Počas zmydelňovania sa z reaktora uvoíňujú páry izobutanolu, ktoré sa z reaktora odsávajú. Po skončení zmydelňovania sa zmes zohreje na. 205 °C a pri tejto teplote sa nechá reagovat 1 hodinu. Potom sa zmes přečerpá do chladiacej nádoby a ochladí sa za stálého miešania na 120 °C. Pri tejto teplote sa do reakčnej zmesi zapracuje postupné 2,0 kg polymetakrylátového depresátora teploty tuhnutia olejovej zložky, 0,3 kg nízkoteplotného antioxidantu, 0,6 kg vysokoteplotného antioxidantu a 0,3 kg dicyklohexylamínu ako inhibítora korózie. Zmes sa za stálého miešania ochladí na 70 stupňov Celzia a pri tejto teplote sa homogenizuje a plní do obalov.

Získá sa plastické mazivo s týmito fyzikálno-chemickými a užitkovými vlastnosťami:

— bod skvapnutia 235 °C — penetrácia pri 25 °C 240 mm . 10^] — koloidná stabilita 9,0 % hmot.

— dynamická viskozita Pa . s pri D = 10 s“¹ pri —20 °C 1700 — medza pevnosti, Pa pri 20 °C 500 — výparnosť pri 120 °C 1,2 % hmot.

— protizadieracie vlastnosti na 4-GP:

zaťaženie před zvarením, ČKS 2 500 N kritické zaťaženie — P_k 950 N

Plastické mazivo sa može aplikovat v rozmedzí teplot od —30 °C do +130 °C, má dobrú mechanická koloidnú a oxidačnú stálost. Chráni mazané sústavy proti korózii.

Příklad 2

Postupuje sa rovnakým spósobom ako v příklade 1 s tým rozdielom, že sa použije polymetylfenylsiloxánový olej v celkovom množstve 80 kg. Použije sa 5,6 kg kyseliny oktadekánovej, 2,0 kg kyseliny benzoovej a 4,1 kg cyklického izopropanolátu hlinitého, 1,5 kg strednemolekulárneho polyetylénu, 1,5 kg vysokomolekulárneho polyetylénu, 0,5 kg polymetakrylátového depresátóra, 0,5 kg nízkoteplotného antioxidantu, 0,7 kg vysokoteplotného antioxidantu, 0,3 kg alkylimidazolinu ako inhibítora korózie. Dispergácia olejovej zložky v mydle sa vykonává počas 2 hodin pri teplote 220 °C.

Získá sa plastické mazivo s týmito fyzikálno-chemickými a úžitkovými vlastnosťami:

— bod skvapnutia 270 °C — penetrácia pri 25 °C 300 mm . 10^-1 — koloidná stabilita 10,5 % hmot.

— dynamická viskozita Pa . s pri D = 10 s-’ při — 20 °C 650 — medza pevnosti, Pa pri 20 °C 460 — výparnosť pri 120 °C 0,5 % hmot.

— protizadieracie vlastnosti na 4-GP:

zaťaženie před zvarením, ČKS 1 400 N kritické zaťaženie, P_k 490 N

Plastické mazivo sa móže aplikovat v rozmedzí teplot od —50 do +190 °C.

Příklad 3

Postupuje sa rovnakým spósobom ako v příklade 1 s tým rozdielom, že sa spolu s ropným rafinátom předloží len 0,4 kg kyseliny oktadekánovej a miesto cyklického izobutanolátu hlinitého sa předloží 13,3 kg cyklického oktadekanátu hlinitého.

Získá sa viacúčelové plastické mazivo ako v příklade 1.

Claims (4)

PREDMET

1. Viacúčelové plastické mazivo vyznačujúce sa tým, že sa skládá z 6,9 až 8,1 % hmot. komplexného hlinitého mýdla, z 0,3 až 3 % hmot. polyetylénu, z 0,5 až 2 % hmot. depresátora alebo zmesi depresátorov teploty tuhnutia olejového komponentu, z 0,5 až 1,2 % hmot. antioxidantu alebo zmesi antioxidantov, z 0,2 až 0,4 % hmot. esteru alebo zmesi esterov dikarboxylových aromatických kyselin obsahujúcich minimálně 10 uhlíkových atómov v molekule a/alebo esteru alebo zmesi esterov alifatických dikarboxylových kyselin obsahujúcich minimálně 6 uhlíkových atómov v molekule a/alebo polyolového esteru alebo zmesi polyolových esterov obsahujúcich minimálně 10 uhlíkových atómov v molekule, z 0,01 až 0,3 % hmot. inhibítora korózie alebo zmesi inhibítorov korózie a zvyšok do 100 % hmot. tvoří olejový komponent o viskozite 3 až 14 mm² . s^_1 pri 100 °C, ktorým može byť rafinát ropného oleja, syntetický olej, zmes ropného oleja s jedným alebo viacerými syntetickými olejmi alebo zmes syntetických olejov.

2. Mazivo podfa bodu 1 vyznačujúce sa tým, že obsahuje 0,1 až 1 % hmot. strednt molekulárneho polyetylénu, z 0,2 až 2 % hmot. vysokomolekulárneho polyetylénu, z 0,2 až 0,5 % hmot. nízkoteplotného antioxidantu, z 0,3 až 0,7 % hmot. vysokoteplotného antioxidantu.

3. Spósob přípravy viacúčelového plastického maziva podfa bodu 1 a 2 vyznačujúci sa tým, že sa do 82,3 % hmot. až 91,59 % hmot. olejového komponentu ohriateho na

VYNALEZU

40 až 80 °C vnesie 0,4 až 0,55 % hmot. hlinitého katiónu buď vo formě cyklického alkoholátu hlinitého viažúceho sa čiastočne na 4,8 až 5,6 % hmot. alifatickej monokarboxylovej kyseliny obsahujúcej 14 až 18 uhlíkových atómov v molekule alebo na ich zmesi, alebo sa katión hliníka vnesie do reakčnej zmesi vo formě cyklického oktadekanátu a/alebo hexadekanátu a/alebo tetradekanátu hlinitého, za přítomnosti 0,37 až

4,3 % hmot. alifatickej kyseliny obsahujúcej 14 až 18 uhlíkových atómov v molekule alebo ich zmesi a do vzniknutej zmesi sa nadávkuje 0,3 až 3 % hmot. polyetylénu, 0,2 až 0,4 % hmot. esteru alebo zmesi esterov alifatických dikarboxylových kyselin a/alebo polyolových esterov, obsah reaktora sa zahřeje na 100 °C až 130 °C za stálého mie · šania, potom sa přidá 1,7 až 2 % hmot. aromatickej karboxylovej kyseliny alebo zmesi aromatických karboxylových kyselin, reakčná zmes sa udržuje na 100 °C až 130 °C počas 1 až 4 hodin za vzniku komplexného hlinitého mýdla, potom sa reakčná zmes vyhřeje na 180 až 230 °C a pri tejto teplote sa udržiava 30 až 150 minút, obsah reaktora sa ochladí na 100 °C až 130 °C a pri tejto teplote sa do reakčnej zmesi přidá za stálého miešania 0,5 až 2 % hrnot. depresátora alebo zmesi depresátorov teploty tuhnutia olejového komponentu, 0,5 až 1,2 % hmot. nízkoteplotného a vysokoteploíného antioxidantu, 0,01 až 0,3 °/o hmot. antikorozívnej přísady alebo zmesi antikorozívnych přísad a produkt sa ochladí na 30 °C až 80 °C.