RU2042712C1

RU2042712C1 - Protective lubricant composition

Info

Publication number: RU2042712C1
Application number: RU93025592A
Authority: RU
Inventors: Н.Р. Саркисянц; Ю.Н. Шехтер; В.В. Самгина; Т.Д. Ломинадзе; И.М. Уварова; Е.Н. Минкина; В.Г. Литвиненко; В.П. Дорфман; В.К. Филимонов
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1995-08-27

Abstract

FIELD: production of protective compositions. SUBSTANCE: proposed composition contains (mass ): molybdenum disulfide 0.24-10.0, graphite 0.06-4.0, product of condensation of alkylphenols having molecular weight 900-1500 with polyethylene polyamines having 3-6 amine groups and formaldehyde being modified by boric acid 0.09-5.0, glycidyl ether of polyoxy propylenetriol 0.003-1.5, calcium sulfonate 0.12-5.0, zinc dialkyldithiophosphate 0.3-12.0, 1,2,3-benzotriazole 0.006-0.5, 4-methyl-2,6-ditret-butylphenol 0.003-0.15 and mineral oil. EFFECT: improves quality of desired composition. 3 tbl

Description

Изобретение относится к антифрикционным защитным противоизносным композициям (АЗПК). АЗПК такого типа применяются в тяжелонагруженных узлах трения машин и механизмов в качестве самостоятельного смазочного материала, а также как добавка к трансмиссионным, технологическим и индустриальным маслам. The invention relates to anti-friction protective anti-wear compositions (AZPK). AZPKs of this type are used in heavily loaded friction units of machines and mechanisms as an independent lubricant, as well as as an additive to transmission, technological and industrial oils.

Известен антифрикционный материал (1), содержащий 60-30% МоS₂, жидкую формальдегидную смолу 30-40% глицерина 10-30%
В России организовано производство трансмиссионных масел для высоконагруженных трубчатых передач, напримеp, масло, содержащее высокодисперсный углерод 1,5-5,0% диалкилдитиофосфат Zn 3,0-5,0% смолосодержащий остаток перегонки нефти 6,0-20,0% диалкилнафталин 0,5-1,0% минеральное масло 89-69% [2]
Известны также смазочные материалы, например смазочное масло [3] содержащее графит 1-3% полиизобутилен или полиметакрилат 1-5% диалкилдитиофосфат Zn 0,5-2,5% продукт взаимодействия хлорированного парафина с фенолом, обработанный монохлористой серой и гидратом окиси бария 0,5-1,0% нефтяное масло 96,0-88,5; смазочно-охлаждающая жидкость (4), содержащая дисульфид молибдена 4,0-5,0% олеиновую кислоту 12,0-15% технический жир 10,0-12,0% полифенилметилсилоксан 4,0-5,0% керосин 15,0-25% сульфофрезол 45,0-62%
Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемой композиции является масло, содержащее, мас. Дисульфид молибдена 0,45-0,54 Графит 0,06-0,15 Полиметакрилат Д 0,5-20 Кислый эфир алке- нилянтарной кислоты 0,07-0,15 Нефтяное масло До 100 (5)
Недостатком известной композиции является низкий уровень антикоррозионной защиты по меди, противозадирных и антифрикционных свойств в условиях высоких нагрузок.Known anti-friction material (1), containing 60-30% MoS ₂ , liquid formaldehyde resin 30-40% glycerol 10-30%
In Russia, the production of transmission oils for highly loaded tubular gears was organized, for example, oil containing highly dispersed carbon 1.5-5.0% dialkyl dithiophosphate Zn 3.0-5.0% resinous residue of oil distillation 6.0-20.0% dialkylnaphthalene 0 5-1.0% mineral oil 89-69% [2]
Lubricants are also known, for example, lubricant oil [3] containing graphite 1-3% polyisobutylene or polymethacrylate 1-5% dialkyl dithiophosphate Zn 0.5-2.5% is the reaction product of chlorinated paraffin with phenol treated with sulfur monochloride and barium oxide hydrate 0, 5-1.0% petroleum oil 96.0-88.5; cutting fluid (4) containing molybdenum disulfide 4.0-5.0% oleic acid 12.0-15% technical fat 10.0-12.0% polyphenylmethylsiloxane 4.0-5.0% kerosene 15.0 -25% sulfofresol 45.0-62%
The closest in technical essence and purpose to the proposed composition is an oil containing, by weight. Molybdenum disulfide 0.45-0.54 Graphite 0.06-0.15 Polymethacrylate D 0.5-20 Acid ester of alkenylate acid 0.07-0.15 Petroleum oil Up to 100 (5)
A disadvantage of the known composition is the low level of corrosion protection for copper, anti-seize and anti-friction properties under high loads.

Необходимость использования таких масел для трансмиссий и других тяжелонагруженных узлов трения, включающих детали из меди и медных сплавов, ведет к проблеме повышения их антикоррозионной защиты по меди, противозадирных и антифрикционных свойств в условиях высоких нагрузок. The need to use such oils for transmissions and other heavily loaded friction units, including parts made of copper and copper alloys, leads to the problem of increasing their anticorrosive protection for copper, anti-seize and antifriction properties under high loads.

Предлагается защитная смазочная композиция, содержащая, мас. Дисульфид молибдена 0,24-10,0 Графит 0,06-4,0 Модифицированный борной кислотой про- дукт конденсации алкил- фенолов с м.м. 900-1500, полиэтиленполиаминов с 3-6 аминными группами и формальдегида 0,09-5,0 Глицидиловый эфир поли- оксипропилентриола 0,003-1,5 Сульфонат кальция 0,12-5,0 Диалкилдитиофосфаты цинка 0,3-12,0 1,2,3-бензотриазол 0,006-0,5 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол 0,003-0,15 Минеральное масло До 100
Далее приводится характеристика используемых компонентов.A protective lubricating composition comprising, by weight. Molybdenum disulfide 0.24-10.0 Graphite 0.06-4.0 Modified by boric acid condensation product of alkyl phenols with m.m. 900-1500, polyethylene polyamines with 3-6 amine groups and formaldehyde 0.09-5.0 Glycidyl ether of polyoxypropylene triol 0.003-1.5 Calcium sulfonate 0.12-5.0 Zinc dialkyldithiophosphates 0.3-12.0 1, 2,3-benzotriazole 0.006-0.5 4-methyl-2,6-ditretic butylphenol 0.003-0.15 Mineral oil Up to 100
The following is a description of the components used.

Для приготовления смазочной композиции используют дисульфид молибдена марки ДМС или марки ДМВС-1. For the preparation of the lubricating composition, molybdenum disulfide of the DMS or DMVS-1 brand is used.

Дисульфид молибдена марки ДМС представляет собой продукт, полученный сплавлением парамолибдата аммония, серы и соды с последующей отмывкой по ТУ 0106-8-90 и ТУ 0106-11-90. ДМС предназначен для производства антифрикционных смазок, применяемых в тяжелом горно-шахтном и обогатительном оборудовании, в моторных и трансмиссионных приводах, бытовой технике. DMS brand molybdenum disulfide is a product obtained by fusion of ammonium paramolybdate, sulfur and soda, followed by washing according to TU 0106-8-90 and TU 0106-11-90. VHI is intended for the production of anti-friction lubricants used in heavy mining and processing equipment, in motor and transmission drives, and household appliances.

Дисульфит молибдена марки ДМВС-1 представляет собой высокодисперсную 20% -ную суспензию дисульфида молибдена (ИМТУ 06-1-68) в водно-спиртовой среде, полученную путем диспергирования в акустическом поле (ТУ 101232-72 с изм.1, 2). Размер частиц основной части МоS₂ до 1 мкн. Применяется в качестве противоизносной присадки к смазкам, смазочно-охлаждающим жидкостям.DMVS-1 grade molybdenum disulfite is a highly dispersed 20% suspension of molybdenum disulfide (IMTU 06-1-68) in a water-alcohol medium, obtained by dispersion in an acoustic field (TU 101232-72 with changes 1, 2). The particle size of the main part of MOS ₂ to 1 microns. It is used as an antiwear additive to lubricants, cutting fluids.

Графит представляет собой высокодисперсную суспензию в минеральном масле, стабилизированную добавками ТУ 21-0282050-06-88. Препарат применяется в качестве добавки к обкаточному и эксплуатационному маслам в двигателях внутреннего сгорания для получения максимально смазывающего действия и уменьшения трения и износа. Graphite is a highly dispersed suspension in mineral oil, stabilized by additives TU 21-0282050-06-88. The drug is used as an additive to break-in and operational oils in internal combustion engines to obtain the most lubricating effect and reduce friction and wear.

Глицидиловый эфир полиоксипропилентриола представляет собой олигомер окиси пропилена с концевыми эпоксидными группами (ТУ 6-55-221-979-88), предназначен для использования в качестве активного разбавителя и модификатора высоковязких эпоксидных смол в композициях лакокрасочных материалов. Polyoxypropylene triol glycidyl ether is an epoxy-terminated propylene oxide oligomer (TU 6-55-221-979-88), intended for use as an active diluent and modifier of high-viscosity epoxy resins in paint compositions.

Сульфонат кальция представляет собой коллоидную дисперсию карбоната кальция в масле И-20А, стабилизованную сульфонатом кальция (ТУ 38.101685-84 изм. 1, 2, 3). Используется для улучшения моющих и антиокислительных свойств моторных масел. В предлагаемой композиции используется в качестве ингибитора коррозии хемосорбционного действия. Calcium sulfonate is a colloidal dispersion of calcium carbonate in I-20A oil, stabilized by calcium sulfonate (TU 38.101685-84 amend. 1, 2, 3). It is used to improve the cleaning and antioxidant properties of motor oils. In the proposed composition is used as a corrosion inhibitor of chemisorption action.

Диалкилдитиофосфат Zn представляет собой 50%-ный раствор диалкилдитиофосфата Zn, полученного на основе изобутилового и 2-этилгексилового спиртов в минеральном масле (ОСТ 38.013908-86 изм. 1-5). Предназначен для улучшения антиокислительных, противоизносных и антикоррозионных свойств смазочных масел. Dialkyl dithiophosphate Zn is a 50% solution of dialkyl dithiophosphate Zn, obtained on the basis of isobutyl and 2-ethylhexyl alcohols in mineral oil (OST 38.013908-86 amend. 1-5). Designed to improve the antioxidant, antiwear and anti-corrosion properties of lubricating oils.

1,2,3-бензотриазол чистый представляет собой кристаллический порошок белого цвета. Не растворяется в воде. Растворим в спирте и бензоле (ТУ 6-09-1291-87 изм.1). Pure 1,2,3-benzotriazole is a white crystalline powder. Not soluble in water. Soluble in alcohol and benzene (TU 6-09-1291-87 amend. 1).

Бензотриазол применяется в качестве антиокислительной присадки к маслам. В предлагаемой композиции в сочетании с глицидиловым эфиром полиоксипропилентриола в найденных соотношениях проявляет синергетический эффект антикоррозионной защиты по меди. Benzotriazole is used as an antioxidant additive to oils. In the proposed composition, in combination with polyoxypropylene triol glycidyl ether in the found ratios, it exhibits a synergistic effect of anticorrosive protection for copper.

Модифицированный борной кислотой продукт конденсации алкилфенолов с м.м. 900-1500 полиэтиленполиаминов с 3-6 аминными группами и формальдегида (Присадка Днепрол-ОП) представляет собой модифицированное борной кислотой основание Манниха, полученное на основе алкилфенола продукта алкилирования фенола высокомолекулярным олигомером пропилена (ТУ 38.5901241-90). Modified boric acid condensation product of alkyl phenols with m.m. 900-1500 polyethylenepolyamines with 3-6 amine groups and formaldehyde (Dneprol-OP additive) is a Mannich base modified with boric acid, obtained on the basis of alkylphenol of the phenol alkylation product with a high molecular weight propylene oligomer (TU 38.5901241-90).

Присадка предназначена для улучшения детергентных и диспергирующих свойств моторных масел. The additive is intended to improve the detergent and dispersant properties of motor oils.

Химическая формула

CH

Индустриальные масла И-50А, И-40А ГОСТ 20798-88 с изм.1 представляют собой дистиллятные масла из малосернистых нефтей кислотно-щелочной очистки или из сернистых нефтей селективной очистки. Служат для смазки средне- и тяжелонагруженных зубчатых передач, направляющих качения и скольжения станков. Масла И-40А, И-50А имеют вязкости при 50^оС соответственно 35-45^оС и 47-55^оС, температура вспышки в открытом тигле не ниже 200^оС ПДК 300 мг/м³.Chemical formula

CH

Industrial oils I-50A, I-40A GOST 20798-88 with amendment 1 are distillate oils from low-sulfur oils of acid-base treatment or from sulphurous oils of selective treatment. Serve for lubrication of medium and heavy gears, rolling guides and sliding machines. Oil I-40A-50A have a viscosity ^at 50 ° C, respectively, 35-45 ^{° C} and 47-55 ^{° C,} the flash point in an open crucible did not below 200 ^C. MPC 300 mg / m ^3.

Цилиндровые масла 11, 24 представляют собой дистиллятные масла щелочной очистки. Применяются для тяжелонагруженных механизмов, для цилиндрических зубчатых передач при высоких контактных нагрузках, тяжелонагруженных червячных передач. Имеют температуру вспышки в открытом тигле не ниже 215^оС и 240^оС. ПДК 300 мг/м³.Cylinder oils 11, 24 are alkaline distillate oils. They are used for heavily loaded mechanisms, for cylindrical gears at high contact loads, heavily loaded worm gears. Have a flash point in an open crucible did not below 215 ^C and 240 ^C. The MPC 300 mg / m ^3.

Защитную смазочную композицию готовят по следующей технологии. Protective lubricant composition is prepared according to the following technology.

Дисперсию МоS₂ в части минерального масла подвергают интенсивной механической обработке на гомогенизаторе роторно-щелевого типа при числе оборотов около 1400 об/мин и нагревании до температуры 80-90^оС. При достижении указанной температуры в полученную суспензию добавляют высокомолекулярное основание Манниха, модифицированное борной кислотой, глицидиловый эфир полиоксипропилентриола и часть минерального масла. Продолжают обработку на гомогенизаторе в заданном режиме до термообезвоживания массы. При температуре реакционной смеси 140^оС выключают обогрев и охлаждают массу до 120^оС, после чего добавляют сульфонат кальция, графит, диалкилдитиофосфаты цинка и продолжают механическую обработку на гомогенизаторе в течение 20 мин. Затем в реакционную смесь вводят бензотриазол, 4-метил, -2,6-дитретичный бутилфенол и минеральное масло и после механической обработки на гомогенизаторе в течение 20 мин при температуре 80^оС затаривают.MoS ₂ dispersion in mineral oil portion is subjected to intensive mechanical treatment in a homogenizer of rotor-type slot at a speed of about 1400 rev / min and heating to a temperature of 80-90 ° ^C. Upon reaching this temperature the resulting suspension was added macromolecular Mannich base modified with boric acid , polyoxypropylene triol glycidyl ether and part of a mineral oil. Continue processing on the homogenizer in a predetermined mode until the heat dehydration of the mass. At a reaction temperature of 140 ^{° C} heating is turned off and the mass is cooled to ¹²⁰ ° C, followed by the addition of calcium sulfonate, graphite, zinc dialkyldithiophosphates and continue machining for a homogenizer for 20 minutes. Then the reaction mixture is benzotriazole, 4-methyl, -2,6-ditert-butylphenol and mineral oil and after machining in a homogenizer for 20 minutes at ⁸⁰ ° C zatarivatsya.

Описанным способом было приготовлено 3 образца предлагаемой смазочной композиции, составы которых приведены в табл.1. By the described method, 3 samples of the proposed lubricating composition were prepared, the compositions of which are given in table 1.

Для сравнительных испытаний был приготовлен образец известного масла согласно оптимальному составу, мас. Минеральное масло 98,80 Кислый эфир алкени- лянтарной кислоты 0,10 Дисульфид молибдена 0,51 Графит 0,09 Полиметакрилат Д 0,5
У приготовленных образцов оценивали эффективность антикоррозионной защиты по меди (ГОСТ 2917-76), противозадирные свойства на четырехшариковой машине трения (ГОСТ 9490-83), оценочный показатель критическая нагрузка (Р_к), антифрикционные свойства на четырехшариковой машине трения фирмы Шелл при Р_ос=80 кГ в течение 10 с, оценочный показатель коэффициент трения.For comparative tests, a sample of known oil was prepared according to the optimal composition, wt. Mineral oil 98.80 Alkenylate succinic acid ester 0.10 Molybdenum disulfide 0.51 Graphite 0.09 Polymethacrylate D 0.5
For the prepared samples, the effectiveness of anticorrosion protection in accordance with copper (GOST 2917-76), anti-seize properties on a four-ball friction machine (GOST 9490-83), an estimated critical load (P _k ), antifriction properties on a four-ball friction machine from Shell at P _OS = 80 kg for 10 s, estimated coefficient of friction coefficient.

Результаты испытаний представлены в табл.2. The test results are presented in table.2.

Как видно из табл.2, предлагаемая композиция проявляет высокую эффективность по антикоррозионной защите по меди, обладает высокими противозадирными и антифрикционным свойствами. As can be seen from table 2, the proposed composition is highly effective in corrosion protection for copper, has high anti-seize and anti-friction properties.

Образцы предлагаемой композиции были дополнительно исследованы на машине Falex LFW-1 фирмы "Февиль" США и шестеренной машине стенда УАЕ (институт автомобильных инженеров, Англия). Samples of the proposed composition were additionally tested on a Falex LFW-1 machine from Fevil USA and the gear machine of the UAE stand (Institute of Automotive Engineers, England).

Машина Falex с парой трения диск колодка используется для имитации условий вал подшипник скольжения и определения коэффициента трения при линейном (в начале) или распределенном по площади контакте в режиме граничной смазки. A Falex machine with a pair of friction disk pads is used to simulate the conditions of a sliding bearing shaft and to determine the coefficient of friction for a linear (at the beginning) or distributed over an area contact in the boundary lubrication mode.

Коэффициент трения композиции на машине LFW-1 масло ТАД-17 0,09 то же + предлагаемая композиция (по приме- ру 3, табл.2) в концент- рации 5% 0,06 то же + предлагаемая композиция (по приме- ру 3, табл.1) в концент- рации 6% 0,03
Как видно из приведенных данных, предлагаемая композиция в условиях скольжения вал подшипник снижает коэффициент трения в 1,5-3 раза.The friction coefficient of the composition on the LFW-1 machine TAD-17 oil is 0.09 is the same + the proposed composition (according to example 3, table 2) in a concentration of 5% 0.06 is the same + the proposed composition (according to the example 3, Table 1) at a concentration of 6% 0.03
As can be seen from the above data, the proposed composition under conditions of sliding shaft bearing reduces the coefficient of friction by 1.5-3 times.

Стенд УАЕ построен по принципу замкнутого силового контура с использованием специальных шестерен, благодаря чему хорошо моделирует условия работы масла в натурных агрегатах трансмиссий. The UAE stand is built on the principle of a closed power circuit using special gears, due to which it well simulates the operating conditions of oil in full-scale transmission units.

Метод оценки смазочных масел на этом стенде заключается в определении наименьшей нагрузки, при которой в условиях испытания возникает начальное задирание рабочих поверхностей зубьев испытательных шестерен. The method for evaluating lubricating oils on this bench is to determine the smallest load at which the initial tearing of the working surfaces of the teeth of the test gears occurs under the test conditions.

Испытания проводят в следующем режиме:
скорость вращения малой шестерни в используемом в России режиме В 4000 об/мин;
температура испытываемого масла на входе в зацепление, (+70)^оС;
циркуляционная система смазки с подачей масла 0,57 л/мин;
число этапов соответствует числу ступеней нагружения;
длительность одного этапа 5 мин.The tests are carried out in the following mode:
rotation speed of the small gear in the 4000 rpm mode used in Russia;
temperature of the tested oil at the entrance to the gearing, (+70) ^о С;
circulating lubrication system with an oil flow of 0.57 l / min;
the number of stages corresponds to the number of loading steps;
the duration of one stage is 5 minutes

В табл.3 приведены результаты испытаний предлагаемой композиции в масле ТАД-17 в сравнении с высокоэффективным трансмиссионным маслом ТАД-17И. Table 3 shows the test results of the proposed composition in oil TAD-17 in comparison with high-performance transmission oil TAD-17I.

Данные табл.3 свидетельствуют об увеличении противозадирного потенциала масла при введении в него предлагаемой смазочной композиции. Снижение температуры масла в зоне зацепления благоприятствует увеличению срока службы смазочного масла. The data in table 3 indicate an increase in the extreme pressure potential of the oil with the introduction of the proposed lubricating composition. Lowering the oil temperature in the engagement zone favors an increase in the service life of the lubricating oil.

Claims

PROTECTIVE LUBRICANT COMPOSITION containing molybdenum disulfide, graphite and mineral oil, characterized in that the composition further comprises a product of condensation of alkyl phenols with mol. m. 900 1500, polyethylenepolyamines with 3 to 6 amine groups and formaldehyde, glycidyl ether of polyoxypropylene triol, calcium sulfonate, zinc dialkyldithiophosphate, 1,2,3-benzotriazole and 4-methyl-2,6-ditretic butylphenol in the following ratio of components, wt.

Molybdenum disulfide 0.24 10.0
Graphite 0.06 4.0
Modified boric acid condensation product of alkyl phenols with mol. m. 900 1500, polyethylene polyamines with 3 6 amine groups and formaldehyde 0.09 5.0
Polyoxypropylene triol glycidyl ether 0.003 1.5
Calcium Sulphonate 0.12 5.0
Zinc dialkyldithiophosphate 0.3 12.0
1,2,3-Benzotriazole 0.006 0.5
4-Methyl-2,6-ditretic butylphenol 0.003 0.15
Mineral Oil Else