RU2149891C1

RU2149891C1 - Защитный смазочный материал

Info

Publication number: RU2149891C1
Application number: RU99116473/04A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Королев; Ю.М. Денисов; В.В. Вайншток
Original assignee: Королев Юрий Викторович
Priority date: 1999-08-05
Filing date: 1999-08-05
Publication date: 2000-05-27

Abstract

Изобретение относится к защитным смазочным материалам, преимущественно применяемым для консервации скрытых полостей кузовов в технологическом процессе производства автомобилей. Материал содержит, мас.%: сульфонат щелочноземельных металлов 4-12, твердые нефтяные углеводороды 22-35, нефтяные масла средней вязкости 2-6, полиизобутилен 2,5-3,5, органобентонит 2-6, оксиэтилированный спирт 0,4-1,5, пластификатор 0,5-1,5, органический растворитель до 100. Технический результат: повышение уровня защитных свойств и улучшение тиксотропных свойств материала применительно к технологическим процессам производства автомобилей. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относится к защитным смазочным материалам, представляющим собой пленкообразующие ингибированные нефтяные составы, предназначенные для защиты от коррозии труднодоступных поверхностей металлоизделий и преимущественно применяемых для консервации скрытых полостей кузовов в технологическом процессе производства автомобилей.

Основным способом переработки защитных смазочных материалов для нанесения в скрытые полости кузовов автомобилей является безвоздушное распыление. Требуемые технологические параметры переработки, позволяющие реализовать оптимальные условия распыления, а в дальнейшем и образование качественной защитной пленки, определяются тиксотропными свойствами исходного защитного материала, его способностью к снижению вязкости при приложении механических воздействий и быстрому восстановлению исходных реологических показателей после снятия нагрузки. Вероятность образования наплывов и подтеков свеженанесенного защитного материала уменьшается, чем быстрее восстанавливается первоначальная структура дисперсии.

Известен защитный смазочный материал НГМ-МЛ, содержащий, мас.%: сульфонат щелочноземельных металлов - 11-14, твердые нефтяные углеводороды - 8-10, воск буроугольный - 1,2-1,8, стеарат лития - 6-7 и органический растворитель - до 100 [1] ТУ 38.101767-84. Недостатком данного материала являются низкие защитные свойства - менее 300 часов при воздействии соляного тумана, а также неудовлетворительные реологические характеристики, в частности температура каплепадения активного вещества лежит в пределах 120^oC, что влияет на образование защитной пленки.

Известен защитный антикоррозионный материал, содержащий, мас.%: 50-80 сульфоната щелочноземельного металла, лучше кальция, диспергированного в инертном масле при соотношении 1:4,5-25, предпочтительно тунгового; 0,03 - 1 сиккатива карбоксилата меди; 0,1 - 2,2 сиккатива карбоксилата цинка; 10-90 органического растворителя; 2 - 12 петролатума; дополнительно может входить до 5,0 полиизобутилена [2] US 4675215. Недостатком данного материала является то, что он плохо растекается по металлической поверхности и с трудом проникает в микрозазоры и трещины. Кроме того, применение его в технологическом процессе производства автомобилей затруднительно в силу слабых тиксотропных свойств.

Наиболее близким аналогом изобретения является защитный смазочный материал, содержащий, маc. %: сульфонат щелочноземельных металлов - 2,5 - 5,0, стеарат лития - 2,8 - 4,8, твердые нефтяные углеводороды - 26,8 - 33,0, соль диизооктилфосфорной кислоты и алифатических аминов фракции C₁₇-C₂₀, - 2,5-5,0, алифатические амины фракции C₁₇-C₂₀ - 0,3-0,6, пластификатор - 3,0-10,0, полиэтиленовый воск - 0,8-3,6, органический растворитель - остальное [3] RU 2101331.

Данный материал имеет удовлетворительные защитные свойства. Однако степень восстановления тиксотропной структуры и температура сползания пленки находятся на низком уровне. Вследствие этого в процессе переработки свеженанесенное покрытие на вертикальных участках образует наплывы и подтеки. Кроме того, в технологическом процессе производства легковых автомобилей недопустимо каплепадение нанесенного материала с обработанных кузовов.

Низкий технический уровень дисперсии, выбранной в качестве прототипа, объясняется следующим. Структурообразователем в прототипе служит стеарат лития. Однако он не обеспечивает требуемые тиксотропные свойства материала, что приводит к наплывам и подтекам, т.е. к ухудшению качества защитной пленки.

Задачей изобретения является создание защитного смазочного материала, обладающего достаточным уровнем защитных свойств и улучшенными тиксотропными свойствами, применительно к технологическим процессам производства автомобилей.

Сущность изобретения заключается в том, что защитный смазочный материал, включающий органический растворитель, сульфонат щелочноземельных металлов, твердые нефтяные углеводороды и пластификатор, дополнительно содержит нефтяные масла средней вязкости, полиизобутилен, органобентонит и оксиэтилированный спирт при следующем соотношении компонентов, маc.%:
Сульфонат щелочноземельных металлов - 4-12
Твердые нефтяные углеводороды - 22-35
Нефтяные масла средней вязкости - 2-6
Полиизобутилен - 2,5-3,5
Органобентонит - 2 - 6
Оксиэтилированный спирт - 0,4 - 1,5
Пластификатор - 0,5-1,5
Органический растворитель - До 100
Кроме того, в качестве пластификатора используется смесь эфиров фосфорных кислот, преимущественно трибутилфосфата, дибутилфенилфосфата и триксиленилфосфата, взятых в соотношении 7:2:1.

Сопоставление с прототипом показало, что заявляемый защитный смазочный материал дополнительно содержит нефтяные масла средней вязкости, полиизобутилен, органобентонит и оксиэтилированный спирт, а в качестве пластификатора используется смесь эфиров фосфорных кислот, преимущественно трибутилфосфата, дибутилфенилфосфата и триксиленилфосфата, взятых в соотношение 7:2:1. Отличием от прототипа является также и заявляемое соотношение компонентов.

Указанные отличия позволяют достичь требуемого уровня защитных свойств и значительно улучшить тиксотропные свойства материала, что дает возможность получать качественную защитную пленку в условиях непрерывных технологических процессов производства автомобилей.

Улучшение тиксотропных свойств материала обеспечивается за счет использования тиксотропной системы, включающей структурообразователь - органобентонит и химический активатор - оксиэтилированный спирт. Органобентонит представляет собой монтмориллонит (бентонитовый глинопорошок), модифицированный длинноцепочечными органическими катионами, как правило, четвертичными солями аммония. Оксиэтилированный спирт, выполняющий роль химического активатора, способствует полному образованию (раскрытию) гель-структуры органобентонита.

Способ получения предлагаемого защитного смазочного материала состоит из двух стадий. На первой стадии готовят дисперсию органобентонита в уайт-спирите. Сначала загружают уайт-спирит и оксиэтилированный спирт и перемешивают их, затем порционно загружают органобентонит и смесь перемешивают в течение 30 минут.

На второй стадии в смеситель поочередно в соответствии с рецептурой загружают твердые нефтяные углеводороды - петролатум, нефтяные масла средней вязкости, полиизобутилен, сульфонат щелочноземельного металла, пластификатор. При постоянном перемешивании смесь нагревают до 130^oC и при этой температуре выдерживают 60-180 минут до образования гомогенного расплава. Затем смесь охлаждают до 100^oC и при этой температуре порционно подают дисперсию органобентонита. Содержимое реактора перемешивают в течение 30 минут до образования гомогенной смеси и перед выгрузкой фильтруют через сетчатый фильтр.

При приготовлении защитного смазочного материала использовали: органический растворитель - уайт-спирит (ГОСТ 3134-78), оксиэтилированный спирт - неонол АФ-9-10 (ТУ 2483-077-05766801-98), органобентонит (ТУ 39-0148052-01-88) или Бентон-34 (производитель ф. "Реокс, ИНК."), петролатум (ОСТ 38.0111-76), нефтяные масла средней вязкости - масло И12А (ГОСТ 20799-75), полиизобутилен марки П-20 (ТУ 38.303-02-99-98), сульфонат щелочноземельного металла - присадка НСК-2 (ТУ 38.401907-92) или присадка "Хайтек 609" (производитель ф. "БАСФ") и пластификатором служила отработанная гидравлическая жидкость НГЖ-5у (ТУ 0253-001- 22480503-97).

По указанному способу были приготовлены образцы защитных смазочных материалов (таблица 1).

У приготовленных образцов оценивали внешний вид защитной пленки при нанесении по трафарету и в динамических условиях нанесением распылением. При нанесении защитного материала методом безвоздушного распыления использовалась модельная установка, состоящая из емкости с мешалкой, куда загружают исходный материал, насоса высокого давления типа "Кинг" (ф. "Грако"). Степень сжатия 1-30, давление питания на насосе составляло 3,5 кг/см², диаметр распылительной головки 0,4 мм.

Степень восстановления тиксотропной структуры после приложения сдвигового деформирования через фиксированный промежуток времени определяли по формуле:

где n_τ - индекс течения материала после приложения сдвиговой нагрузки и "покоя" материала в течение времени τ;
n_исх - индекс течения до приложения сдвиговой нагрузки.

Чем больше значение S, тем быстрее восстанавливается первоначальная структура дисперсии. Соответственно, уменьшается вероятность образования наплывов и подтеков свеженанесенного покрытия, улучшается качество защитной пленки.

Степень восстановления тиксотропных свойств определяли с помощью ротационного вискозиметра Брукфильда типа PVT с крыльчаткой N 7 при скорости вращения шпинделя 5 об/мин при 25±1^oC. Защитный материал непосредственно в рабочем узле вискозиметра диспергируется в течение 15 минут при скорости сдвига 91,3 с^-1. Затем в течение 30 минут материал находится в покое, после чего вновь определяют его индекс течения. Предварительно определяли индекс течения до приложения сдвиговой нагрузки.

У приготовленных образцов также измеряли содержание активного вещества, температуру каплепадения, температуру сползания пленки и оценивали защитные свойства. Результаты представлены в таблице 2. Из данных таблицы 2 следует, что все представленные составы обеспечивают требуемый уровень защитных свойств и обладают улучшенными тиксотропными свойствами по сравнению с прототипом. Однако при изготовлении образца состава N 5 из-за высокого содержания оксиэтилированного спирта (1,5%) наблюдалось вспенивание дисперсии, что затруднило технологию изготовления. Образец состава N 1 уступает прототипу по показателю "Массовая доля активного вещества", что ухудшает экологические показатели в момент применения материала в производстве автомобилей. У образцов составов N 2, 3 и 4 достаточный уровень защитных свойств и высокие тиксотропные свойства, что дает основание сделать вывод о достижении цели изобретения. Следует особо отметить, что высокие тиксотропные свойства предлагаемого защитного материала обеспечивают создание качественной защитной пленки в динамических условиях, при нанесении его распылением, что дает возможность использовать данный материал в непрерывных технологических процессах производства автомобилей.

Предлагаемый материал по сравнению с известными решениями имеет технико-экономические и экологические преимущества. Технология получения материала более проста и не требует применения высоких температур и исключает использование опасных компонентов, таких как металлический литий. В качестве пластификатора используется отработанная авиационная гидравлическая жидкость НГЖ-5у, представляющая собой смесь эфиров фосфорных кислот указанного состава, что снижает себестоимость защитного материала и одновременно дает возможность утилизировать отработанные гидравлические жидкости, улучшая тем самым экологическую обстановку на авиазаводах. Кроме того, за счет высокого содержания активного вещества уменьшается доля пожароопасных летучих компонентов, что важно при применении защитного материала в непрерывных технологических процессах производства автомобилей.

Claims

1. Защитный смазочный материал, содержащий органический растворитель, сульфонат щелочноземельных металлов, твердые нефтяные углеводороды и пластификатор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит нефтяные масла средней вязкости, полиизобутилен, органобентонит и оксиэтилированный спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сульфонат щелочноземельных металлов - 4 - 12
Твердые нефтяные углеводороды - 22 - 35
Нефтяные масла средней вязкости - 2 - 6
Полиизобутилен - 2,5 - 3,5
Органобентонит - 2 - 6
Оксиэтилированный спирт - 0,4 - 1,5
Пластификатор - 0,5 - 1,5
Органический растворитель - До 100
2. Материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве пластификатора он содержит смесь эфиров фосфорных кислот, преимущественно трибутилфосфата, дибутилфенилфосфата и триксиленилфосфата, взятых в соотношении 7:2:1.