RU2235759C2

RU2235759C2 - Lubrication composition

Info

Publication number: RU2235759C2
Application number: RU2003110042/04A
Authority: RU
Inventors: В.А. Едуков (RU); В.А. Едуков; Г.И. Болдашев (RU); Г.И. Болдашев; Г.А. Ленивцев (RU); Г.А. Ленивцев
Original assignee: Едуков Василий Алексеевич
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2004-09-10

Abstract

FIELD: lubricants.

SUBSTANCE: invention provides lubrication composition used for oiling units of machines and mechanisms employed for cultivating lands, sowing, harvesting operations, and processing of crops under field conditions, etc. and also in food processing industry in order of increasing hygienic and environmental safety. Composition contains, wt %: stearic acid 5-10, antiwear agent 5-7, viscosity additive 3-4, antifoaming additive 0.002-0.005, and vegetable colza oil as base. Composition efficiently performs in a wide temperature range: from -26^оС to +245^оС.

EFFECT: improved temperature characteristics and enabled replacement of environmentally and hygienically dangerous lubricants in a variety of industry branches.

9 tbl

Description

Изобретение может быть использовано при производстве трансмиссионных, индустриальных масел и гидравлических жидкостей для машин и механизмов, используемых при обработке почв, посеве, уборке и переработке сельскохозяйственных культур в полевых условиях, а также для перерабатывающей и пищевой промышленности, с целью повышения гигиенической и экологической безопасности.The invention can be used in the production of gearboxes, industrial oils and hydraulic fluids for machines and mechanisms used in soil treatment, sowing, harvesting and processing crops in the field, as well as for the processing and food industries, with the aim of improving hygiene and environmental safety.

Известны смазочные композиции на основе нефтяных и синтетических масел и различных присадок. Наиболее распространенным минеральным трансмиссионным маслом, используемым в сельском хозяйстве, является ТМ-2-18, изготовляемое по ГОСТ 23652-79 и ТУ 38.1011238-89.Lubricating compositions based on petroleum and synthetic oils and various additives are known. The most common mineral gear oil used in agriculture is TM-2-18, manufactured in accordance with GOST 23652-79 and TU 38.1011238-89.

Однако такие смазочные композиции вредны для окружающей среды из-за низкой биоразлагаемости и экотоксичности. Например, минеральное масло разлагается на 25% через 7 дней, и только на 45% через 21 день, а 1 грамм минерального масла, попав в землю, заражает 25 см² земли, где растительность не произрастает.However, such lubricant compositions are harmful to the environment due to low biodegradability and ecotoxicity. For example, mineral oil decomposes by 25% after 7 days, and only by 45% after 21 days, and 1 gram of mineral oil, once in the ground, infects 25 cm ^{2 of the} land where vegetation does not grow.

Более того, минеральные масла являются не возобновляемым сырьем, запасы нефти ограничены, а масла, произведенные из растительного сырья, возобновляемы. Важно также, что затраты энергии на производство растительных масел ниже, чем минеральных.Moreover, mineral oils are not renewable raw materials, oil reserves are limited, and oils made from plant materials are renewable. It is also important that energy costs for the production of vegetable oils are lower than mineral oils.

Все это требует того, чтобы начать переход на смазку растительными маслами машин и механизмов в сельском хозяйстве, лесной, деревообрабатывающей, строительной и пищевой отраслях промышленности, городском и водном транспорте, спортивном и медицинском оборудовании, т.е. в сферах, где загрязнение окружающей среды в наибольшей степени не желательно. Например, рапсовое масло через 7 дней разлагается в земле на 98%, а через 21 день - на 100%.All this requires starting the transition to vegetable oil lubrication of machinery and mechanisms in agriculture, forestry, woodworking, construction and food industries, urban and water transport, sports and medical equipment, i.e. in areas where environmental pollution is most undesirable. For example, rapeseed oil decomposes in the ground at 98% after 7 days, and at 100% after 21 days.

Наиболее близким аналогом является рапсовое масло, которое взято за прототип (Научно-технический журнал ХТТМ “Химия и технология топлив и масел” №4 (496), 1999 , с.36-37).The closest analogue is rapeseed oil, which is taken as a prototype (Scientific and technical journal HTTM “Chemistry and technology of fuels and oils” No. 4 (496), 1999, p. 36-37).

Тем не менее, как показали исследования, рапсовое масло при использовании в качестве смазочного материала имеет существенные недостатки: недостаточные противоизносные и противозадирные свойства и низкую вязкостно-температурную характеристику (табл.1 и 2). Трибологические свойства определялись на машинах трения МАСТ-1 по диаметру пятна износа и 2070 СМТ-1 по времени до задира роликов.Nevertheless, studies have shown that rapeseed oil when used as a lubricant has significant disadvantages: insufficient anti-wear and extreme pressure properties and low viscosity-temperature characteristics (Tables 1 and 2). Tribological properties were determined on the MAST-1 friction machines by the diameter of the wear spot and 2070 SMT-1 by the time before the scuffing of the rollers.

Условия проведения испытаний:Test conditions:

- машина трения МАСТ-1 - объем масла V=10 мл, время испытаний 20 мин, нагрузка Р=150 Н, частота вращения n=1500 об/мин;- MAST-1 friction machine - oil volume V = 10 ml, test time 20 min, load P = 150 N, rotation speed n = 1500 rpm;

- машина трения 2070 СМТ-1 - объем масла V=0,2 мл, нагрузка Р=1000 Н, частота вращения n=1200 об/мин.- friction machine 2070 SMT-1 - oil volume V = 0.2 ml, load P = 1000 N, rotation speed n = 1200 rpm.

Задача изобретения - создание смазочной композиции из возобновляемых ресурсов растительного происхождения, используемых для смазки узлов машин и механизмов при обработке почв, посеве, уборке и переработке сельскохозяйственных культур, а также в перерабатывающей и пищевой промышленности, с целью повышения гигиенической и экологической безопасности.The objective of the invention is the creation of a lubricating composition of renewable resources of plant origin, used for lubricating machine components and mechanisms in soil treatment, sowing, harvesting and processing crops, as well as in the processing and food industries, in order to improve hygiene and environmental safety.

Решение поставленной задачи достигается путем замены нефтяных и синтетических масел рапсовым растительным маслом с добавлением стеариновой кислоты и присадок: А-22, ПМС-200А и Литол-24 при следующих соотношениях компонентов, маc.%: стеариновой кислоты - 5...10; присадка А-22 - 5...7; вязкостная добавка Литол-24 - 3...4; противопенная присадка ПМС-200А - 0,002...0,005; растительное рапсовое масло до 100, где А-22 представляет собой диалкилдитиофосфат цинка, модифицированный бором; ПМС - 200А - полимитил силоксан; Литол-24 - многоцелевая смазка, состоящая из нефтяных масел, загущенных литиемым мылом 12- оксистеориновой кислоты.The solution to this problem is achieved by replacing petroleum and synthetic oils with rapeseed vegetable oil with the addition of stearic acid and additives: A-22, PMS-200A and Litol-24 with the following ratio of components, wt.%: Stearic acid - 5 ... 10; additive A-22 - 5 ... 7; viscosity additive Litol-24 - 3 ... 4; antifoam additive PMS-200A - 0.002 ... 0.005; rapeseed oil up to 100, where A-22 is a zinc dialkyldithiophosphate modified with boron; PMS - 200A - polymethyl siloxane; Litol-24 is a multi-purpose lubricant consisting of petroleum oils thickened with lithium soap 12-oxysteoric acid.

При создании масляной композиции испытывали также другие присадки: ДФ-11 - 50% раствор диалкилдитиофосфата цинка в масле. ЭФО - цинкобаривую соль изобутилого эфира арилдитиофосфатоной кислоты, ЛЗ-23К - продукт взаимодействия изопропилксантогената калия с дихлорэтаном.When creating the oil composition, other additives were also tested: DF-11 - a 50% solution of zinc dialkyldithiophosphate in oil. ETF is the zinc-barium salt of isobutyl ether of aryldithiophosphatonic acid, LZ-23K is the product of the interaction of potassium isopropyl xanthate with dichloroethane.

Сравнительные испытания проводили на машине трения МАСТ-1 при добавлении абразивной пыли 0... 0,25% по дисперсному составу, близкому к почвенной пыли. Результаты испытаний представлены на табл.3.Comparative tests were carried out on a MAST-1 friction machine with the addition of abrasive dust 0 ... 0.25% in disperse composition close to soil dust. The test results are presented in table.3.

По противоизносным свойствам лучше проявили себя смазочные композиции: рапсовое масло + 5...7% А-22, рапсовое масло + 3...5% ЛЗ-23К, рапсовое масло + 3...5% ЭФО. Примененяя метод оптимизации, определили оптимальные концентрации присадок: 5% А-22, 3% ЛЗ-23К, 3% ЭФО. Смазочные композиции с добавлением этих присадок анализировались по физико-химическим и противозадирным показателям (табл.4 и 5).Lubricating compositions showed better anti-wear properties: rapeseed oil + 5 ... 7% A-22, rapeseed oil + 3 ... 5% LZ-23K, rapeseed oil + 3 ... 5% ETF. Using the optimization method, we determined the optimal concentration of additives: 5% A-22, 3% LZ-23K, 3% EFO. Lubricating compositions with the addition of these additives were analyzed by physicochemical and extreme pressure indicators (Tables 4 and 5).

По полученным показателям выбрана смазочная композиция следующего состава: рапсовое масло + 5% А-22, которая проявляет лучшие противоизносные и Противозадирные свойства и не обладает коррозионной агрессивностью по сравнению со смазочными композициями с присадками ЛЗ-23К, ДФ-11 и ЭФО. Для улучшения вязкостно-температурной характеристики смазочной композиции (рапсовое масло + 5% А-22) ввели вязкостную добавку Литол-24 (ГОСТ 21150-75). Вязкости исследуемых смазочных композиций приведены в табл.6.Based on the obtained indicators, a lubricating composition of the following composition was selected: rapeseed oil + 5% A-22, which exhibits the best anti-wear and extreme pressure properties and does not have corrosiveness compared to lubricating compositions with additives LZ-23K, DF-11 and EFO. To improve the viscosity-temperature characteristics of the lubricating composition (rapeseed oil + 5% A-22), the viscosity additive Litol-24 (GOST 21150-75) was introduced. The viscosity of the studied lubricant compositions are given in table.6.

Из таблицы 6 видно, что лучшей вязкостно-температурной характеристикой обладает смазочная композиция: рапсовое масло + 5% А-22 + 3…4% Литол-24. Используя метод оптимизации, определили оптимальную концентрацию, равную 3% Литол-24.From table 6 it is seen that the best viscosity-temperature characteristic has a lubricating composition: rapeseed oil + 5% A-22 + 3 ... 4% Litol-24. Using the optimization method, we determined the optimal concentration equal to 3% Litol-24.

Рапсовое масло имеет неодинаковый жирно-кислотный состав, который зависит от сорта рапса, технологии возделывания, состава почвы, климатических условий и т.п. (табл.7).Rapeseed oil has a different fatty acid composition, which depends on the type of rapeseed, cultivation technology, soil composition, climatic conditions, etc. (table 7).

Проведенные исследования показали, что изменение количества тех или иных кислот влияет на вязкостно-температурную характеристику рапсового масла. Эффективным является дополнительное введение стеариновой кислоты (ГОСТ 6484-96). Испытания на стабильность к окислению проводились на приборе ДК-НАМИ (ГОСТ 11063-77), условия проведения испытаний: температура -140°С, время опыта - 20 ч (табл.8).Studies have shown that changing the amount of certain acids affects the viscosity-temperature characteristics of rapeseed oil. Effective is the additional introduction of stearic acid (GOST 6484-96). Tests for stability to oxidation were carried out on a DK-NAMI instrument (GOST 11063-77), test conditions: temperature -140 ° C, test time 20 hours (Table 8).

Лучшие результаты по стабильности получены при добавлении 5...10% стеариновой кислоты, а оптимальной добавкой в смазочную композицию рапсовое масло + 5% А-22 + 3% Литол-24 является 5% стеариновой кислоты.The best stability results were obtained by adding 5 ... 10% stearic acid, and the optimal additive in the lubricating composition of rapeseed oil + 5% A-22 + 3% Litol-24 is 5% stearic acid.

При производстве товарных трансмиссионных масел используют противопенные присадки, поэтому с целью снижения пенообразования в смазочную композицию добавили ПМС-200А (ОСТ 6-02-20-79) в концентрации 0,002...0,005%.In the production of commercial gear oils, anti-foam additives are used, therefore, in order to reduce foaming, PMS-200A (OST 6-02-20-79) was added to the lubricating composition at a concentration of 0.002 ... 0.005%.

Полученную смазочную композицию проверили на соответствие требованиям для минерального масла ТМ-2-18 (табл.9).The resulting lubricant composition was checked for compliance with the requirements for TM-2-18 mineral oil (Table 9).

Проведенные испытания показали, что смазочная композиция предлагаемого состава по сравнению с минеральным маслом ТМ-2-18 обладает более высокой температурой вспышки и более низкой температурой застывания. Противоизносные, противозадирные, вязкосно-температурные и антиокислительные свойства соответствуют требованиям для масла ТМ-2-18.The tests showed that the lubricating composition of the proposed composition in comparison with mineral oil TM-2-18 has a higher flash point and lower pour point. Anti-wear, extreme pressure, viscous-temperature and antioxidant properties meet the requirements for TM-2-18 oil.

Таким образом, разработанная смазочная композиция на основе рапсового масла при добавлении присадки 5% А-22, 3% Литол-24 и 5% стеариновой кислоты обеспечивает эффективное использование в более широком диапазоне температур (-26…245°С) при обеспечении надежной работы узлов трения различных машин и механизмов, а также позволяет заменить экологически и гигиенически опасные смазки во многих отраслях промышленности.Thus, the developed lubricating composition based on rapeseed oil with the addition of additives 5% A-22, 3% Litol-24 and 5% stearic acid provides effective use in a wider temperature range (-26 ... 245 ° C) while ensuring reliable operation of the nodes friction of various machines and mechanisms, and also allows you to replace environmentally and hygienically hazardous lubricants in many industries.

Claims

A lubricating composition containing rapeseed oil, characterized in that it additionally contains additive A-22 as an antioxidant, anti-wear, anti-corrosion and anti-friction additive, as a viscosity additive - Litol-24 grease, antifoam additive PMS-200A and stearic acid in the following the ratio of components, wt.%:

Stearic acid 5-10

Additive A-22 5-7

Additive Litol-24 3-4

Additive PMS-200A 0.002-0.005

Rapeseed oil Up to 100