RU2688928C1 - Способ получения противозадирной присадки для тяжелонагруженных узлов трения - Google Patents

Способ получения противозадирной присадки для тяжелонагруженных узлов трения Download PDF

Info

Publication number
RU2688928C1
RU2688928C1 RU2018134826A RU2018134826A RU2688928C1 RU 2688928 C1 RU2688928 C1 RU 2688928C1 RU 2018134826 A RU2018134826 A RU 2018134826A RU 2018134826 A RU2018134826 A RU 2018134826A RU 2688928 C1 RU2688928 C1 RU 2688928C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
additive
chlorine
sulfur
heavily loaded
chlorlignin
Prior art date
Application number
RU2018134826A
Other languages
English (en)
Inventor
Валерий Ерофеевич Гозбенко
Сергей Константинович Каргапольцев
Галина Анатольевна Якимова
Наталья Владимировна Руссавская
Екатерина Петровна Леванова
Валентина Сергеевна Никонова
Денис Андреевич Власенко
Игорь Борисович Розенцвейг
Николай Алексеевич Корчевин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Иркутский Институт химии им. А.Е. Фаворского" Сибирского отделения Российской академии наук (ИрИХ СО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС), Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Иркутский Институт химии им. А.Е. Фаворского" Сибирского отделения Российской академии наук (ИрИХ СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС)
Priority to RU2018134826A priority Critical patent/RU2688928C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2688928C1 publication Critical patent/RU2688928C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M151/00Lubricating compositions characterised by the additive being a macromolecular compound containing sulfur, selenium or tellurium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M135/00Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing sulfur, selenium or tellurium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M159/00Lubricating compositions characterised by the additive being of unknown or incompletely defined constitution
    • C10M159/02Natural products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M177/00Special methods of preparation of lubricating compositions; Chemical modification by after-treatment of components or of the whole of a lubricating composition, not covered by other classes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области трибологии и конкретно касается способа получения противозадирной присадки, содержащей фрагменты двойных связей СН=СН и тем самым облегчающей адгезию присадки к трущимся поверхностям. Способ заключается во взаимодействии сульфида калия, получаемом растворением серы в системе гидразингидрат-KOH при температуре 55-60°С и мольном соотношении KOH:S=4:1, в течение 2 ч, с хлорлигнином с содержанием хлора 2,4 или 3,4% масс. и винилиденхлоридом при температуре 25°С и мольном соотношении сера:винилиденхлорид = 1:1, массовом соотношении сера:хлорлигнин = 1:2. После 5 ч перемешивания продукт отделяют фильтрованием, промывают водой и этанолом. Технический результат - получение присадки, обеспечивающей защиту от износа в тяжелонагруженных узлах трения. 6 пр.

Description

Изобретение относится к области трибологии и конкретно касается способа получения противозадирной присадки в смазочные композиции, используемые в тяжелонагруженных узлах трения. Противозадирные присадки обеспечивают безаварийную работу и предотвращает износ трущихся поверхностей при высоких нагрузках без задира и заедания или смягчает протекание этих процессов [1]. При умеренных нагрузках эту функцию выполняют противоизносные присадки [1, 2]. Поскольку граница между высокими и умеренными нагрузками достаточно условна, то и применяемые присадки могут использоваться либо как противозадирные, либо как противоизносные. К ним относятся некоторые соединения серы, фосфора, хлора и других элементов [1].
Типичным примером тяжелонагруженного узла трения является система колесо-рельс, возникающая при прохождении поездом криволинейных участков железнодорожного пути [3,4].
Среди разнообразных мер, применяемых для снижения износа колес и рельсов [5], большинство исследователей считают, что наиболее надежным способом предупреждения износа в паре трения колесо-рельс является введение смазки в зону трения [6].
Ввиду сложности взаимодействия в системе колесо-рельс применяемые смазки, как правило, имеют достаточно сложный состав и содержат несколько компонентов, среди которых присутствуют противозадирные присадки. С экономической точки зрения перспективным является использование в смазочных композициях отходов различных производств. В этом отношении особый интерес представляет многотоннажный отход лесохимической отрасли - лигнин, макромолекулы которого имеют форму, близкую к сферической [7] и могут обеспечивать антифрикционный эффект [8].
Для усиления противозадирного эффекта в смазочную композицию вводят хлорированный лигнин [9] или продукт его сульфидирования - сульфидированный лигнин [10].
Цель предлагаемого изобретения - разработка способа получения противозадирной присадки, обладающей высокой адгезией к трущимся металлическим поверхностям, сочетающей противозадирные и антифрикционные свойства.
Предлагаемый способ заключается в проведении поликонденсации сульфида калия, получаемого из элементной серы, гидроксида калия в среде гидразингидрата с двумя хлорорганическими реагентами - хлорированным лигнином и винилиденхлоридом.
Растворение серы в системе гидразингидрат-KOH описывается следующим уравнением:
2S+4KOH+N2H4⋅H2O→2K2S+N2+5H2O
Поликонденсацию винилиденхлорида и хлорлигнина с K2S можно представить следующей схемой:
Figure 00000001
Остаточный хлор может содержаться как на частицах лигнина, так и во фрагментах - SCH=CHCl.
Существенным отличительным признаком синтезированной присадки является наличие в ее составе фрагментов с двойной связью - SCH=СН -, которая за счет π-электронов обеспечивает дополнительное координационное взаимодействие присадки с ионами металлов металлической кристаллической решетки трущихся поверхностей, что облегчает и усиливает адгезию присадки к поверхности металлов. Наличие двойной связи в молекулах синтезируемой присадки подтверждается исследованием ИК спектров получаемых продуктов. В их ИК спектрах присутствует полоса средней интенсивности, соответствующая валентным колебаниям в С=С связи (1605 см-1). В хлорированном лигнине эта полоса отсутствует. Валентным колебаниям атомов С-Н при двойной связи соответствует полоса при 3027 см-1.
Поликонденсация вилиденхлорида с серой с образованием олигомерных продуктов рассмотрена в работе [11].
Для этой реакции используется мольное соотношение KOH:S=4:1, винилиденхлорид: S=1:1. Гидразингидрат использован как реагент-восстановитель, так и растворитель.
Введение в реакционную систему хлорированного лигнина из-за низкого содержания в нем хлора практически не изменяет соотношение S:Cl. Количество вводимого хлорлигнина наиболее оптимально соответствует массовому соотношению S : хлорлигнин=1:2. Снижение количества хлорлигнина ниже указанного соотношения приводит к уменьшению выхода продукта.
Увеличение количества хлорлигнина выше указанного оптимального соотношения снижает содержание серы - основного элемента, определяющего противозадирные свойства.
В отличие от олигомеров, полученных в работе [11], заявленный продукт практически не содержит азота.
Получение противозадирной присадки иллюстрируется следующими примерами.
В примерах использован хлорлигнин двух видов, различающихся содержанием хлора (2,4% и 3,4% масс).
Пример 1. В реакционной колбе растворяют 14 г (0,25 моль) KOH в 50 мл гидразингидрата. В полученный раствор при температуре 55-60°С вводят порциями 2 г (0,062 моль) растертой в порошок серы. Смесь перемешивают 2 ч при 55-60°С, охлаждают до 25°С и вводят 4 г хлорлигнина (содержание Cl - 2,4%) и при перемешивании добавляют по каплям 6,0 г (0,062 моль) винилиденхлорида. Реакционную смесь перемешивают 5 ч при 25°С. Выпавший темнокоричневый осадок отфильтровывают, промывают водой, этанолом и сушат, выход 4,5 г (112% относительно взятого хлорлигнина). Содержание серы 7,62%, хлора - 2,13%.
Пример 2. В условиях примера 1, но при добавлении в раствор серы 4 г хлорлигнина с содержанием хлора 3,4%, далее реакционную смесь обрабатывают как в примере 1 и получают 4,3 г продукта (108% относительно взятого хлорлигнина) с содержанием серы 10,08%, хлора 1,94%.
Пример 3. В условиях примера 1, но при добавлении 2 г хлорлигнина получено 1,8 г продукта (90% относительно взятого хлорлигнина), содержащего 9,62% серы и 5,58% хлора.
Пример 4. В условиях примера 2, но при добавлении 2 г хлорлигнина получено 1,7 г продукта (85% относительно взятого хлорлигнина). Содержание серы 10,78%, хлора - 3,18%.
Пример 5. В условиях примера 1, но при добавлении 6,0 г хлорлигнина получено 6,2 г продукта (103% относительно взятого хлорлигнина), содержащего 5,15% серы и 2,33% хлора.
Пример 6. В условиях примера 2, но при добавлении 6,0 г хлорлигнина получено 5,9 г продукта (98% относительно взятого хлорлигнина), содержащего 3,68% серы и 2,16% хлора.
Все полученные образцы противозадирной присадки были испытаны на машине трения МИ-1М с применением смазочной композиции, содержащей 55-65% низкомолекулярного полиэтилена, 25% отработанного дизельного масла и 20-10% испытуемой присадки. При всех испытаниях за 18 ч работы износ роликов находился в пределах ошибки взвешивания (±0,001 г).
Предлагаемая присадка получается из доступного сырья с применением обычного реакторного и вспомогательного оборудования.
Литература
1. Кулиев A.M. Химия и технология присадок к маслам и топливам. Л.: Химия. 1985, 312 с.
2. Виноградова И.Э. Противоизносные присадки к маслам. М.: Химия. 1972, 272 с.
3. Марков Д.П. Триботехнические характеристики элементов пары трения колесо-рельс // Трение и износ. 1995. Т. 16. №11. С. 138-156.
4. Андреев А.И., Комаров К.Л., Карпущенко Н.И. Износ рельсов и колес подвижного состава // Железнодорожный транспорт. 1997. №7. С. 31-36.
5. Перцев А.Н. О причинах износа колес и рельсов // Железные дороги мира. 1998. №4 С. 60-62.
6. Карпущенко Н.И. Смазка - единственный способ предупреждения износа // Путь и путевое хозяйство. 2000. №2. С. 15-18.
7. Боголицын К.Г., Лунин В.В., Косяков Д.С. и др. Физическая химия лигнина. Архангельск: Изд-во Архангельского гос. техн. ун-та. 2009, 489 с.
8. Воротилкин А.В. и др. Пат РФ №2318013. Композиция для снижения износа в паре трения колесо-рельс. 2008 г.
9. Хоменко А.П. и др. Пат. РФ №2439138. Использование хлорированного лигнина в качестве противозадирной присадки в смазочных композициях для тяжелонагруженных узлов трения. 2012 г.
10. Казак А.А. и др. Пат. РФ №2552997. Использование сульфидированного лигнина в качестве противозадирной присадки в смазочных композициях для тяжелонагруженных узлов трения. 2015 г.
11. Леванова Е.П. и др. Реакции дихлорэтенов с серой в системе гидразингидрат-KOH // Журнал общей химии. 2018. Т. 88. С. 353-359.

Claims (1)

  1. Способ получения противозадирной присадки для тяжелонагруженных узлов трения, заключающийся в предварительном растворении серы в системе гидразингидрат - KOH при температуре 55-60°С и мольном соотношении KOH:S=4:1 в течение 2 ч, последующей реакции полученного раствора с хлорлигнином с содержанием хлора 2,4 или 3,4% масс. и винилиденхлоридом при температуре 25°С и мольном соотношении сера : винилиденхлорид = 1:1 и массовом соотношении сера:хлорлигнин = 1:2, перемешивании реакционной смеси при температуре 25°С в течение 5 ч, фильтровании полученного продукта и его промывке водой и этанолом.
RU2018134826A 2018-10-01 2018-10-01 Способ получения противозадирной присадки для тяжелонагруженных узлов трения RU2688928C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018134826A RU2688928C1 (ru) 2018-10-01 2018-10-01 Способ получения противозадирной присадки для тяжелонагруженных узлов трения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018134826A RU2688928C1 (ru) 2018-10-01 2018-10-01 Способ получения противозадирной присадки для тяжелонагруженных узлов трения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2688928C1 true RU2688928C1 (ru) 2019-05-23

Family

ID=66636737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018134826A RU2688928C1 (ru) 2018-10-01 2018-10-01 Способ получения противозадирной присадки для тяжелонагруженных узлов трения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2688928C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318013C1 (ru) * 2006-09-01 2008-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" Композиция для снижения износа в паре трения колесо - рельс
RU2439138C2 (ru) * 2009-12-29 2012-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ИрГУПС (ИрИИТ)) Использование хлорированного лигнина в качестве противозадирной присадки в смазочных композициях для тяжелонагруженных узлов трения
US20120302472A1 (en) * 2010-02-02 2012-11-29 Fuchs Petrolub Ag Lubricating Greases Containing Lignosulfonate, The Production Thereof, and the Uses Thereof
RU2552997C1 (ru) * 2014-01-09 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) Использование сульфидированного лигнина в качестве противозадирной присадки в смазочных композициях для тяжелонагруженных узлов трения

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318013C1 (ru) * 2006-09-01 2008-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" Композиция для снижения износа в паре трения колесо - рельс
RU2439138C2 (ru) * 2009-12-29 2012-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ИрГУПС (ИрИИТ)) Использование хлорированного лигнина в качестве противозадирной присадки в смазочных композициях для тяжелонагруженных узлов трения
US20120302472A1 (en) * 2010-02-02 2012-11-29 Fuchs Petrolub Ag Lubricating Greases Containing Lignosulfonate, The Production Thereof, and the Uses Thereof
RU2552997C1 (ru) * 2014-01-09 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВПО ИрГУПС) Использование сульфидированного лигнина в качестве противозадирной присадки в смазочных композициях для тяжелонагруженных узлов трения

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Леванова Е.П. и др. Реакции дихлорэтенов с серой в системе гидразингидрат-КОН / Журнал общей химии. ИКЦ Академкнига, вып.3, т.88, 2018, с.353-359. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gänsheimer et al. A study of solid lubricants in oils and greases under boundary conditions
Xiong et al. Tribological properties study of N-containing heterocyclic imidazoline derivatives as lubricant additives in water-glycol
del Río et al. Tribological synergies among chemical-modified graphene oxide nanomaterials and a phosphonium ionic liquid as additives of a biolubricant
Wu et al. Tribological and anticorrosion behaviour of novel xanthate-containing triazine derivatives in water-glycol
Qu et al. Tribological performance of functionalized ionic liquid and Cu microparticles as lubricating additives in sunflower seed oil
RU2688928C1 (ru) Способ получения противозадирной присадки для тяжелонагруженных узлов трения
CN101735255B (zh) 用于润滑油添加剂的含硼氮化合物及其制备方法
Gozbenko et al. Environmental benefits of new industrial waste-based lubricant compositions
Ong et al. Ashless and non-corrosive disulfide compounds as excellent extreme pressure additives in naphthenic oil
US2349785A (en) Corrosion inhibitor for lubricating oils
CN114768833A (zh) 催化剂油煤浆及其制备方法和煤直接液化的方法及应用
Bakunin et al. Surface‐capped molybdenum sulphide nanoparticles—a novel type of lubricant additive
Zeng Superlow friction of high mileage used oil with CuDTC in presence of MoDTC
CN114507511B (zh) 一种环保钻井液盐浆体系用乳液钼润滑剂及制备方法
US2944023A (en) Anticorrosive marine diesel lubricant
Kamal et al. Preparation and evaluation of some eco-friendly olethio-amide derivatives as lube oil additives
US2405482A (en) Chemical products and process of preparing same
RU2552997C1 (ru) Использование сульфидированного лигнина в качестве противозадирной присадки в смазочных композициях для тяжелонагруженных узлов трения
US3972853A (en) Process for stabilizing lubricating oil with elemental sulfur
Farzaliyev et al. Synthesis and research of sulfur, nitrogen organic compounds obtained based on ecologically pure glycerol derivatives
US1767356A (en) Process for purification of hydrocarbon oils
US3917566A (en) Process for manufacture of lubricating oil
CN103509632B (zh) 2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑二聚物及其制备方法和应用
US2329615A (en) Process for sweetening hydrocarbon oil
US4224139A (en) Treatment of sulfur-containing lubricating oil to increase resistance to oxidation