SU464127A3 - Смазочный материал дл газотурбинных двигателей - Google Patents

Description

Изобретение от1юситс5 к составам смазоч-. ных .масел газотурбинных двигателей на основе синтетических масел.

Обычные смазочные масла, например минеральные дгасла, заменены смазочными маслами на основе синтетических сложных эфиров из-за их лучших в зкостных свойств и летучести в рабочих услови х. Эти качества особенно важны у смазочных масел дл  автомобильных двигателей и газовых турбин самолетов, где рабочие услови  чрезвычайно суровы.

Предлагавшиес  в качестве смазочных масел дл  газовых турбин алифатические сложные эфиры дикарбоповых кислот, такие как диэфиры адининовой или себациновой кислоты обладают хорошими показател ми в зкости при низких температурах, но их в зкость при высоких температурах столь иизка, что они могут примен тьс  только в сочетании со сравнительно большими количествами присадки. Далее они обладают очень малой стойкостью к окислению даже в сочетании с обычными антиокислител ми в обычных рабочих услови х, кроме того имеют тенденцию к термическому разложению.

С целью повьцисни  термической стойкостн и улучшени  в зкостных свойств материала согласно изобретению в состав на основе синтетического эфирного масла и антиокислителыюй присадки дополнительно 20-90 вес. % эфира изофталевой обшей формулы

О

1;

С-0р..

@-с-...

О

где RI и Ro - алкилы, содержащие от 4 до 20 углеродных атомов; предпочтительно алкильные группы Ri и R2 содержат б - 13 углеродных атомов. Диэфир может быть чистым или иметь техническую степень чистоты, т. е. содержат до 15 вес. % терефталата.

В качестве эфирного масла можно использовать диэфиры алифатических дикарбоновых кислот и одноатомных спиртов или эфиры моиокарболовых кислот и многоатомных спиртов.

Наилучшие результаты по антиокислительной стабильности получены при использовании в качестве антиокислительной присадки 0,05-5 вес. % фентиазина или его производного и 0,05-5 вес.% диариламина.

Изофталаты, используемые дл  изготовлени  исходных смесей, ооладающих повышенной термостойкостью и стойкостью к окислению , а также б.чагопри тными в зко-температурными характеристиками даже по сравнению с другими 1сходнь ми смес ми, соответствующими изобретению, представл ют собой такие сос;1.инеии , в которых Ri и Ro  вл ютс  алкплар.п; Cs-Сю, например н-октил , 2-этилгекспл, н-нонил, изоио1И л, н-децил , изооктил и изо.цсиил.

Другим )1.А комионентом исходных смесей, соответствуюиих изобретению, 5-1вл етс  синтетический эфир, выбранный из группы, состо и.1,ей из дпэфиров алифатических дикарбоиовых кис.тот и миогоатомных спиртов. В тех случа х, когда в качестве сиитетического сложного эфира используют производное алифатичеекой дикар боковой кислоты, одиоато.дшый спирт обычно содержит 4-20 предпочтительно 6-13 углеродных атомов. Можио употребл ть также смеси сложных эфиров. Аналогично при исиользовании дл  ириготовлени  синтетического сложного эфира миогоатомиого сиирта исиользуют многокарбоновую кислоту, содержащую 2-20, предпочтительно 2-12 углеродных атомов.

Оппса.нные синтетические сложные эфиры МОЖИО использовать в сочетании с эфирами изофталал и дл  изготовлени  исходных смесей согласно изобретению, однако чтобы сократить иоследующее оиисаиие, раесматривают только эфиры алифатических дикарбоиовых кислот.

Изофталаты и алифатические диэфиры обычно смеи1ивают в таком соотпощении, что примерно от 90-20 вес. % приходитс  на долю изофталата. При использовании этих смесей дл  смазки газовых турбин рекомендуемый интерва; соотношений составл ет 60-80 вес. % изофталата и иримерио 40-14 вес.% алифатического диэфира.

Исходные емесн согласно изобретению станов тс  весьтпа устойчивыми ио отнощепи о к окислению ири повышенных температурах благодар  введению в них эффектив,иого количества любого из хорошо извест}1Ь х аитиокислителей , например, фентиазииа производных фентиазина, вторичных диариламинов йл экраиироваипых фенолов.

Термин «производное феитназина примен етс  дл  обозначени  N-алкилфептиазинов и моно- и диалкилзамещеиных производных как фентиазипа, так и N-алкилфентиазинов, в которых алкильиые груииы содержат 1-20 углеродных атомов. Примером этих производных фентиазина  вл етс  N-этилфентиазин , диоктилфентиазии и N-этилдиоктилфентиазин . Термин «диариламин обозначает дифениламин, фенилиафтиламин и моно- и диалкилироизводные дифениламина и фенилнафтилампиа , в которых алкильные групиы содержат 1-20 углеродных атомов. Примерами таких диариламииов  вл ютс  дифениламнн, п,и-диоктилдифепиламин,

фенил- у. -нафтиламин, фенил-,S -нафтиламин, гг-7/;е7-октилфенил- а -нафтиламин и п-третоктилфенил- :i -нафтиламин. Особенно рекомепдуете  исиользовать бинарный антиокислитель- смесь N-этилдиоктилфентиазина и n,nдиоктилдифеипламина .

Стоимость оиисаииых смесей можно снизить (ири сохра.неиии стабильности к окислеиию , заменив менее дорогоето щим экранированным фенолом, таким как метилеибис- {ди-7/ ет-алкилфенол), часть сравнительио дорогосто щего производного фентиазина. Тройна  антиокислительна  ирисадка включает (вес.%) 0,5-2 К-этилдиоктилфе,итиазииа , 0,4-2 /1,/г-диоктилфенилам,И|на и 0,1-2, 4,4-метиленбис - (2,6-ди-г/;ег - бутилфенола). Дл  улучшени  индекса в зкости с исходными смес ми можно смешать любые известные нрисадки - полимеры и сополимеры сложных эфиров акриловой и метакриловой кислот со спиртами Такие акрилаты и метакрилаты обычио имеют молекул рный вес пример.но 4000-20000. Типичными примерами таких акрилатов и метакрилатов,  вл юте  полимеры, выиускаемые иод фирменным иазванием «акрилоид фирмой «Ром ЭЙД Хас. Другими присадками, используемыми дл  улучшени  индекса в зкости,  вл ютс  полиалкилеигликоли, полиэфпры высокого молекул рного веса, полиалкаиы высокого молекул риого веса и соиолимеры стирола с онисаиными акрилатами и метакрилатами . Присадки дл  улучшеии  индекса в зкости можно употребл ть в количествах , достигающих 10 нес.%, но рекомеидуют:;; количества ниже 5%.

Предлагаемые смазочные материалы могут содержать хорощо известные добавки, повышающие емазывающую сиособиость и устойчивость в услови х высокого давлени  (Е.Р.), такие как оргаиические фосфиты, фоефонат:л , фосфаты и их соли. Особо ценными добавками Е.Р.  вл ютс  кислые алкил- или арилфоефонаты и амииовые соли диалкильпых эфиров фосфористой кислоты. В качестве повышающей смазывающую еиособность добавки дл  больщииства смазочных материалов дл  газовых турбин особенно целесообразно примен ть триарилфосфаты, в частиостн трпкрезплфосфат. Этн добавки, повышающие смазывающую способность, и добавки Е. Р. обычно ввод т в количестве примерно 0,01-5 вес.% нз расчета на конечный вес смазочного материала.

Смазочные материалы, содержащие исходную смесь, могут также содержать любые из хорошо известных ингибиторов ржавлени  и дезактиваторов металлов, такие как бензотриазол , толуилтриазол, N,N-диcaлииилидeналкилдиалшиы и себацинова  кислота. Особенио желательиы бепзотриазол и себацинова  кислота. Этн добавки обычно ввод т в количествах примерно 0,005-1,0 вес.% из вес всего емазочиого материала, смазочные материалы можио вводить

противовспенивающие агенты - кремнийорганические противовспенивающие агенты, например метилсиликоны и силоксаны. Эти вещества обычно ввод т примерно в количествах 0,0001-0,002 вес.% из расчета на вес всего смазочного материала.

В приводимых примерах все перечисленные количества даны в част х по весу из расчета на вес всей композипии, если нет особой оговорки.

Пример 1. Исходную смесь смазочного материала дл  газовых турбин готов т, смешива  77,79 ч. ди-(2-этилгексил)-изофталата с 17,17 ч. ди- (2-этилгексил) -адипината. Затем в эту смесь ввод т (ч.) 1,50 50%-ного раствора полиметилметакрилата в нейтральном масле («акрилоид HP 848 фирмы «Ром энд Хас) и следующие количества компонентов , ч.:

этилдиоктилфентиазин1,50

трикрезилфосфат0,50

п,п-диоктилдифениламин1,50

бензотриазол0,002

себацинова  кислота0,025

Пример 2. Исходную смесь готов т, смешива  71,00 ч. ди-(2-этилгексил)-изофталата с 24,445 ч. диизодециладипината. Масло готов т с той же смесью добавок, что и в примере 1, с тем исключением, что с исходной смесью смешивают 1 ч. 50%-ного полиметилметакрилата .

Пример 3. Смазочный материал дл  газотурбинных двигателей готов т, смешива  следующие количества компонентов, ч.:

ди-(2-этилгексил)-изофталат78,52

ди- (2-этилгексил)-адипинат17,28

алкилполиметакрилат («акрилоид 707 фирмы «Ром энд Хас)1,50

/г,/г-диоктилдифениламин1,00

N-этилдиоктилфентиазнн0,85

4.4-метилбис-(2,6-ди-г/7ег-бутилфенол )0,50

трикрезилфосфат0,50

бензотриазол0,02

себацинова  кислота0,025

противовспенивающий агент - метилсиликон5-10

Смазочные материалы, описанные в примерах 1-3, испытывают в соответствии с техническими услови ми фирмы «Форд мотор компани на смазочные материалы дл  газотурбинных двигателей (ESG-M2C125-A). Полученные результаты приведены в табл. 1.

Т ,1 и л и ц а 1

Продолжение таил.

65 ) Экстраполировано.

Данные, приведенные в табл. 1, показывают , что смазочные материалы, описанные в примерах 1-3, удовлетвор ют требовани м, которые привод тс  в технических услови х Форда. Смазочные материалы, изготовление которых было описано в примерах 1-3, испытывали в соответствии с методиками испытаний , приведенны: 1и в «Навал Эйр Системе Комменд, Департамент Морского флота , снецификацпи XAS2351, параграф 3. 4. 4.. Температура нефти 148,89°С, температура нижней трубки 287,78°С, скорость подачи воздуха 1000 мл/мин, длительность испытани  4-8 ч, температура камеры 93,3°С.

Результаты испытани  приведены в табл. 2.

Таблица 2

пана с 30 ч. ди-(2-этилгек1Сил)-изофталата. В эту исходную смесь добавл ют 1,50 ч. полиметилметакрилата . Полученна  смесь имеет следуюш,ие характеристики: В зкость, сП, при температуре, °С:

98,895,08

37,7829,84

-17,781339 Индекс в зкости107

Пример 5. Исходную смесь готов т, смешива  75,0 ч. тригептаната триметилолпропана с 25,0 ч. ди-(2-этилгексил)-изофталата . В эту исходную смесь добавл ют 1,25 ч. полиметилметакрилата. Полученна  смесь имеет следуюш,ие характеристики: В зкость, сП, при температуре, °С:

98,895.05

37,7830,18

-17,781459

Индекс в зкости103

Пример 6. 80 ч. тригептаната триметилолпропана смешивают с 20 ч. ди-(2-этилгексил )-изофталата и 1,0 ч. полиметилметакрилата , описанного в примере 5. Эта смесь. имеет следующие характеристики: В зкость, сП, при температуре, °С: 98,89

4,95

30,95 37,78

1653 - 17,78

89

Индекс в зкости

Исходные смеси, описанные в

примерах 4-6, удовлетвор ют техническим

УСЛОВИЯМ Форда при смешении со следующ 1ми количествами присадок, ч;

N-этилдиоктилфентиазин1.50

/г,ге-диоктилдифениламин1,50

трикрезилфосфат0,50

бензотриазол0,02

себацинова  кислота0,025

Пример 7. Исходную смесь, состо шую полностью из диизодециладипината, смешивают с набором присадок, описанных в примере 1. Полученную смесь подвергают испытани м на стойкость к окислению при

204,4°С, описанным в табл. 1.

Результаты оиытов 1 и 2 приведены в табл. 3.

Т а б л II ц а 3

Из приведенного в табл. 3 видно, что смазочные материалы на основе адипинатов, хот  и дают хорошие характеристики изменени  в зкости, содержат слишком млого шлама, т. е. слишком быстро образуют значительный осадок и обладают слишком высокой способностью вызывать коррозию магни  и меди дл  того, чтобы их можно было использовать в газовых турбинах. Аналогично этому образование кислоты и повышение кислотного числа в этих смес х сильно снижает их пригодность дл  указанной цели.

П р е д }.1 е т изобретени 

Claims (3)

1. Смазочный материал дл  газотурбинных двигателей, сод ержаш.ий синтетическое эфирiioe масло и антиокислительную ирисадку, отличающийс  тем, что, с целью повышени  термической стойкости и улучшени  в зкостных свойств материала, в его состав дополнительно введено 20-90 вес.% эфира изофталевой кислоты общей формулы

О

C-OR,

где RI, R2 - алкилы, содержащие от 4 до 20 углеродных атомов.

2.Смазочный материал по п. I, отличающийс  тем, что в качестве синтетического эфирного масла введен диэфнр алифатической дикарбоновой кислоты и одноатомного спирта или эфир монокарбоновой кислоты и многоатомного спирта.

3.Смазочный материал по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что в качестве антиокислитель юй присадки введено 0,05-5 вес.% фентиазина или его производного и 0,05-5 вес.% диарила.мипа.