RU2346978C1 - Grease lubricant - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: in the filed of gear and bearing grease lubricants at operating temperatures of -60°C to +120°C. Lubricant contains, wt %: lithium soap of 12-hydroxystearic acid 5.5-8.5, lithium soap of stearic acid 5.5-8.5, phenol-type antioxidant additive 0.05-0.15, tricresyl phosphate 3.8-4.2, benzotriazole 0.05-0.2, synthetic hydrocarbon oil remainder to 100. 4-methyl-2,6-ditretbutyl phenol (agydol) is used as antioxidant additive. Polyalphaolefine oil of 3.5-4.5 sSt viscosity at 100°C or isoparaffin oil of 3.0-4.0 sSt viscosity at 100°C is used as synthetic hydrocarbon oil.

EFFECT: improved corrosion resistance of heavy-duty friction assemblies made of non-ferrous metals and alloys thereof.

3 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области разработки пластичных смазок для редукторов и подшипников качения, работающих при температуре от -60°С до +120°С.The invention relates to the field of development of greases for gearboxes and rolling bearings operating at temperatures from -60 ° C to + 120 ° C.

Известна пластичная смазка на основе синтетического и/или нефтяного углеводородного масла и сложного эфира пентаэритрита и синтетических жирных кислот, загущенных литиевыми мылами стеариновой и 12-оксистеариновой кислот, которая содержит в качестве полифункциональных присадок алкилированный изононилфенолом дитиофосфат молибдена и координационное соединение никеля и гидроксамовых кислот (Заявка РФ №93028308, 1996).Known grease based on synthetic and / or petroleum hydrocarbon oil and pentaerythritol ester and synthetic fatty acids, thickened with lithium soaps of stearic and 12-hydroxystearic acids, which contains molybdenum dithiophosphate alkylated with isononylphenol and the coordination compound of nickel and hydroxide RF No. 93028308, 1996).

Недостатком указанной смазки является возможность разложения алкилдитиофосфата молибдена при рабочей температуре с выделением сероводорода, что может привести к коррозии конструкционных материалов подшипников и редукторов, изготовленных из цветных металлов и их сплавов.The disadvantage of this lubricant is the possibility of decomposition of molybdenum alkyl dithiophosphate at operating temperature with the release of hydrogen sulfide, which can lead to corrosion of structural materials of bearings and gears made of non-ferrous metals and their alloys.

Также известна пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения скольжения. Смазка содержит, % мас.: стеарат лития - 5-12; 12-оксистеарат лития - 5-12; одновалентная окись меди (закись меди, Cu₂O) - 5-10; низкомолекулярный полиизобутилен - 0,2-3; дифениламин - 0,1-1,0; полиальфаолефиновое масло с вязкостью 4-5 сСт при 100°С - 20-40; сложный эфир пентаэритритового спирта и синтетических жирных кислот фракции С₅-С₉ - остальное (Патент РФ №2224010, 2004).Grease is also known for heavily loaded sliding friction units. The lubricant contains,% wt.: Lithium stearate - 5-12; Lithium 12-oxystearate - 5-12; monovalent copper oxide (copper oxide, Cu ₂ O) - 5-10; low molecular weight polyisobutylene - 0.2-3; diphenylamine - 0.1-1.0; polyalphaolefin oil with a viscosity of 4-5 cSt at 100 ° C - 20-40; pentaerythritol alcohol and synthetic fatty acids esters of the C ₅ -C ₉ fraction — the rest (RF Patent No. 2224010, 2004).

Данная смазка содержит закись меди, и поэтому ее нельзя использовать для смазывания подшипников качения, а также прецизионных узлов трения скольжения, характеризующихся малыми зазорами между сопрягаемыми поверхностями трения.This grease contains copper oxide, and therefore it cannot be used to lubricate rolling bearings, as well as precision sliding friction units, characterized by small gaps between the mating friction surfaces.

Известна пластичная смазка, которая содержит литиевое мыло: 12-гидрооксистеариновой кислоты 11,5-15,5, борной кислоты 1,1-1,4, адипиновой кислоты 1,2-1,6; фенил-бета-нафтиламин (Неозон-Д) 0,8-1,2; диалкилдитиофосфат цинка 2-4; присадка на основе нитрованного масла 0,5-1,5; краситель жирорастворимый 0,03; смесь синтетического полиальфаолефинового и нефтяного масла, имеющая кинематическую вязкость при 100°С 13,5-14,5 мм²/с, - остальное (Патент РФ №2217483, 2003).Known grease that contains lithium soap: 12-hydroxy-stearic acid 11.5-15.5, boric acid 1.1-1.4, adipic acid 1.2-1.6; phenyl-beta-naphthylamine (Neozone-D) 0.8-1.2; zinc dialkyldithiophosphate 2-4; additive based on nitrated oil 0.5-1.5; fat-soluble dye 0.03; a mixture of synthetic polyalphaolefin and petroleum oil having a kinematic viscosity at 100 ° C of 13.5-14.5 mm ² / s, the rest (RF Patent No. 2217483, 2003).

Данная смазка содержит серосодержащий диалкилдитиофосфат цинка, который в тяжелых режимах трения в результате разложения вызывает коррозию меди и ее сплавов.This lubricant contains sulfur-containing zinc dialkyldithiophosphate, which under severe friction conditions as a result of decomposition causes corrosion of copper and its alloys.

Наиболее близкой к заявляемому составу является пластичная смазка, содержащая синтетическое углеводородное масло, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, литиевое мыло стеариновой кислоты, противоизносную присадку трикрезилфосфат и антифрикционную присадку бензотриазол (пластичная смазка «Эра», ВНИИ НП). Температурный интервал применения от минус 60 до плюс 120°С (Л.С.Яновский «Горючесмазочные материалы для авиационных двигателей», Казань, «Мастер Лайн», 2002, с.324, 327-328).Closest to the claimed composition is a grease containing synthetic hydrocarbon oil, lithium soap 12-hydroxystearic acid, lithium soap stearic acid, anti-wear additive tricresyl phosphate and anti-friction additive benzotriazole (grease "Era", VNII NP). The temperature range of application is from minus 60 to plus 120 ° C (L.S. Yanovsky “Combustive-lubricating materials for aircraft engines”, Kazan, “Master Line”, 2002, p. 324, 327-328).

Недостатком смазки, описанной в прототипе, являются недостаточно высокие предохранительные свойства в тяжелых режимах трения, что может привести к коррозии конструкционных материалов подшипников и редукторов, изготовленных из цветных металлов и их сплавов, что сокращает срок службы этих механизмов.The disadvantage of the lubrication described in the prototype is the insufficiently high safety properties in severe friction conditions, which can lead to corrosion of structural materials of bearings and gears made of non-ferrous metals and their alloys, which reduces the service life of these mechanisms.

Задачей предлагаемого изобретения является создание пластичной смазки, позволяющей удлинить срок службы механизмов, изготовленных из цветных металлов и их сплавов.The objective of the invention is the creation of a grease that allows you to extend the service life of mechanisms made of non-ferrous metals and their alloys.

Для решения поставленной задачи предлагается пластичная смазка, содержащая синтетическое углеводородное масло, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, литиевое мыло стеариновой кислоты, противоизносную присадку трикрезилфосфат и антифрикционную присадку бензотриазол, которая отличается тем, что дополнительно содержит антиокислительную присадку фенольного типа, при следующем соотношении компонентов, % мас.:To solve this problem, a grease containing synthetic hydrocarbon oil, lithium soap of 12-hydroxystearic acid, lithium soap of stearic acid, anti-wear additive tricresyl phosphate and anti-friction additive benzotriazole, which differs in that it additionally contains an antioxidant additive of the phenolic type, is proposed in the following ratio % wt .:

Литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты12-hydroxy stearic acid lithium soap 5,5-8,55.5-8.5 Литиевое мыло стеариновой кислотыStearic Acid Lithium Soap 5,5-8,55.5-8.5 Антиокислительная присадкаAntioxidant additive 0,05-0,150.05-0.15 ТрикрезилфосфатTricresyl phosphate 3,8-4,23.8-4.2 БензотриазолBenzotriazole 0,05-0,20.05-0.2 Синтетическое углеводородное маслоSynthetic hydrocarbon oil ост. до 100rest up to 100

Причем в качестве присадки фенольного типа содержит 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол (агидол), а в качестве синтетического углеводородного масла содержит полиальфаолефиновое масло с вязкостью 3,5-4,5 сСт при 100°С или изопарафиновое масло с вязкостью 3,0-4,0 при 100°С.Moreover, as an additive, the phenolic type contains 4-methyl-2,6-ditretic butylphenol (agidol), and as a synthetic hydrocarbon oil contains polyalphaolefin oil with a viscosity of 3.5-4.5 cSt at 100 ° C or isoparaffin oil with a viscosity of 3 , 0-4.0 at 100 ° C.

Для получения смазки используют литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты и литиевое мыло стеариновой кислоты по СТП предприятия-изготовителя, присадку фенольного типа - агидол по ТУ 38.5901237-90 и другие присадки фенольного типа, трикрезилфосфат по ГОСТ 5728, бензотриазол по ТУ 6-09-1291-87, полиальфаолефиновое масло - ПАОМ-4 по ТУ 053-004-54409843-2004, изопарафиновое масло по ТУ 38.101228-72.To obtain the lubricant, lithium soap of 12-hydroxystearic acid and lithium soap of stearic acid according to STP of the manufacturer are used, the phenolic type additive is agidol according to TU 38.5901237-90 and other phenolic type additives, tricresyl phosphate according to GOST 5728, benzotriazole according to TU 6-09-1291 -87, polyalphaolefin oil - PAOM-4 according to TU 053-004-54409843-2004, isoparaffin oil according to TU 38.101228-72.

Предлагаемую смазку готовят термомеханическим диспергированием в масляной основе литиевого мыла 12-окситеариновой кислоты, литиевого мыла стеариновой кислоты и присадок при максимальной температуре в реакторе 215°С в течение 2-2,5 часов, затем сливают на барабан под давлением азота. После охлаждения массу подвергают механической обработке и отбирают пробы для анализов.The proposed lubricant is prepared by thermomechanical dispersion in an oil-based lithium soap of 12-hydroxycarboxylic acid, lithium soap of stearic acid and additives at a maximum temperature in the reactor of 215 ° C for 2-2.5 hours, then poured onto a drum under nitrogen pressure. After cooling, the mass is subjected to mechanical processing and samples are taken for analysis.

По вышеприведенной технологии приготовлено 4 образца смазки (табл.1). В табл.2 приведены результаты по коррозионному действию опытных образцов на металлы.According to the above technology, 4 samples of lubricant were prepared (Table 1). Table 2 shows the results on the corrosion effect of prototypes on metals.

Приведенные в табл.2 данные показывают, что разработанная смазка при заявленном соотношении компонентов обладает улучшенными по сравнению с прототипом (смазкой Эра») антикоррозионными свойствами в тяжелых режимах трения механизмов, изготовленных из цветных металлов и их сплавов, что подтверждается данными, полученными при более жестких условиях испытания (п.4): после искусственного старения смазки при длительном воздействии температуры 120°С за 36 часов с последующим воздействием при 60°С за 24 ч над водой по ГОСТ 4699 (методика ВНИИ НП) при сопоставлении со смазкой «Эра».The data given in table 2 show that the developed lubricant with the stated ratio of components has improved anti-corrosion properties in heavy friction of mechanisms made from non-ferrous metals and their alloys compared to the prototype (Era lubricant), which is confirmed by data obtained with more rigid test conditions (p. 4): after artificial aging of the lubricant under prolonged exposure to a temperature of 120 ° C for 36 hours, followed by exposure at 60 ° C for 24 hours above water in accordance with GOST 4699 (VNII NP methodology) with leaving lubricated "Era".

Из данных табл.2, п.4 следует, что при использовании заявляемой смазки происходит незначительное изменение веса пластин из цветных металлов и их сплавов, тогда как для смазки «Эра» этот показатель почти на порядок больше. Таким образом, использование предлагаемой смазки в механизмах, изготовленных из цветных металлов и их сплавов, удлиняет срок их службы.From the data of table 2, paragraph 4, it follows that when using the inventive lubricant there is a slight change in the weight of the plates of non-ferrous metals and their alloys, while for the lubricant "Era" this figure is almost an order of magnitude greater. Thus, the use of the proposed lubricant in mechanisms made of non-ferrous metals and their alloys extends their service life.

Предлагаемая пластичная смазка характеризуется низкой испаряемостью, стабильными реологическими свойствами, высокой работоспособностью, что обеспечивает длительный ресурс работы узлов трения. Улучшение ее объемно-механических и пусковых свойств дает возможность использовать смазку при низких температурах (до -60°С), что подтверждено данными табл.3.The proposed grease is characterized by low volatility, stable rheological properties, high performance, which ensures a long service life of friction units. The improvement of its volumetric-mechanical and starting properties makes it possible to use the lubricant at low temperatures (up to -60 ° C), which is confirmed by the data in Table 3.

Таблица 1Table 1 Составы приготовленных образцов смазокThe compositions of the prepared samples of lubricants № п/пNo. p / p Наименование компонентовName of components Содержание компонентов в смазке, % мас.The content of components in the lubricant,% wt. 1one 22 33 4four 22 Литевое мыло 12-оксистеариновой кислотыCast soap 12-hydroxy stearic acid 7,07.0 8,58.5 5,55.5 7,07.0 33 Литиевое мыло стеариновой кислотыStearic Acid Lithium Soap 7,07.0 5,55.5 8,58.5 7,07.0 4four Антиокислительная присадка фенольного типаPhenolic Type Antioxidant Additive 0,10.1 0,10.1 0,150.15 0,050.05 55 ТрикрезилфосфатTricresyl phosphate 4,04.0 3,83.8 4,24.2 4,04.0 66 БензотриазолBenzotriazole 0,20.2 0,150.15 0,20.2 0,050.05 77 Полиальфаолефиновое маслоPolyalphaolefin oil ост. до 100rest up to 100 ост. до 100rest up to 100 ост до 100ost to 100 -- 88 Изопарафиновое маслоIsoparaffin oil -- -- -- ост. до 100rest up to 100

Таблица 2table 2 Результаты по коррозионному действию опытных образцов на металлыResults on the corrosion effects of prototypes on metals Условия испытанийTest conditions Состояние поверхности металловMetal surface condition Образец 1Sample 1 Образец 2Sample 2 Образец 3Sample 3 Образец 4Sample 4 1. Ускоренный метод определения коррозионного действия на металлы при 100°С за 3 ч (ГОСТ 9.080)
Сталь 45
Медь М-1
Латунь Л-62
Бронза Браж Мц 10-3-1,51. An accelerated method for determining the corrosive effect on metals at 100 ° C for 3 hours (GOST 9.080)
Steel 45
Copper M-1
Brass L-62
Bronze Braz Mts 10-3-1,5 Чистая
Чистая
Чистая
ЧистаяClean
Clean
Clean
Clean Чистая
Чистая
Чистая
ЧистаяClean
Clean
Clean
Clean Чистая
Чистая
Чистая
ЧистаяClean
Clean
Clean
Clean Чистая
Чистая
Цвета побежалости
ЧистаяClean
Clean
Colors of Discoloration
Clean 2. Предохранительные свойства при 60°С за 24 ч над водой (ГОСТ 4699)
Сталь 45
Медь М-1
Латунь Л-62
Бронза Брофт 6,5-0,152. Safety properties at 60 ° С for 24 hours above water (GOST 4699)
Steel 45
Copper M-1
Brass L-62
Bronze Broft 6.5-0.15 Чистая
Чистая
Чистая
ЧистаяClean
Clean
Clean
Clean Чистая
Чистая
Чистая
ЧистаяClean
Clean
Clean
Clean Чистая
Чистая
Чистая
ЧистаяClean
Clean
Clean
Clean Чистая
Чистая
Цвета побежалости
ЧистаяClean
Clean
Colors of Discoloration
Clean 3. Коррозионная активность смазки при длительном воздействии повышенной температуры 120°С за 36 ч (Методика
ВНИИНП)
Медь М-1
Латунь Л-62
Бронза Брофт 6,5-0,15
Бронза Браж Мц 10-3-1,53. Corrosive activity of the lubricant during prolonged exposure to elevated temperature of 120 ° C for 36 hours (Methodology
VNIINP)
Copper M-1
Brass L-62
Bronze Broft 6.5-0.15
Bronze Braz Mts 10-3-1,5 Изменение веса, г/м² Weight change, g / m ² 0,0
0,0
0,0
0,00,0
0,0
0,0
0,0 0,0
0,0
0,0
0,00,0
0,0
0,0
0,0 0,0
0,0
0,0
0,00,0
0,0
0,0
0,0 -0,1
0,0
0,0
0,0-0.1
0,0
0,0
0,0 4. Предохранительные свойства при 60°С за 24 ч над водой (ГОСТ 4699) после искусственного старения смазки при длительном воздействии повышенной температуры 120°С за 36 ч (Методика ВНИИ НП)
Сталь 45
Медь М-1
Латунь Л-62
Бронза Брофт 6,5-0,15
Бронза Браж Мц 10-3-1,54. Safety properties at 60 ° C for 24 hours above water (GOST 4699) after artificial aging of the lubricant under prolonged exposure to elevated temperature of 120 ° C for 36 hours (VNII NP methodology)
Steel 45
Copper M-1
Brass L-62
Bronze Broft 6.5-0.15
Bronze Braz Mts 10-3-1,5 Изменение веса, г/м² (в числителе результаты по прототипу со смазкой «Эра», в знаменателе - с заявленной смазкой)Weight change, g / m ² (in the numerator, the results of the prototype with Era lubricant, in the denominator with the declared lubricant) 0,0/00
-0,4/-0,05
0,45/-0,07
-0,48/-0,06
-0,42/-0,060,0 / 00
-0.4 / -0.05
0.45 / -0.07
-0.48 / -0.06
-0.42 / -0.06 0,0/00
-0,4/-0,05
-0,45/-0,07
-0,48/-0,06
-0,47/-0,060,0 / 00
-0.4 / -0.05
-0.45 / -0.07
-0.48 / -0.06
-0.47 / -0.06 0,0/00
-0,4/-0,04
-0,45/-0,05
-0,5/-0,05
-0,44/-0,070,0 / 00
-0.4 / -0.04
-0.45 / -0.05
-0.5 / -0.05
-0.44 / -0.07 0,0/00
-0,43/-0,06
-0,44/-0,09
-0,47/-0,08
0,44/-0,080,0 / 00
-0.43 / -0.06
-0.44 / -0.09
-0.47 / -0.08
0.44 / -0.08

Таблица 3Table 3 Характеристика эксплуатационных свойств опытных образцовCharacterization of the operational properties of the prototypes   Образец 1Sample 1 Образец 2Sample 2 Образец 3Sample 3 Образец 4Sample 4 Эффективная вязкость при -60°С и среднем градиете скорости деформации 10^-1, Па·сEffective viscosity at -60 ° C and average strain rate gradient 10 ^-1 , Pa · s 540540 460460 710710 600600 Предел прочности на сдвиг при 50°С, ПаShear strength at 50 ° С, Pa 270270 250250 350350 300300 Испаряемость при 120°С за 1 ч, % мас.Evaporation at 120 ° C for 1 h,% wt. 1,01,0 1,41.4 0,80.8 1,01,0 Момент страгивания при -60°С, мНмThe moment of breaking at -60 ° C, mNm 1,01,0 0,80.8 1,21,2 1,01,0 Работоспособность на 5-шариковой машине трения при 150°С, минPerformance on a 5-ball friction machine at 150 ° C, min 450450 440440 400400 470470 Работоспособность на стенде 16Т-23-1 при трении скольжения при 150°С и нагрузке 750 кг/чPerformance on stand 16T-23-1 with sliding friction at 150 ° C and a load of 750 kg / h 7,87.8 8,08.0 7,07.0 7,47.4

Claims (3)

1. Пластичная смазка, содержащая синтетическое углеводородное масло, литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты, литиевое мыло стеариновой кислоты, противоизносную присадку трикрезилфосфат и бензотриазол, отличающаяся тем, что дополнительно содержит антиокислительную присадку фенольного типа при следующем соотношении компонентов, мас.%:
литиевое мыло 12-оксистеариновой кислоты 5,5-8,5 литиевое мыло стеариновой кислоты 5,5-8,5 антиокислительная присадка 0,05-0,15 трикрезилфосфат 3,8-4,2 бензотриазол 0,05-0,2 синтетическое углеводородное масло остальное до 100. 1. A grease containing synthetic hydrocarbon oil, lithium soap of 12-hydroxystearic acid, lithium soap of stearic acid, an antiwear additive tricresyl phosphate and benzotriazole, characterized in that it further contains an antioxidant additive of the phenolic type in the following ratio of components, wt.%:
12-hydroxystearic acid lithium soap 5.5-8.5 stearic acid lithium soap 5.5-8.5 antioxidant additive 0.05-0.15 tricresyl phosphate 3.8-4.2 benzotriazole 0.05-0.2 synthetic hydrocarbon oil the rest is up to 100. 2. Пластичная смазка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве присадки фенольного типа содержит 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол (агидол).2. Grease according to claim 1, characterized in that as an additive of the phenolic type contains 4-methyl-2,6-ditretic butylphenol (agidol). 3. Пластичная смазка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве синтетического углеводородного масла содержит полиальфаолефиновое масло с вязкостью 3,5-4,5 сСт при 100°С или изопарафиновое масло с вязкостью 3,0-4,0 сСт при 100°С. 3. The grease according to claim 1, characterized in that the synthetic hydrocarbon oil contains polyalphaolefin oil with a viscosity of 3.5-4.5 cSt at 100 ° C or isoparaffin oil with a viscosity of 3.0-4.0 cSt at 100 ° C.