RU2764435C1 - Grease - Google Patents

Abstract

FIELD: lubrication.

SUBSTANCE: invention relates to grease used for lubricating "metal-metal" and "metal-rubber" friction surfaces ensuring reliable operation of automotive braking equipment in the temperature range of the friction units from minus 60°C to plus 120°C (for a short term up to plus 150°C) and at an atmospheric temperature from minus 60°C to plus 60°C. The grease comprises a base oil, lithium soap formed as a result of interaction of fatty carboxylic acid and lithium hydroxide, functional additives, an antioxidant and a corrosion inhibitor, additionally comprises polyethylsiloxane liquid and dibutyl phthalate; the base oil consists of a mixture of hydrodeparaffinised oil and synthetic oil in the form of polyalphaolefin oil, taken in a mass ratio of 1.0 to 1.2:2.0 to 2.5, wherein polyalphaolefin oil is taken in a weight ratio of 3.0 to 3.2:0.9 to 1.5 to polyethylsiloxane liquid, 1,2,3-benzotriazole is used as an anticorrosion additive, and agidol-1 is used as an antioxidant additive, taken in a mass ratio of 2.5 to 3:1 to 1.5, with the following ratio of components, wt.%: lithium soap of higher fatty acids 19 to 25; additives 2 to 4; dibutyl phthalate 4 to 7; base oil the rest.

EFFECT: creation of a lubricant for friction units with a high interrepair service life, with high mechanical stability and a wide temperature range for use.

1 cl, 1 ex

Description

Изобретение относится к пластичной смазке, применяемой для смазывания трущихся поверхностей «металл-металл» и «металл-резина», обеспечивающих надежную эксплуатацию автотормозных приборов в диапазоне температур узлов трения от минус 60°С до плюс 120°С (кратковременно до плюс 150°С) и температуре атмосферного воздуха от минус 60°С до плюс 60°С.The invention relates to a grease used to lubricate the friction surfaces "metal-metal" and "metal-rubber", ensuring reliable operation of auto-brake devices in the temperature range of friction units from minus 60°C to plus 120°C (short-term up to plus 150°C ) and atmospheric air temperature from minus 60°С to plus 60°С.

Современные требования к пластичным смазкам для узлов трения заключаются в обеспечении возможности длительного ресурса работы таких узлов. Modern requirements for greases for friction units are to ensure the possibility of a long service life of such units.

Известна пластичная смазка, содержащая гидроксистеариновую, ук-сусную и синтетические жирные кислоты, гидроксид бария, N-(диэтилами нометил) бензотриазол и масло синтетическое полиальфаолефиновое (см. описание изобретения к патенту Российской федерации № 2 391 386, МПК C10M 169/04 (2006.01), C10M 117/02 (2006.01), C10M 107/10 (2006.01), C10M 133/44, опубл. 10.06.2006.). Known grease containing hydroxystearic, acetic and synthetic fatty acids, barium hydroxide, N-(diethylaminomethyl) benzotriazole and synthetic polyalphaolefin oil (see the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2 391 386, IPC C10M 169/04 (2006.01 ), C10M 117/02 (2006.01), C10M 107/10 (2006.01), C10M 133/44, published 10.06.2006.).

Недостатком известной смазки являются невозможность применения при более низких температурах (до минус 60°С), а также невысокие смазывающие свойства. A disadvantage of the known lubricant is the inability to use at lower temperatures (down to minus 60°C), as well as low lubricating properties.

Известна пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения скольжения на основе углеводородного масла, содержащая литиевое мыло стеариновой и 12-оксистеариновой кислот, одновалентную окись меди, низкомолекулярный полиизобутилен, дифениламин, полиальфаолефиновое масло, а также сложный эфир пентаэритритового спирта и синтетических жирных кислот фракции С5-С9 (см. описание изобретения к патенту Российской федерации № 2 555 710, МПК C10M 169/00 (2006.01), C10M 107/10 (2006.01), A well-known grease for heavily loaded sliding friction units based on hydrocarbon oil containing lithium soap of stearic and 12-hydroxystearic acids, monovalent copper oxide, low molecular weight polyisobutylene, diphenylamine, polyalphaolefin oil, and an ester of pentaerythritol alcohol and synthetic fatty acids of the C5-C9 fraction ( see the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2 555 710, IPC C10M 169/00 (2006.01), C10M 107/10 (2006.01),

C10M 105/38 (2006.01), C10M 117/02 (2006.01), C10M 125/10 (2006.01), C10M 105/38 (2006.01), C10M 117/02 (2006.01), C10M 125/10 (2006.01),

C10M 133/12 (2006.01), опубл. 10.07.2015)C10M 133/12 (2006.01), publ. 07/10/2015)

Недостатком известной смазки является недостаточная её механическая стабильность (предел прочности 191-230 Па) т.е. та минимальная нагрузка, при которой происходит необратимое разрушение каркаса смазки, и она ведет себя как жидкость.The disadvantage of the known lubricant is its insufficient mechanical stability (tensile strength 191-230 Pa), i.e. the minimum load at which irreversible destruction of the skeleton of the lubricant occurs, and it behaves like a liquid.

Известна пластичная смазка для тяжелонагруженных узлов трения, в которой используют следующие компоненты:- в качестве загустителя: простые и комплексные мыла щелочных, щелочноземельных и иных металлов и органических кислот различного строения (мыльный загуститель); производные мочевины (уреатный загуститель); полимеры неполярного строения (полимерный загуститель); твердые углеводороды различного строения (углеводородный загуститель) и неорганические загустите-ли различного строения (диоксид кремния и его производные, сажа, бентонитовые глины) или их смеси в любых соотношениях (см. описание изобретения к патенту Российской федерации № 2 711 022, МПК C10M 169/06 (2006.01), C10M 125/00 (2006.01), B82B 3/00 (2006.01), B82Y 40/00 (2011.01), C10N 40/00 (2006.01), C10N 30/06 (2006.01), опубл.14.01.2020).Known grease for heavily loaded friction units, which use the following components: - as a thickener: simple and complex soaps of alkali, alkaline earth and other metals and organic acids of various structures (soap thickener); urea derivatives (ureate thickener); non-polar polymers (polymeric thickener); solid hydrocarbons of various structures (hydrocarbon thickener) and inorganic thickeners of various structures (silicon dioxide and its derivatives, soot, bentonite clays) or mixtures thereof in any ratio (see the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2 711 022, IPC C10M 169 /06 (2006.01), C10M 125/00 (2006.01), B82B 3/00 (2006.01), B82Y 40/00 (2011.01), C10N 40/00 (2006.01), C10N 30/06 (2006.01), publ. 14.01. 2020).

Недостатком известной смазки является недостаточные низкотемпературные свойства, а именно работоспособность в узком диапазоне температур от минус 30 до 120°С. The disadvantage of the known lubricant is the lack of low-temperature properties, namely performance in a narrow temperature range from minus 30 to 120°C.

Наиболее близкой к заявленной смазке является пластичная смазка ЖТ-79Л (ТУ-0254-002-01055954-01), предназначенная для смазывания автотормозных приборов локомотивов и вагонов, а так же пневмоприводов электрических аппаратов локомотивов. The closest to the claimed lubricant is grease ZhT-79L (TU-0254-002-01055954-01), intended for lubrication of auto-brake devices of locomotives and cars, as well as pneumatic actuators of electrical apparatus of locomotives.

Смазка для автотормозных приборов ЖТ-79Л изготовлена на основе смеси минерального изопарафинового масла и кремнийорганической жидкости или на смеси масла веретенного АУ или ВАУ и кремнийорганической жидкости, загущенной литиевым мылом стеариновой кислоты, и содержит антиокислительную присадку и пластификатор, обеспечивающий работоспособность смазки в контакте «металл - резина», а также глицерин при наличии в смазке масла веретенного АУ или ВАУ.Lubricant for automatic braking devices ZhT-79L is made on the basis of a mixture of mineral isoparaffin oil and organosilicon liquid or a mixture of AU or VAU spindle oil and organosilicon liquid thickened with lithium soap of stearic acid, and contains an antioxidant additive and a plasticizer that ensures the performance of the lubricant in the metal-to-metal contact. rubber”, as well as glycerin in the presence of AU or VAU spindle oil in the lubricant.

Смазку ЖТ-79Л применяют при температурах окружающей среды от минус 60 до плюс 120°С. Допускается кратковременное использование смазки при температуре в объеме узла трения до плюс 150°С.Grease ZhT-79L is used at ambient temperatures from minus 60 to plus 120°C. It is allowed to use the lubricant for a short time at a temperature in the volume of the friction unit up to plus 150°C.

Недостатком известной смазки является короткий срок службы смазки. A disadvantage of the known lubricant is the short service life of the lubricant.

Технической задачей и результатом предлагаемого изобретения является создание смазки для узлов трения с высоким межремонтным сроком службы, с высокой механической стабильностью и с широким диапазоном температур для использования. The technical task and the result of the invention is to create a lubricant for friction units with a high overhaul life, high mechanical stability and a wide temperature range for use.

Технический результат достигается тем, что пластичная смазка содержит базовое масло, литиевое мыло, образуемое в результате взаимодействия жирной карбоновой кислоты и гидроксида лития, функциональные присадки антиокислитель и ингибитор коррозии, при этом она дополнительно содержит полиэтилсилоксановую жидкость и дибутилфталат, при этом базовое мас-ло состоит из смеси масла гидродепарафинированного и масла синтетического- полиальфаолефинового, взятых в массовом соотношении 1,0-1,2 : 2,0-2,5, причём полиальфаолефиновое масло взято в массовом соотношении 3,0-3,2 : 0,9-1,5 к полиэтилсилоксановой жидкости, в качестве антикоррозионной присадки используют 1,2,3 - Бензотриазол, а в качестве антиокислительной присадки - Агидодол-1, взятых в массовом соотношении 2,5-3:1-1,5, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved by the fact that the grease contains a base oil, lithium soap formed as a result of the interaction of a fatty carboxylic acid and lithium hydroxide, functional additives, an antioxidant and a corrosion inhibitor, while it additionally contains polyethylsiloxane liquid and dibutyl phthalate, while the base oil consists from a mixture of hydrodewaxed oil and synthetic oil - polyalphaolefin, taken in a mass ratio of 1.0-1.2: 2.0-2.5, and polyalphaolefin oil is taken in a mass ratio of 3.0-3.2: 0.9-1 ,5 to polyethylsiloxane liquid, 1,2,3 - Benzotriazole is used as an anti-corrosion additive, and Agidodol-1 is used as an antioxidant additive, taken in a mass ratio of 2.5-3: 1-1.5, in the following ratio of components, wt.%:

литиевое мыло высших жирных кислотlithium soap of higher fatty acids 19 – 25 19 – 25 присадки additives 2 – 42-4 дибутилфталат dibutyl phthalate 4 – 74 - 7 базовое масло base oil остальное. rest.

Предлагаемая пластичная смазка содержит базовое масло, состоящее из смеси масла гидродепарафинированного и масла синтетического, полиэтилсилоксановую жидкость, литиевое мыло высших жирных кислот, дибутилфталат и функциональные присадки.The proposed grease contains a base oil consisting of a mixture of hydrodewaxed oil and synthetic oil, polyethylsiloxane liquid, lithium soap of higher fatty acids, dibutyl phthalate and functional additives.

Базовое масло в смазке является дисперсионной средой. От свойств дисперсионной среды зависит межремонтный срок службы узла со смазкой, работоспособность смазки при низких и высоких температурах. Это обеспечивается применением в указанном соотношении синтетического-полиальфаолефинового масла высокой вязкости в смеси с полиэтилсилоксановой жидкостью, имеющей низкую температуру застывания (до минус 80°С) и депарафинированным маслом с низкой температурой застывания (минус 45°С).The base oil in a lubricant is a dispersion medium. The properties of the dispersion medium determine the overhaul life of the unit with lubrication, the performance of the lubricant at low and high temperatures. This is ensured by the use of a high viscosity synthetic-polyalphaolefin oil in the specified ratio mixed with a polyethylsiloxane liquid having a low pour point (up to minus 80°C) and dewaxed oil with a low pour point (minus 45°C).

В качестве синтетического масла используют полиальфаолефиновое масло в массовом соотношении к полиэтилсилоксановой жидкости 3,0- 3,2 : 0,9-1,5, и в массовом соотношении с депарафинированным маслом 1,0-1,2 : 2,0-2,5. As a synthetic oil, polyalphaolefin oil is used in a mass ratio to polyethylsiloxane liquid 3.0-3.2: 0.9-1.5, and in a mass ratio with dewaxed oil 1.0-1.2: 2.0-2, 5.

Литиевое мыло - загуститель является одним из самых дешевых, и в то же время, обеспечивает достаточно высокие эксплуатационные свойства пластичным смазкам. По сравнению с другими щелочными мылами литиевые мыла имеют ряд достоинств, а именно высокие водостойкость, термостойкость и механическая стабильность. Lithium soap - a thickener is one of the cheapest, and at the same time, provides sufficiently high performance properties for greases. Compared with other alkaline soaps, lithium soaps have a number of advantages, namely high water resistance, heat resistance and mechanical stability.

В качестве пластификатора широкой области применения используют Дибутилфталат - дибутиловый эфир фталевой кислоты. В смазке пластификатор необходим для придания требуемой совместимости смазочного материала с эластомерами.Dibutyl phthalate, a dibutyl ester of phthalic acid, is used as a plasticizer for a wide range of applications. In lubricants, a plasticizer is needed to give the lubricant the required compatibility with elastomers.

Антиокислительная и антикоррозионная присадки обеспечивают защиту от коррозии и окисления и, наряду с композицией базовых масел, служат для увеличения срока службы смазки.Anti-oxidant and anti-corrosion additives provide protection against corrosion and oxidation and, along with the composition of the base oils, serve to increase the life of the lubricant.

В качестве антикоррозионной присадки смазка содержит 1,2,3 - Бензотриазол, а в качестве антиокислительной присадки -Агидодол-1. The lubricant contains 1,2,3-benzotriazole as an anti-corrosion additive, and Agidodol-1 as an antioxidant additive.

Присадки 1,2,3-Бензотриазол и Агидол-1 используют в массовом соотношении 2,5-3:1-1,5 и подаются в смазку последовательно для достижения требуемой совместимости с эластомерами. Additives 1,2,3-benzotriazole and Agidol-1 are used in a mass ratio of 2.5-3:1-1.5 and are fed into the lubricant sequentially to achieve the required compatibility with elastomers.

Смазку изготавливают путем загущения смеси высококачественных масел, а именно синтетического (полиальфаолефинового), гидродепарафинизированного и полиэтилсилоксановой жидкости литиевыми мылами жирных кислот с добавлением присадок, обеспечивающих высокие антиокислительные и антикоррозионные свойства. The grease is made by thickening a mixture of high-quality oils, namely synthetic (polyalphaolefin), hydrodewaxed and polyethylsiloxane liquids with lithium soaps of fatty acids with the addition of additives that provide high antioxidant and anticorrosion properties.

Готовят смазку в реакторе, снабженном перемешивающим устройством и рубашкой для нагрева и охлаждения.Grease is prepared in a reactor equipped with a stirrer and a jacket for heating and cooling.

В реактор при температуре 60-70°С загружают масло гидродепарафинизированное, первую порцию масла полиальфаолефинового, полиэтилсилоксановую жидкость и расчетное количество гидроокиси лития. Далее температуру смеси поднимают до 70-80°С и порционно добавляют расчетное количество жирных кислот. Hydrodewaxed oil, the first portion of polyalphaolefin oil, polyethylsiloxane liquid and the calculated amount of lithium hydroxide are loaded into the reactor at a temperature of 60-70°C. Next, the temperature of the mixture is raised to 70-80°C and the calculated amount of fatty acids is added in portions.

При дальнейшем подъеме температуры до 95-100°С идёт процесс нейтрализации. Далее загружают вторую порцию масла полиальфаолефинового. Реакционную смесь термообрабатывают в два этапа: при температуре 170 °С и 215°С. Далее при охлаждении реакционной смеси до 130°С добавляют антикоррозионную присадку, и при температуре 80-90 °С, загружают антиокислительную присадку и дибутилфталат. With a further rise in temperature to 95-100 ° C, the process of neutralization takes place. Next, the second portion of the polyalphaolefin oil is loaded. The reaction mixture is thermally treated in two stages: at a temperature of 170°C and 215°C. Further, when the reaction mixture is cooled to 130°C, an anti-corrosion additive is added, and at a temperature of 80–90 °C, an antioxidant additive and dibutyl phthalate are loaded.

В конце процесса при температуре 80-90°С производят гомогенизацию смазки, используя отдельный аппарат – миксер-гомогенизатор, в котором получают однородную структуру смазки. At the end of the process at a temperature of 80-90°C, the lubricant is homogenized using a separate apparatus - a homogenizer mixer, in which a homogeneous lubricant structure is obtained.

Зимой при отрицательных температурах при заборе воздуха в тормозную пневмосистему, который подвергается резкому сжатию до 0,9 МПа и в условиях высокой относительной влажности сопровождается выделением водного конденсата с образованием ледяных бляшек, которые накапливаются в тормозном оборудовании.In winter, at negative temperatures, when air is taken into the brake pneumatic system, which is subjected to sharp compression up to 0.9 MPa and under conditions of high relative humidity, it is accompanied by the release of water condensate with the formation of ice plaques that accumulate in the brake equipment.

При перемещении поршня по цилиндру эти бляшки попадают под резиновую уплотнительную манжету, что приводит к нарушению герметичности тормозного прибора. When the piston moves along the cylinder, these plaques fall under the rubber sealing cuff, which leads to a violation of the tightness of the brake device.

Предлагаемая смазка при работе зимой предотвращает влияние образующегося в тормозных приборах льда на процесс торможения.The proposed lubrication during winter operation prevents the influence of ice formed in brake devices on the braking process.

Заявляемая смазка успешно прошла испытания в ОАО «Ритм» ТПТА, являющемся одним из ведущих производителей автотормозных приборов. Работоспособность смазки проверяли на тормозном цилиндре и воздухораспределителе.The inventive lubricant has successfully passed the tests in OJSC "Ritm" TPTA, which is one of the leading manufacturers of auto-brake devices. The performance of the lubricant was checked on the brake cylinder and air distributor.

Цилиндр тормозной 6571А, на рабочие поверхности которого была нанесена смазка, сохранил работоспособность при температуре окружающего воздуха минус 60оС после совершения им 300 000 циклов «торможение-отпуск», что по результатам проведенных испытаний соответствует требованиям ГОСТ 31402-2013 по проверяемым параметрам. Увеличение безотказной работы тормозного цилиндра до 300 000 циклов позволяет обеспечить межремонтный срок службы не менее 8 лет, что соответствует требованиям, предъявленным к инновационному тормозному оборудованию.Brake cylinder 6571A, on the working surfaces of which lubrication was applied, remained operational at an ambient temperature of minus 60 ° C after 300,000 “braking-release” cycles, which, according to the results of the tests, meets the requirements of GOST 31402-2013 in terms of the parameters being checked. Increasing the failure-free operation of the brake cylinder up to 300,000 cycles ensures a service life between overhauls of at least 8 years, which meets the requirements for innovative brake equipment.

На этом же предприятии, были проведены индивидуальные, ресурсные испытания и испытания на работоспособность при нижнем и верхнем значениях рабочих температур. Главная и магистральная части воздухораспределителя выдержали испытания:At the same enterprise, individual, resource tests and performance tests were carried out at the lower and upper values of operating temperatures. The main and main parts of the air distributor passed the tests:

-на соответствие требованиям ТУ 3184-017-10785350-2013;- for compliance with the requirements of TU 3184-017-10785350-2013;

-ресурсные;-resource;

-на работоспособность при верхнем и нижнем предельных значениях рабочих температур.- for performance at the upper and lower limit values of operating temperatures.

Claims (2)

Пластичная смазка, содержащая базовое масло, литиевое мыло, образуемое в результате взаимодействия жирной карбоновой кислоты и гидроксида лития, функциональные присадки: антиокислитель и ингибитор коррозии, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит полиэтилсилоксановую жидкость и дибутилфталат, при этом базовое масло состоит из смеси масла гидродепарафинированного и масла синтетического полиальфаолефинового, взятых в массовом соотношении 1,0-1,2:2,0-2,5, причём полиальфаолефиновое масло взято в массовом соотношении 3,0-3,2:0,9-1,5 к полиэтилсилоксановой жидкости, в качестве антикоррозионной присадки используют 1,2,3-бензотриазол, а в качестве антиокислительной присадки - агидодол-1, взятые в массовом соотношении 2,5-3:1-1,5, при следующем соотношении компонентов, мас.%:Grease containing base oil, lithium soap formed as a result of the interaction of fatty carboxylic acid and lithium hydroxide, functional additives: antioxidant and corrosion inhibitor, characterized in that it additionally contains polyethylsiloxane liquid and dibutyl phthalate, while the base oil consists of a mixture of hydrodewaxed oil and synthetic polyalphaolefin oils, taken in a mass ratio of 1.0-1.2:2.0-2.5, and polyalphaolefin oil is taken in a mass ratio of 3.0-3.2:0.9-1.5 to the polyethylsiloxane liquid , 1,2,3-benzotriazole is used as an anti-corrosion additive, and agidodol-1 is used as an antioxidant additive, taken in a mass ratio of 2.5-3: 1-1.5, in the following ratio of components, wt.%: литиевое мыло высших жирных кислотlithium soap of higher fatty acids 19–25 19–25 присадки additives 2-4 2-4 дибутилфталат dibutyl phthalate 4-7 4-7 базовое масло base oil остальное rest