Патент на изобретение №2293758

(54) МЕТАЛЛОПЛАКИРУЮЩАЯ ПРИСАДКА К СМАЗОЧНЫМ КОМПОЗИЦИЯМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к составам металлоплакирующих присадок для смазочных композиций, растворимых в маслах, и может быть широко использовано для уменьшения износа трущихся поверхностей деталей машин и механизмов, преимущественно при большой степени нагружения. Сущность: присадка содержит в мас.%: непредельную карбоновую кислоту, выбранную из ряда фракций С₆-С₂₂ 10-45, соль одновалентной и двухвалентной меди непредельной карбоновой кислоты, выбранной из ряда фракций С₆-С₂₂ 2-30, соль двухвалентного олова непредельной карбоновой кислоты, выбранной из ряда фракций С₆-С₂₂ 1-20, воду 0,001-0,05, минеральное масло до 100. Технический результат – снижение коэффициента трения в условиях повышенных нагрузок, а также повышение стойкости присадки к расслоению. 4 табл.

Изобретение относится к составам присадок для смазочных композиций, растворимых в маслах, и может быть широко использовано для уменьшения износа трущихся поверхностей деталей машин и механизмов, преимущественно при большой степени нагружения и высоких частотах взаимного перемещения.

Из уровня техники известна металлоплакирующая присадка [а.с. СССР №859425, кл. С 10 М 1/24], содержащая соль жирной кислоты и олеиновую кислоту, в которой в качестве соли жирной кислоты содержится олеат одновалентной меди при следующем соотношении компонентов, мас.%:

олеат одновалентной меди – 25-60;

олеиновая кислота – до 100.

Из уровня техники известна металлоплакирующая присадка [патент РФ №2044761, кл. С 10 М 129/08, С 10 М 129/08, С 10 М 129/40, С 10 М 105/24, C 10 N 30/06], содержащая олеат меди, олеиновую кислоту, глицерат меди и глицериновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

олеат меди – 3-5;

глицерат меди – 1-3;

глицерин – 5-10;

олеиновая кислота – остальное.

медно-оловянный стеарат 0,5-2,0;

базовая основа 98,0-99,5.

Недостатком вышеуказанной композиции является необходимость подогрева медно-оловянного стеарата при введении в базовую основу, в качестве которой по описанию может быть любое минеральное масло, а также агломерирование в маслах при температуре ниже 12-10°С.

Из уровня техники известна также металлоплакирующая присадка к смазочным композициям, взятая за прототип [патент РФ №2186834, кл. С 10 М 163/00, С 10 М 125/14, С 10 М 159/04, С 10 М 129/40, С 10 М 129/58, C 10 N 10/02, C 10 N 30/06], содержащая соль жирной кислоты, органическую кислоту, воду и минеральное масло, которая в качестве соли жирной кислоты содержит смесь солей одновалентной и двухвалентной меди олеиновой, и/или нафтеновой, и/или жирной кислоты фракции C₆-C₁₇, а в качестве органической кислоты она содержит олеиновую, и/или нафтеновую, и/или жирную кислоту фракции C₆-C₁₇ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

соль одновалентной меди олеиновой, и/или нафтеновой, и/или жирной кислоты фракции C₆-C₁₇ – 1-20;

соль двухвалентной меди олеиновой, и/или нафтеновой, и/или жирной кислоты фракции С₆-С₁₇ – 1-20;

олеиновая, и/или нафтеновая, и/или жирная кислота фракции C₆-C₁₇ – 10-60;

вода – 0,001-0,05;

минеральное масло – до 100.

К недостаткам прототипа относится высокий коэффициент трения при работе присадки в машинах и механизмах, в том числе с высокими частотами вращения.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение износостойкости трущихся поверхностей деталей машин и механизмов, особенно при работе в условиях повышенных нагрузок и частот перемещения за счет снижения коэффициента трения.

Указанная задача решается за счет того, что металлоплакирующая присадка к смазочным композициям содержит карбоновую кислоту, смесь солей карбоновых кислот, воду и минеральное масло, при этом в качестве карбоновой кислоты она содержит непредельную карбоновую кислоту, выбранную из ряда фракций С₆-С₂₂, а в качестве смеси солей карбоновых кислот она содержит смесь солей одновалентной и двухвалентной меди непредельной карбоновой кислоты, выбранной из ряда фракций С₆-С₂₂, и соль двухвалентного олова непредельной карбоновой кислоты, выбранной из ряда фракций С₆-С₂₂, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

непредельная карбоновая кислота, выбранная из ряда фракций С₆-С₂₂ – 10-45;

смесь солей одновалентной и двухвалентной меди непредельной карбоновой кислоты, выбранной из ряда фракций С₆-С₂₂ – 2-30;

соль двухвалентного олова непредельной карбоновой кислоты фракций С₆-С₂₂ – 1-20;

вода – 0,001-0,050;

минеральное масло – до 100.

Металлоплакирующую присадку к смазочным композициям получают следующим образом. В непредельную карбоновую кислоту, выбранную из ряда фракций С₆-С₂₂, например, техническую олеиновую марки Б-115, представляющую собой смесь карбоновых непредельных кислот C₁₆-C₂₂, вводят окись одновалентной меди и окись двухвалентного олова, проводят перемешивание, например, пропуская смесь через гидродинамический аппарат при критерии перемешивания Re=10000-60000 и диапазоне температур от 30 до 180°С. Диспергирование и растворение проводят в течение 30-60 мин, при этом образуются соли меди карбоновых непредельных кислот. После растворения оксидов в кислоте отделяют непрореагировавшие окислы фильтрованием.

В результате реакции самоокисления-самовосстановления (диспропорционирования) образуются одно- и двухвалентные соли меди карбоновых непредельных кислот, соотношение между которыми регулируется длительностью процесса и значением критерия Рейнольдса. Затем в очищенный раствор вводят минеральное масло. Контроль качества готового продукта осуществляют по процентному содержанию меди, которое определяют, растворяя навеску продукта в ледяной уксусной кислоте с последующим титрованием с использованием иодометрии. Содержание меди Cu⁺¹ и Cu^+II в присадке можно определить методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС).

При плакировании трущихся соединений в первую очередь осаждается медь в присутствии поверхностно-активных веществ, содержащихся в присадке, а затем – олово, коэффициент трения которого меньше, чем у меди, и поэтому становится возможным уменьшить коэффициент трения.

В качестве минерального масла могут быть использованы масла любой группы, в том числе индустриальные, трансмиссионные, моторные, гидравлические и т.п. при обеспечении синергизма.

Использование непредельных карбоновых кислот позволяет получить необходимую молекулярную структуру металлоплакирующей присадки к смазочным композициям, обеспечивающую достижение требуемых физико-химических свойств.

Выбор определенных компонентов и их соотношения обусловлен качеством получаемой присадки и решением поставленной задачи. В табл.1 приведены различные варианты количественного состава металлоплакирующей присадки к смазочным композициям. Влияние состава присадки на коэффициент трения при различных значениях температуры в зоне трения и давления для различных пар трения представлено в табл.2-4.

При использовании других соотношений компонентов присадки в пределах заявленных диапазонов также достигается снижение коэффициента трения.

В качестве побочного технического результата достигается повышение стойкости к расслоению заявляемой металлоплакирующей присадки к смазочным композициям. Период времени, в течение которого присадка не расслаивается, увеличивается до 18 месяцев, что превышает характеристику присадки, описанной в прототипе, в 1,5 раза.

Использование металлоплакирующей присадки к смазочным композициям позволяет значительно снизить коэффициент трения для различных пар трения, в том числе при большой степени нагружения и высоких частотах взаимного перемещения.

Формула изобретения

Металлоплакирующая присадка к смазочным композициям, содержащая карбоновую кислоту, смесь солей карбоновых кислот, воду и минеральное масло, отличающаяся тем, что в качестве карбоновой кислоты она содержит непредельную карбоновую кислоту, выбранную из ряда фракций С₆-С₂₂, а в качестве смеси солей карбоновых кислот она содержит смесь солей одновалентной и двухвалентной меди непредельной карбоновой кислоты, выбранной из ряда фракций С₆-С₂₂, и соль двухвалентного олова непредельной карбоновой кислоты, выбранной из ряда фракций С₆-С₂₂, при следующем соотношении компонентов, мас.%: