редукторное масло

Формула изобретения

Редукторное масло, содержащее нефтяное масло, эфир жирной кислоты, дитиофосфатную присадку, полиметилсилоксановую жидкость, отличающееся тем, что масло дополнительно содержит ди-трет-додецил трисульфид, полиметакрилат и азотсодержащий сополимер, а в качестве дитиофосфатной присадки используют алкилдитиофосфат цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ди-трет-додецил трисульфид	1,4-2,2
Алкилдитиофосфат цинка	0,7-0,9
Эфир жирной кислоты	0,07-0,1
Полиметакрилат	0,1-0,3
Азотсодержащий сополимер	0,03-0,04
Полиметилсилоксановая жидкость	0,003-0,005
Нефтяное масло	До 100,0

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к составам смазочных масел и может быть использовано для смазывания зубчатых и червячных передач промышленного оборудования, работающих при средних и высоких нагрузках.

Известно редукторное масло (Патент РФ № 1593202, C10M 137/10, БИ № 19, 1994 г.), содержащее, мас. %:

Аллиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты	2,0-4,0
Борированный диалкилдитиофосфат цинка	0,5-1,5
Полиметакрилат	0,1-0,3
Нефтяное масло	До 100,0

Указанное масло характеризуется недостаточным уровнем противозадирных, противоизносных, защитных, противопенных, деэмульгирующих свойств.

Наиболее близким к заявленному составу является масло для смазывания зубчатых и червячных передач промышленного оборудования, работающих при средних и высоких нагрузках, в том числе при наличии ударных нагрузок, например, при смазке уникальных прессов горячей штамповки (а.с. № 958476, C10M 1/18, БИ № 34, 1982 г.), содержащее, мас. %:

Диалкилдитиофосфат цинка	2,0-3,0
Эфир жирной кислоты	0,1-0,2
Ди-(алкилбензилтио)-этан	3,0-5,0
Полиизобутилен с мол. мас. 70-150 тыс.	0,015-0,045
Полиметилсилоксановая жидкость	0,003-0,005
Нефтяное масло	До 100,0

Недостатком этого масла являются недостаточно высокие противоизносные и низкотемпературные, неудовлетворительные деэмульгирующие свойства, поскольку зачастую масла в редукторах работают в условиях интенсивного перемешивания при значительном обводнении (в металлургическом производстве). При попадании в масло воды, при перемешивании полученной смеси может образоваться эмульсия, которая приводит к ухудшению смазочных свойств, усилению электрохимической коррозии, образованию шлама, выбросу масла из системы и, как следствие, к снижению эффективности его использования. Улучшение деэмульгирующих свойств позволит избежать этих нежелательных явлений и сократить расход масла, так как уменьшатся его потери с эмульсией.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение противоизносных, низкотемпературных и деэмульгирующих свойств масла за счет введения в нефтяное масло сбалансированной композиции присадок. Одновременно задачей является выбор противозадирного компонента, так как производство используемых в приведенных составах противозадирных присадок (аллиловый эфир диэтилдитиокарбаминовой кислоты, ди-(алкилбензилтио)-этан) в настоящее время отсутствует. Критериями при выборе присадок наряду с требованиями по физико-химическим и эксплуатационным свойствам являются их доступность, экономичность и экологичность. Для этого в нефтяное масло, содержащее эфир жирной кислоты, дитиофосфатную присадку, полиметилсилоксановую жидкость, дополнительно вводят ди-трет-додецил трисульфид, полиметакрилат и азотсодержащий сополимер, а в качестве дитиофосфатной присадки используют алкилдитиофосфат цинка при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Ди-трет-додецил трисульфид	1,4-2,2
Алкилдитиофосфат цинка	0,7-0,9
Эфир жирной кислоты	0,07-0,1
Полиметакрилат	0,1-0,3
Азотсодержащий сополимер	0,03-0,04
Полиметилсилоксановая жидкость	0,003-0,005
Нефтяное масло	До 100,0

При этом ди-трет-додецил трисульфид и алкилдитиофосфат цинка входят в масло в виде пакета присадок в концентрации 2,3-3,3, стабилизированного дистиллятным нефтяным маслом.

В композиции использованы следующие компоненты.

Смесь: (ди-трет-додецил трисульфида и алкилдитиофосфата цинка) по ТУ 0257-002-40065452-97 (пакет присадок Т-43), эфир жирной кислоты по ТУ 2499-079-05015207-2002 (присадка В15/41), полиметакрилат по ТУ 0257-001-48328353-00 (присадка Максойл Д), азотсодержащий сополимер по ТУ 6-14-614-76 (присадка Дипроксамин-157), полиметилсилоксановая жидкость по ОСТ 6-02-20-79 (присадка ПМС-200А).

Для экспериментальной проверки предлагаемого состава были изготовлены шесть образцов (примеры 1-6, таблица 1).

В таблице 2 приведены данные испытаний этих образцов, из которых видно, что примеры 2, 3, 4 оптимального состава имеют высокие противоизносные, низкотемпературные, деэмульгирующие, противопенные свойства.

Таблица 1
Компоненты	Содержание компонентов в образцах, мас. %
	1	2	3	4	5	6 (прототип)
Ди-трет-додецил трисульфид	1,2	1,4	1,8	2,2	2,4	-
Диалкилдитиофосфат цинка	-	-	-	-	-	2,5
Алкилдитиофосфат цинка	0,5	0,7	0,8	0,9	1,2	-
Ди-(алкилбензилтио)-этан	-	-	-	-	-	4,0
Полиметакрилат	0,05	0,1	0,2	0,3	0,5	-
Эфир жирной кислоты	0,05	0,07	0,08	0,10	0,13	0,1
Полиизобутилен с мол. мас. 70-150 тыс	-	-	-	-	-	0,03
Азотсодержащий сополимер	0,02	0,03	0,03	0,04	0,05	-
Полиметилсилоксановая жидкость	0,002	0,003	0,004	0,005	0,006	0,005
Нефтяное масло с пределами вязкости 135,0-165,0 мм2/с при 40°C	до 100	до 100	до 100	до 100	до 100	до 100

При уменьшении концентрации ди-трет-додецил трисульфида ниже 1,4%, алкил-дитиофосфата цинка ниже 0,7%, полиметакрилата ниже 0,1%, эфира жирной кислоты ниже 0,07%, полиметилсилоксановой жидкости ниже 0,003% (пример 1) ухудшаются противозадирные, противоизносные, низкотемпературные, деэмульгирующие и противопенные свойства, увеличение их концентрации выше (2,2; 0,9; 0,3; 0,1; 0,005% соответственно) приводит к некоторому ухудшению противоизносных и деэмульгирующих свойств (пример 5).

Следует отметить, что разработанная композиция уступает прототипу по противозадирным свойствам, определяемым на ЧШМ трения по ГОСТ 9490. Известно, что с увеличением концентрации противозадирной присадки улучшаются противозадирные свойства (И_з), но зачастую это приводит к некоторому ухудшению противоизносных свойств. Поэтому в композицию введено оптимальное количество противозадирной присадки, обеспечивающее достаточный уровень противозадирных свойств и не ухудшающее противоизносные свойства масла, о чем свидетельствуют результаты стендовых испытаний масла, полученные на шестеренчатой установке FZG (нормальная работа зубчатого зацепления на 12 ступени нагружения, отсутствие повреждений зубьев в полюсе зацепления), подтверждающие возможность использования масла для смазывания зубчатых передач и редукторов.

Сравнительная характеристика свойств масла согласно изобретению (пример 3) и прототипа (пример 6) приведена в таблице 3, из данных которой следует, что предлагаемое масло превосходит масло известного состава по противоизносным, низкотемпературным, деэмульгирующим и противопенным свойствам.

Разработанное редукторное масло имеет высокие противозадирные и несущие свойства, обладает водоотделяющими свойствами и высокой стойкостью к пенообразованию при эксплуатации, благодаря чему снижаются расход энергии и средние температуры в объеме масла, защищает детали от коррозии и ржавления в присутствии влаги.

Масло изготавливается на установке компаундирования или на любой другой установке, на которой имеются емкости с обогревающим, перемешивающим и фильтрующим устройствами. В подогретое до 70-80°С нефтяное масло вводят присадки. Полученная смесь перемешивается при 70-80°С в течение 3 часов.

Таблица 2
Показатели	Примеры
	1	2	3	4	5	6 (прототип)
Трибологические характеристики на ЧШМ трения:
- индекс задира, Из , Н(кгс)	437(44,5)	500(51,0)	520(53,0)	530(54,0)	540(55,0)	579(59)
- показатель износа, Ди, мм	0,43	0,32	0,30	0,30	0,35	0,46
Деэмульгирующие свойства:
- время расслоения, мин	60	30	30	30	50	60
- объем слоев (масло-вода-эмульсия), см3	(35-36-9)	(43-37-0)	(43-37-0)	(43-37-0)	(43-37-0)	(35-5-42)
Температура застывания, °С	Минус 17	Минус 20	Минус 22	Минус 24	Минус 27	Минус 12
Склонность к пенообразованию, см3:
- при 24°С	85	60	40	50	40	100
- при 94°С	45	40	30	30	30	60
- при 24°С после испытания при 94°С	70	50	40	50	40	100
Стабильность пены, см3 :
- при 24°С	5	0	0	0	0	10
- при 94°С	0	0	0	0	0	5
- при 24°С после испытания при 94°С	5	0	0	0	0	10

Таблица 3
Показатели	Образцы масел
	Пример 3	Пример 6 прототип
Вязкость кинематическая при 40°C, мм2/с	145,2	137,0
Индекс вязкости	93	90
Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °C	220	216
Температура застывания, °C	Минус 22	Минус 12
Зольность, % мас.	0,20	0,5
Коксуемость, % мас.	0,49	0,62
Цвет на колориметре ЦНТ, ед.	4,0	5,5
Коррозионное воздействие на металлы (медная пластина, 3 ч), балл	1 в	2 а
Трибологические характеристики на ЧШМ трения:
- индекс задира, Из , Н(кгс)	520(53,0)	579(59,0)
- показатель износа (нагрузка 196Н, 1 час), Ди, мм	0,30	0,46
Деэмульгирующие свойства:
- время расслоения, мин	30	60
- объем слоев (масло-вода-эмульсия), см 3	(43-37-0)	(35-5-42)
Защитные свойства в камере влажности, коррозионное поражение пластин, %	0	10
Стабильность против окисления в универсальном приборе:
- изменение вязкости при 100°C, %	2,6	2,7
- изменение кислотного числа, мг КОН/г	0,09	0,14
- осадок, % мас.	Отсутствие	Отсутствие
Склонность к пенообразовании, см3:
- при 24°C	40	100
- при 94°C	30	60
- при 24°C после испытания при 94°C	40	100
Стабильность пены, см3 :
- при 24°C	0	10
- при 94°C	0	5
- при 24°C после испытания при 94°C	0	10
Противозадирные свойства на шестеренчатом стенде FZG, ступень максимальной нагрузки	12	-