Результат интеллектуальной деятельности: СМАЗКА ПЛАСТИЧНАЯ АНТИФРИКЦИОННАЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ВОДОСТОЙКАЯ

Предлагаемое изобретение относится к смазке пластичной антифрикционной высокотемпературной водостойкой, предназначенной для смазывания узлов трения перспективных транспортных средств, промышленного, автомобильного, строительного и судового оборудования, работающих при средних и высоких нагрузках, а также для оборудования целлюлозно-бумажной промышленности, горно-обогатительного сектора и сахарной промышленности, работоспособной в диапазоне температур (-30)-(+170)°C.

Известны импортные смазки многоцелевого назначения серии EP, например TOTAL CERAN WR 2 Р и TOTAL CERAN FG фирмы «TOTAL», полученные на основе минерального масла с использованием в качестве загустителя сульфоната кальция с рабочим диапазоном температур от -25 до+180°C.

Но в настоящее время в сложившейся экономической ситуации применение их затруднено из-за их стоимости и требуется их замена отечественными смазками, не уступающими по техническим характеристикам.

Известна водостойкая смазка LUKOIL NAVIGREASE CSX 2, полученная также на основе минерального масла, загущенного сульфонатом кальция, предназначенная для широкого применения в различных судовых механизмах и приспособлениях. Указанная основа дает возможность работы в условиях максимальных нагрузок как подшипниковых узлов любой конструкции, так и прочих частей машинных и палубных механизмов, например открытых передачах, стальных тросов и т.д.

Недостатком данной смазки является узкий температурный интервал применения от -20 до +160°C.

Известна смазка водостойкая, высокотемпературная на основе минерального масла, загущенного сульфонатом кальция (см. смазки GAZPROMNEFT STEELGREASE CS 2, компании ПАО «Газпром нефть»). Известная смазка предназначена для узлов трения, работающих в условиях действия высоких температур и экстремально высоких нагрузок.

Известная смазка предназначена преимущественно для смазывания подшипников установок непрерывного литья, горячей прокатки и другого оборудования металлургических комбинатов. Также используется в ряде других узлов промышленного оборудования, где существует частый контакт смазки с водой. Температурный диапазон применения от -30 до +200°C.

Известная смазка уступает заявленной по трибологическим свойствам, в частности нагрузке сваривания.

Наиболее близкой по составу и по техническим характеристикам, принятой в качестве прототипа, является смазка на основе сверхосновного салицилата кальция, включающая масляный носитель, кальциевое мыло, спирт в качестве промотора и твердые частицы карбоната кальция (см. описание изобретения к патенту №2382071, МПК C10M 177/00 C10M 159/20, опубл. 20.02.2010 г.).

Известная смазка по качеству уступает заявленной смазке по следующим характеристикам:

- хуже смазывающие свойства (диаметр пятна износа выше и составляет 0,53 мм по сравнению с предлагаемой смазкой, в нашем случае - во всех примерах ниже 0,5 мм.)

- значительно ниже температура каплепадения -483°F (или в °C - это 250°C), в заявленной смазке - более 300°C.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание универсальной смазки многоцелевого назначения на основе смеси высокоочищенных минеральных базовых масел, обладающей высокими низкотемпературными и смазывающими свойствами, работающей при низких температурах окружающей среды, сохраняющей свои эксплуатационные характеристики при высоких температурах в тяжелонагруженных узлах трения механизмов, обеспечивающей отличную защиту смазываемых деталей от коррозии дри высокой влажности при эксплуатации в морском климате, а также для использования в металлургической промышленности, где узлы подвергаются воздействию высокой температуры, воды, пара и высоких нагрузок, и в качестве водостойкой смазки в горно-шахтном, бумагоделательном и цементном оборудовании.

Техническая задача решается тем, что смазка пластичная антифрикционная высокотемпературная водостойкая включает в качестве исходных компонентов основу в виде минерального масла, загуститель - сульфонат кальция, 12-оксистеариновую кислоту и присадки, при этом она дополнительно содержит уксусную кислоту, Дифениламин, или Нафтам-2, или Агидол-1 (4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенол) в качестве антиокислительной присадки, диалкилдитиофосфат цинка или серу-фосфор-азотсодержащую присадку в качестве противоизносной и антикоррозионной присадки, при этом в качестве минерального масла - смесь высокоочищенных минеральных базовых масел: компонент масел остаточный и компонент масел низкозастывающий, взятые в соотношении 4:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Смесь масел, включающая компонент масел остаточный и компонент масел низкозастывающий, обладает стабильными свойствами, в частности высокой приемистостью к присадкам, обеспечивая эффективность их действия, а также хорошими смазочными свойствами, обеспечивая гидродинамический режим смазывания в эксплуатационных условиях в широком диапазоне рабочих температур. Использование указанной смеси масел позволяет достичь оптимального результата по вязкостно-температурным и фрикционным характеристикам смазки. Применение остаточного компонента высокой степени очистки, полученного по традиционной схеме из нефтяного гудрона (Деасфальтизация, селективная очистка и депарафинизация), обладающего высокой кинематической вязкостью при 100°C (18-25 сСт) и хорошими смазывающими свойствами, и низкозастывающего компонента низкой вязкости (2,5-3,7 сСт), полученного гидрокаталитическим способом из дистиллятного рафината, и низкой температурой застывания обеспечивают в смазке оптимальную прокачиваемость и вязкость, эффективную при -30°C в пределах 1500-1900 Па⋅с.

Компонент масел низкозастывающий, имеющий температуру застывания от -45°C до -55°C, позволяет получить смазочный материал, обладающий отличными свойствами при низких температурах и в то же время сохраняющий достаточно высокие смазочные свойства и при высоких эксплуатационных температурах.

Использование в качестве загустителя сульфоната кальция позволяет обеспечить отличную защиту смазываемых деталей от коррозии, окислительной деструкции при высокой влажности при эксплуатации в морском климате. За счет использования эффективного состава присадок улучшают смазывающие свойства, а за счет оптимального соотношения сульфоната кальция и смеси высокоочищенных минеральных базовых масел получают улучшенные противоизносные свойства.

Применение в составе смазки уксусной и 12-оксистеариновой кислот с образованием в результате реакции нейтрализации (омыления) при определенных условиях солей кальция соответственно ацетата и 12-оксистеарата кальция, совместно с сульфонатом кальция позволяют получить устойчивую пространственную структуру мыла, обеспечивающую работоспособность смазки при высоких температурах.

Эффективная композиция присадок улучшает антикоррозионные, антиокислительные, противоизносные, противозадирные свойства и адгезию смазки.

Предлагаемая смазка многоцелевая универсальная антифрикционная создана на основе смеси высокоочищенных минеральных масел (СТО 00148599-029-2013 Компоненты масел. Технические условия), один из которых получен традиционным способом очистки из нефтяного гудрона, а второй - гидрокаталитическим путем, обладающая улучшенными низкотемпературными характеристиками, обеспечивающими отличную прокачиваемость при низких температурах и улучшенными противоизносными свойствами.

Кроме того, она содержит сульфонат кальция, 12-оксистеариновую кислоту, уксусную кислоту, антиокислительную присадку, в качестве которой используют Дифениламин, или Агидол-1(4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенол), или Нафтам-2, противоизносную и антикоррозионную присадку - диалкилдитиофосфат цинка или пакет присадок, содержащий серу, фосфор, азот (например, Хайтек 343).

Предлагаемую смазку готовят путем загущения дисперсионной среды, состоящей из смеси высокоочищенных минеральных базовых масел, сульфонатом кальция с последующим последовательным омылением уксусной и 12-оксистеариновой кислот, дальнейшей выпарки воды и термообработки и на последней стадии, загрузкой антиокислительной, антикоррозионной и противоизносной присадок.

Для выявления преимущества предлагаемой смазки по отношению к прототипу были приготовлены образцы и проведены соответствующие испытания. Испытания осуществлены на основании утвержденных в установленном порядке методик по следующим показателям:

- температура каплепадения, определяемая по ГОСТ 6793 Нефтепродукты. Метод определения температуры каплепадения;

- вязкость эффективная, определяемая по ГОСТ 7163-84 Нефтепродукты. Метод определения вязкости автоматическим капиллярным вискозиметром;

- нагрузка сваривания и показатель износа, определяемые по ГОСТ 9490-75 Материалы смазочные жидкие и пластичные. Метод определения трибологических характеристик на четырехшариковой машине;

- гарантированный диапазон рабочих температур, определяли тремя методами:

- методом испытания на машине CKF ROF+ определяли верхний предел рабочих температур пластичных смазок;

- методом DIN 51.805 - определение параметров текучести под давлением для смазочных материалов;

- методом ASTM D 147 - определение низкотемпературного момента вращения (метод Kesternich);

- методом DIN 51 802 - определение антикоррозионных свойств по методу SKF-EMCOR, степень коррозии в дистиллированной воде/

В таблице 1 приведен состав приготовленных для испытаний образцов предлагаемой смазки.

Состав образцов 2, 3, 4 соответствует заявленному, в образцах 1 и 5, соответственно, уменьшено и увеличено содержание смеси масел и откорректировано (в пределах заявленного процентного состава) соотношение сульфоната кальция и кислот для получения 12-оксистеарата и ацетата кальция.

В таблице 2 представлены результаты испытаний в виде перечня свойств образцов из предлагаемой смазки в сравнении с прототипом.

Данные таблицы 2 показывают, что предлагаемая смазка превосходит прототип по показателям, а именно имеет значительно выше температуру каплепадения, значительно улучшены смазывающие свойства за счет использования в предлагаемом составе смеси высокоочищенных минеральных базовых масел, загущенных сульфонатом кальция с ацетатом и 12-оксистеаратом кальция, и эффективной композиции присадок.

Увеличение содержания загустителя - высокощелочного сульфоната кальция (обр. 1) - приводит к увеличению вязкости (и, соответственно, ухудшению прокачиваемости смазки), снижение его содержания (обр. 5) приводит к уменьшению температуры каплепадения и ухудшению трибологических характеристик.

Смазка пластичная антифрикционная высокотемпературная водостойкая является непременным условием правильного и эффективного функционирования любого узла трения современных транспортных средств, промышленного, строительного и судового оборудования. Высокая технологичность производства заявляемого состава смазки, применение высококачественного состава минеральных масел позволяет изготавливать ее в промышленных масштабах, обеспечивая стабильно высокое качество готового продукта.