Д.„џ

Изобретение относится к составам противоизносных полифункциональных присадок к смазкам, маслам, композициям, топливам, спецжидкостям, гидравлическим и смазочно-охлаждающим жидкостям, именуемым далее горюче-смазочные материалы - ГСМ и СОЖ, а также к совместимым с ними композициям присадок и /или поверхностноактивных веществ, выпускаемых промыш-ленностью для улучшения указанных свойств, и предназначено для использования во всех отраслях машиностроения в легко, средне и особенно тяжело нагруженных узлах трения машин и механизмов, в том числе высокоскоростных и высокоточных. Присадки к смазочным средствам являются эффективным средством управления: физико-химическими и механическими процессами на фрикционном контакте. Применяемые присадки, как правило, обладают какимлибо одним свойством: либо противоизносным, либо противозадирным, либо антиокислительным и т.д., поэтому для придания смазочным средам комплекса необходимых свойств применяют смеси присадок разных типов. Полифункциональные присадки, обладающие широким спектром действия, как заявляемые, неизвестны. Большинство известных противоизнос-ных и противозадирных присадок к маслам и смазкам представляют собой сернистые, хлористые, фосфорные соединения разных видов, а также высокомолекулярные жирные кислоты, их соединения, их эфиры и соединения молибдена. Испытания традиционных присадок в идентичных условиях показали максимальное снижение износа, достигаемое в последнем случае, до 330% по сравнению с базовой средой. При длительной эксплуатации большинство таких присадок вызвало коррозию рабочих поверхностей. Использование про-тивоизносных, а тем более полифункциональных присадок к топливам в новейших обобщающих справочниках не значится. Положительный эффект применяемых присадок в большинстве случаев обусловлен образованием трибо олимерных стр уктур на поверхностях трения с последующим эволюционирующим их разрушением, что замедляет, но не устраняет разрушительные процессы в трибосистеме. Особенно велико число присадок к смазкам, поскольку для них не существует ограничения по растворимости. По причине ограничения по растворимости не существует в справочниках раздела по противоизносным присадкам к топливам и немного известно хороших присадок для масел. Обычно стремятся преодолеть барьер растворимости присадок с помощью повер-хностноактивных веществ (ПАВ) типа нео-нол, тритон и других. Однако ПАВ сравнительно дорогие, часто приводят к расслоению смазочных композиций, существенному изменению их свойств во времени, избирательному дезактивированию компонентов композиций. Существенно более эффективными является заявленные авторами присадки на основе некоторых структур координационных соединение (КС) с необычным модифицированием поверхностных слоев материала пар трения (а.с. СССР N 1005460, в частности дипивалоилметанаты - ДПМ общей формулы LnAn, где Lп - лантаноид, А-ДПМ, п=3. Лучшим из них является №ДПМз). Эти присадки обеспечивают положительный эффект благодаря хорошим противоизносным свойствам образуемых с их участием в процессе трения необычных самовосстанавливающихся стр уктур в поверхностном слое трущи хся деталей. Однако эти присадки не всегда могут быть использованы в маслах и топливах вследствие ограниченной растворимости. В сложившейся ситуации назрела необходимость в создании принципиально новых эффективных присадок, способных обеспечить кардинальное снижение износа и объединяющих в себе многие функции, способных к тому же одинаково хорошо работать в смазках, топливах, композициях, спецжидкостях, СОЖ, чтобы надежно заменить то огромное количество малоэффективных на сегодняшний день присадок узконаправленного действия, в которых трудно даже ориентироваться, находить какие-либо преимущества, но на производство которых тратятся большие средства. Задачей настоящего изобретения является разработка многофункциональных эффективных присадок к ГСМ и СОЖ для повышение ресурса и сохранения во времени высокого качества нагруженных пар трения и особенно высокоточных. Решение поставленной задачи достигается применением в качестве эффективных противоизносных полифункциональных, повышающих ресурс ГСМ и рабочих поверхностей трущи хся деталей, присадок одновременно к смазкам, маслам, композициям (в том числе к содержащим совместимые с заявляемыми другие присадки и ПАВ), спецжидкостям, гидравлическим, смазочно-охлаждающим жидкостям, топливам, а также к совместимым с ними выпускаемым композициям присадок для повышения указанных свойств (например, "Озерол" и "Золотой озерол" на Украине, "Фриктол" в России) координационных соединений общей формулы МАп, а также смесей таких соединений, где Μ - преимущественна 3d-, 4d-, 4f-металлы, п=2-4, A-b-дикетон или смесь b-дикетонов, или b-кетоэфир или смесь^-кетоэфиров, или гидроксамовая кислота или смесь гидроксамовых кислот, или замещенный диамид, или эфир малоновой или алкилзамещенной малоновой кислоты, заместители у функциональных групп которых могут представлять собой разветвленные или неразветвленные алкильные, замещенные алкильные, или циклические, или замещенные циклические, или смешанные углеводородные радикалы или их фторированные аналоги, и/или кислород-, и/или серу-, и/или азотсодержащие производные указанных лигандов. Такие присадки, как показали приведенные в заявке испытания, существенно повышают противоизносные, антифрикционные, противозадирные, антиокислительные, антикоррозионные свойства и расширяют нагрузочный диапазон трибосистем. Заявляемые соединения и аналогичные им хорошо известны в литературе, однако в промышленности не производятся. В науке такие соединения и лиганды изучались с целью использования их в качестве аналитических реагентов и экстрагентов металлов для разделения близких по свойствам элементов, в качестве катализаторов и ингибиторов химических превращений веществ, а также биологически активных веществ. Известны случаи синергизма при использовании смесей соединений или лигандов. В качестве примера можно привести работы: - А.Т.Пилипенко, О.С.Зульфигаров, Гидроксамовые кислоты, М., Наука, 1989, [1] - В.М.Пешкова, Н.В.Мельчакова, Аналитические реагенты b-дикетоны, М., Наука, 1968. [2]. - Сб. Строение, свойства и применение b-дикетонатов металлов, М., Наука, 1978. [3]. - Патент США N 3794473 - применение b-дикетонатов в качестве антидетонаторных присадок к топливам. [4]. Обнаружение и доказательство авторами патента возможности протекания обменных взаимодействий поверхность -среда в условиях трения и автоколебательного характера таких взаимодействий во времени позоолило авторам выявить у заявляемых веществ и другие свойства, составляющие предмет настоящего патента. Испытания заявляемых присадок проводили с целью определения их влияния на износ и коррозию рабочих поверхностей пар трения, на антифрикционные, противозадирные свойства, антиокислительные свойства среды, расширение нагрузочного интервала. Износ при трении скольжения определяли на машине трения КИИГА-2, на которой реализован контакт шаров из стали ШХІ5 по диску из той же стали при начальном давлении 1500 МПа и скорости 0,6 м/с. Диаметр пятна износа на шарах (Ди) определяли с помощью микроскопа БМИ-ІЦ с точностью 1 мкм. Испытания пар качения на долговечность проводили ускоренным методом с форсированием по нагрузке на многопозиционной установке СПЗ-2М, позволяющей одновременно испытывать 12 образцов при нагрузке до 5000 МПа и скорости перемещения 0,8 м/с. Оценкой долговечности была наработка до появления на рабочих Поверхностях прогрессирующего выкрашивания. Коррозионную стойкость определяли по отношению площади, пораженной коррозией, к общей площади поверхности образца. Испытания проводили путем помещения образцов в термовлагокамеру Г-4, в которой поддерживалась 100% влажность и происходило периодическое выпадение росы на металлические поверхности. Анти фрикционные свойства оценивали по снижению коэффициента трения относительно его значения для прототипа. Противозадирные свойства оценивали на машине трения ЧШМ по величине критической нагрузки Рк. Антиокислительные свойства среды определяли до температуры начала окисления методом сканирующей калориметрии. Расширение нагрузочного интервала определяли путем повышения нагрузки до появления явных признаков разрушений за время испытаний. Результаты некоторых испытаний по сравнению с прототипом приведены в таблицах 1-4. Анализ полученных результатов подтверждает более чем на порядок большую эффективность заявляемых веществ по сравнению с прототипом по противоизносным свойствам и существенно более высокую эффективность по другим свойствам. При обработке металлов (резание, шлифование и другие) наблюдаются такие же механизмы взаимодействия поверхность -среда, как и в трении, но при высоких нагрузках. Поэтому заявляемые вещества являются эффективными и в смазочно-охлаждающих жидкостях (СОЖ), применяемых при обработке металлов. Проведенные испытания в резании, шлифовании, ультразвуковой обработке металлов показали, что при наличии в СОЖ заявляемых веществ повышается работоспособность режущего инструмента, улучшается качество обрабатываемой поверхности и стружки, повышается класс чистоты поверхности, достижимый в технологии обработки металла, повышается и ресурс СОЖ, поскольку заявляемые вещества обладают помимо других антиокислительными и бактерицидными свойствами. Использование заявляемых присадок в композициях, содержащих традиционные ПАВ типа неонол, тритон и другие, требует предварительного изучения, поскольку реализуемые в данном случае трибопроцессы очень чувствительны к структуре веществ и доступности рабочих поверхностей к взаимодействию со средой. Например, ПАВ тритон вызывает расслоение диэтоплива и некоторых масел, а неонол малоэффективен с b-дикетонатами b-кетоэфиратами и снижает эффективность многих гидроксаматов, но иногда их применение может быть оправдано. Все приведенные результаты испытаний и химические модели веществ являются достаточным основанием для защиты существенных признаков объекта изобретения, приведенного в формуле изобретения. В заявке приведены результаты испытаний 40 лигандов со всеми представителями заявляемых металлов по всем заявляемым свойствам присадок. Ниже приведены структуры использованных лигандов, и х названия и краткие обозначения.