Низькотемпературне пластичне мастило

Низькотемпературне пластичне мастило, що містить нафтову оливу, загусник, гідроксид літію, 3 31094 Вказане мастило призначене для змащування малопотужних вузлів тертя кочення та ковзання при температурах від мінус 60°С до 90°С. Мастило морозо- та водостійке, але має низьку колоїдну стабільність, високу випаровуваність та низьку механічну стабільність [2]. Недоліки даного мастила визначаються хімічним складом оливи приладної МВП та вмістом ненасичених кислот в кислоті стеаринової технічної. Як відомо, вид базової оливи є значним для експлуатаційних властивостей низькотемпературного мастила, так як визначає в’язкісно-температурні характеристики, структурну стабільність, загущувальну здібність, засіб приготування та частково витрати на сировину [5]. Вказана олива приладна МВП, що є основним компонентом мастила (до 90%), отримується засобом сірчанокислотної очистки, в результаті якої значна частина небажаних компонентів (важка ароматика, н-парафінові вуглеводи, смолисті продукти) залишаються в оливі навіть при підвищенні інтенсивності процесу та збільшенні кількості кислоти [3]. В результаті чого в мастилі погіршується колоїдна, антиокиснювальна, корозійна стабільності, зменшується межа міцності на зсув та збільшується в’язкість при мінусових температурах. До того ж, крайній дефіцит низькотемпературної оливи приладної МВП та підвищені вимоги до якості пластичного мастила для сучасних механізмів приводять до необхідності шукати нові види сировини для виробництва низькотемпературних мастильних матеріалів. Як альтернативні оливи пропонуються низькотемпературні нафтенові оливи, одержані у процесі гідрогенізації, а також, частково, нафтові оливи селективної очистки, що вигідно відрізняються від олив сірчанокислотної очистки. В нафтенових оливах переважають циклоалканові структури (так звані нафтенові кільця), і вони, як правило не містять воскових парафінів та важку ароматику. В олива х селективної очистки також відсутня важка ароматика. На формування структури мастила дуже сильно впливає хімічний склад олив. З різницею хімічних структур олив пов’язана різниця параметрів мастил, таких як об’ємно-механічні, фізико-хімічні та інші [7]. Представниками нафтенових олив є низькотемпературні нафтенові оливи Nynas T9, NS8, Т-4, Т22; оливи селективної очистки наприклад олива ТРМ-1. Кислота стеаринова технічна використовується у мастилі як загусник. Використання її з великою кількістю ненасичених кислот у своєму складі (що визначається показником „йодне число") негативно впливає на формування основних фізико-хімічних та реологічних властивостей мастила, та погіршує загущувальний ефект жирової основи. Окрім того, ненасичені жирні кислоти, внаслідок високої реакційної здібності, сприяють виникненню процесів окиснення, що також необхідно враховувати при виготовленні, зберіганні та застосуванні мастила. Тому, використовуючи, як жирову основу, кислоту стеаринову технічну по ГОСТ 6484 (1, 2 сорт), з високими йодними 4 числами (не менш 18 і 32), відповідно, неможливо одержати високоякісне літієве мастило [4]. Задачею корисної моделі є створення мастила з покращеними експлуатаційними властивостями, працездатного у температурних інтервалах від мінус 60 до 110°С для використання в різних кліматичних умовах та екологічно безпечного. Поставлена задача досягається, відповідно до корисної моделі, шляхом введення до складу мастила нафтенової оливи гідрогенізації або суміші нафтенової оливи гідрогенізації з оливою селективної очистки, з в’язкістю кінематичною в межах 7-9,5мм 2/с при 40°С та використання як загусника кислоти стеаринової технічної з йодним числом не більш 10гI2/100г продукту, при наступних компонентних співвідношеннях, мас. %: Кислота стеаринова технічна, йодне число не більш 10гІ2/100г продукту 9,0-11,5 Гідрат окису літію 0,9-1,3 Дифеніламін 0,27-0,5 Нафтенова олива гідрогенізації або суміш нафтенової оливи гідрогенізаці з оливою селективної очистки з в’язкістю кінематичною у межах 7-9,5мм 2/с при 40°С до 100 Завдяки тому, що на відміну від олив сірчанокислотної очистки, які перешкоджають розтіканню оливи, нафтенові оливи практично вільні від н-парафінових вуглеводів мастило набуває кращих низькотемпературних властивостей по зрівнянню з прототипом [7]. Також відомо, що в’язкість олив при мінусових температурах більш характеризує низькотемпературну здібність мастила [6]. В процесі розробки було встановлено, що для одержання якісного низькотемпературного мастила необхідно використовувати нафтенову оливу з оптимальною в’язкістю при мінус 40°С в межах 5000-7500мм 2/с. Більш того, завдяки присутності нафтенових стр уктур олива набуває високу силу сольватації (здібність розчиняти додатки), що приводить до економії мила до 25% [7]. А використання кислоти стеаринової технічної з високим вмістом нормальних жирних кислот збільшує загущувальний ефект мила, зменшуючи його концентрацію. Все це сприяє покращенню низькотемпературних властивостей мастила [4]. Нафтенова олива має пологу в’язкіснотемпературну залежність, що значно краще забезпечує роботу вузлів тертя, що працюють в широкому діапазоні температур [6]. Крім того, порівняно висока температура спалаху оливи (140-160°С) дозволяє розширити верхню межу застосування мастила до 110-120°С. Показано, що межа міцності на зсув, в залежності від температури змінюється сімбатно в’язкісно-температурним властивостям олив, які використовуються. Тому мастила, виготовлені на нафтенових оливах мають більш пологу міцніснотемпературну залежність, ніж при використанні олив сірчанокислотної очистки [6]. В результаті сінергізму взаємодії нафтенової оливи та кислоти стеаринової з мінімальним вмістом ненасичених, які погіршують межу міцності на зсув, 5 31094 спостерігається покращення адгезійної та механічної стабільності мастила. Завдяки тому, що в оливах відсутня важка ароматика, а також завдяки фізико-хімічної взаємодії між нафтовою оливою і милом відбувається покращення колоїдної стабільності [4]. За рахунок сили сольватації олива більш тісно зв’язується у структурі мила та менш піддається відділенню зі складу мастила [7]. Використання нафтенових олив гідрогенізації, а також кислоти стеаринової технічної з мінімальним вмістом ненасичених кислот дозволяє в мастилі збільшити антиокиснювальну, термічну та хімічну стабільність; знизити випаровуваність, покращити антикорозійну властивість на кольорових металах (відмічена відсутність корозії на міді після 1000 годин безперервної дії температури та води). Нафтенові оливи гідрогенізації, згідно сучасним методам випробування, нетоксичні. Відсутність в них аренів свідчить про низьку канцерогенність та забезпечує достатньо, високу біорозкладність [5]. Отже нами доведено, що низькотемпературні нафтенові оливи, які загущені літієвим милом кислоти стеаринової технічної, яка відрізняється мінімальним вмістом ненасичених кислот (йодне число не більш 10гІ2/100г продукту), створюють такий структурний каркас мастила, що по експлуатаційним властивостям перевищує мастило, яке є прототипом. Мастило виго товляють за наступною технологією: до варника, забезпеченого нижнім і боковим обігрівом з перемішуючим пристроєм, завантажують наступні компоненти: 2/3 розрахункової кількості оливи, необхідну кількість (розрахункову) кислоти стеаринової згідно рецептурі. Суміш нагрівають та проводять омилення водним розчином гідроокису літію. Після проведення омилення, проводять зневоднення суміші, додають решту (1/3) оливи та антиокиснювальну присадку, і поступово підвищують температуру до досягнення ізотропного розплаву мила в оливі. Мастило зливають, охолоджують, гомогенізують та розфасовують у тар у. За наведеною технологію були виготовлені зразки мастил, склад яких наведений в Таблиці 1 6 1 Температура краплепадіння, °С Пенетрація при 25°С з перемішуванням (60 подвійних тактів), 10-4м Пенетрація при 25°С з перемішуванням (600 подвійних тактів), 10-4м Межа міцності на зсув, Па, при 50°С В'язкість ефективна, Пас, при мінус 50°С і середи, град, швидкості деформації 10с-1 Колоїдна стабільність, %, виділеної оливи Випаровуваність при 120°С, 1год, % Корозійний вплив на метали (мідь, 100°С, 3 години) Вміст механічних домішок, % Вміст вологи, % Стабільність проти окислення, мг КОН на 1г мастила Оцінюючи пенетрацію, межу міцності на зсув, в’язкість при мінус 50°С і середньому градієнті швидкості деформації 10с-1, колоїдну стабільність, випаровуваність та інші показники зразків мастил можна зробити висновок, що ці властивості знаходяться в значній залежності від вуглеводного складу дисперсійного середовища та вмісту ненасичених жирних кислот в кислоті стеариновій технічній, тому пропоноване мастило має в порівнянні з прототипом кращі результати по вказаним показникам, що в цілому сприяє високим експлуатаційним характеристикам пропонованого мастила. Пропоноване мастило впроваджено у виробництво на ВАТ АЗМОЛ під торгівельною маркою "ЦИАТИМ 201". Джерела інформації: 1. В.В. Синицын «Подбор и применение пластичных смазок», Москва, «Химия», 1974. 2. В.М. Школьников «Топлива, смазочные материалы, технические жидкости», Москва, издательский центр «ТЕХИНФОРМ», 1999. 3. Д.К. Кпаман „Смазки и родственные продукты", Москва, Химия, 1988. 4. Н.К. Маньковская «Химия и технология жирового сырья для пластичных смазок», Москва, «Химия», 1976. 5. А.Ю. Евдокимов, И.Г. Фукс, Т.Н. Шабалина, Л.Н.Багдасаров „Смазочные материалы и проблемы экологии," „Нефть и газ", 2000. Таблиця 1 6. Ищук Ю.Л. «Состав, структура и свойства пластичных смазок», Киев, «Наукова думка», 1996. Склад, мас. % Компоненти 7. Валентина Сера-Холм, Nynas Naphthenics, Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3 Швеция, доклад «Использование базового Кислота стеаринова, йодне число 6гІ2/100г 9,0 10,0 10,5 нафтенового масла в консистентных смазках», Присадка дифеніламін 0,3 0,3 по 0,3 Бердянск, 9 конференция смазочным Гідроксид літію 0,9 1,0 1,1 материалам, 2006. Нафтенова олива Т-9 з в'язкістю кінематичною і 8,2мм 2/с при 40°С До 100 До 100 До 100 Порівняльні характеристики одержаних зразків (1, 2, 3) мастила з прототипом наведені в Таблиці 2. Таблиця 2 Найменування показників Характеристики Пропоноване мастило Прототип Зразок 1 2 190 290 315 360 850 19,4 14,1 1,02 З