Пластичне мастило

1 Пластичне мастило у складі ЛІТІЄВОГО мила 12-пдрооксистеариновоі кислоти з пол функціона Передбачуваний винахід відноситься до виробництва пластичних мастил які працюють у широкому діапазоні робочих температур від -50 до +100°С і застосовуються для змащування металевих та пластмасових поверхней деталей Внаслідок складних умов роботи (різноманітні кліматичні умови, циклічна зміна температури від -50 С до +100°С, підвищена вологість до 98 %) до мастила пред'являються жорсткі вимоги Однією З найбільш застосовуємих низькотемпературних мастил є мастило "ЦИАТИМ-201" Однак, через високу випаровуємість дисперсійного середовища вказане мастило працездатне на протязі довготривалого часу, але тільки при температурі не вище 90°С, тому воно може успішно використовуватися тільки в зимовий період, а в ЛІТНІЙ час його необхідно замінити на інше мастило, що викликає додаткові витрати Крім того, мастило "ЦИАТИМ-201" вже по деяким експлуатаційним властивостям не відпові льними добавками та присадками, яке відрізняється тим, що як основу використовують поліальфаолефіни з додаванням ЛІТІЄВОГО мила стеаринової кислоти та антикорозійної присадки 1,2,3бензотриазолу при такому співвідношенні компонентів, мас % літієве мило 12-пдрооксистеаринової кислоти 8-10, літієве мило стеаринової кислоти 1,5-4, високодисперсний дюксид кремнію, модифікований диметилдихлорсиланом (аеросил) 1-3, політетрафтороетилен (фторопласт-4) 0,5-1,5, антиокиснювальна присадка 0,3-1,0, 1,2,3-бензотриазол 0,05-0,12, поліальфаолефіни до 100 2 Пластичне мастило по п 1, яке відрізняється тим, що як, основу, замість поліальфаолефінів, використовують суміш поліальфаолефінів та нафтової оливи дає сучасним вимогам, пред явленим мастильним матеріалам Для використання у вузлах тертя наземних ме-ханізмів застосовується морозостійке мастило "Лита" ОСТ 38 01295-83, яке декілька поступається мастилу "ЦИАТИМ-201" по морозостійкості, але значно перевищує його по протизнощувальним властивостям, консерваційним характеристикам, однак має низьку механічну стабільність, що обумовлено наявністю в ньому церезина [1] Найбільш близьке до очікуваного технічного результату є багатоцільове водостійке пластичне мастило "Зимол", (прототип), що виробляється по ТУ 38 УССР 201-285-82 та має наступний склад, мас % 12-пдрооксістеаринова кислота (12ГОСК) 8-Ю, гідрат окису ЛІТІЮ 0,7-1,3, аеросил марки АМ-1-300 1,5-2,5, фторопласт - 4НТД 0,7-1,3, присадка MACK 0,7-1,3, антиокиснювальна присадка 0,5-1,5, 42242 (нафтам-2) олива базова високо індексна селективного очищення з західносибірських нафт АСВ-5 до 100 Багатоцільове мастило "Зимол" характеризується хорошою морозостійкістю, додані присадки сприяють покращенню змащувальних та антикорозійних властивостей Однак, при виготовленні мастила "Зимол" використовувалась дефіцитна високоочищена низькотемпературна олива селективного очищення з західно-сибірської нафти АСВ-5, яке виробляється в дуже малих кількостях - по спец замовленню Крім того, для мастила "Зимол" характерні високе термозміцнення, відносно підвищена випаровуваність (до 10%), недостатня механічна стабільність 1, З В основу передбачуваного винаходу поставлена задача створення мастила для змащування металевих та пластмасових поверхней здатної забезпечити працездатність вузла тертя в різноманітних кліматичних умовах при ЦИКЛІЧНІЙ ЗМІНІ температур від -50°С до 100°С та підвищеної вологості до 98 % Поставлена мета досягається введенням до складу мастила поліальфаолефінів, як дисперсійне середовище (варіант І), або суміші поліальфаолефінів та нафтової оливи (варіант II), заміною частки ЛІТІЄВОГО мила 12-пдрооксістеаринової кислоти ЛІТІЄВИМ милом стеаринової кислоти та додаванням антикорозійної присадки 1,2,3бензотриазолу при наступному співвідношенні компонентів, мас % Варіант І 1 Літієве мило 12-пдрооксістеаринової кислоти 8-10, 2 Літієве мило стеаринової кислоти 1,5-5, 3 Високодисперсний дюксид кремнію, модифікований діметілхлорсиланом 1-3, 4 Політетрафторетілен (фторопласт-4) 0,5-1,5, 5 Антиокиснювальна присадка 0,3-1,0, 6 1,2,3-ензотриазол 0,05-0,12, 7 Поліальфаолефіни до 100 Варіант II 1 Літієве мило 12-пдрооксістеаринової кислоти 8-10, 2 Літієве мило стеаринової кислоти 1,5-5, 3 Високодисперсний дюксид кремнію, модифікований діметілхлорсиланом 1-3, 4 Політетрафторетілен (фторопласт-4) 0,5-1,5, 5 Антиокиснювальна присадка 0,3-1,0, 6 1,2,3-бензотриазол 0,05-0,12, 7 Суміш поліальфаолефінів та нафтової оливи до 100 Використання в якості дисперсійного середовища поліальфаолефінів (вар І) або суміші поліальфаолефінів та нафтової оливи (вар II) дає можливість значно покращити експлуатаційні характеристики одержуваного мастила - поширюється температурний діапазон працездатності мастила, як при низьких, так і при високих температурах (від -60° до +200°С), - покращуються вязкістно-температурні характеристики, - зменшуються втрати при випаровуваності, - внаслідок хорошої сприйнятливості до дії присадок помітно покращуються мастильні Властивості мастила Заміна частини оксікислот в жировій основі на насичені кислоти (стеаринову, в даному випадку) також дозволяє покращити експлуатаційні характеристики одержуваного мастила Відомо, ЩО мастила, вироблені на ЛІТІЄВИХ милах, суміші жирних оксікислот та насичених жирних кислот менше схильні до затвердження в процесі експлуатації, крім того такі мастила володіють більшою ВОДОСТІЙКІСТЮ, ніж мастила на індивідуальному літієвому милі 12-пдрооксістеаринової кислоти [2] Введення до складу мастила 1,2,3-бензотриазолу, що являє собою дезактиватор металів, дозволяє запобігти від можливої корозійної дії змащувальних поверхней В результаті фізичної абсорбції утворені плівки закріплюються на змащувальній поверхні і захищають метал від шкідливих факторів В процесі розробки було встановлено, що вказані добавки в комплексі, діючи синергетично, покращують реологічні властивості, антиокислювальну та колоїдну стабільність, протизношувальні та, особливо, адгезійні властивості мастила, що дозволяє розширити температурну межу и працездатності від -60°С до +200 С Мастило виготовляють по наступній технологи в варочний апарат, забезпечений нижнім і боковим обігрівом, завантажують наступні компоненти 2/3 розрахункової КІЛЬКОСТІ поліальфаолефінів або суміші поліальфаолефінів та нафтової оливи і необхідну КІЛЬКІСТЬ жирових компонентів Суміш нагрівають Омилювання проводять водним розчином гідроокису ЛІТІЮ при температурі 95-102°С Після завершення омилення проводить обезводнювання суміші шляхом поступового підвищення температури до 110°С і подалі при безперервному переміщуванні доводять температуру суміші до 200-205 С до досягнення однорідного розплаву мила в оливі Після проведення термообробки добавляють останню КІЛЬКІСТЬ ОСНОВИ, при цьому температура в апараті знижується до 185-175°С Далі доохолоджують мастило до 160170°С, додають антиокиснювальну присадку, до температури 100°С, завантажують розраховану КІЛЬКІСТЬ фторопласта-4, аеросила і 1,2,3-бензотриазолу Після інтенсивного перемішування та циркуляції мастило зливають Технологія виготовлення мастила не потребує складного апаратурного оформлення По наведеній технології були виготовлені зразки, склад яких приведений в табл 1 - варіант І і табл 2 - варіант II Характеристики одержаних мастил у порівнянні з прототипом - мастилом "Зимол" ТУ 38 УССР 201285-82 наведені у табл 3 варіант І і в табл 4 варіант II Результати аналізів зразків мастил, виготовлених за рецептурою, наведеною у табл 4 - варіант II, з використовуванням суміші олив (поліальфаолефінів і нафтової оливи), аналогічні ре 42242 зультатам, одержаним у зразках мастил варіанту І на поліальфаолефінах - табл 3 Як видно з даних, наведених в табл 3, 4, дані мастила (зразки 1, 2, 3) мають порівняно з прототипом набагато кращі об'ємно-механічні властивості, значно покращуються показники колоїдної та механічної стабільності Завдяки уведенню в склад мастила поліальфаолефінів помітно знизилась випаровуваність дисперсійного середовища при високих температурах, знизилась в'язкість при низьких температурах, покращились в'язкістно-температурні характеристики, що дозволило розширити температурний діапазон працездатності мастила (від -60°С ДО +200°С) Дані мастила мають більш високі змащувальні властивості ДОСЛІДНІ зразки мастила пройшли промислові випробування в умовах ОАО ДААЗ (Димитрівоградськии авто агрегатний завод) Дане "Пластичне мастило" має назву "Зимол 1" Мастило Зимол-1 задовольняє вимогам технологічного процесу складання вимикачів запалювання автомобілів ВАЗ 2108/2109/2110 На дане мастило створена технічна документація, розроблені ТУ У 00152365 090-08 В теперішній час мастило Зимол-1 використовується для змащування деталей вузла 2108-3704180 (ротор у зборі), що полегшує зборку і не впливає на результати типових випробувань Мастило Зимол-1 ТУ У 00152365 090-98 успішно використовується в вузлах автомобілів ВАЗ 2108/2109/2110 та їх модифікацій, а також закладена в вузлах перспективних моделей ВАЗ Відгук ОАО ВААЗ про проведені виробничі випробування додається Джерела інформації 1 Синицын В В "Подбор и применение пластичных смазок" -М "Химия", 1974 2 Бонер К Дж "Производство и применениеконсистентных смазок" - М Гостоптехиздат, 1958 3 Смазка Зимол ТУ 38 УССР 201285-82 4 Синицын В В "Пластичные смазки в СССР" -М "Химия", 1984 Таблиця 1 № пп 1 2 3 4 5 6 7 Компоненти Літієве мило 12-пдрооксістеариновоі кислоти Літієве мило стеаринової кислоти Високодисперсний діоксид кремнію (аеросил) Політетрафроретілен (фторопласт-4) Антиокиснювальна присадка 1,2,3-бензотриазол Поліальфаолефіни зразок 1 8 4 1 1,0 0,3 0,12 85,58 % склад зразок 2 9 3 2 0,5 0,5 0,08 84,92 зразок 3 10 1,5 3 1,5 1,0 0,05 82,95 Таблиця 2 № пп 1 2 3 4 5 6 7 Компоненти Літієве мило 12-пдрооксістеариновоі кислоти Літієве мило стеаринової кислоти Високодисперсний діоксид кремнію, модифікований діметілхлорсиланом (аеросил) Політетрафроретілен (фторопласт-4) Антиокиснювальна присадка 1,2,3-бензотриазол Суміш поліальфаолефінів та нафтової оливи зразок 1 8 4 % склад зразок 2 9 3 зразок 3 10 1,5 1 2 3 1,0 0,3 0,12 85,58 0,5 0,5 0,08 84,92 1,5 1,0 0,05 82,95 42242 Таблиця З № пп 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Найменування показників и Температура крапання, С, не нижче Пенетрація при 25иС з перемішуванням 10 ' с (60 подвійних тактів) Межа МІЦНОСТІ на зсув, Па при 20°С, при 80°С Колоїдна стабільність, % витісненої оливи В'язкість ефективна при мінус 50иС середньому градієнті швидкості деформації 10 с \ Па С Випаровуваність при 150иС, 1г Корозійна дія на метал мідь по ГОСТ 859, сталь по ГОСТ 1050 Масова частка вільного лугу у перерахунку на NaOH, % Триболопчні характеристики при 120±5иС, Н - навантаження зварювання (Рз), - навантаження критичне, (Рк), - індекс задиру (Із) Механічна стабільність, % індекс зруйнування (Кз), індекс тіксотропного становлення (Кс) через 3 доби Пропоноване мастило зразок 1 зразок 2 зразок 3 192 204 196 Прототип 192 250 230 245 250 560 240 8,9 640 320 7,8 480 280 8,4 540 240 19,6 994 1232 1009 1726 0,53 0,42 0,39 8,2 витримує витримує витримує витримує витримує витримує витримує витримує 0,06 0,04 0,1 0,08 2240 710 383 2000 890 401 2510 1120 402 1780 710 320 30,4 28,2 36,9 45,8 20,6 18,6 23,3 25,7 Таблиця 4 № пп 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Найменування показників и Температура крапання, С, не нижче Пенетрація при 250иС з перемішуванням 10 ' с (60 подвійних тактів) Межа МІЦНОСТІ на зсув, Па при 20°С, при 80°С Колоїдна стабільність, % витісненої оливи В'язкість ефективна при мінус 50иС середньому градієнті швидкості деформації 10 с \ Па С Випаровуваність при 150иС, 1г Корозійна дія на метал мідь по ГОСТ 859 сталь по ГОСТ 1050 Масова частка вільного лугу у перерахунку на NaOH, % Триболопчні характеристики при 120±5иС, Н, - навантаження зварювання (Рз), - навантаження критичне, (Рк), - індекс задиру (Із) Механічна стабільність, % індекс зруйнування (Кз), індекс тіксотропного становлення (Кс) через 3 доби Пропоноване мастило зразок 1 зразок 2 зразок 3 192 194 202 Прототип 192 250 226 240 250 560 260 10,9 600 280 10,2 580 250 10,4 540 240 19,6 885 994 916 1726 2,8 3,2 2,76 8,2 витримує витримує витримує витримує витримує витримує витримує витримує 0,08 0,08 0,06 0,08 2240 890 400 2240 890 400 2510 1120 404 1780 710 320 30,4 30,4 37,1 45,8 23,2 20,6 22,6 25,7 42242 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг обл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22