Мастило для вузлів тертя промислового обладнання

Реферат: Винахід належить до мастила для вузлів тертя промислового обладнання, яке включає базову нафтову оливу, бентонітовий загусник на основі мінералу групи монтморилоніту, модифікованого диметилдіоктадециламонійхлоридомом, і антиокиснювальну присадку - 2,2'метилен-біс-4-метил-6-третбутил-фенол, а також містить фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетилованим етилендіаміном, що взяті у визначеному співвідношенні. UA 102182 C2 (12) UA 102182 C2 UA 102182 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Винахід належить до антифрикційних мастил, призначених для змащування підшипників кочення або ковзання, а також інших вузлів тертя промислового обладнання, що експлуатуються в умовах високих температур, навантажень та агресивних середовищ. Відома низка антифрикційних мастил на нафтових оливах, загусником яких є прості та комплексні кальцієві, літієві чи алюмінієві солі вищих жирних кислот [1]. Однак, через недостатні високотемпературні, антиокиснювальні та антикорозійні властивості вони не можуть застосовуватися за жорстких умов експлуатації. Широкого розповсюдження у вузлах тертя важконавантажених валкових млинів та пресів, опорних роликів тунельних печей та сушарок, механічних домкратів та шарнірів підйомних кранів набули бентонітові мастила, що належать до тих, що не топляться, тобто не мають точки крапання, і завдяки цій властивості зберігають консистенцію та не витікають з вузлів тертя за високих температур. Загусником мастил є модифіковані органічними сполуками бентонітові глини, що складаються в основному зі смектитових мінералів: монтморилоніту, бейделіту, нонтроніту тощо. В Україні налагоджено випуск бентонітового мастила АЗМОЛ Бентол (ТУ У 23.2-00152365219:2006), що призначене для застосування у вузлах тертя обладнання підприємств цегляної, скляної, керамічної та цементної промисловостей [2]. Це мастило має високу верхню температурну межу застосування, добрі антиокиснювальні властивості, однак через недостатні змащувальні та захисні характеристики не виявляє необхідної працездатності в жорстких умовах експлуатації вузлів тертя. Найближчим за технічною суттю і складом до мастила, що заявляється, є мастило за патентом Китайської Народної Республіки [3], який і вибрано за прототип. Мастило-прототип базується на нафтовій оливі (80-95 %) і включає як загусник бентонітовий глинопорошок (5-20 %), присадки антикорозійні (1-4 %) та антиокислювальні (1-4 %), а також трибологічно активних похідних фосфорних кислот (1-3 %). Мастило вирізняється термічною і колоїдною стабільністю, мало змінює показник пенетрацї при підвищенні температури, проте за навантаженням зварювання, захисними властивостями недостатньо ефективне в умовах високих навантажень та агресивних середовищ, а через незадовільну біорозщеплювальність є екологічно небезпечним для навколишнього природного середовища. Задачею винаходу є створення мастила, яке поєднувало б високі антиокиснювальні та об'ємно-механічні характеристики з підвищеними захисними і трибологічними властивостями за покращеної біорозщеплювальності, що дозволить застосовувати його як антифрикційне мастило в умовах високих температур, навантажень і агресивних середовищ при підвищенні екологічної безпечності. Поставлена задача вирішується створенням мастила, яке включає базову нафтову оливу, бентонітовий загусник на основі мінералу групи монтморилоніту, модифікований диметилдіоктадециламоній-хлоридом, і антиокиснювальну присадку - 2,2'-метилен-біс-4-метил6-третбутил-фенол, яке відрізняється тим, що додатково містить фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетилованим етилендіаміном. При цьому необхідно дотримуватись наступного співвідношення компонентів, % мас.: бентоніт на основі мінералу групи монтморилоніту, модифікований 6-15 диметилдіоктадециламонійхлоридом фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з 3-10 оксіетилованим етилендіаміном антиокислювальна присадка -2,2'метилен-біс-4-метил-60,5-2 третбутилфенол до нафтова олива 100. Запропоноване мастило виготовляється за технологією, що складається з таких стадій: - одержання бентонітового загусника шляхом модифікації поверхні глинистого мінералу монтморилоніту диметилдіоктадециламоній-хлоридом; - нагрівання і механічного диспергування бентоніту в нафтовій оливі; - уведення 2,2'-метилен-біс-4-метил-6-третбутилфенолу; - розчинення фосфолідину в нафтовій оливі і уведення одержаного розчину в мастилонапівфабрикат; - охолодження та гомогенізація мастила. 1 UA 102182 C2 5 10 15 20 25 30 Більшість компонентів, які використовуються для виготовлення запропонованого мастила, випускаються промисловістю за діючою нормативно-технічною документацією. Фосфатидний концентрат (ФК) - продукт обезводнення у вакуумі (266 кПа) при 70-90 °С побічних продуктів від очищення олій (фуз, гідрофуз). Відповідно до ДСТУ 4526:2006 або ТУ 9146-203-00334534-97, це в'язка коричнева маса із суміші фосфатидів (40-60 %) і олії (39-57 %) із залишковою вологістю 1-3 %. До складу фосфатидів входять гліцеролфосфатиди, фосфатидилетаноламіни або кефаліни, фосфатидилхоліни або лецитини, амінокислоти, інозитфосфатиди тощо. Поверхневий натяг водної дисперсії ФК на межі поділу з повітрям - 34 мН/м, а на межі поділу дизельне паливо -вода - 9,8 мН/м. Фосфолідин продукт конденсації фосфатидного концентрату з N,N'-біс(2гідроксіетил)етилендіаміном за мольного співвідношення 1:2,6 і 165-180 °С. За фізичним станом фосфолідин - мастилоподібна темно-коричнева речовина з температурою текучості 27-29 °С; розчиняється у вуглеводнях. Кислотне число його не перевищує 20 мг КОН/г. Як 2,2'-метилен-біс-4-метил-6-третбутилфенол використовується присадка Агідол-2 (ТУ 38.101617). Технологія виготовлення бентонітового загусника методом катіонообміну у водному середовищі складається з наступних основних стадій [1]: приготування високодисперсної суспензії глинистого мінералу групи монтморилоніту, видобутого з Підліщанського родовища Черкаської області України, приготування розчину модифікатора диметилдіоктадециламонійхлориду, модифікації поверхні глинистого мінералу, промивання, фільтрування, висушування бентоніту. Як дисперсійне середовище використовується нафтова олива із в'язкістю при 100 °С у 2 межах 18-28 мм /с. Застосування бентонітового загусника на основі мінералу групи монтморилоніту, модифікованого диметилдіоктадециламонійхлоридом, та уведення до складу мастила фосфолідину разом з відомими компонентами, при дотриманні запропонованого співвідношення всіх інгредієнтів дозволяє одержати новий продукт, який характеризується покращеними трибологічними та захисними характеристиками, підвищеною антиокиснювальною стабільністю, і є працездатним у вологих та агресивних середовищах при підвищених температурах. За описаною технологією з використанням товарних сировинних продуктів, відповідно до запропонованого рішення, виготовлені зразки мастила, склад яких наведено у табл. 1. Таблиця 1 Вміст компонентів у зразках мастила, що пропонується, % мас. Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3 Найменування компонентів Бентоніт з на основі мінералу групи монтморилоніту, модифікований диметилдіоктадециламонійхлоридом Фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетилованим етилендіаміном 2,2'-метилен-біс-4-метил-6-третбутилфенол Нафтова олива 35 40 45 7,5 14,5 11,0 5,0 10,0 7,5 2,0 решта 0,5 решта 1 решта Зразки мастила, що заявляється, випробувано у порівнянні з товарним мастилом АЗМОЛ Бентол та мастилом-прототипом, виготовленим на основі нафтової оливи із в'язкістю при 100 °С 2 19 мм /с (87 %), загущеної бентонітом фірми «Нико» (Франція), що виробляється під торговою маркою «Бентон-34» (10,0 %). Мастило-прототип містить пакет присадок, що включає діалкілдитіофосфат цинку (1 %) та інгібітори корозії (1 %) і окиснення (1 %). Зразки мастил досліджено лабораторними методами згідно з діючими стандартами і випробувано на спеціальних стендах. Захисні властивості мастил оцінювали в динамічних умовах на стенді „Динакоротест" (Кваліфікаційний метод оцінки пластичних мастил, затверджений рішенням Держкомісії № 23/191 від 01.03.82 p.), розраховуючи швидкість корозії металевих поверхонь підшипників кочення на основі визначених в заданих умовах експериментальних значень їхнього поляризаційного опору. Трибологічні характеристики мастил визначали на чотирикульковій машині тертя. Результати порівняльних випробувань мастил на стендах, що зведені в табл. 2, вказують на те, що уведення фосфолідіну до складу мастила з відомими компонентами дозволяє одержати 2 UA 102182 C2 5 новий продукт, який характеризується покращеними трибологічними та захисними характеристиками, підвищеною термоокисною стабільністю (приріст кислотного числа за 150 °С), і є працездатним у вологих та агресивних середовищах при підвищених температурах. Отже, пластичне мастило з додатками рослинного походження за експлуатаційними й екологічними властивостями переважає як ринкові продукти [2], так і найкращі зарубіжні аналоги, до яких належить прототип [3], завдяки чому рекомендується до використання як високоефективне антифрикційне мастило у вологих і агресивних середовищах за високих температур і навантажень. Таблиця 2 Мастило, що Мастило пропонується АЗМОЛ Зразок Зразок Зразок Бентол 1 2 3 520 300 480 420 Найменування показників, одиниця виміру Метод випробовування Мастило за пат. CN 101240208 А Межа міцності при 20 °С, Па Трибологічні характеристики на ЧКМ, Н - навантаження критичне (Рк) - навантаження зварювання (Рз) Приріст кислотного числа, мг КОН/г (150 °С, 9 год) Захисні властивості в динамічних умовах. Швидкість корозії, мм/рік Біорозщеплюваність, % ГОСТ 7143-73 380 ГОСТ 9490-75 980 657 784 980 921 1568 1470 1646 1646 1646 0,10 0,54 0,17 0,10 0,12 ГОСТ 5734-76 УкрНДІНП «МАСМА», "Динако-ротест" ДСТУ 4247-2003 -4 13·10 3,4·10 24,8 31,5 -4 2,9·10 1,7·10 2,0·10 4 4 4 33,4 36,1 35,5 10 15 20 25 Перелік посилань: 1. Ищук Ю.Л. Состав, структура и свойства пластичных смазок. – К.: Наукова думка, 1996. 148 с. 2. Любинин И.А., Железный Л.В. Состояние и перспективы производства высокоэффективных смазок в России и странах СНГ // Трение и смазка в машинах и механизмах. - 2009. - № 6. - С. 2-8. 3. Пат. CN 101240208 А, КНР Preparation of high-performance bentonite lubricating grease / Опубл. 02.06.2010. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Мастило для вузлів тертя промислового обладнання, яке містить базову нафтову оливу, бентонітовий загусник на основі мінералу групи монтморилоніту, модифікований диметилдіоктадециламонійхлоридом, і антиокиснювальну присадку - 2,2'-метилен-біс-4-метил6-третбутил-фенол, яке відрізняється тим, що додатково містить фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетилованим етилендіаміном, за наступного співвідношення інгредієнтів, % мас.: бентоніт на основі мінералу групи монтморилоніту, модифікований 6-15 диметилдіоктадециламонійхлоридом фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з 3-10 оксіетилованим етилендіаміном антиокислювальна присадка -2,2'метилен-біс-4-метил-60,5-2 третбутилфенол до нафтова олива 100. 3 UA 102182 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4