Антифрикційне уреатне пластичне мастило

Реферат: Антифрикційне мастило, до складу якого входить базова нафтова олива, пакет функціональних додатків і сечовинний загусник. При цьому загусник є продуктом взаємодії поліізоціанату з моноамідоамінами жирних кислот, за наступного співвідношення компонентів, % мас.: продукт взаємодії поліізоціанату з моноамідоамінами жирних кислот 10,0-22,0 пакет функціональних додатків 0,0-7,0 нафтова олива решта. UA 118268 U (12) UA 118268 U UA 118268 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до галузі нафтопереробки та нафтохімії, зокрема до антифрикційних пластичних мастил, призначених для застосування у вузлах тертя машин і механізмів, що експлуатуються в умовах підвищених температур, високих швидкостей і в контакті з агресивними середовищами. Відомо, що сечовини - продукти взаємодії ізоціанатів з амінами різної природи і будови, завдяки термохімічній стійкості та загущувальної здатності нафтових олив, застосовуються у виготовленні беззольних уреатних мастил, придатних до експлуатації за високих температур, у контакті з водяною парою, нафтопродуктами, агресивними та миючими речовинами [1]. У більшості випадків традиційні багатоцільові мастила у цих умовах малоефективні чи взагалі непридатні. У вузлах тертя технологічного обладнання, призначеного для застосування в діапазоні температур від -20 до +150 °C, застосовується мастило Маспол (ТУ У 00149943.489-97) [2]. До його складу входить нафтова олива, сечовинний загусник та пакет багатофункціональних додатків. Мастило відрізняється термічною та антиокиснювальною стійкістю, але не відповідає вимогам до сучасних антифрикційних мастил через недостатню механічну та колоїдну стабільність. Найближчим за технічною суттю і складом до мастила, що заявляється, є мастило за патентом Російської Федерації RU 2283859, опублікованим 20.09.2006р. Мастило-прототип містить суміш нафтової чи синтетичної оливи з екстрактом нафтовим у співвідношенні від 99:1 до 90:10, загущену полісечовиною (10 % мас). Загусник, синтезований взаємодією амінів (октадециламін та анілін) з поліізоціанатом у розчині дисперсійного середовища. Кількісний склад компонентів загусника не наведено. Відоме мастило, як вказано у патенті, "може містити антиокиснювальні, протизадирні, антифрикційні та інші додатки", але їх якісний і кількісний склад не вказується. Мастило-прототип відрізняється термічною та колоїдною стабільністю, стійке до дії води та водяної пари. Однак, наявність у його складі екстракту нафтового, що являє собою концентровану суміш ароматичних вуглеводнів, звужує температурний діапазон застосування через недостатні низькотемпературні властивості. Поруч з цим, уведення до складу мастильної композиції ще й високотоксичного аніліну призводить до погіршення екологічних властивостей мастила-прототипу. Задача корисної моделі є створення багатоцільового мастила на сечовинному загуснику, синтезованого з використанням ПАР природного походження, яке поєднувало б високі термічні та антиокиснювальні властивості з покращеними об'ємно-механічними і екологічними характеристиками, що дозволить застосовувати його як антифрикційне мастило у широкому діапазоні температур і швидкостей та зменшить токсикоз-екологічне навантаження на навколишнє середовище. Поставлена задача вирішується створенням нового мастила, до складу якого входить базова нафтова олива, пакет функціональних додатків і сечовинний загусник, яке відрізняється тим, що загусник є продуктом взаємодії поліізоціанату з моноамідоамінами жирних кислот (МЖК). При цьому необхідно дотримуватись наступного співвідношення компонентів, % мас: продукт взаємодії поліізоціанату з моноамідоамінами жирних кислот 10,0-22,0 пакет функціональних додатків 0,0-7,0 нафтова олива решта. Методика виготовлення уреатного мастила полягає у наступному. Окремо готують розчини поліізоціанату та МЖК у нафтовій оливі. Змішують їх у розрахунковому співвідношенні в реакторі, обладнаному обігрівом і перемішуючим пристроєм. Суспензію, що утворюється, нагрівають до 150 °C. Зразки охолоджують до 20 °C і гомогенізують на лабораторній тривалковій перетиральній машині. Як дисперсійне середовище використовують нафтову оливу з в'язкістю при 100 °C у межах 2 18-28 мм /с. Пакет функціональних додатків складається з протизношувальної присадки та інгібіторів корозії і окиснення, які випускаються промисловістю за діючою нормативно-технічною документацією. Для одержання сечовинного загусника мастила, що заявляється, використовують поліізоціанат або неочищений монодіізоціанат (МДІ) фірми WANNATE (Китай), що містить суміш 2,4'- та 4,4'-ізомерів дифенілметандіізоціанату, триізоціанатів та поліізоціанатів. Це в'язка рідина коричневого кольору з характерним запахом. 1 UA 118268 U МЖК синтезували за відомою методикою амідування жирних кислот чи трансамідування триацилгліцеридів тваринних жирів або олій діамінами [3] за схемою: O CH2 O C R CH O C CH3 O O R + 3NH2 R1 3R NH2 C NH R1 NH2 O CH2 O C + CH OH OH CH3 OH R 5 10 За фізичним станом МЖК - це парафіно- або мастилоподібні речовини коричневого кольору. Вони добре розчиняються в етиловому і ізопропіловому спиртах, частково - у воді, гасі і пксилолі, не розчиняється в гексані та ізооктані. Уведення до складу мастила вищезазначених компонентів, а також спеціально підібраний їх кількісний склад дозволяють досягти бажаного технічного результату, а саме розширити сировинну базу для виготовлення антифрикційних уреатних мастил та поліпшити їх об'ємномеханічні й екологічні характеристики. Відповідно до корисної моделі, з використанням заданих інгредієнтів і описаною технологією, виготовлені зразки запропонованого мастила, склад яких зведено в таблиці 1. 15 Таблиця 1 Склад розроблених мастил Вміст компонентів мастила, що заявляється, % мас, у зразках: 1 2 3 Найменування компонентів Продукт взаємодії поліізоціанату з моноамідоамінами жирних кислот Пакет функціональних додатків Нафтова олива 20 25 30 10,0 14,0 20,0 3,2 86,8 3,2 82,8 3,2 76,8 Зразки мастила, що заявляється, випробувано у порівнянні з товарним мастилом Маспол виробництва ВАТ "АЗМОЛ" та мастилом-прототипом за патентом РФ RU 2283859, виготовленим на основі суміші нафтової оливи з екстрактом нафтовим із в'язкістю компонентів 2 2 за 50 °C - 70 мм /с та 10 мм /с, відповідно (співвідношення 99:1, загальна кількість - 87,8 %), загущеної продуктом взаємодії поліізоціанату WANNATE (Китай) з октадециламіном (ГОСТ 23717-79) та аніліном (ГОСТ 313-77Е). Концентрація загусника у мастильній композиції складала 10 %. В мастило, що заявляється, і мастило-прототип уводили однаковий пакет функціональних додатків в кількості 3,2 мас. %, що складався з протизношувального додатку 2,0 %, інгібітора корозії - 0,2 % та інгібітора окиснення - 1,0 %. Зразки мастил досліджували лабораторними методами згідно з діючими стандартами. Механічну стабільність оцінювали за зміною показника пенетрації у стандартній мішалці від пенетрометра, після перемішування впродовж 60 (Р2) і 100 000 (Р1) подвійних ходів (ASTM D 217), за рівнянням Р2-Р1=Р. Зміна стану консистенції мастила в ході тривалого перемішування характеризує схильність або стійкість мастила до тиксотропного руйнування [4]. Основні властивості товарного мастила "Маспол", мастила-прототипу та отриманих зразків мастил, зведені в таблиці 2. 2 UA 118268 U Таблиця 2 Властивості запропонованих мастил у порівнянні з товарним мастилом "Маспол" та мастилом-прототипом Найменування Значення показників для мастил: Метод показника, одиниця випробовування Маспол Прототип Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3 виміру Колоїдна стабільність, ГОСТ 7142 10,0 4,3 4,3 4,2 3,9 % Температура ASTM D 566 228 230 230 236 245 крапання, °C Приріст кислотного числа(120 °C, 6 год), ГОСТ 5734 0,22 0,20 0,20 0,17 0,15 мг КОН/г Корозійна дія на мідь ГОСТ 9.080 Витримує Витримує Витримує Витримує Витримує Пенетрація при 25 °C, . -1 мм 10 , з перемішуванням ASTM D 217 60 подвійних тактів 270 275 280 272 265 100000 подв. тактів 342 345 322 310 297 72 70 42 38 32 Р= Р2-Р1 В'язкість при мінус ГОСТ 7163 1882 2000 1740 1786 1882 . 30 °C, Па с Біорозщеплюваність, CECL33-A-93 29,8 27,5 32,4 33,1 33,5 % 5 10 15 20 25 30 Як свідчать дані табл. 2, застосування як компонента загусника уреатних мастил продукту взаємодії поліізоціанату з моноамідоамінами вищих жирних кислот разом з відомими компонентами, за дотримання запропонованого співвідношення інгредієнтів, дозволяє одержати новий продукт, який характеризується високими термічними та антиокиснювальними властивостями, об'ємно-механічними і екологічними характеристиками, а також широким температурним діапазоном застосування. Завдяки інгібуючій дії загусника та інгібітора окиснення запропоноване мастило виявилося стійким до дії кисню. За приростом кислотного числа при високих температурах (120 °C) мастило, що заявляється, переважає антиокиснювальні властивості мастила-прототипу. Після тривалого механічного руйнування Р нового мастила, у порівнянні з відомими мастилами, значно зменшилася, тобто механічна стабільність підвищилася. Це дозволяє прогнозувати тривалу стабільність нового мастила у вузлах тертя без розм'якшення та витікання. Нове мастило переважає відомі і за екологічними характеристиками, визначеними за методикою ДСТУ 4247:2003 "Нафтопродукти. Метод визначення біорозщеплюваності (CECL ЗЗА-93, NEQ)». Узагальнюючи отримані результати можна констатувати, що поставлена технічна мета досягнута. Оптимальне співвідношення запропонованих складів нового мастила забезпечує технологічність виготовлення та їхні високі техніко-економічні показники в процесі експлуатації. Джерела інформації: 1. Ищук Ю.Л. Технология пластичных смазок.-Киев: Наукова думка, 1986.-248 с. 2. Железный Л.В. Высокотемпературные пластичные смазки: состояние и перспективы производства в странах СНГ/Л.В.Железный, И.А.Любинин//Трение и смазка в машинах и механизмах. - 2013. - №3. - С.21-30. 3. Асадов З.Г. Получение и свойства аминоамидов на основе триглицеридов говяжьего жира и их фосфатных модификаторов/ З.Г. Асадов, Н.В. Саламова, Р.А.Рагимов, С.Ф.Ахмедбекова//Вестник ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация.-2014, №4.-С.12-16. 4. Железный Л.В. Определение механической стабильности высокотемпературных антифрикционных смазок /Л.В. Железный, Н.А.Мартынюк, А. А. Папейкин, М.В. Курбатова, И.А.Любинин// Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. - 2007. - №5. - С. 34-36. 3 UA 118268 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Антифрикційне мастило, до складу якого входить базова нафтова олива, пакет функціональних додатків і сечовинний загусник, яке відрізняється тим, що загусник є продуктом взаємодії поліізоціанату з моноамідоамінами жирних кислот, за наступного співвідношення компонентів, % мас.: продукт взаємодії поліізоціанату з моноамідоамінами жирних кислот 10,0-22,0 пакет функціональних додатків 0,0-7,0 нафтова олива решта. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4