Пластичная смазка и способ ее получения

(12) (51) мпк (2006) с 1 и м 1 1 7 нэп НАЦИОНАЛЬНЫИ ЦЕНСГР С 1 в 1 7 7 в ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное предприятие Украинский научно-исследовательский институт нефтеперерабать 1 вающей промышленности МАСМА(72) Авторы Кобь 1 лянский Евгений Васильевич Ищук Юрий Лукич Лопатюк Виталий Васильевич Дугина Людмила Николаевна Железный Леонид Витальевич Кравчук Галина Григорьевна Лендьел Иосиф Васильевич (ПА)(73) Патентообладатель Государственное предприятие Украинский научно-исследовательский институт нефтеперерабатывающей промь 1 щленности МАСМА (ПА)1. Пластичная смазка, содержащая нефтяное или синтетическое масло и карбонат щелочноземельного металла, стабилизированный алкилсалицилатом щелочноземельного металла, содержащим 10-18 атомов углерода в алкильной части, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит тетраборат щелочноземельного металла и 12-гидроксистеарат щелочноземельного металла при следующем соотнощении компонентов, мас.карбонат щелочноземельного металла 12-17 алкилсалиЦилат щелочноземельного металла, содержащий 10-18 атомов углерода в алкильной части 4-17тетраборат щелочноземельного металла 2-5 12-гидроксистеарат щелочноземельного металла 5-12 нефтяное или синтетическое масло остальное.2. Способ получения пластичной смазки по п. 1, заключающийся в том, что алкилсалициловые кислоты, содержащие 10-18 атомов углерода в алкильной части, подвергают взаимодействию с гидроксидом щелочноземельного металла и диоксидом углерода в присутствии алифатического спирта в среде нефтяного или синтетического масла и углеводородного растворителя при 30-80 С, отделяют углеводородный растворитель и алифатический спирт, образовавщийся сверхщелочной алкилсалиЦилат щелочноземельного металла в масле обрабатывают борной кислотой при 98-160 С, осуществляют взаимодействие полученного продукта с 12-гидроксистеариновой кислотой при 95-170 С, охлаждают и гомогенизируют полученную смазку.3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что исходные алкилсалициловые кислоты, гид роксид щелочноземельного металла и диоксид углерода берут в массовом соотношении 1(1,0-3,5)(0,35-1,15) соответственно.Изобретение относится К составам И способам получения пластичных смазок, а конкретнее, К антифрикционнь 1 м смазкам, предназначенным для смазывания узлов трения,работающих при высоких температурах (до 180 С), во влажных и агрессивных средах.Известны антифрикционные смазки на основе нефтяного масла, в которых в качестве загустителя используются комплексные мыльные загустители кальциевые, литиевые, бариевь 1 е и алюминиевые (Ищук Ю.Л. Технология пластичных смазок. - Киев Наукова думка, 1986. - С. 59-65). Однако, из-за недостаточных смазывающих, высокотемпературных,антиокислительных и антикоррозионных свойств этих смазок они не могут быть применены в особо жестких условиях работы.За рубежом разработаны смазки на основе комплексного загустителя - кальциевых солей сульфоновых, угольной, борной и алифатической кислот. Так, в патенте США 4560489, 1985, описан состав и способ получения пластичной смазки на основе нефтяного или синтетического масла, загущенного сверхщелочным сульфонатом кальция - карбонатом кальция, стабилизированным кальциевыми солями маслорастворимых сульфокислот,с добавлением тетрабората кальция и кальциевого мыла алифатической монокарбоновой кислоты С 12-С 24, преимущественно 12-гидроксистеариновой.Известная смазка характеризуется хорощими объемно-механическими, вь 1 сокотемпературными и смазывающими свойствами и может быть использована в качестве многоцелевой антифрикционной смазки для узлов трения, работающих при очень высоких температурах.Авторам изобретения, описанного в патенте Украины 31884, удалось упростить способ получения описанной выще смазки на комплексном загустителе, содержащем сверхщелочной сульфонат кальция, найти более оптимальные параметры проведения процесса и при этом повысить качество получаемой смазки по показателям смазывающих, антиокислительных и адгезионных (сброс на приборе Адамс) свойств. Однако получаемая известным способом смазка обладает все же недостаточными антиокислительными и антикоррозионными свойствами.В последние годы в Украине разработаны новые смазки, характеризующиеся вь 1 сокими показателями антиокислительных и антикоррозионных свойств, содержащие в качестве загустителя карбонат щелочноземельного металла, стабилизированный алкилсалицилатом щелочноземельного металла. В патенте Украины 23337 А, 1998, патент РФ 2118653, 1998 описаны способ получения и состав пластичной смазки на основе нефтяного или синтетического масла, включающий в качестве загустителя карбонат щелочноземельного металла, стабилизированный алкилсалицилатом щелочноземельного металла с числом углеродных атомов в алкиле 10-18, и гидроксид щелочноземельного металла при следующем соотнощении компонентов, мас.карбонат щелочноземельного металла - 14-30 алкилсалицилат щелочноземельного металла с числомуглеродных атомов в алкиле 10-18 - 9-20 гидроксид щелочноземельного металла - 6-10 нефтяное или синтетическое масло - до 100.Известную смазку получают взаимодействием алкилсалициловых кислот с числом углеродных атомов в алкиле 10-18 с гидроксидом щелочноземельного металла и диоксидом углерода при их массовом соотнощении 11,3-2,2-0,5-1,0, соответственно, в присутствии алифатического спирта в среде нефтяного или синтетического масла и углеводородного растворителя при 30-80 С с последующим отделением растворителя и алифатического спирта, дальнейщим охлаждением продукта и гомогенизацией полученной смазки.Благодаря высоким антиокислительным и антикоррозионным свойствам известная смазка рекомендуется для использования в качестве антикоррозионного покрытия механизмов, работающих в условиях высоких температур и повыщенной влажности. Однако из-за относительно низких смазывающих свойств она не может применяться в качестве антифрикционной смазки.Задачей изобретения является создание пластичной смазки, которая наряду с вь 1 сокими показателями смазывающих и объемно-механических свойств обладала бы улучшен 2НЫМИ антикоррозионными И антиокислительнь 1 ми свойствами, ЧТО ПОЗВОЛИТ ПрИМСНЯТЬ ее В КЗЧССТВС антифрикционной смазки В УСЛОВИЯХ ВЫСОКИХ температур, ПОВЫШСННОЙ влажНОСТИ И агрессивных СрСД.Поставленная задача РСШСНЗ составом предлагаемой СМЗЗКИ И СПОСОбОМ ее ПОЛУЧСНИЯ.ПРСДЛЗГЗСМЗЯ смазка наряду С НСфТЯНЫМ ИЛИ СИНТСТИЧССКИМ маслом И карбонатом ЩСЛОЧНОЗСМСЛЬНОГО металла, стабилизированным алкилсалицилатом ЩСЛОЧНОЗСМСЛЬНОГО металла С ЧИСЛОМ УГЛСрОДНЫХ атомов В алкиле 10-18, ДОПОЛНИТЕЛЬНО СОДСрЖИТ тетраборат ЩСЛОЧНОЗСМСЛЬНОГО металла И 12-гидроксистеарат ЩСЛОЧНОЗСМСЛЬНОГО металла ПрИ СЛСДУЮЩСМ СООТНОШСНИИ КОМПОНСНТОВ, мас. 2карбонат щелочноземельного металла - 12-17 алкилсалицилат щелочноземельного металла с числом угле родных атомов в алкиле 10-18 - 4-17 тетраборат щелочноземельного металла - 2-5 12-гидроксистеарат щелочноземельного металла - 5-12 нефтяное или синтетическое масло - до 100.Для получения пластичной смазки такого состава алкилсалициловые кислоты, содержащие 10-18 углеродных атомов в алкильной части, подвергают взаимодействию с гидроксидом щелочноземельного металла и диоксидом углерода в присутствии алифатического спирта в среде нефтяного или синтетического масла и углеводородного растворителя при 30-80 С образовавшийся в результате карбонатации и последующем отделении растворителя и алифатического спирта сверхщелочной алкилсалицилат щелочноземельного металла обрабатывают борной кислотой при 98-160 С и осуществляют взаимодействие полученного продукта с 12-гидроксистеариновой кислотой при 95170 С полученную смазку охлаждают и гомогенизируют.Процесс карбонатации проводят предпочтительно при соотношении исходных алкилсалициловых кислот, гидроксида щелочноземельного металла и диоксида углерода, равном 11,О-3,5 О,35-1,15 соответственно.В качестве промотора могут быть использованы метанол, этанол, пропанолы, бутаноль 1 и другие алифатические спирты.В качестве исходных алкилсалициловых кислот используют алкилсалициловые кислоты с числом углеродных атомов в углеводородном радикале 10-18, например, полученные как полупродукт в производстве алкилсалицилатных присадок с использованием в качест ве алкилирующего агента олигомеров этилена С 16-С 18 или алкил-(С 1 о-С 18)-салициловые кислоты, выделенные из шлама производства алкилсалицилатных присадок, а также болееузкие фракции кислот (К С 12-С 14), Полученные направленным синтезом при алкилировании фенола соответствующими олефинами.В качестве дисперсионной среды могут быть использованы нефтяные масла или синтетические масла (сложные эфиры, полисилоксановые жидкости, углеводородные масла).Заявляемое изобретение, включающее предлагаемый способ и состав пластичной смазки, объединенные единым изобретательским замыслом, позволило впервые получить на основе нового комплексного загустителя антифрикционную смазку с улучшенными показателями антиокислительных и антикоррозионных свойств, т.е. поставленная задача решена с достижением необходимого технического результата.Ниже приведены конкретные примеры осуществления предлагаемого способа, а в таблице 1 состав полученных по примерам образцов предлагаемой смазки.Смесь, состоящую из 8,49 г (1 в.ч.) алкилсалициловых кислот с числом углеродных атомов в алкиле 16-18, 38,53 г нефтяного масла, 75 мл толуола, 52,5 мл метанола, 29,23 г(3,44 в.ч.) извести-пушонки подвергают обработке 9,75 г (1,15 в.ч.) СО при 40 С. После карбонатации добавляют 40,00 г нефтяного масла и отгоняют растворители и промотор. Отгонку ведут при нагревании до 110 С при атмосферном давлении, а затем под вакуумом 0,03-0,04 МПа при повышении температуры до 135 С. Затем реакционную массу охлажда ВУ 9972 С 1 2007.12.30ют до 98 С, добавляют 9,00 г борной КИСЛОТЫ, растворенной в 23,50 г воды, нагревают до 150 С И выдерживают при этой температуре 0,5 ч. После термообработки загружают 15,00 г 12-гидроксистеариновой Кислоты, выдерживают реакционную массу 1,0 Ч при 150 С, после чего охлаждают при перемешивании до 90 С и без перемешивания до комнатной температуры. Через сутки полученную смазку гомогенизируют на перетирочной машине 1 Э 77-1 путем четырехкратного пропускания между валками при зазоре 3-105 м.(1,45 в.ч.) извести-пушонки, 8,60 г (0,51 в.ч.) СО 2 после карбонатации добавляют 42,90 г нефтяного масла и 12-гидроксистеариновую кислоту добавляют в количестве 12,00 г.Процесс получения смазки проводят аналогично примеру 1, за исключением того, что загружают 25,46 г (1 в.ч.) алкилсалициловых кислот (алкил Сш-Сш), 30,00 г нефтяного масла, 30,56 г (1,2 в.ч.) извести-пушонки, после карбонатации добавляют 37,73 г нефтяного масла и 12-гидроксистеариновую кислоту добавляют в количестве 7,50 г.Смазку получают, как описано в примере 3, но термообработку реакционной массы после ввода 12-гидроксистеариновой кислоты проводят при 170 С.Процесс проводят аналогично примеру 3, однако после карбонатации добавляют 42,23 г нефтяного масла и борную кислоту добавляют в количестве 4,50 г в виде раствора в 11,8 мл воды.Смазку получают, как описано в примере 3, за исключением того, что загружают 33,95 г (1 в.ч.) алкилсалициловых кислот и 31,22 г (0,92 в.ч.) Са(ОН)2, а нефтяное масло после карбонатации вводят в количестве 28,58 г.В смесь, состоящую из 28,00 г (1 в.ч.) алкилсалициловых кислот (алкил Сш-Си), 19,00 г нефтяного масла, 75 мл толуола, 52,5 мл метанола, 29,90 г (1,07 в.ч.) Са(ОН)2 подают для карбонатации 10,50 г (0,375 в.ч.) СО при 40 С. После карбонатации добавляют нефтяное масло в количестве 38,60 г и отгоняют растворители и промотор. Отгонку ведут при нагревании до 110 С и атмосферном давлении, а затем - под вакуумом 0,03-0,04 МПа и повь 1 шении температуры до 135 С. Затем реакционную массу охлаждают до 98 С и добавляют 9,00 г борной кислоты, растворенной в 23,5 мл воды, нагревают до 150 С и выдерживают при этой температуре 0,5 ч. Перед введением 12-гидроксистеариновой кислоты реакционную массу охлаждают до 95 С, загружают 15,00 г 12-гидроксистеариновой кислоты в расплавленном виде, затем нагревают до 125 С и термообрабатывают 1 ч, после чего охлаждают при перемешивании до 90 С и без перемешивания до комнатной температуры. Через сутки полученную смазку гомогенизируют на перетирочной машине 1 Э 77-1 путем четырехкратного пропускания между валками при зазоре 3-105 м.В таблице 2 представлены данные о свойствах образцов смазки, полученной в соответствии с заявляемым изобретением по примерам 1-7, и для сравнения приведены также сведения о свойствах известных смазок.Приведенные в таблице 2 данные показывают, что изобретение позволяет получить смазку, которая по своим смазочным свойствам значительно превосходит смазкупрототип и находится на уровне (а в некоторых случаях и превышает уровень) современных антифрикционных смазок в то же время по показателю антикоррозионных свойств,которые оценивали по скорости коррозии методом Динакорротест (Квалификационный метод оценки пластичных смазок, утвержденный решением Госкомиссии Не 23/1-91 от 01.03.82.), предлагаемая смазка, находясь на уровне лучшей известной консервационной