Пластичная смазка

гут Использоваться нефтяные или синтетические масла (многие из них - сложные эфиры,полиалкиленгликоли и другие соединения являются продуктами органического синтеза), а в качестве дисперсной фазы (загустителя) - мыла (соли металлов высших жирных кислот),органические соединения (пигменты, производные мочевины, аминофенолы, соли низкомолекулярных органических кислот и др.), неорганические соединения (глины, силикагель, окиси и гидроокиси различных металлов и др.), твердые углеводороды (парафин, церезин) с добавлением различных функциональных присадок 1. Эти смазки обладают неплохими смазочными и противоизносными свойствами, но приготовление этих смазок связано с большим расходом дорогостоящих загустителей.В то же время среди загустителей наибольшее распространение при производстве пластичных смазок получили загустители на основе гидратированных кальциевых мыл синтетических высших жирных кислот или высших кислот естественных жиров 2. Например, известна пластичная смазка, содержащая по массе жирные кислоты животных жиров - 6,76 жирные кислоты хлопкового масла - 6,72 жирные кислоты соевого масла - 6,72 экстракт фенольной очистки колумбийского смазочного масла - 76,6 гашеная известь - 3,2 . Известна также кальциевая смазка, содержащая по массе 8,0 синтетических жирных кислот фракции С 16-С 2 о 1,04 гашеной извести и 90,96 углеводородной основы, в качестве которой используют дистиллят из нефтей побережья Мексиканского залива и Брайтсток. Эти смазки характеризуются достаточно высокой температурой каплепадения (порядка 100 С), хорошими смазочными свойствами, однако к их недостаткам можно отнести высокую себестоимость и недоступность из-за применения в них зарубежного сырья.В странах СНГ такие пластичные смазки, содержащие гидратированные кальциевые мыла синтетических высших кислот или высших кислот естественных жиров, известны под собирательным названием солидолы 3. Эти смазки готовят на основе минеральных масел с добавками, улучшающими свойства смазок. В качестве таких добавок чаще всего используют антиокислители, антиоксиданты, противоизносные и антифрикционные присадки.К таким смазкам относится водостойкая смазка общего назначения - солидол жировой(солидол Ж, ГОСТ 1033-79. Смазка, солидол жировой), содержащий в качестве базового масла смеси индустриальных масел И-20 А и И-40 А, а в качестве загустителя - загуститель на основе гидратированных кальциевых мыл естественных жиров - хлопкового масла и технического жира 4.Прототипом к заявляемому изобретению является водостойкая смазка общего назначения - солидол синтетический (солидол С, ГОСТ 4366-76. Смазка солидол синтетический), содержащий в качестве базового масла смеси индустриальных масел И-20 А и И 40 А, а в качестве загустителя - загуститель на основе синтетических жирных кислот фракций См и выше, С 5-С 9, С 7-С 9 5.Недостатками водостойких смазок общего назначения - солидолов - и, в частности,смазки-прототипа является относительно низкая их смазочная способность и достаточно высокая себестоимость, обусловленная тем, что приготовление этих пластичных смазок связано с использованием в них дорогостоящей базовой основы, состоящей из смеси индустриальных масел.Задачами, которые решаются с помощью настоящего изобретения, являются повь 1 шение смазочной способности смазки, снижение ее себестоимости и расширение сырьевой базы.Поставленные задачи решаются тем, что пластичная смазка, содержащая базовое масло и загуститель на основе гидратированных кальциевых мыл синтетических высших жирных кислот или высших кислот естественных жиров, согласно изобретению, в качестве базового масла содержит тяжелый остаток с установки легкого гидрокрекинга или гидроконверсии вакуумного газойля при следующем соотношении компонентов, мас.тяжелый остаток с установки легкого гидрокрекинга или гидроконверсии вакуумного газойля 76-90 загуститель на основе гидратированных кальциевых Мыл синтетических высших жирных кислот или высших кислот естественных жиров остальное.Второй вариант изобретения состоит в том, что состав пластичной смазки дополнительно содержит антифрикционную Целевую добавку, в качестве которой используют 0,51,5 по массе олеата холестерина.По третьему варианту изобретения состав пластичной смазки дополнительно содержит 0,8-2,0 по массе полимерной полиизобутиленовой присадки.Сущность изобретения состоит в том, что предлагаемая пластичная смазка содержит в качестве базовой основы не минеральное масло или смесь масел, а тяжелый остаток с установки легкого гидрокрекинга или гидроконверсии вакуумного газойля. Тяжелый остаток с установки легкого гидрокрекинга или гидроконверсии вакуумного газойля является промежуточной фракцией при перегонке нефти и поэтому по себестоимости в 2-3 раза дешевле минеральных масел, традиционно используемых при производстве пластичных смазок. Он представляет собой высоковязкую жидкость коричневого цвета с характерным запахом нефтепродукта. Производится в Беларуси на Мозырьском и Новополоцком нефтеперерабатываюших заводах по ТУ 38.1011304 - 90. По химическому составу является широкой углеводородной фракцией, полученной при вакуумной дистилляции мазута. Применяется для производства базовых масел и содержит в своем составе до 2 серы и комплекс нефтяных кислот, которые обусловливают высокие противозадирные свойства. Сернистые соединения 2 пассивируют металлы и одновременно действуют в качестве антиокислителей.В предлагаемом изобретении применение тяжелого остатка с установки легкого гидрокрекинга или гидроконверсии вакуумного газойля в качестве базового масла, загушенного гидратированными кальциевыми мылами синтетических высших жирных кислот или высших кислот естественных жиров, позволяет повысить смазочные характеристики пластичной смазки при сохранении ее высокой стабильности. Реакция образования кальциевого мь 1 ла при взаимодействии жирных кислот и гидроокиси кальция экзотермична,поэтому после ее начала подвод тепла может быть прекрашен. Нейтрализация кислот и диспергирование образуюшегося мыла происходят одновременно и быстро, количество воды образуюшейся во время реакции, достаточно для стабилизации структуры. Кроме того, присутствие в составе заявляемой композиции тяжелого остатка с установки легкого гидрокрекинга или гидроконверсии вакуумного газойля обеспечивает более высокие биостойкость и противокоррозионные свойства смазки.Как правило, при изготовлении пластичных смазок с использованием минеральных масел применяют маловязкие индустриальные или депарафинированные масла, т.к. низкотемпературные свойства смазок почти целиком зависят от вязкостных характеристик их дисперсионных сред и частично от концентрации загустителя 3. Очишенные минеральные масла обладают высокой стабильностью свойств при длительной эксплуатации и хранении, менее склонны к окислению. Однако они характеризуются более низкими смазочными свойствами по отношению к неочиЩеннь 1 м маслам и более высокой себестоимостью.В то же время применение тяжелого остатка с установки легкого гидрокрекинга или гидроконверсии вакуумного газойля как промежуточного продукта нефтеперегонки вместо индустриальных масел позволяет добиться значительной экономии материальных ресурсов и расширяет сырьевую базу получения пластичных смазок.В качестве антифрикционной целевой добавки в заявляемой композиции используют 0,5-1,5 по массе олеата холестерина (ТУ 6-09-4416-77). Данное ограничение необходимо для создания благоприятных условий, при которых в граничной смазочной пленкеинициируется формирование жидкокристаллической структуры. Как известно, олеат холестерина является одним из наиболее типичных представителей холестерических жидких кристаллов, которые в объеме обеспечивают анизотропию физических свойств. Последнее, в частности, проявляется в способности жидких кристаллов выдерживать значительные нормальные нагрузки при одновременном низком сопротивлении сдвигу. Присутствие указанных веществ способствует образованию жидкокристаллического порядка в граничной смазочной пленке и, как следствие, приводит к низкой диссипации энергии в зоне динамического контакта 6. Помимо этого положительным фактором при использовании заявляемых жидкокристаллических соединений является их экологическая чистота они нетоксичны и беззольны.Применение в заявляемой композиции 0,8-2,0 по массе полимерной присадки КП 20 (ГОСТ 23639-79) на основе полиизобутилена улучшает товарный вид и липкость смазки, приводит к повышению ее вязко-упругих характеристик. Жидкокристаллические вещества и их смеси с высокомолекулярными соединениями при определенных рецептурнотехнологических параметрах способны образовывать в маслах игольчатые структуры анизометрической формы, т.е. обеспечивать такую же коллоидную структуру, как и в мь 1 льных пластичных смазках или солидолах. Это открывает новую сферу приложения жидких кристаллов и полимеров в качестве модификаторов структуры антифрикционных пластичных смазок общего назначения и проявляется в том, что при растяжении смазки образуется вытянутая структура, что свидетельствует о ее способности к большей деформации без разрыва. Повышение концентрации полимерной добавки более 2,0 по массе нецелесообразно из-за достаточно высокой ее себестоимости.Композиции по заявляемому изобретению готовят следующим образом.Необходимое количество гашеной извести смешивают с достаточным количеством тяжелого остатка с установки легкого гидрокрекинга или гидроконверсии вакуумного газойля.На стадии предварительных исследований было установлено, что оптимальной концентрацией гашеной извести в тяжелом остатке с установки легкого гидрокрекинга или гидроконверсии вакуумного газойля является 25-30 мас. . Приготовление указанных смесей более высокой концентрации (свыше 30 мас. ) нежелательно с точки зрения появления дополнительных трудозатрат, необходимых в процессе приготовления данных смесей из-за высокой вязкости получаемого конечного продукта. Более низкие концентрации нецелесообразны, т.к. в процессе диспергирования гашеной извести, возможно комкование смесей. Процесс смешения лучше проводить при температуре ниже температуры застывания тяжелого остатка с установки легкого гидрокрекинга или гидроконверсии вакуумного газойля, что также снижает вероятность образования нерастворенных комков.Затем приготовленную смесь тяжелого остатка с установки легкого гидрокрекинга или гидроконверсии вакуумного газойля и гашеной извести нагревают до температуры 7085 С и медленной струей при постоянном перемешивании доливают в реактор с остальной частью предварительно доведенной до температуры 70-85 С смеси тяжелого остатка с установки легкого гидрокрекинга или гидроконверсии вакуумного газойля и расчетной фракции синтетических высших жирных кислот или высших кислот естественных жиров. При этом происходит образование пространственного каркаса пластичной смазки в тяжелом остатке с установки легкого гидрокрекинга или гидроконверсии вакуумного газойля за счет омыления свободных жирных кислот, содержащихся в данном объеме смазки, щелочью. Процесс омыления ведется в течение 1,5-2 часов.После охлаждения смеси на 10-15 С реакционную массу разливают в тару. На этом процесс приготовления считается законченным.Составы образцов пластичной смазки приведены в табл. 1. Для сравнения в этой же таблице приведены известные составы смазки-аналога солидола Ж (жировой) и смазкипрототипа солидола С (синтетического).Смазочную способность пластичной смазки оценивали на 4-шариковой машине трения ЧШМ - 32 согласно ГОСТ 9490 - 75. Все опыты проводили с использованием подШипниковь 1 х Шариков диаметром 12,7 мм из стали ШХ - 15 с твердостью НКС 60-62. Число оборотов шпинделя - 1420 об/мин. Длительность проведения каждого опыта составляла 10 с. Нагрузку повышали ступенчато. Определяли критическую нагрузку (РК) и нагрузку сваривания (Рс). Определяли также диаметр пятна износа по истечении 1 часа испытаний.Определение температуры каплепадения проводили согласно ГОСТ 6793-74.Для определения предела прочности образцов пластичных смазок использовали пластомер типа К-2. Определение производили по ГОСТ 7143-73.Результаты испытаний образцов пластичных смазок приведены в табл. 2.