CS201864B1 - Mazadlo pre vysoké a extrémně vysoké tlaky - Google Patents

Description

Tento vynález sa vzťahuje na mazadlo pre trúce sa kovové povrchy pod vysokým ai. extrémně vysokým tlakom. Obsahuje ako hlavné přísady organické zlúčeniny síry, fosforu, síry a fosforu ako vysokotlakové přísady a olejorozpustný sulfonát ako detergentno-dispergačnú přísadu.

Extrémně vysoké tlaky panujú najmg v ozubených prevodoch ako sú najma hypoidné převody automobilov, v šnekových zariadeníach, na obrábacích nástrojoch pri obrábaní kovov a pod. Vysoko vystupňované výkony automobilových motorov vyvolávájú velmi ťažké podmienky z híadiska mazania prevodov, ktoré prenáéajú hnaciu silu motora na kolesá.

Mazadlo pre velmi vysoké tlaky musí zabezpečit* dostatočne pevný mazací film, ktorý znesie bez pretrhnutia i silné zvýšené a nárazové zaťaženie převodových zubov alebo iných súčastí a zároveň musí byt dostatočne odolné voči vysokým teplotám z híadiska rozkladu zložiek a zhoršovania vlastností. Prevádzkovú teploty náplně automobilového oleja převodového, vyvolané třecím teplem, dosahujú vo váčšine prípadov 70 až 120 °C, ale v niektorých prípadoch mčžu byť ešte vyššie až okolo 150 °C,

Vysokotlakové přísady zabraňujú oderu a zadioraníu trúcich sa povrchov buď pomocou tvorby fy2ikálneho mazacieho filmu, ktorý je však odolný len do teplét okolo 120 °C, alebo pomocou tvorby chemickej /monomolekulárnej/ vrstvy alebo legúr s mazaným trúcim sa £01 864

281884 povrchom. Je velmi ťažké vytvořit! také mazadlo, ktorého přísady by boli schopné s dostatečnou rýchlosťou vytvárať, resp. obnovovat' na mazaných povrchoch výhovujúci chemický film za každých i velmi prudko sa maniacích podmienok mazacieho procesu ako například pri nárazových zataženi ach a vysokých rýchlostiach, alebo pri velkom otéčavom momente a poměrně nízkých rýchlostiach mazaných povrchov. Například mazadlo so starost livo vyváženou účinnosťou pre pracovné podmienky za velkých rýchlosti a zároveň i pre pracovné podmienky pri velkom otáčavom momente a poměrně menšej rýchlosti nemusí byť ešte dostatočne účinné aj v podmienkach tvrdých nárazových zatažení pri velkých rýchlostiach, ako aj pri velkých otáčavýoh silách pri poměrně nízkých rýchlostiach. Vysbkotlakové přísady s velkou reakčnou rýchlosťou tvorby chemického filmu na trúcich sa povrchoch, vhodnou pre podmienky nárazových zataženi, bývajů zasa termicky menej stabilně a sú aj viac náchylné pósbbit na mazané materiály kOrozívne.

Tendenci a zvyšovanía pracovných teplót převodových olejov najma automobilových, vyplývajúca zo snahy konštruovat stále výkonnejšie převodové zariadenia pri súčasnom zmenšovaní objemu oleja na najmenšiu možnú mieru v záujme šetrenia priestoru, vyvolává potřebu vývoja nových olejov s vyššou mazacou účinnostou a s vyššou tepelnou stabilitou oleja.

Tento vynález je zameraný na mazadlo výhovujúce pre zariadenia, ktoré pracujú i za extrémně vysokých tlakov, nárazových zataženi, velkých rýchlosti, velkých otáčavých*momentov a róznych prevádzkových teplót oleja, dosahujúcich i hodnót nad 120 °C do cca 150 °C.

Zistili sme, že mazadlo vyhovujúce týmto vysokým nárokom možno připravit na báze , vhodného základného mazacieho oleja alebo plastického mazadla, ktoré vyhovuje pre určené použitie a na báze nasledovných hlavných přísad ; organické sirne zlúčeniny, organické zlúčeniny, obsahujúce v molekule síru a fosfor, olejorozpustné sulfonáty a organické zlúčeniny fosforu. Posledný typ přísad nemusí byt v mazadle vždy přítomný. Olejorozpustný sulfonát má vedla hlavného účinku detergentno-dispergačného aj účinok protikorózny a nrotihrdzový.

Okrem uvedených hlavných přísad móže mazadlo podlá tohto vynálezu obsahovat ďalšie známe a používané přísady ako napr. přísady protipenové, přísady zlepšujúce viskozitný index olejov, znižujúce bod tuhnutia, upravujúce zápach alebo farbu mazadiel, biocidy a {

iné.

Ako základný mazací olej móžu sa použit ropné oleje, syntetické uhlovodíkové oleje, syntetické esterové oleje, alebo zmesi uvedených olejov, připadne uvedené oleje s určitým prídavkom rastlinných alebo živočišných olejov. Základný olej musí vyhovovat z hladiska viekozity, viskozitného indexu, bodu tuhnutia a iných vlastnosti pre určené klimatické a prevádzkové podmienky mazadla.

Mazadlo pře vysoké až extrémně vysoké tlaky podlá tohto vynálezu pozostáva z 50 až 99 % hmotnostných základnej zložky, ktorú tvoří buď plastické mazadlo /mazací tuk/ alebo mazací olej, ktorým móže.byť olej ropného póvodu, syntetický uhlovodíkový olej, syntetický esterový olej alebo lubovolné zmesi týchto olejov, pričom základový olej móže obsahovat ako komponenty i oleje rastlinného a živočišného póvodu a z 1 až 50 % hmotnostných přísad, pričom výsledné mazadlo obsahuje 0,05 až 5 % hmotnostných, s výhodou 0,5 až 2,5 % hmotnostných síry pOchádzajúcej zo sírnych organických zlúčenin ako dibenzyldisullid, dibenzylpolysulfid, butylíenyldisulfid, butylfenylpolysulfid, xantogéntetrasulfid, fenyletyldisulfid, fenyletylpolysulfid, fenylpropyldisulfid, fenylpropylpolysulfid, sířené uhlovodíky najmS sířené alkény, sířené oleje rastlinného a živočišného póvodu ako najma olej spermový, rybí, bravčový, borovicový, talový, řepkový, slnečnicový, kukuřičný, 0,1 až 16 % hmotnostných, s výhodou 0,5 až 8 % hmotnostných organických zlúčenin obsahujúcich v molekule síru a fosfor ako neutrálně a/alebo bázické kovové soli, okrem soli kovov alkalických, kyselin dialkylditiofosforečných, pričom pod pojmom alkyl sa rozumejú radikály alkoholov, fenolov, mono- a polyalkylfenolov s počtom uhlikov v alkyle 3 až 30, pričom jednotlivé alkyly v molekule ditiofosforečnej soli mčžu byť rčzne, 0,2 až 10 % hmotnostných, s výhodou 0,5 až 5 % hmotnostných ropných a/alebo syntetických neutrálnych a/alebo bázických olejorozpustných sulfonátov kovov alkalických a/alebo alkalických zemin, najma Ca, Ba, Ug, připravených na báze monosuliokyselin s priemernou molekulovou hmotnosťou najmenej 250, s výhodou 400 až 500. ííalej mazadlo pódia tohto vynálezu móže obsahovat 0,1 až 12 % hmotnostných, s výhodou 0,5 až 6 % hmotnostných organických zlúčenin fosforu ako sú fosfáty a fosfidy, najma trietyl-, trifenyl-, trikrezylfosfid a fosfát.

Uazadlá připravené pódia tohto vynálezu sa ukázali pri skúákach pódia známých a medzinárodne používaných metodik lopšie oproti mazadlu připravenému na báze renomovanej komerčnej vysokotlakovej přísady /viď příklady 1 a 2/, oproti mazadlám připraveným podlá čs. patentov č. 97 202, 97 203 /viď příklad 3/ a č. 103 474 /viď přiklad 4/ a oproti bežne používanému režnému olejů /příklad 5/.

Hlavný rozdiel kvality mazadiel pódia tohto vynálezu oproti známým mazadlám uvedeným v príkladoch 1, 3 a 4 spočívá v tom, že okrem velmi dobrého mazacieho účinku, ktorým chránia truce sa povrchy před zvýšeným oderom a zadieranim pri rázných až extrémně vysokých tlakoch, vykazujú značné vyššiu tepelnú stabilitu, vyplývajúcu z kombinácii přísad, ktoré sú prodmetom tohto vynálezu. To umožňuje přípravu mazadiel vyhovujúcich i pre pracovné teploty v oblasti okolo 150 °C, pri ktorých ešte nedochádza k rozkladu přísad. Rozklad přísad vedie okrem úbytku koncentrácie přísad v mazadle spravidla vždy i k nepřijatelné vysokej korázne.i agresivito mazadla voči povrchom prichádzajúcim do styku s mazadlem.

Pre ilustrácie uvádzame příklady, ktoré však neobmedzujú predmet vynálezu.

Přiklad 1

Do základného oleja /kinematická viskozita 134,4 pri 50 °C a 19,1 mm^s*’ pri

100 °C, VI 91,0, bod vzplanútia 234 °C a bod tuhnutia -19,0 °C/, ktorý pozostával z

O »1

98,8 % hmotnostných ropného selektívneho rafinátu /kinematická viskozita 124,8 mm s pri 50 °C a 17,65 mm%^ pri 100 °C, VI 85,3, bod vzplanútia 234 ®C a bod tuhnutia -8 °C/ a 1,2 % hmotnostných polymotakrylátovej přísady zlepšujúcoj visko žitný index a znižujúcej bod buiinutia oleja, sa přidalo 6,75 % hmotnostných, počítané na výsledný olej, renomovanej komerčnej přísady na báze siry a fosforu pre převodové oleje automobilové /hypoidné/.

201BB4

Připravený olej vykázal pri skúškach tieto výsledky :

1. Protioderové a protizadieracie vlastnosti :

1.1 Záderová hodnota na štvorgulkovom přístroji : 380/400 kg

1.2 Skúška na Niemannovej převodovko /FZG-teet/, metoda A/20/16,6/90 /zrýchlený beh/ j

- nevýhovujúci stupeň zafaženia i 10

- celkové opotrebenie kolies : 23 mg

2. Tepelná stabilita /najvyšáia teplota, pri ktorej počas 100 hodin v oleji ešte nevznikne usadenina/ : 140 °C.

3. Korózna skúška na médi podlá ASTM D-130-65 /4 h, 120 °C/, stupeň korózie : 2.

/Poznámka : stupně korózie 1 až 3 značia produkt nekorozívny, stupeň 4 značí produkt korozivny./

Přiklad 2

Oo základného oleja, ako v příklade 1, sa přidalo 1,1 % hmotnostných dialkylditiofosfátu zinočnatého /obsahujúceho 7.3 % hmotnostného P a l⁴,9 % hmotnostného S/, 1,7 % hmot nostného dibenzyldisuliidu a 3,5 % hmotnostného 32 %-ného olejového koncentrátu ropného sulfonátu vápenatého nlzkobázického o strednej molekulárněj hmotnosti 918. Všetky dozácie prisad sú počítané na výsledný olej.

^ískaný olej vykázal pri skúškach, ako v příklade 1, tieto hodnoty :

1. Protioderové a protizadieracie vlastnosti :

1.1 Záderová hodnota na štvorgulkovom přístroji ; 300/320 kg.

1.2 Skúška na Niemannovej převodovko :

- nevyhovujúci stupeň zataženia : nad 12

- celkové opotrebenie kolies : 18 mg

2. Tepelná stabilita : nad 180 °C

3. Korózna skúška na médi, stupeň korózie : 1.

Přiklad 3

Na báze základného oleja, ako v příklade 1, bolí připravené následovně aditivované oleje :

a/ plej podlá čs. patentu Č. 97 202 :

do základného oleja sa přidalo 5 % hmotnostných chlórovaného tvrdého ropného parafinu s obsahom chlóru 42 % hmotnostných a 1,25 % hmotnostného dialkylditiofosfátu zinočnatého ako v příklade 2, pričom dozácie prisad sú počítané na výsledný olej.

Připravený olej vykázal pri funkčných skúškach, ako v přiklade 1, tieto výsledky :

- na štvorgulkovom přístroji záderová hodnota : 340/360 kg

- tepelná stabilita ; 130 °C

- korózna skúška na médi, stupeň korózie ; 3, b/ olej podlá čs. patentu č. 97 203 :

do základného oleja sa přidalo 3 % hmotnostné /počítané na výsledná olejovú zmes/ zinočnatej soli pripravenej na báze nechlorovanéj dialkylditioiosforečnej kyseliny na obsah chlóru 30 % hmotnostných. Kyselina dialkylditiofosforečná bole totožná ako v ditiofosfáte zinočnatom uvedenom v příklade 2.

Připravený olej vykázal pri fukčných skúškach, ako v příklade 1, tieto výsledky ;

- na štvorgulkovom přístroji záderová hodnota ; 340/360 kg

- tepelná stabilita i 125 °C

- korózna skúška na médi, stupeň korózie 2.

Oleje a/ a b/ vykázali .podstatné nižšiu tepelnú stabilitu a vyšší stupeň korózie ako olej podlá vynálezu uvedený v příklade 2.

Příklad 4

Plastické mazadlo odpovedajúce produktu 2, uvedenému v čs. patente č. 103 474 vykázalo záderovú hodnotu na štvorgulkovom přístroji 200/210 kg.

Toto plastické mazadlo po aditivácii přísadami 0,5 % hmotnostného dialkylditiofosfátu zínočnatého, ako v příklade 2, 0,5% hmotnostného trikrezylíosfidu, 1,5 % hmotnostného dibenzyldisulfidu a 2,0 % hmotnostného sulfonátu vápenatého, ako v příklade 2, vykázalo vačšiu záderovú hodnotu na štvorguíkovom přístroji, a to 260/280 kg.

Příklad 5

Do základného oleja pozostávajúceho z 80 % hmotnostných ropného selektívneho rafinátu o kinematickej viskozite 28 mm²s~^ pri 50 °C a z 20 % hmotnostných esterového oleja /di-2-etylhexyl-dodekándioát/ sa přidali tieto přísady : 0,8 % hmotnostných dialkylditiofosíátu zinečnatého ako v příklade 2, 5,0 % hmotnostných sířených alkénov ^c^q~^c^3 ⁸ obsahom viazanej síry 20,1 % hmotnostných, 3,0 % hmotnostných 32 %-ného olejového koncentrátu sulfonátu vápenatého ako v příklade 2 a 0,6 % hmotnostných trifenylíosiitu, počítané na výsledný olej.

Připravený olej vykázal pri skúškaah tieto výsledky :

1. Frotioderové a protizadieracie vlastnosti :

1.1 Záderová hodnota na štvorgulkovom přístroji ; 320/330 kg

2. Tepelná stabilita : nad 180 °C

3. Korózna skúška na médi, stupeň korózie : 1

4. Použitý ako chladiaco-mazacia kvapalina pri sústružení ocelových obrobkov umožnil zvýšenie reznej rýchlosti o 30 % pri zachovaní rovnakej kvality povrchu obrobku a mi eme nižšieho stupňa opotrebovama režného nástroja v porovnaní s bežne používaným komerčným režným olojom.

Claims (4)

(PREDMET VYNÁLEZU

1. Mazadlo pre vysoké a extrémně vysoké tlaky, pozostávajúce z 50 až 98 % hmotnostných základnéj zložky, ktorú tvoří plastické mazadlo alebo mazací olej, ktorým může byť olej ropného původu, syntetický uhlovodíkový olej, syntetický esterový olej alebo zmesi týchto olejov, pričom olej může obsahovať ako komponenty i oleje rostlinného a živočišného původu vyznačené tým, že obsahuje organické sírne zlúčeniny v takom množstve, aby ich obsah siry vo výslédnom mazadle činil 0,05 až 5 % hmotnostných, s výhodou 0,5 až 2,5 % hmotnostných, organické zlúčeniny obsahujúce v molekule síru a íosíor v množstve 0,1 až 16 % hmotnostných, s výhodou 0,5 až 8 % hmotnostných, počítané na výsledné mazadlo, olejorozpustné sulfonáty ropné a/alebo syntetické, neutrálně a/alebo bázické kovov alkalických a/alebo alkalických zemin, najmtt Ca, Ba, Mg, připravené na báze monesuliokyse lín s priemernou molekulovou hmotnosťou najmenej 250, s výhodou 400 až 500, v množstve 0,2 až 10 % hmotnostných, s výhodou 0,5 až 5 % hmotnostných, počítané na výsledné mazadlo.

2. Mazadlo pre vysoké a extrémně vysoké tlaky podlá bodu 1, vyznačujúce sa tým, že obsahuje organické sírne zlúčeniny ako dibenzyldisulfid, dibenzylpolysulíid, butylfenyldisuliid, butyllenylpolysulfid, xantogéntetrasuifid, fenyletyldisulfid, fenyletylpolysulfid, fenylpropyidisulfid, íenyipropýlpolysulfid, sířené uhlovodíky, najma siřené alkény, siřené oleje rostlinného alebo živočišného původu, ako élej spermový, borovicový, talcvý, řepkový, bravčový, rybi.

3. Mazadlo podlá bodu 1, vyznačujúce sa tým, že obsahuje organické zlúčeniny síry a fosforu, ako neutrálně a/alebo bázické kovové soli kyselin dialkylditiofosforečných, pričom pod pojmom alkyl sa rozumejú radikály alkoholov, fenolov, mono- a polyalkylfenolov s počtom uhlíkov v alkyle 3 až 30, pričom jednotlivé alkyly v molekule ditiofosforečnej soli můžu byť různé.

4. Mazadlo podlá bodu 1 vyznačujúce sa tým, že obsahuje 0,1 až 12 % hmotnostných, s výhodou 0,5 až 6 % hmotnostných organických fosfátov a/alebo fosfidov ako trietyl-, trifenyl-, trikrezylfosfid a fosfát.