PL249352B1

PL249352B1 - Kompozycja smaru plastycznego i sposób jej wytwarzania

Info

Publication number: PL249352B1
Application number: PL440408A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Antoni Raszkiewicz
Original assignee: Jerzy Antoni Raszkiewicz
Priority date: 2022-02-17
Filing date: 2022-02-17
Publication date: 2026-03-30
Also published as: WO2023156947A1; PL440408A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja smaru plastycznego, zawierająca: olej bazowy wybrany spośród oleju mineralnego pochodzącego z destylacji ropy naftowej, oleju parafinowego, oleju naftenowego, oleju z recyklingu, oleju węglowodorowego zawierającego oleje smarne, oleju syntetycznego i ich mieszanin; zagęszczacz typu mydło o wzorze R-Me, gdzie R pochodzi od hydroksykwasu, estru hydroksykwasu zawierających 9-36 atomów węgla lub ich mieszanin, a Me oznacza wapń; zagęszczacz typu polimer polimocznikowy; charakteryzująca się tym, że zagęszczacz typu polimer polimocznikowy występujący w ilości 1-5% wag. jest przedstawiony wzorem (R'-NH-CO-NH-Ar-NH-CO-NH-R")<sub>n</sub>, gdzie: R' pochodzi od aminy pierwszorzędowej zawierającej 12-18 atomów węgla, R" pochodzi od dwuaminy alifatycznej bądź aromatycznej zawierającej 2-16 atomów węgla, Ar oznacza węglowodór aromatyczny zawierający 6-20 atomów węgla, n wynosi pomiędzy 2 a 20. Kolejnym przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozycji smaru plastycznego według wynalazku, charakteryzujący się tym, że obejmuje następujące etapy: a. do reaktora wyposażonego w mieszadło wprowadza się olej bazowy w temperaturze około 15-40°C; b. następnie do oleju bazowego dodaje się kolejno aminę pierwszorzędową o 12-18 atomach węgla oraz aminę drugorzędową o 2-6 atomów węgla w stosunku molowym 2:1 i mieszając podgrzewa się do 40-70°C do otrzymania jednorodnej mieszaniny amin; c. następnie dodaje się pod normalnym ciśnieniem diizocyjanian w stosunku molowym diizocyjanian:amina pierwszorzędowa:amina drugorzędowa 2:2:1; d. po wymieszaniu dodaje się hydroksykwas lub ester hydroksykwasu zawierającego 9-36 atomów węgla, lub ich mieszaninę w ilości 4-6% w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji smaru i po jego rozpuszczeniu w polimerze dodaje się pod normalnym ciśnieniem mieszaninę wapna w oleju bazowym; e. reaktor ogrzewa się do osiągnięcia temperatury wewnątrz reaktora w zakresie 100-120°C; f. po odwodnieniu do reaktora dodaje się olej bazowy w ilości 25-30% w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji smaru i ogrzewa się do 110-130°C aż do zagęszczenia zawartości reaktora; g. po osiągnięciu zagęszczenia, mieszaninę schładza się olejem bazowym w ilości 30-40% w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji smaru; h. opcjonalnie do otrzymanego smaru dodaje się dodatki uszlachetniające; i. otrzymany smar poddaje się homogenizacji i odpowietrzeniu.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja smaru plastycznego i sposób jej wytwarzania. Smar plastyczny według wynalazku jest smarem wielozadaniowym, który może być stosowany zwłaszcza do wszystkich typów łożysk, łańcuchów piecowych, przegubów i w każdym przypadku w zastępstwie oleju smarowego w zakresie temperatur od -40 do 200°C.

W stanie techniki znane są rozwiązania, dotyczące wytwarzania smarów silikonowych, przewidujące stosowanie następujących komponentów: oleje metylosiloksanowe i fenylometylosiloksanowe, oleje polialfaolefinowe, difenyloetery, perfluorowane alkilopolietery i oleje mineralne, organiczne i nieorganiczne zagęszczacze, takie jak polimoczniki, sole metaliczne kwasów tłuszczowych, krzemionka koloidalna oraz dodatki uszlachetniające: aminy aromatyczne, estry fosforowe, pochodne benzotriazolu oraz stałe substancje smarowe, jak grafit koloidalny, dietyloditiokarbaminian cynku.

Ujawniony w polskim opisie patentowym PL199440B1 smar plastyczny na bazie odnawialnych faz dyspergujących, charakteryzuje się tym, że zawiera od 8 do 25% wagowych 12-hydroksystearynianu litu i od 75 do 92% wagowych trójglicerydu wyższych kwasów tłuszczowych, korzystnie oleju naturalnego o następujących właściwościach: liczba jodowa w zakresie 80-150 mgJ2/100 g, korzystnie od 108 do 138 mgJ2/100 g, lepkość kinematyczna w 40°C w zakresie od 25,0 mm²/s do 50,0 mm²/s, korzystnie 30 do 40 mm²/s, wskaźnik lepkości od 160 do 250, korzystnie od 190 do 240 i temperatura krzepnięcia od -25°C do 0°C, korzystnie od -17°C do 0°C.

Wynalazek opisany w publikacji PL/EP3268455 T3 dotyczy sposobu wytwarzania smarów stałych na bazie pochodnych ligniny, zagęszczonych zagęszczaczem polimocznikowym, tak wytworzonych smarów stałych i zastosowania takich smarów stałych m.in. w przekładniach, synchronicznych wałach przegubowych i uszczelnionych łożyskach tocznych.

Smary polimocznikowe są ujawnione w wielu zgłoszeniach patentowych, między innymi w EP0435745A1, EP0508115A1, EP0558099A1 i EP0661378A1.

Kompozycja smaru do przegubów o stałej prędkości opisana w EP0508115A1 obejmuje olej bazowy zawierający zagęszczacz i proszki azotku boru oraz ewentualnie związek cynkoorganiczny. Stosowany zagęszczacz może być zagęszczaczem typu mydło lub zagęszczaczem polimocznikowym.

Dodatkowo europejskie zgłoszenie EP3613832A1 opisuje smar plastyczny i sposób jego wytwarzania, który zawiera zagęszczacz kompozytowy polimocznik/wysokozasadowy sulfonian wapnia, koloidalnie zdyspergowane stałe cząstki węglanu wapnia w postaci kalcytu, kompozyt boranu wapnia lub boranu wapnia oraz mydło wapniowe kwasu tłuszczowego o 12 do 24 atomach węgla. Powyższe składniki są równomiernie rozproszone w środowisku fazy olejowej.

Zgłoszenie amerykańskie US5084193A ujawnia smar o poprawionej temperaturze kroplenia i odporności na ścinanie, zawierający polimocznik i mydło wapniowe, w szczególności pochodzące od kwasu 12-hydroksystearynowego. Warto zauważyć, że w przytoczonym dokumencie patentowym jako polimocznik stosowany jest dimocznik produkowany pod ciśnieniem i w autoklawie w obecności wody co jest szkodliwe dla grupy izocyjanianowej, ponieważ woda powoduje dezaktywację izocyjanianów prekursorów polimocznika. W kompozycji smaru według przytoczonego zgłoszenia US 5084193 A jako zagęszczacz typu polimeru polimocznikowego nie jest stosowany tetramocznik. Co więcej sama technologia produkcji smaru jest skomplikowana, a sumaryczna zawartość procentowa zagęszczaczy (typu polimocznikowego i typu mydło) jest bardzo wysoka powyżej 10%.

Celem wynalazku było opracowanie kompozycji smaru plastycznego zachowującego właściwości smarne w temperaturach powyżej 180°C z jednej strony oraz zastąpienie w smarach powszechnego stosowania mydła litowego ze względu na ograniczoną podaż wodorotlenku litu (wykorzystywany w produkcji ogniw dla przemysłu samochodowego), obniżenie kosztów wytwarzania jak również zmniejszenie emisji CO2 z drugiej strony. Założeniem było otrzymanie w możliwie prosty sposób smaru plastycznego, mającego temperaturę kroplenia wyraźnie powyżej 200°C, dobrą wytrzymałość na ścinanie, ograniczoną tiksotropię, stabilność mechaniczną, odporność na korozję i dobre zachowanie w teście Brinella oraz dodatni efekt ekonomiczny w porównaniu do smarów litowych, posiadających temperatury kroplenia poniżej 200°C, a zatem ich stosowanie poniżej 130°C. Dodatkowo opracowana technologia pozwala na produkcję „in situ” różnych gatunków smarów o rożnej temperaturze kroplenia w zależności od zawartości polimeru.

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja smaru plastycznego, zawierająca:

- olej bazowy wybrany spośród oleju mineralnego pochodzącego z destylacji ropy naftowej, oleju parafinowego, oleju naftenowego, oleju z recyklingu, oleju węglowodorowego zawierającego oleje smarne, oleju syntetycznego i ich mieszanin;

- zagęszczacz typu mydło o wzorze R-Me, gdzie R pochodzi od hydroksykwasu, estru hydroksykwasu zawierających od 9-36 atomów węgla lub ich mieszanin, a Me oznacza wapń,

- zagęszczacz typu polimer polimocznikowy;

charakteryzuje się tym, że zagęszczacz typu polimer polimocznikowy występujący w ilości 1-5% wag. jest przedstawiony wzorem (R'-NH-CO-NH-Ar-NH-CO-NH-R)n, gdzie:

R' pochodzi od aminy pierwszorzędowej zawierającej od 12-18 atomów węgla,

R pochodzi od diaminy alifatycznej bądź aromatycznej zawierającej od 2-16 atomów węgla,

Ar oznacza węglowodór aromatyczny zawierający od 6-20 atomów węgla, n wynosi pomiędzy 2 a 20.

Korzystnie R pochodzi od kwasu 12-hydroksystearynowego, uwodornionego kwasu rycynolowego, kwasu tłuszczowego pochodzenia zwierzęcego bądź roślinnego zawierającego od 9-36 atomów węgla, kwasu salicylowego, kwasu hydroksybenzenosulfonowego.

Korzystnie R' pochodzi od aminy pierwszorzędowej wybranej z grupy obejmującej aminy pierwszorzędowe pochodzenia zwierzęcego o 12-18 atomach węgla oraz aminę pierwszorzędową pochodzenia roślinnego C18H37N.

Korzystnie diaminę alifatyczną stanowi etylenodiamina.

Korzystnie proporcja molowa olej bazowy : zagęszczacz typu mydło : zagęszczacz typu polimer polimocznikowy wynosi 2:1:2.

Ponadto korzystnie kompozycja smaru plastycznego według wynalazku dodatkowo zawiera dodatki uszlachetniające wybrane z grupy obejmującej: środki antykorozyjne, przeciwutleniające, przeciwstarzeniowe, przeciwzużyciowe, zmniejszające tarcie i poprawiające odporność na wysokie ciśnienie.

Kolejnym przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozycji smaru plastycznego według wynalazku, charakteryzujący się tym, że obejmuje następujące etapy:

a. do reaktora wyposażonego w mieszadło wprowadza się w temperaturze 15-40°C olej bazowy wybrany spośród oleju mineralnego pochodzącego z destylacji ropy naftowej, oleju parafinowego, oleju naftenowego, oleju z recyklingu, oleju węglowodorowego zawierającego oleje smarne, oleju syntetycznego i ich mieszanin;

b. następnie do oleju bazowego dodaje się kolejno aminę pierwszorzędową o 12-18 atomach węgla oraz aminę drugorzędową o 2-6 atomów węgla w stosunku molowym 2:1 i mieszając podgrzewa się do 40-70°C do otrzymania jednorodnej mieszaniny amin;

c. następnie dodaje się pod normalnym ciśnieniem diizocyjanian w stosunku molowym diizocyjanian : amina pierwszorzędowa : amina drugorzędowa 2:2:1;

d. po wymieszaniu dodaje się hydroksykwas lub ester hydroksykwasu zawierającego od 9-36 atomów węgla, lub ich mieszaninę w ilości 4-6% w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji smaru i po jego rozpuszczeniu w polimerze dodaje się pod normalnym ciśnieniem mieszaninę wapna w oleju bazowym;

e. reaktor ogrzewa się do osiągnięcia temperatury wewnątrz reaktora w zakresie 100-120°C;

f. po odwodnieniu do reaktora dodaje się olej bazowy w ilości 25-30% w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji smaru i ogrzewa się do 110-130°C aż do zagęszczenia zawartości reaktora;

g. po osiągnięciu zagęszczenia, mieszaninę schładza się olejem bazowym w ilości 30-40% w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji smaru;

h. opcjonalnie do otrzymanego smaru dodaje się dodatki uszlachetniające wybrane z grupy obejmującej: środki antykorozyjne, przeciwutleniające, przeciwstarzeniowe, przeciwzużyciowe, zmniejszające tarcie i poprawiające odporność na wysokie ciśnienie;

i. otrzymany smar poddaje się homogenizacji i odpowietrzeniu.

Korzystnie diizocyjanian jest wybrany z grupy obejmującej diizocyjanian toluenu i 4,4'-diizocyjanian difenylometylenu.

Korzystnie hydroksykwas lub ester hydroksykwasu zawierającego od 9-36 atomów węgla jest wybrany z grupy obejmującej kwas 12-hydroksystearynowy, uwodorniony kwas rycynolowy, kwas tłuszczowy pochodzenia zwierzęcego bądź roślinnego zawierający od 9-36 atomów węgla, kwas salicylowy, kwas hydroksybenzenosulfonowy.

Korzystnie amina pierwszorzędowa jest wybrana z grupy obejmującej aminy pierwszorzędowe pochodzenia zwierzęcego o 12-18 atomach węgla oraz aminę pierwszorzędową pochodzenia roślinnego C18H37N.

Ponadto korzystnie diaminę alifatyczną stanowi etylenodiamina.

Zaletą kompozycji smaru plastycznego według wynalazku jest obniżenie sumarycznej zawartości zagęszczaczy do poziomu od 7 do 9% przy zachowaniu pożądanych właściwości i parametrów smaru. Ponadto opracowany sposób wytwarzania obejmuje przygotowanie zarówno zagęszczacza typu polimocznikowego jak i zagęszczacza typu mydło in situ w niższej temperaturze (110°C) i normalnych warunkach ciśnienia atmosferycznego, bez konieczności podnoszenia ciśnienia i stosowania autoklawu. To czyni opracowaną technologię wytwarzania kompozycji smaru plastycznego według wynalazku zdecydowanie tańszą i mniej skomplikowaną niż sposoby dotychczas znane w stanie techniki. Produkcję kompozycji smaru według wynalazku prowadzi się w konwencjonalnych urządzeniach bez żadnych dodatkowych modyfikacji, tj. niezbędny jest jedynie mieszalnik z płaszczem grzejnym i mieszadło ramowe.

Otrzymany sposobem według wynalazku smar plastyczny posiada temperaturę kroplenia wg ASTM powyżej 250°C i miesza się we wszystkich proporcjach z innymi smarami bez wpływu na zmianę charakterystyk i efektów ubocznych.

Przykłady wykonania

Przykład 1

Produkcja 1 tony smaru plastycznego

Do reaktora wyposażonego w mieszadło ramowe wprowadza się 300 kg oleju naftenowego bazowego o lepkości 1,0x10-4 m²/s w 40°C.

Następnie do oleju dodaje się kolejno w proporcjach molowych:

- aminę pierwszorzędową pochodzenia zwierzęcego o 12-18 atomach węgla 23,2 kg

- aminę drugorzędową - etylenodiaminę 99,9% 2,4 kg

Mieszając podgrzewa się zawartość reaktora do 60-70°C celem otrzymania jednorodnej mieszaniny amin. Następnie dodaje się diizocyjanian toluenu (TDI) - 14,4 kg.

Reakcja przebiega natychmiastowo pod normalnym ciśnieniem.

Po wymieszaniu dodaje się 40 kg kwasu 12-hydroksystearynowego (12 HSA) i po jego rozpuszczeniu w polimerze dodaje się mieszaninę 6 kg wapna w 40 kg oleju bazowego naftenowego o lepkości 1,0x10-4 m²/s w 40°C.

Reaktor ogrzewa się celem osiągnięcia temperatury wewnątrz reaktora 100-120°C.

Reakcja saponifikacji (zmydlania) przebiega pod normalnym ciśnieniem z wydzieleniem wody.

Po odwodnieniu do reaktora dodaje się 250 kg oleju bazowego o lepkości 1,0x10’4 m²/s w 40°C i ogrzewa się do 110-130°C aż do zagęszczenia zawartości reaktora.

Po osiągnięciu zagęszczenia, mieszaninę schładza się olejem bazowym o lepkości 1,0x10’4 m²/s w 40°C w ilości 300 kg.

Do otrzymanego smaru dodaje się dodatki uszlachetniające:

- przeciwkorozyjny - typu monooleinian sorbitolu 10 kg

- przeciwutleniacz - typu fenolowego lub alfa-naftyloamina 15 kg

- przeciwzużyciowy - typu dialkiloditiofosforan cynku (ZDDP) 5 kg

Otrzymany smar poddaje się homogenizacji i odpowietrzeniu.

Otrzymany smar ma następujące charakterystyki:

- Penetracja (wg ASTM D217 po 60 cyklach w mm/10) 270-290

- Temperatura kroplenia (wg ASTM D2265) 260°C

- Wydzielanie oleju (wg SDM 433 po 24 h w 100°C) 1,2%

- Efekt Faux Brinella 2,5 mg

Przykład 2

Produkcja 1 tony - Smar wyprodukowany na bazie oleju syntetycznego typu PAO (polialfaolefina)

Do reaktora wyposażonego w mieszadło ramowe wprowadza się 300 kg oleju syntetycznego (PAO) o lepkości kinematycznej 6,6x10’⁵ m²/s w 40°C.

Następnie do oleju dodajemy kolejno jak w przykładzie 1 mieszaninę amin i diizocyjanian toluenu w proporcjach molowych 2:1:2, tzn.: aminę pierwszorzędową pochodzenia zwierzęcego 23,2 kg, aminę drugorzędową - etylenodiaminę 2,4 kg i diizocyjanian toluenu 14,4 kg.

Reakcja przebiega natychmiastowo i pod normalnym ciśnieniem.

Po uzyskaniu polimeru tetramocznika dodajemy do tej mieszaniny 40 kg kwasu 12-hydroksystearynowego (12 HSA) i po jego rozpuszczeniu w temperaturze około 60-70°C dodaje się mieszaninę 6 kg wapna w 40 kg PAO.

Reaktor ogrzewa się celem osiągnięcia temperatury wewnątrz reaktora 100-120°C. Reakcja saponifikacji przebiega pod normalnym ciśnieniem z wydzieleniem wody. Po odwodnieniu do reaktora dodaje się 250 kg PAO i ogrzewa reaktor do 110-120°C aż do zagęszczenia mieszaniny w reaktorze.

Następnie mieszaninę schładza się 300 kg PAO. Do wytrąconego smaru dodaje się dodatki uszlachetniające:

-	przeciwkorozyjny - monooleinian sorbitolu 10 kg
-	antyutleniacz - typu fenolowego bądź aminy (alfa-naftyloamina) 15 kg
-	przeciwzużyciowy - typu diaIkiloditiofosforan cynku (ZDDP) 5 kg

Tak otrzymany smar poddaje się homogenizacji i odpowietrzeniu czego wynikiem są następujące charakterystyki:

-	Konsystencja wg NLGI* 2
-	Penetracja (wg ASTM D217 po 60 cyklach w mm/10) 270-290
-	Temperatura kroplenia (wg aStM D2265) minimum 250°C
-	Stabilność mechaniczna po 100000 cyklach mm/10 +30 pkt
-	Żywotność w 160 °C (wg ASTM D 3527-95) 80 h
-	Wydzielanie oleju (wg SDM 433 po 24 h w 100°C) 1-1,5%
-	korozja EMCOR** 0-0
- *	Efekt Brinella (test SNR 50 h) 2,5 mg Klasyfikacja NLGI (ang. National Lubricating Grease Institute) dzieli smary n a klasy zależnie od konsystencji: klasa 000 to smary najbardziej płynne, zaś klasa 6 to smary bardzo twarde.
**	Metoda testowa Emcor służy do określania właściwości antykorozyjnych smarów przy użyciu łożysk kulkowych smarowanych smarem w dynamicznych warunkach mokrych. Wyniki oceniane są w następujący sposób: 0 - brak korozji; 1 - nie więcej niż trzy miejsca korozji, żadna nie ma średnicy większej niż 1 mm; 2 - małe obszary korozji pokrywające 1 procent powierzchni; 3 - obszary korozji pokrywające od 1 do 5 procent powierzchni; 4 - obszary korozji pokrywające od 5 do 10 procent powierzchni; 5 - obszary korozji pokrywające więcej niż 10 procent powierzchni niż ślady korozji.

Przykład 3

Produkcja 1 tony olej bazowy mineralny typu naftenowego 1,1x10^-4 m²/s w 40°C

Do reaktora wyposażonego w mieszadło ramowe wprowadza się jak w przykładzie 1 i 2 w proporcjach molowych:

- olej bazowy 1,0x10^-4 m²/s w 40°C 300 kg

- aminę pierwszorzędową pochodzenia roślinnego C18H37N o czystości 89% w ilości 26 kg

- aminę drugorzędową etylenodiaminę o czystości 100% w ilości 2,3 kg

Mieszając podgrzewa się zawartość reaktora do 60-70°C celem otrzymania jednorodnej mieszaniny amin w proporcjach (9% aminy pierwszorzędowej i 91% aminy drugorzędowej).

Następnie dodaje się 2,4-diizocyjanian toluenu (TDI) w ilości 14,70 kg.

Reakcja przebiega natychmiast pod normalnym ciśnieniem.

Po wymieszaniu i uzyskaniu polimeru tetramocznika dodaje się 40 kg kwasu 12-hydroksystearynowego (12 HSA) i po jego rozpuszczeniu w mieszaninie polimeru z olejem bazowym dodaje się mieszaninę 6 kg wapna w 40 kg oleju bazowego.

Reaktor ogrzewa się celem osiągnięcia wewnętrznej temperatury 100-120°C.

Po odwodnieniu do reaktora dodaje się 250 kg oleju bazowego i ogrzewa do temperatury 110- 130°C aż do zagęszczenia zawartości reaktora.

Po zagęszczeniu mieszaniny schładzamy zawartość 300 kg olejem bazowym. Do otrzymanego smaru dodajemy dodatki uszlachetniające:

- przeciwkorozyjny - monooleinian sorbitolu 10 kg

- przeciwutleniacz - typu fenolowego lub aminy (alfa-naftyloamina) 15 kg

- przeciwzużyciowy - typu dialkiloditiofosforan cynku (ZDDP) 5 kg

Otrzymany smar poddaje się homogenizacji i odpowietrzeniu.

Smar ma następujące charakterystyki:

- Konsystencja wg NLGI 2

- Penetracja (wg ASTM D217 po 60 cyklach w mm/10) 270-280

- Temperatura kroplenia (wg ASTM D566) - Wydzielanie oleju (wg SDM 433 po 24 h w 100°C) - Efekt Faux Brinella - Korozja EMCOR - Stabilność mechaniczna po 100000 cyklach w mm/10 - Żywotność w 160°C (wg ASTM D 3527-95) - Shell Roller Test 100 h w 66°C Przykład 4 Produkcja 1 tony smaru ze zmniejszoną ilością polimeru

minimum 250°C 1-1,5% 2,5 mg 0-0 +30-40 pkt 80 h 2 g

Do reaktora jak w przykładzie 1,2, 3 do 300 kg oleju bazowego typu naftenowego - 1,0x10'4 m²/s w 40°C wprowadzamy kolejno w proporcjach molowych 2:1:2:

- aminę pierwszorzędową pochodzenia zwierzęcego - aminę drugorzędową etylenodiaminę - diizocyjanian toluenu (TDI) Reakcja przebiega natychmiastowo i pod normalnym ciśnieniem.

11,6 kg 1,2 kg 7,2 kg

Do uzyskanego polimeru tetramocznika dodaje się 60 kg kwasu 12-hydroksystearynowego (12 HSA) a następnie dodaje się mieszaninę 9 kg wapna w 50 kg oleju bazowego.

Reaktor ogrzewa się jak w przykładzie 1 pod normalnym ciśnieniem. Reakcja przebiega z wydzieleniem wody.

Po odwodnieniu do reaktora dodajemy 250 kg oleju bazowego ogrzewając do temp. 110-120°C aż do zagęszczenia mieszaniny w reaktorze.

Następnie mieszaninę schładza się olejem bazowym w ilości 300 kg.

Do powstałego smaru dodajemy dodatki uszlachetniające typu:

- przeciwkorozyjny - monooleinian sorbitolu - przeciwutleniacz - typu fenolowego lub aminy (alfa-naftyloamina) - przeciwzużyciowy - typu dialkiloditiofosforan cynku (ZDDP)

10 kg 15 kg 5 kg

Otrzymany smar poddajemy homogenizacji i odpowietrzeniu w wyniku czego otrzymany smar posiada następujące charakterystyki:

- penetracja (wg ASTM D217 po 60 cyklach w mm/10) - temperatura kroplenia (wg ASTM D566) - wydzielanie oleju (wg SDM 433 po 24 h w 100°C)

275 205°C 1,2%

Efektem zmniejszonej ilości polimeru tetramocznika jest znaczny spadek temperatury kroplenia.

Przykład 5 - Produkcja 1 tony smaru tetramocznik i mydło wapniowe uwodornionego oleju rycynowego

Do reaktora jak w poprzednich przykładach do 300 kg oleju naftenowego bazowego o lepkości 1,0x10^-4 m²/s wprowadzamy w 40°C kolejno w proporcjach molowych:

- aminę pierwszorzędową pochodzenia zwierzęcego w ilości 23,2 kg

- aminę drugorzędową etylenodiaminę 2,4 kg

- diizocyjanian toluenu (TDI) 14,4 kg

Po otrzymaniu polimeru tetramocznika jak w poprzednich przykładach, do jego mieszaniny dodaje się 50 kg uwodornionego oleju rycynowego i po jego rozpuszczeniu w temperaturze 70°C wprowadza się mieszaninę 8 kg wapna w 40 kg oleju bazowego.

Zawartość reaktora ogrzewa się do temperatury 100-120°C.

Po zakończeniu reakcji saponifikacji, dodając 250 kg oleju bazowego kontynuujemy ogrzewanie reaktora do temperatury 100-120°C aż do zagęszczenia mieszaniny.

Następnie mieszaninę schładza się olejem bazowym w ilości 300 kg.

Podobnie jak w poprzednich przykładach produkcji dodaje się dodatki uszlachetniające:

- przeciwkorozyjny - monooleinian sorbitolu 10 kg

- przeciwutleniacz - typu fenolowego lub aminy (alfa-naftyloamina) 15 kg

- przeciwzużyciowy - typu dialkiloditiofosforan cynku (ZDDP) 5 kg

Otrzymany smar poddaje się homogenizacji i odpowietrzeniu.

Wyprodukowany smar ma następujące charakterystyki:

- penetracja (wg ASTM D217 po 60 cyklach w mm/10) 275

- temperatura kroplenia (wg ASTM D566) 265°C

- wydzielanie oleju (wg SDM 433 po 24 h w 100°C) 1,2%

Przykład 6

Produkcja 1 tony smaru plastycznego na bazie tetramocznika z MDI - 4,4'-diizocyjanianem difenylometylenu

W reaktorze w 300 kg oleju bazowego mineralnego typu naftenowego o lepkości 1,0x10'4 m²/s w 40°C dodajemy kolejno w proporcjach molowych 2:1:2:

- aminę pierwszorzędową pochodzenia zwierzęcego 22,4 kg

- aminę drugorzędową - etylenodiaminę 2,4 kg

- 4,4'-diizocyjanian difenylometylenu (MDI) 20 kg

Reakcja przebiega w temperaturze 60-70°C pod normalnym ciśnieniem.

Po otrzymaniu tetramocznika dodajemy 40 kg 12-kwasu hydroksystearynowego i po jego rozpuszczeniu dodajemy mieszaninę 6 kg wapna w 40 kg oleju bazowego ogrzewając reaktor do tempe ratury 100-120°C.

Po reakcji saponifikacji i wydzieleniu wody i dodaniu 250 kg oleju bazowego mieszaninę w dalszym ciągu ogrzewamy aż do zagęszczenia zawartości reaktora i schładzamy ją 300 kg oleju bazowego.

Następnie dodajemy dodatki uszlachetniające jak w poprzednich przykładach:

- przeciwkorozyjny - monooleinian sorbitolu 10 kg

- przeciwutleniacz - typu fenolowego lub aminy (alfa-naftyloamina) 15 kg

- przeciwzużyciowy - typu dialkiloditiofosforan cynku (ZDDP) 5 kg i smar poddajemy homogenizacji i odpowietrzeniu.

Otrzymany smar ma następujące charakterystyki:

- penetracja (wg ASTM D217 po 60 cyklach w mm/10)258

- temperatura kroplenia (wg ASTM D566)258°C

- wydzielanie oleju (wg SDM 433 po 24 h w 100°C)1,4%

- korozja EMCOR0-0

Smar plastyczny według wynalazku jest smarem wielozadaniowym, który może znaleźć zastosowanie w każdym przypadku, gdzie stosowanie innych środków typu olej jest niemożliwe w zakresie temperatur od -40°C do 200°C.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Kompozycja smaru plastycznego, zawierająca:

- olej bazowy wybrany spośród oleju mineralnego pochodzącego z destylacji ropy naftowej, oleju parafinowego, oleju naftenowego, oleju z recyklingu, oleju węglowodorowego zawierającego oleje smarne, oleju syntetycznego i ich mieszanin;

- zagęszczacz typu mydło o wzorze R-Me, gdzie R pochodzi od hydroksykwasu, estru hydroksykwasu zawierających od 9-36 atomów węgla lub ich mieszanin, a Me oznacza wapń,

- zagęszczacz typu polimer polimocznikowy;

znamienna tym, że zagęszczacz typu polimer polimocznikowy występujący w ilości 1-5% wag. jest przedstawiony wzorem (R'-NH-CO-NH-Ar-NH-CO-NH-R)n, gdzie:

R' pochodzi od aminy pierwszorzędowej zawierającej od 12-18 atomów węgla,

R pochodzi od diaminy alifatycznej bądź aromatycznej zawierającej od 2-16 atomów węgla, Ar oznacza węglowodór aromatyczny zawierający od 6-20 atomów węgla, n wynosi pomiędzy 2 a 20.
2. Kompozycja smaru plastycznego według zastrz. 1, znamienna tym, że R pochodzi od kwasu 12-hydroksystearynowego, uwodornionego kwasu rycynolowego, kwasu tłuszczowego pochodzenia zwierzęcego bądź roślinnego zawierającego od 9-36 atomów węgla, kwasu salicylowego, kwasu hydroksybenzenosulfonowego.
3. Kompozycja smaru plastycznego według zastrz. 1, znamienna tym, że R' pochodzi od aminy pierwszorzędowej wybranej z grupy obejmującej aminy pierwszorzędowe pochodzenia zwierzęcego o 12-18 atomach węgla oraz aminę pierwszorzędową pochodzenia roślinnego C18H37N.
4. Kompozycja smaru plastycznego według zastrz. 1, znamienna tym, że diaminę alifatyczną stanowi etylenodiamina.
5. Kompozycja smaru plastycznego według zastrz. 1, znamienna tym, że proporcja molowa olej bazowy : zagęszczacz typu mydło : zagęszczacz typu polimer polimocznikowy wynosi 2:1:2.
6. Kompozycja smaru plastycznego według któregokolwiek z zastrz. 1 do 5, znamienna tym, że dodatkowo zawiera dodatki uszlachetniające wybrane z grupy obejmującej: środki antykorozyjne, przeciwutleniające, przeciwstarzeniowe, przeciwzużyciowe, zmniejszające tarcie i poprawiające odporność na wysokie ciśnienie.
7. Sposób wytwarzania kompozycji smaru plastycznego określonej którymkolwiek z zastrz. 1 do 6, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy:

a. do reaktora wyposażonego w mieszadło wprowadza się w temperaturze 15-40°C olej bazowy wybrany spośród oleju mineralnego pochodzącego z destylacji ropy naftowej, oleju parafinowego, oleju naftenowego, oleju z recyklingu, oleju węglowodorowego zawierającego oleje smarne, oleju syntetycznego i ich mieszanin;

b. następnie do oleju bazowego dodaje się kolejno aminę pierwszorzędową o 12-18 atomach węgla oraz aminę drugorzędową o 2-6 atomów węgla w stosunku molowym 2:1 i mieszając podgrzewa się do 40-70°C do otrzymania jednorodnej mieszaniny amin;

c. następnie dodaje się pod normalnym ciśnieniem diizocyjanian w stosunku molowym diizocyjanian : amina pierwszorzędowa : amina drugorzędowa 2:2:1;

d. po wymieszaniu dodaje się hydroksykwas lub ester hydroksykwasu zawierającego od 9- 36 atomów węgla, lub ich mieszaninę w ilości 4-6% w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji smaru i po jego rozpuszczeniu w polimerze dodaje się pod normalnym ciśnieniem mieszaninę wapna w oleju bazowym;

e. reaktor ogrzewa się do osiągnięcia temperatury wewnątrz reaktora w zakresie 100120°C;

f. po odwodnieniu do reaktora dodaje się olej bazowy w ilości 25-30% w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji smaru i ogrzewa się do 110-130°C aż do zagęszczenia zawartości reaktora;

g. po osiągnięciu zagęszczenia, mieszaninę schładza się olejem bazowym w ilości 30-40% w przeliczeniu na całkowitą masę kompozycji smaru;

h. opcjonalnie do otrzymanego smaru dodaje się dodatki uszlachetniające wybrane z grupy obejmującej: środki antykorozyjne, przeciwutleniające, przeciwstarzeniowe, przeciwzużyciowe, zmniejszające tarcie i poprawiające odporność na wysokie ciśnienie;

i. otrzymany smar poddaje się homogenizacji i odpowietrzeniu.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że diizocyjanian jest wybrany z grupy obejmującej diizocyjanian toluenu i 4,4'-diizocyjanian difenylometylenu.
9. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że hydroksykwas lub ester hydroksykwasu zawierającego od 9-36 atomów węgla jest wybrany z grupy obejmującej kwas 12-hydroksystearynowy, uwodorniony kwas rycynolowy, kwas tłuszczowy pochodzenia zwierzęcego bądź roślinnego zawierający od 9-36 atomów węgla, kwas salicylowy, kwas hydroksybenzenosulfonowy.
10. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że amina pierwszorzędowa jest wybrana z grupy obejmującej aminy pierwszorzędowe pochodzenia zwierzęcego o 12-18 atomach węgla oraz aminę pierwszorzędową pochodzenia roślinnego C18H37N.
11. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że diaminę alifatyczną stanowi etylenodiamina.