СОСТАВ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАКЕТА ПРИСАДОК К ГИДРАВЛИЧЕСКИМ МАСЛАМ И ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ МАСЛО ЕГО СОДЕРЖАЩЕЕ
COMPOSITION AND METHOD FOR OBTAINING PACKAGE OF ADDITIVES TO HYDRAULIC OILS AND HYDRAULIC OIL CONTAINING IT

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии. Конкретно к составу и способу получения пакета присадок к гидравлическим маслам и гидравлическому маслу, содержащему этот пакет присадок.
Совершенствование гидросистем промышленного оборудования сопровождается ужесточением требований к гидравлическим маслам, в том числе по гидролитической стабильности и фильтруемости в присутствии воды. Стабильность гидравлических масел в условиях обводнения имеет большое значение при их эксплуатации, т.к. гидролитически неустойчивые присадки выпадают в осадок, тем самым ухудшая фильтруемость масел и блокируя фильтры тонкой очистки, кроме того, образуются коррозионно агрессивные продукты, приводящие к отказу работы быстродействующих точных механизмов: сервоклапанов и прецизионных деталей.
Улучшение гидролитической стабильности и фильтруемости гидравлических масел позволит существенно увеличить длительность их работы, а также продлить межремонтный период работы дорогостоящего оборудования.
Известно масло для гидравлических систем, которое для повышения скорости фильтрации в процессе эксплуатации содержит мас. %: дибутилпаракрезол - 0,5-0,7, имид полиизобутенилянтарной кислоты и диэтилентриамина или модифицированный борной и олеиновой кислотами продукт взаимодействия алкилфенола, формальдегида и триэтилентетрамина - 0,5-0,7, диалкилдитиофосфат цинка - 0,5-0,7, бис-(алкилбензилтио)этан - 0,5-0,7, кислый эфир алкенилянтарной кислоты и этиленгликоля - 0,05-0,07, полиметакрилат - 0,6-0,8, полиметилсилоксан - 0,003-0,005, нефтяное масло - до 100 (А.с. СССР №1533317, С10М 141/06).
Известно масло для гидравлических систем, которое для повышения эксплуатационных свойств содержит, мас. %: осерненное спермацетовое масло или диалкилдитиофосфат цинка - 0,3-3,0 и/или алкиловый эфир олеиновой кислоты - 0,3-0,5 кислый эфир алкенилянтарной кислоты - 0,05-0,1; алкилфенольная присадка - 0,5-0,7; кремнийорганическая присадка - 0,001-0,005; минеральное масло - до 100; для улучшения фильтруемости масло дополнительно содержит алкенилсукцинимид или сульфонат натрия или кальция или бария в количестве 0,1-0,25 мас. % (А.с. СССР №794067, С10М 1/26, опубл. 07.01.1981, БИ №1).
Известно масло для гидравлических систем промышленного оборудования (Пат. РФ №1735348, С10М 161/00, опубл. БИ №11 от 20.04.1997), которое для снижения эмульгируемости и улучшения противоизносных свойств содержит в своем составе, мас. %: диалкилдитиофосфат цинка - 0,5-0,7, тринонилфенилфосфит - 0,5-0,7, моюще-диспергирующую присадку -1,0-1,2, дибутилпаракрезол - 0,5-0,7, азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена - 0,03-0,05 и нефтяное масло - до 100.
Недостатками этих гидравлических масел является их низкая гидролитическая стабильность и, в последнем случае, плохая фильтруемость в присутствии воды.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототип) является масло для гидравлических систем промышленного оборудования (Пат. РФ №2139922, С10М 161/00, опубл. 20.10.1999), которое для улучшения термической стабильности, содержит композицию присадок, мас. %:
Диалкилдитиофосфат цинка - 0,85-1,05
Полиметакрилат - 0,30-0,60
Дибутилпаракрезол - 0,40-0,60
Полиметилсилоксан - 0,003-0,005
Сульфонат кальция - 0,02-0,10
Алкилсалицилат кальция или алкилфенолят бария или кальция - 0,02-0,10
Азотсодержащий блок-сополимер окиси этилена и окиси пропилена - 0,03-0,05
Нефтяное масло - до 100
Однако данный состав масла также не обеспечивает современный уровень требований гидролитической стабильности и фильтруемости в присутствии воды.
Задачей настоящего изобретения является разработка состава и способ получения пакета присадок к гидравлическому маслу и состава гидравлического масла, содержащего этот пакет, обладающего более высокой гидролитической стабильностью и фильтруемостью в присутствии воды. Сложность решения данной задачи заключается во взаимном противоречии между этими показателями: при улучшении одного, другой показатель, обычно, ухудшается.
Для решения поставленной задачи в пакет присадок к гидравлическим маслам, содержащим алкилсалицилат кальция, диалкилдитиофосфат цинка, дополнительно вводят пространственно затрудненные алкилфенолы, азотсодержащее производное глицина, N-алкилированный бензотриазол, модифицированные полиолы в ксилоле при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Диалкилдитиофосфат цинка
30-54
Алкилсалицилат кальция
5,0-25
Пространственно затрудненные алкилфенолы
30-54
Азотсодержащее производное глицина
0,5-5,0
N-алкилированный бензотриазол
0,5-2,0
Модифицированные полиолы в ксилоле
0,5-2,0
Проведенные авторами исследования показали, что эксплуатационные свойства масел, получаемых с использованием пакета присадок, зависят не только от качества базового масла и набора присадок в пакете, но и способа его получения, в частности последовательности внесения и соотношения присадок в пакете. Это связано с возможным межмолекулярным и химическим взаимодействием, а также наличием синергизма или антагонизма между отдельными присадками, входящими в пакет присадок.
Так, алкилсалицилат кальция и азотсодержащее производное глицина в присутствии с N-алкилированный бензотриазол при их последовательном введении в состав пакета присадок обладают ярко выраженной склонностью к взаимному влиянию, в результате чего образуются продукты, обеспечивающие повышение одновременно гидролитической стабильности и фильтруемости в присутствии воды.
Для получения вышеуказанного эффекта необходимо соблюдать определенный порядок введения компонентов при приготовлении пакета присадок. Отдельно перемешивают диалкилдитиофосфат цинка и пространственно затрудненные алкилфенолы. Затем, через определенный промежуток времени последовательно с интервалом 10-15 мин при температуре 65-75°C и постоянном перемешивании (500 об/мин) вводят алкилсалицилат кальция, азотсодержащее производное глицина и N-алкилированный бензотриазол. Изготовление пакета присадок завершают введением модифицированных полиолов и перемешиванием смеси в течение 30 мин и при температуре 50-60°C. Такая последовательность введения присадок обеспечивает взаимодействие алкилсалицилат кальция, азотсодержащее производное глицина и N-алкилированный бензотриазол, что исключает отрицательное влияние диалкилдитиофосфата цинка.
При совместном использовании вышеуказанных компонентов в составе предлагаемого пакета присадок удалось получить новый результат - улучшить гидролитическую стабильность и фильтруемость гидравлического масла в присутствии воды за счет содержания в его составе пакета присадок. Полученный результат позволит увеличить срок смены масла и межремонтный пробег оборудования. При выбранном соотношении компонентов в пакете присадок эффект усиления гидролитической стабильности масла, содержащего этот пакет, максимален.
В соответствии с описанной и традиционной (при одновременном перемешивании в базовом масле) технологией для испытания в составе базового масла были приготовлены 4 образца пакетов присадок с различным содержанием компонентов, а также масло-прототип. Состав образцов пакетов присадок и результаты оценки гидролитической стабильности и фильтруемости с водой и без воды приведены в таблицах 1 и 2.
В качестве алкилсалицилата кальция использовался продукт нейтрализации алкил-салициловых кислот суспензией извести - пушонки в масле с щелочным числом 155 мг КОН/г.Присадка диалкилдитиофосфат цинка характеризовалась наличием короткого этил- и длинного гексил-алкильных радикалов. В качестве пространственно затрудненных алкилфенолов использовался продукт с температурой плавления 36°C. N-алкилированный бензотриазол применялся в качестве металлоплакирующего компонента, предотвращающего ржавление металла. Азотсодержащее производное глицина, а именно (z)-N-метил-N-(1-оксо-9-октадеценил)глицин использовался с целью повышения гидролитической и антиокислительной стабильности. Полиолы, модифицированные жирными спиртами, в растворе ксилола использовались в качестве деэмульгатора.
Оценку гидролитической стабильности пакетов присадок проводили в соответствии с ASTM D 2619; фильтруемость с водой и без воды - ИСО 13357-1 и ИСО 13357-2. Данные методы включены в комплекс квалификационной оценки масел, предназначенных для тестирования в оборудовании производителей техники.
Благодаря синергизму совместного действия среднещелочного алкилсалицилата и азотсодержащего производного глицина в сочетании с N-алкилированным бензотриазолом, обеспечивается преимущество пакета присадок заявляемого состава (составы 1-2, см. таблицу 1) по гидролитической стабильности и фильтруемости в присутствии воды по сравнению с прототипом (см. таблицу 2).
Предлагается также гидравлическое масло на высокоочищенной нефтяной основе, содержащее вышеуказанный пакет присадок в количестве 0,7-0,9% мас. и противопенную полиметилсилоксановую присадку в количестве 0,0001% мас. В качестве нефтяного масла используется гидроочищенное масло с индексом вязкости не менее 95.
Провели исследования образцов гидравлического масла, приготовленного на базовой основе II группы по API с различным содержанием пакета присадок №1 (0,6-1,0% мас.) в сравнении с маслом прототипом. Из таблицы 3 следует, что гидравлическое масло, содержащее пакет присадок предлагаемого состава, превосходит прототип по трибологическим и антиокислительным свойствам. Показано, что снижение концентрации пакета присадок предлагаемого состава с 0,9 до 0,7 мас. % не вызывает ухудшения свойств масла, что свидетельствует о возможности удешевления состава гидравлического масла при сохранении полученных свойств. Оптимальное содержание пакета присадок предлагаемого состава в масле - 0,7-0,9 мас. %.
При содержании в масле пакета присадок меньше нижнего предела (0,6 мас. %») ухудшаются трибологические и антиокислительные свойства; выше верхнего предела (1,0 мас. %) существенного улучшения этих показателей не наблюдается (см. таблицу 3).
Таким образом, предлагаемый состав пакета присадок, изготовленный определенным способом, придает гидравлическому маслу новые свойства, а именно улучшает показатели гидролитической стабильности и фильтруемости в присутствии воды, а также обеспечивает высокие эксплуатационные свойства, повышающие ресурс работы гидравлического масла и надежность работы оборудования.
Вышеуказанный пакет присадок позволяет получать гидравлические масла уровня HLP по DIN 51524-2 при использовании базовых основ I+ или II по APL.