МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СМАЗОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ
MULTIFUNCTIONAL LUBRICATING FLUID

Настоящее изобретение относится к многофункциональным смазочным жидкостям для использования в различных механизмах автомототранспортных средств, в частности в двигателе, коробке передач или гидроприводе. Более точно, изобретение относится к единственной жидкости, которую можно использовать в различных целях, в частности в различных механизмах автомототранспортных средств, таких как двигатели, устройства передач (коробки передач и раздаточные коробки), гидроприводы, и других вспомогательных механизмах без какой-либо необходимости модифицировать данную жидкость. Другими словами, композиция данной жидкости непосредственно используется для нескольких рассматриваемых целей.
Уровень техники
В настоящее время в каждом автомототранспортном средстве используется множество монофункциональных смазочных жидкостей, каждая из которых выполняет разные функции, например моторные масла, трансмиссионные масла, гидравлические масла и т.д.
В состав монофункционального масла входят, как правило, смесь минеральных, полусинтетических или синтетических масел, комплекс технологических присадок и необязательно полимер, улучшающий вязкость, и присадка, улучшающая температуру застывания.
Когда монофункциональное смазочное масло эксплуатируется в механизме, постоянный сдвиг, которому подвергается улучшающий вязкость полимер, приводит к уменьшению вязкости масла. Степень и интенсивность такого понижения вязкости зависят от природы и количества полимера, используемого для улучшения вязкости.
Механизмы скорости сдвига, которому подвергается смазочное масло, отличаются друг от друга. Например, гидроприводы высокого давления, которые обеспечивают работу подъемных механизмов, работают в условиях с большим сдвигом, чем коробка передач, а она, в свою очередь, работает в условиях с большим сдвигом, чем двигатель.
Если монофункциональное масло используется в механизмах, для которых оно не предназначено, вязкость масла может отличаться от величины, необходимой для оптимального функционирования указанного механизма.
Составы многофункциональных масел для двигателя, коробки передач и гидроприводов уже продаются под названиями TOTAL Multi TP, FINA Penta, ELF Noria. Их разработка основывается на соответствующем выборе полимера, улучшающего вязкость, и его количестве.
Изменяющийся уровень сопротивления сдвигу полимера, улучшающего вязкость, введенного в состав данных многофункциональных масел для двигателя, коробки передач и гидропривода, будет определять соответствующий уровень вязкости, достигаемый данным маслом в каждом механизме.
Если использовать улучшающий вязкость полимер, который очень чувствителен к сдвигу, вязкость будет очень быстро падать, даже в тех механизмах, для которых характерна низкая скорость сдвига: вязкость снизится до минимального значения, требуемого для двигателя и коробки передач.
Напротив, если использовать полимер с очень высоким значением сопротивления сдвигу, значение вязкости будет оставаться высоким в течение длительного времени даже в тех механизмах, для которых характерна высокая скорость сдвига: пройдет много времени до тех пор, пока вязкость достигнет, в лучшем случае, достаточного низкого значения, например, как это требуется в гидроприводах. Это может привести к постоянным проблемам, связанным с холодным запуском, в случае подъемных механизмов, управляемых гидроприводом.
Если свойства полимера являются промежуточными, то регулируемыми параметрами, позволяющими одновременно преодолеть 3 ограничения минимальной вязкости в двигателе и коробке передач и максимальной вязкости в гидравлической системе, являются количество и природа полимера, используемого для улучшения вязкости.
Использование большинства многофункциональных масел основывается на этом принципе. Поэтому авторы настоящего изобретения пришли к компромиссным решениям, позволяющим превзойти ограничения возможности применения существующих многофункциональных масел в трех механизмах одновременно.
Так, существующие составы многофункциональных масел не позволяют одновременно достичь уровня качества, предполагаемого для использования в различных механизмах. Более того, не достигнуты также уровни эффективности, в частности, относительно высокотемпературной стабильности в двигателях и коробках передач, а также холодного запуска гидравлики.
Поэтому существует потребность в единственной жидкости, свойства которой будут подходить для одновременного смазывания различных механизмов в автотранспортном средстве. В частности, существует потребность в единственной жидкости, которую можно использовать во всех трех случаях: в двигателе, коробке передач и гидроприводе. Также существует необходимость адаптировать свойства этой жидкости в отношении высокотемпературной стабильности в двигателе и коробке передач, а также в отношении холодного запуска гидравлики.
В действительности, наличие единственной жидкости, пригодной для смазывания различных механизмов в автотранспортном средстве, по сравнению с применением нескольких монофункциональных масел позволяет упростить процедуру технического обслуживания и хранения, текущего ремонта транспортного средства или парка автотранспортных средств, сборку и транспортировку.
Это особенно актуально, в частности, для крупных парков автотранспортных средств общественного пользования, которые часто эксплуатируются на отдельных площадках и подвергаются воздействию суровых погодных условий без надлежащих условий хранения.
Краткое изложение сущности изобретения
Таким образом, изобретение предлагает смазывающую композицию, которая содержит по меньшей мере одно масло групп I-V и смесь по меньшей мере двух полимеров с разностью значений индексов сопротивления постоянному сдвигу (ИСПС), измеренных в результате стандартного теста KRL (тест с использованием конического роликового подшипника), выполняемого в течение 20 часов при 100°C, не менее 25 и которая характеризуется такой кривой вязкости, что
(а) при 100°C по результатам проведения испытания при циклических нагрузках Bosh-30 согласно стандарту CEC-L-14-A-93 вязкость окончательной смазывающей композиции больше 9,0 сСт, предпочтительно в диапазоне от 9,0 до 12,0 сСт для масла первоначального класса 30 или вязкость окончательной смазывающей композиции больше 12,0 сСт, предпочтительно в диапазоне от 12,0 до 15,0 сСт для масла первоначального класса 40 и
(б) при 100°C по результатам проведения 20-часового теста KRL в соответствии со стандартом CEC-L-45-A-99, вязкость смазывающей композиции больше 8,5 сСт, предпочтительно в диапазоне от 8,5 до 11,0 сСт, для масла первоначального класса 30 или 40,
и (в) при 40°C по результатам 3-часового теста KRL в соответствии со стандартом CEC-L-45-A-99 с продолжительностью выполнения теста, сокращенной до 3 часов, вязкость смазывающей композиции составляет меньше 51 сСт, предпочтительно в диапазоне от 41 до 51 сСт, для масла первоначального класса 30 или 40.
Данный состав многофункционального смазочного масла можно использовать одновременно для смазывания различных механизмов механического транспортного средства. Более точно, данное одно смазочное масло используется для одновременного смазывания по меньшей мере трех механизмов, а именно двигателя, коробки передач и гидропривода, поскольку получается кривая вязкости, адаптированная к условиям применения, которые требуются для каждого конкретного механизма.
Для одновременного смазывания различных механизмов механического транспортного средства данное одно смазочное масло включает смесь полимеров, характеризующихся разной устойчивостью к сдвигу.
Природа и соответствующее количество различных типов полимеров определяются таким образом, чтобы смазывающая композиция, включающая данную смесь, быстро адаптировалась к условиям применения, необходимым для каждого конкретного механизма, благодаря особой кривой вязкости.
Так, смазывающая композиция включает по меньшей мере одно масло групп I-V, в количестве по меньшей мере 50 мас.% относительно массы окончательной композиции и смесь, содержащую по меньшей мере два различных полимера типа «А», «В» или «С» в количестве по меньшей мере 5 мас.%, предпочтительно от 5 до 40 мас.%, более предпочтительно от 5 до 15 мас.% относительно массы окончательной композиции; причем полимеры в смеси отличаются тем, что они характеризуются разным диапазоном индекса сопротивления постоянному сдвигу (ИСПС) таким, что:
- полимеры типа «А» характеризуются значением индекса сопротивления постоянному сдвигу (ИСПС), измеренным по результатам стандартного 20-часового теста KRL при 100°C, меньшим или равным 40,
- полимеры типа «В» характеризуются значением индекса сопротивления постоянному сдвигу (ИСПС), измеренным по результатам стандартного 20-часового теста KRL при 100°C, больше 40 и меньше 65, полимеры типа «С», характеризуются значением индекса сопротивления постоянному сдвигу (ИСПС), измеренным по результатам стандартного 20-часового теста KRL при 100°C, больше или равным 65; указанная композиция, в которой по меньшей мере два полимера характеризуются разностью значений ИСПС, измеренных по результатам стандартного 20-часового теста KRL при 100°C, не менее 25.
Согласно одному варианту воплощения каждый полимер смеси получают из мономерных звеньев разной химической природы.
Согласно другому варианту воплощения каждый полимер смеси получают из мономерных звеньев идентичной химической природы, причем полимеры смеси отличаются друг от друга диапазоном значений индекса сопротивления постоянному сдвигу (ИСПС), измеренным по результатам стандартного 20-часового теста KRL при 100°C, и по меньшей мере одним физико-химическим свойством, выбранным из среднечисловой или средневесовой молекулярной массы, молекулярно-массового распределения указанного полимера, характеризуемого индексом полидисперсности, строения пространственной сетки указанного полимера, характеризуемого степенью его вшивания и/или разветвленности.
Согласно одному варианту воплощения смесь содержит по меньшей мepe два полимера, количество одного полимера относительно общей массы полимерной смеси составляет от 10% до 90%.
Согласно одному варианту воплощения смесь содержит два полимера, один типа «А» и один типа «С», где предпочтительно массовое соотношение смеси двух полимеров «А»/«С» составляет от 10/90 до 90/10.
Согласно одному варианту воплощения смазывающая композиция по настоящему изобретению дополнительно содержит комплекс технологических присадок в количестве от 5 до 30 мас.% относительно массы окончательной композиции и необязательно присадку, улучшающую температуру застывания, в количестве менее 1 мас.%, предпочтительно от 0,2 до 0,5 мас.% относительно массы окончательной композиции.
Согласно одному варианту воплощения полимеры смеси выбирают из полимеров, улучшающих вязкость, и необязательно из полимеров, улучшающих температуру застывания.
Предпочтительно полимеры, улучшающие вязкость, выбирают из полиальфаолефинов (ПАО) со значением кинематической вязкости при 100°C больше 90 сСт, полиизобутенов (ПИБ), полимерных эфиров, олефиновых сополимеров (ОСП), гомополимеров или сополимеров стирола, бутадиена или изопрена, полиметакрилатов (ПМА).
Предпочтительно полимеры, улучшающие температуру застывания, выбирают из полиметакрилатов (ПМА).
Предпочтительно полимеры типа «А» являются полимерами, улучшающими вязкость, выбранными из полиметакрилатов, полиальфаолефинов с кинематической вязкостью при 100°C больше 90 сСт, полиизобутенов, полимерных эфиров.
Предпочтительно полимеры типа «С» являются полимерами, улучшающими вязкость, выбранными из полиметакрилатов, олефиновых сополимеров, гидрогенизированных стирол-изопреновых сополимеров, сополимерных эфиров.
Предпочтительно полимеры типа «В» являются полимерами полиметакрилатного типа, улучшающими вязкость.
Согласно иному аспекту изобретение относится к способу получения смазывающей композиции по изобретению, где смесь, содержащую по меньшей мере два разных полимера, вводят в состав по меньшей мере одного масла групп I-V, содержащего необязательно комплекс присадок и необязательно присадку, улучшающую температуру застывания.
Согласно одному варианту воплощения по меньшей мере один полимер смеси является полимером, улучшающим вязкость, который вводят непосредственно в состав композиции в виде отдельного вещества независимо от комплекса присадок.
Согласно другому варианту воплощения способа по меньшей мере один полимер смеси, улучшающий вязкость, полностью или частично вводят в состав композиции как элемент комплекса присадок.
Согласно другому варианту воплощения способа по меньшей мере один полимер смеси полностью или частично вводят в состав композиции в виде разбавителя комплекса присадок.
Согласно другому аспекту изобретение относится к применению композиции по изобретению в качестве единственной жидкости для смазывания различных механизмов автомототранспортных средств.
Предпочтительно для смазывания по меньшей мере трех механизмов автомототранспортных средств - двигателя, коробки передач и гидравлической системы автотранспортного средства - используется одна жидкость.
Более предпочтительно для смазывания контура тормозного механизма, бортового компрессора и необязательно других дополнительных механизмов используется также одна жидкость.
Подробное описание изобретения
(А) Определение сопротивления сдвигу:
Сопротивление сдвигу соединения в масле характеризуется ИСПС (индексом сопротивления постоянному сдвигу), определяемым по стандарту ASTM-D6022-06 и вычисляемым из значений кинематической вязкости указанного соединения в масле до и по результатам определенного способа сдвига.
Формула для ИСПС полимера в масле приводится ниже:
ИСПС=100×(Vi-Vc)/(Vi-Vo), где
- - Vi = начальное значение вязкости перед сдвигом смеси масло+полимер при 100°С.
- - Vc = вязкость смеси масло+полимер после сдвига при 100°С.
- - Vo = начальное значение вязкости масла до сдвига только масла при 100°С.
Так, чем больше значение ИСПС полимера в эталонном масле, тем в большей степени указанный полимер чувствителен к сдвигу.
Способ сдвига, выбранный для определения ИСПС полимеров по настоящему изобретению, представляет собой 20-часовой тест KRL в соответствии со стандартом CEC-L-45-A-99.
Эталонное масло, выбранное для измерения ИСПС полимеров по настоящему изобретению, представляет собой базовое масло III группы (согласно классификации АНИ) с вязкостью 4,2 сСт при 100°C.
Далее, если не указано иное, ИСПС полимера является ИСПС полимера, измеренный в соответствии со стандартом ASTM-D6022-06, в масле-разбавителе группы III (согласно классификации АНИ и вязкостью 4,2 сСт при 100°C, по результатам выполнения 20-часового KRL теста в соответствии со стандартом CEC-L-45-A-99).
Для определения композиции полимерных смесей, введенных в состав смазочного масла по настоящему изобретению, заявитель установил эталонные условия сдвига для каждого рассматриваемого механизма, и уровни вязкости, соответствующие каждому механизму.
(Б) Определение кривой вязкости
1. Условия применения смазочного масла для двигателя:
В случае смазочного масла для двигателя, стандарт CEC-L-45-A-99 (или ASTM D6278) определяет эталонный тест определения условий сдвига в двигателе, известный под названием теста при циклических нагрузках Bosch-30. Классы вязкости свежих масел для двигателя определяются по классификации SAE J 300, посредством измерения их значений кинематической вязкости при 40°C и/или 100°C.
Маслу для двигателя присваивается класс 30 по SAE J 300, если значение его кинематической вязкости составляет при 100°C от 9,3 до 12,5 сСт. Маслу для двигателя присваивается класс 40 по SAE J 300, если значение его кинематической вязкости составляет от 12,5 до 16,3 при 100°C.
Масла для двигателя с классом 30 или 40 обычно используют в так называемом умеренном климате.
Маслу для двигателя присваивается класс 50 по SAE J 300, если значение его кинематической вязкости составляет при 100°C от 16,3 до 21,9 сСт. Этот тип масла главным образом используется в так называемом жарком климате.
Что касается стандартов АСЕА, то они подробно определяют некоторое количество второстепенных технических норм для моторных масел и, в частности, устанавливают условия поддержания значения вязкости на определенном уровне для масел, подвергающихся сдвигу при эксплуатации в двигателе.
Так, согласно АСЕА серий Е2 или Е3, величина кинематической вязкости масел для двигателя с классом 30, 40 и 50, измеренная при 100°C по результатам теста при циклических нагрузках Bosch-30, должна составлять больше 9,0, 12,0 и 15,0 сСт, соответственно.
Смазочные масла по настоящему изобретению, пригодные для смазывания двигателя, характеризуются значением кинематической вязкости при 100°C больше 9,0 сСт, предпочтительно от 9,0 до 12,0 сСт, измеренным по результатам выполнения теста при циклических нагрузках Bosch-30 по стандарту CEC-L-45-A-99 для масла первоначального класса 30. Данные смазочные масла обладают значением кинематической вязкости при 100°C больше 12,0 сСт, предпочтительно в диапазоне от 12,0 до 15,0 сСт, измеренным по результатам теста при циклических нагрузках Bosch-30, по стандарту CEC-L-45-A-99 для масла первоначального класса 40. По результатам такого же теста, данные смазочные масла обладали значением кинематической вязкости при 100°C, которая составляла больше 15,0 сСт, предпочтительно от 15,0 до 20,0 сСт для масла класса 50.
2. Условия применения масла в коробке передач
Для смазочного масла для коробки передач стандарт CEC-L-45-A-99 определяет эталонный тест определения условий сдвига в коробке передач, известный под названием 20-часовой KRL-тест.
Заявитель на основе данных тестов для мониторинга масел в процессе эксплуатации определил, что значение вязкости смазочного масла при 100°C по результатам стандартного 20-часового теста KRL больше 8,5 сСт является пригодным для использования в коробке передач в условиях умеренного климата. Кроме того, значение вязкости смазочного масла при 100°C по результатам стандартного 20-часового теста KRL больше 11,0 сСт является пригодным для использования в коробке передач в условиях жаркого климата.
3. Условия применения масла в гидроприводе
Заявитель также определил, что условия сдвига, которому смазочное масло подвергается в гидроприводе, могут быть отражены тестом KRL по стандарту CEC-L-45-A-99.
Заявитель отметил, что при эксплуатации в гидроприводе, во избежание проблем, связанных с запуском со свежим маслом, в частности, при низкой температуре, значение вязкости смазочного масла, измеренное при 40°C, должно быть меньше 51 сСт для использования в умеренном климате, измеренное по результатам теста KRL по стандарту CEC-L-45-A-99, длительность которого снижена с 20 до 3 часов. Аналогично, значение вязкости смазочного масла должно быть меньше 75 сСт для использования в жарком климате, измеренное по результатам теста KRL по стандарту CEC-L-45-A-99, длительность которого снижена с 20 до 3 часов.
Так, смазывающие композиции по настоящему изобретению пригодны для одновременного использования в двигателях, коробках передач и гидроприводах, поскольку они обладают кривой вязкости, удовлетворяющей следующим трем совокупным условиям:
(а) при 100°C по результатам теста при циклических нагрузках Bosch-30 по стандарту CEC-L-14-A-93 значение вязкости окончательной смазывающей композиции составляет больше 9,0 сСт, предпочтительно от 9,0 до 12,0 сСт для масла первоначального класса 30 или вязкость окончательной композиции составляет значение больше 12,0 сСт, предпочтительно от 12,0 до 15,0 сСт для масла первоначального класса 40, и
(б) при 100°C по результатам 20-часового теста KRL по стандарту CEC-L-45-А-99 значение вязкости смазывающей композиции составляет больше 8,5 сСт, предпочтительно от 8,5 до 11,0 сСт, для масла первоначального класса 30 или 40, и
(в) при 40°C по результатам 3-часового теста KRL, согласно стандарту CEC-L-45-A-99, продолжительность теста снижена до 3 часов, значение вязкости смазывающей композиции составляет меньше 51 сСт, предпочтительно в диапазоне от 41 до 51 сСт для масла первоначального класса 30 или 40.
При этих условиях данные композиции особенно пригодны для условий умеренного климата.
Согласно одному варианту воплощения смазывающие композиции по настоящему изобретению также можно использовать в жарком климате, при этом они должны удовлетворять следующим условиям:
(1) значение вязкости указанной композиции, измеренное при 100°C по результатам теста при циклических нагрузках Bosch-30 по стандарту CEC-L-14-A-93, отражающему условия сдвига в двигателе, составляет от 15,0 до 20,0 сСт для масла первоначального класса 50;
(2) значение вязкости указанной композиции, измеренное при 100°C по результатам 20-часового теста KRL по стандарту CEC-L-45-A-99, отражающему условия сдвига в коробке передач, составляет от 11,0 до 14,0 сСт для масла первоначального класса 50;
(3) значение вязкости указанной композиции, измеренное при 40°C по результатам 3-часового теста KRL по стандарту CEC-L-45-A-99, отражающему условия сдвига в коробке передач, составляет от 61 до 75 сСт для масла первоначального класса 50.
2
Эти условия определялись посредством измерения значений кинематической вязкости, выраженной в сантистоксах (эквивалент мм/с), и в соответствии с известными способами, для которых ранее в тексте были сделаны ссылки на стандарты.
(В) Базовые масла:
Базовые масла, используемые в составе смазочных масел по настоящему изобретению, являются маслами групп I - V по классификации АНИ минерального, синтетического или натурального происхождения, применяемые по отдельности или в смеси, одной из характеристик которых является отсутствие чувствительности по отношению к сдвигу, т.е. их вязкость не изменяется при сдвиге. В композиции по изобретению они представлены в количестве не менее 50 мас.% относительно общей массы окончательной композиции. Кроме того, их содержание в окончательной композиции может доходить до 95%, даже до 98%.
(Г) Комплекс присадок:
Комплекс присадок, используемых в смазывающих составах по настоящему изобретению, представляют собой обычные присадки, известные специалистам данного уровня техники, и соответствуют требованиям, определенным выше, среди которых требования АСЕА (Ассоциации европейских производителей автомобилей) и/или API (Американского института топлива).
Они содержат, в частности, и без ограничений:
- антиоксиданты, препятствующие разложению масла (например, производные аминов или фенолов),
- противоизносные присадки и противозадирные присадки, защищающие резиновые поверхности посредством химического взаимодействия с металлическими поверхностями (например, дитиофосфат цинка), дисперсанты, позволяющие нерастворимым твердым примесям находиться в суспензии (например, сукцинимиды на полиизобутене) и облегчающие их извлечение,
- детергенты, суперосновные или нет, предотвращающие образование отложений на поверхности металлических частей путем растворения побочных продуктов окисления или сгорания (например, салицилаты, феноляты или сульфонаты),
- и по меньшей мере 30 мас.% растворителя, состоящего из базового масла и необязательно полимера, улучшающего вязкость.
Содержание в мас.% комплекса присадок относительно массы окончательной композиции по изобретению составляет не менее 5%, причем в этом процентном соотношении учитывается разбавитель.
(Д) Соединения, известные под названием «присадки, улучшающие температуру застывания»
Смазывающие составы по изобретению дополнительно содержат присадки, улучшающие температуру застывания, которые могут быть выбраны из группы полиметакрилатов (ПМА) с молекулярными массами в общем от 5000 до 10000 Дальтон. Следует отметить, что в случае использования данных ПМА в качестве присадок, улучшающих температуру застывания, они обычно присутствуют в смазывающей композиции в количестве порядка 0,2 мас.% относительно массы окончательной смазывающей композиции. Эти присадки, улучшающие температуру застывания, как правило, поставляются в виде составов, разбавленных до разного объема базовым маслом. В частности, если такие составы не очень сильно разбавлены, содержание ПМА составляет порядка 60%.
При использовании этих добавок в полимерной смеси по настоящему изобретению для регулировки значения вязкости смазочного масла после сдвига до определенного уровня может потребоваться более высокое содержание.
(Е) Полимерная смесь в смазывающей композиции
Кривую вязкости, упомянутую выше, получают путем смешивания по меньшей мере двух полимеров, выбранных из полимеров типа «А», «В» или «С», как указано ниже:
Полимеры типа «А», «В» или «С», используемые в виде смеси в смазочном масле по настоящему изобретению, предпочтительно выбирают из полимеров, улучшающих индекс вязкости или температуру застывания, как было описано выше.
Полимеры, используемые в настоящем изобретении, соответствуют полимерам, используемым в монофункциональных маслах. Их предпочтительно выбирать из полиальфаолефинов (ПАО) со значением кинематической вязкости при 100°C больше 90 сСт, полиизобутенов (ПИБ), полимерных эфиров, олефиновых сополимеров (ОСП), гомополимеров или сополимеров стирола, бутадиена или изопрена, полиметакрилатов (ПМА).
Улучшающие температуру застывания полимеры, используемые в настоящем изобретении, предпочтительно выбирают из полиметакрилатов (ПМА).
В целом, задачей полимеров, улучшающих температуру застывания, является уменьшение колебания значений вязкости с изменением температуры. Такое температурное поведение характеризуется индексом вязкости смазочного масла V.I. Чем больше индекс вязкости масла V.I., тем меньше вязкость масла зависит от температуры.
Полимеры, введенные в состав смазочных масел по настоящему изобретению, были классифицированы на три группы в соответствии с диапазоном присущих им значений ИСПС:
1) Группа полимеров типа «А» включает полимеры, характеризующиеся индексом сопротивления постоянному сдвигу (ИСПС), измеренным по результатам выполнения 20-часового теста KRL при 100°C, меньшим или равным 40. Данные полимеры обладают малой чувствительностью к сдвигу: они являются полимерами со значением ИСПС по результатам выполнения стандартного 20-часового теста KRL при 100°C, меньшим или равным 40, предпочтительно от 0 до 20. Данный тип полимера позволяет поддерживать вязкость на достаточном уровне в двигателе и коробке передач, но в гидроприводе вязкость будет существенно падать.
Группа полимеров типа «А» включает, в частности, и без ограничений полимеры, улучшающие вязкость, выбранные из вязких полиальфаолефинов (ПАО) (с вязкостью при 100°C больше 90 сСт), полиизобутены (ПИБ), полиметакрилаты (ПМА). Более точно, полимеры типа «А» являются полимерами, улучшающими вязкость, выбранными из полиметакрилатов (Viscoplex 0-030, 0-110, 6-054, 8-220, 12-310), вязких полиальфаолефинов (Spectrasyn 1000, 300, 150), полиизобутенов (Indopole 2100, Lubrizol 3174), полимерных эфиров (Kenjetlube 2007).
2) Группа полимеров типа «В», включает полимеры, характеризующиеся индексом сопротивления постоянному сдвигу (ИСПС), измеренным по результатам стандартного 20-часового KRL теста при 100°C больше 40 и меньше 65. Данные полимеры промежуточного поведения считаются чувствительными к сдвигу: они являются полимерами со значением ИСПС по результатам выполнения стандартного 20-часового теста при 100°C больше 40 и меньше 65. Данный вид полимера, при необходимости, будет предоставлять присадку, особо улучшающую вязкость.
Группа полимеров «В» включает, в частности, улучшающие вязкость полимеры полиметакрилатного типа (Viscoplex 0-220, 3-500, 8-400, 8-251, 8-310).
3) Группа полимеров типа «С» включает полимеры, характеризующиеся значением индекса сопротивления постоянному сдвигу (ИСПС), измеренным по результатам стандартного 20-часового теста KRL при 100°C, большим или равным 65. Данные полимеры очень чувствительны к сдвигу: они являются полимерами со значением ИСПС по результатам выполнения стандартного 20-часового теста при 100°C, больше или равным 65, предпочтительно от 65 до 100. Данный тип полимеров будет очень быстро подвергаться сдвигу в гидравлической системе, с последующим продолжительным падением вязкости смазочного масла в указанной системе, тем самым устраняя проблему холодного запуска.
Группа полимеров типа «С» включает, в частности, и без ограничений полимеры, улучшающие вязкость, выбранные из группы олефиновых сополимеров, гомополимеров или сополимеров стирола, бутадиена или изопрена. Более точно, полимеры группы «С» являются улучшающими вязкость полимерами, выбранными из полиметакрилатов (Viscoplex 7-710), олефиновых сополимеров (Paratone 8006, Lubrizol 7077), гидрогенизированных стирол-изопреновых сополимеров (Shellvis 151, 201, 261 и 301), сополимерных эфиров (Lubrizol 3702).
Так, кривую вязкости композиции по изобретению получают при условии, когда по меньшей мере два полимера смеси выбраны из групп с разным диапазоном ИСПС.
Полимерные смеси, используемые по изобретению, состоят по меньшей мере из двух полимеров, причем полимеры в смеси отличаются друг от друга тем, что их индексы сопротивления постоянному сдвигу, измеренные по результатам стандартного 20-часового теста KRL при 100°C, находятся в разном диапазоне.
Это отличие можно охарактеризовать значением разности между ИСПС по меньшей мере двух полимеров, присутствующих в смеси, не менее 25.
Кроме того, устойчивость полимера к сдвигу связана не только с его химической природой. Она также связана с физико-химическими свойствами. Известно, что такие свойства, как молекулярная масса, молекулярно-массовое распределение (характеризуемое, в частности, индексом полидисперсности полимера), степень разветвления полимерной цепи, и, главным образом, морфологические свойства, влияют на устойчивость к сдвигу. Так, некоторые вещества идентичной химической природы, такие как полиметакрилаты, например, могут принадлежать к каждому из типов «А», «В» или «С», описанным здесь.
Соответственно, специалисты данного уровня техники смогут выбрать полимеры различных типов для использования в смеси в соответствии с их классификацией по типам А, В, или С и оценить возможности для производства смазывающей композиции, соблюдая при этом три суммарных условия, приведенных выше при описании кривой вязкости.
Данную кривую вязкости также получают, если полимеры смеси отличаются друг от друга химической природой или физико-химическими свойствами.
Так, если полимеры смеси отличаются химической природой, данное различие возникает на основе способа получения полимеров из мономерных звеньев разной химической природы. Так, например, полиметакрилаты химически отличаются от полиизобутена.
Если полимеры в смеси отличаются своими физико-химическими свойствами, различие возникает на основе способа получения полимеров из мономерных звеньев идентичной химической природы. В этом случае, полимеры смеси отличаются друг от друга тем, что их индексы сопротивления постоянному сдвигу (ИСПС) находятся в разных диапазонах, и, кроме того, по меньшей мере отличаются одним из физико-химических свойств, выбранным из (среднечисловой или средневесовой) молекулярной массы или молекулярно-массового распределения указанного полимера, характеризуемого индексом полидисперсности, или строения пространственной сетки указанного полимера, характеризуемого степенью сшивания и/или разветвленности. Эти отличия в физико-химических свойствах используются согласно способам, хорошо известным из области полимеров.
Согласно определенному варианту воплощения композиция по изобретению содержит смесь в любой пропорции из двух полимеров типа А/В или А/С, или В/С. Предпочтительно в указанной смеси количество по массе одного из полимеров типа А или В или С относительно общей массы полимера в смеси составляет от 10 до 90%. Согласно предпочтительному варианту воплощения композиция содержит смесь из двух полимеров типа А и типа С, в которой массовое соотношение А/С составляет от 10/90 до 90/10.
Согласно другому определенному варианту воплощения композиция по настоящему изобретению содержит смесь в любой пропорции из трех полимеров А, В и С. В этой смеси массовое количество одного из полимеров типа А, или В, или С относительно общей массы полимеров в смеси может быть не менее 10%, вплоть до 80%. Так, предпочтительно можно приготовить смеси А/В/С в пропорциях по массе 10/10/80 или 10/80/10, включая все возможные промежуточные соотношения.
Согласно одному варианту воплощения композиция по изобретению содержит смесь трех полимеров А, В и С, в которой полимер А присутствует в количестве от 30 до 45 мас.%, полимер В присутствует в количестве от 1 до 20 мас.% и полимер С присутствует в количестве от 30 до 45 мас.%, причем данное процентное отношение выражено относительно общей массы полимеров.
Более точно, смеси полимеров, применяемые по изобретению, как описано выше, составляют по меньшей мере 5%, предпочтительно от 5 до 40%, более предпочтительно от 5 до 15 мас.% относительно массы окончательной смазывающей композиции.
Согласно варианту воплощения минимальное количество полимера относительно общей массы окончательной композиции составляет 1%.
Касательно смазочных масел, данные процентные соотношения, главным образом, относятся к полимерам, включающим по меньшей мере 5% полимерных активных веществ, оставшееся количество, представленное базовым маслом, используемым в качестве разбавителя. Более того, в некоторых случаях, когда для полимера разбавление требуется в минимальном количестве или не требуется вовсе (например, ПАО), данное соотношение может достигать 100% полимерного активного вещества.
Следовательно, данные смазочные масла очень быстро адаптируются к условиям, требуемым для каждого механизма.
Для получения смазывающей композиции по изобретению смесь по меньшей мере двух полимеров типа А, В или С, главным образом при температуре от 20 до 100°C при атмосферном давлении, вводят в состав по меньшей мере одного масла групп I-V, необязательно включающего комплекс присадок и необязательно присадку, улучшающую температуру застывания.
Полимеры типа «А», «В» и «С» по настоящему изобретению вводят в состав композиции в виде отдельных компонентов, либо их можно вводить в составе комплекса присадок, в виде присадки или разбавителя.
Так, смазывающие композиции по настоящему изобретению получают, вводя по меньшей мере один из полимеров, улучшающих вязкость типа А, В или С, непосредственно в состав композиции в виде отдельной присадки, независимо от комплекса других присадок.
Согласно другому варианту воплощения по меньшей мере один из улучшающих вязкость полимеров типа А, В или С вводят в состав смазочного масла полностью или частично в виде элемента комплекса присадок.
Согласно другому воплощению по меньшей мере один из улучшающих вязкость полимеров типа А, В или С вводят в состав смазочного масла полностью или частично в виде разбавителя, в составе комплекса присадок.
Композиция по настоящему изобретению используется в качестве единого смазочного масла в различных механизмах автомототранспортных средств, в частности в механизмах с разными скоростями сдвига. Так, композиции по настоящему изобретению обладают свойством, обеспечивающим хорошую высокотемпературную стабильность в двигателе и коробке передач, а также холодный запуск гидравлической системы.
Примеры: Ниже приведены примеры для иллюстрирования изобретения без ограничения объема изобретения.
Смеси получали при перемешивании при 80°C в 1-литровых колбах. Кинематическую вязкость определяли в соответствии со стандартом ASTM D445. Готовили два образца смазочного масла с классами соответственно 30 и 40 согласно классификации SAE J 300.
Пример 1:
Готовили смазочное масло, содержащее 50 мас.% базового масла группы IV с вязкостью 2 сСт при 100°C и 14,25 мас.% комплекса присадок, коммерчески поставляемого поставщиком, обозначаемым поставщик 1. Данный комплекс присадок не содержит каких-либо полимеров типа «А», «В» или «С» по настоящему изобретению, в качестве разбавителя использовали базовое масло. Смесь, состоящая из:
31 мас.% полиальфаолефина типа «А» по настоящему изобретению, характеризующегося ИСПС 6, и 4,75 мас.% состава, содержащего 35% активного вещества, являющегося сополимерным эфиром типа «С» по настоящему изобретению, с ИСПС 93, затем добавили к указанному смазочному маслу.
Класс смазочного масла, полученного таким образом, составил 40 по классификации SAE J300.
Пример 2:
Готовили смазочное масло, содержащее 77,5 мас.% базового масла группы IV с вязкостью 4,2 сСт при 100°C и 14,50 мас.% комплекса присадок, коммерчески поставляемого поставщиком, обозначаемым поставщик 2.
Данный комплекс присадок не содержит каких-либо полимеров типа «А», «В» или «С» в соответствии с настоящим изобретением, в качестве разбавителя использовали базовое масло. Смесь, состоящую из:
3,5 мас.% тяжелого полиальфаолефина типа «А» по настоящему изобретению, с ИСПС 35, и
1 мас.% состава, содержащего 63% активного вещества, являющегося ПМА полимером типа «В» по настоящему изобретению, с ИСПС 63, и
3,5 мас.% состава, содержащего 10,8% активного вещества, являющегося гидрогенизированным стирол-изопреновым сополимером типа «С» по настоящему изобретению, с индексом ИСПС 90, добавили к указанному смазочному маслу.
Класс смазочного масла, полученного таким образом, составил 30 по классификации SAE J300.
В таблице ниже приведены величины вязкости в единицах сСт для этих двух смазывающих композиций:
при 100°C по результатам 20-часового теста KRL по стандарту CEC-L-45-A-99,
при 100°C по результатам выполнения теста при циклических нагрузках Bosch-30 по стандарту CEC-L-14-A-93,
при 40°C по результатам 3-часового теста KRL по стандарту CEC-L-45-A-99 с продолжительностью теста, сниженной до 3 часов.
Таблица 1
Пример 1
Пример 2
Базовое масло
Группа IV с вязкостью 2 сСт (% относительно общей массы смазочного масла)
50,00
Группа III с вязкостью 4.2 сСт
77,50
Комплекс присадок
Поставщик 1
14,25
Поставщик 2
14,50
VI полимеры, улучшающие вязкость/ ИСПС
Тип "A" Spectrasyn 150/ 6
31,00
Тип "A" Spectrasyn 1000/ 35
3,50
Тип "С" Lubrizol 3702/ 93
4,75
Тип "В" Visco 8-400/ 63
1,00
Тип "С" ShellVis 261/ 90
3,50
Результаты
Единая смазывающая композиция
Класс 40
Класс 30
Вязкость при 40°C по результатам KRL 3 ч (гидравлика) в сСт
50,00
51,00
Вязкость при 100°C по результатам KRL 20 ч (коробка передач) в сСт
9,80
8,50
Вязкость при 100°C по результатам Bosch 30 цикл. (двигатель) в сСт
12,00
11,20
Spectrasyn 150 является полиальфаолефином (ПАО)
Spectrasyn 1000 является полиальфаолефином (ПАО)
Lz 3702 является сополимерным эфиром
Viscoplex 8-400 является полиметакрилатом
SV261 является гидрогенизированным стирол-бутадиеновым сополимером Комплексы присадок поставщиков 1 и 2 являются коммерчески распространяемыми комплексами присадок для масла для двигателя, разбавленными маслами групп I-III и не содержащими каких-либо полимеров типа «А», «В» или «С» по настоящему изобретению.
Данные присадки позволяют, в частности, создавать смазочные масла для двигателей с характеристиками на уровне Е3 согласно АСЕА.