ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ МАСЛО ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В СТРОИТЕЛЬНОМ ОБОРУДОВАНИИ
HYDRAULIC OIL FOR USE IN CONSTRUCTION EQUIPMENT

Область техники, к которой относится изобретение
Это изобретение относится к гидравлическому маслу для применения в строительном оборудовании и, более конкретно, относится к гидравлическому маслу, которое используется в гидравлическом устройстве строительного оборудования, для того чтобы приводить в действие гидравлическое устройство, в том числе гидравлические приводы в строительном оборудовании, такие как гидравлические двигатели и гидравлические цилиндры.
Уровень техники
В строительном оборудовании используются гидравлические устройства, которые включают гидравлические приводы, такие как гидравлические двигатели и гидравлические цилиндры. В таком строительном оборудовании гидравлическое масло, сжимаемое под действием гидравлического насоса с помощью двигателя, подается на гидравлические приводы, такие как гидравлические двигатели и гидравлические цилиндры, или другое гидравлическое устройство, и таким образом работают гидравлические устройства. В гидравлическом устройстве, которое включает такие гидравлические приводы, образуется гидравлический контур, в который входят гидравлический насос, приводимый в действие двигателем, и канал, снабженный гидравлическим устройством, таким как управляющий клапан, регулирующий клапан, выпускной клапан, тормозное устройство и так далее, который ведет к гидравлическому приводу, такому как гидравлический двигатель или гидравлический цилиндр.
Гидравлическое устройство, которое включает такие гидравлические приводы, работает при высокой температуре, например, приблизительно от 60 до 80°C из-за тепла, поступающего от двигателя или энергетических модулей, или тепла, выделяемого внутри гидравлического устройства или трубопроводов за счет сжатия, трения, сопротивления в трубопроводе и т.д., и поэтому для гидравлических систем требуется масло, которое может эффективно эксплуатироваться в этом температурном диапазоне. С точки зрения глобальной защиты окружающей среды важно экономить энергию и повышать эффективность гидравлического масла внутри гидравлического оборудования. Были осуществлены многочисленные исследования и разработки, относящиеся к экономии энергии, на основе специальных рецептур гидравлического масла. Суть подхода заключалась в получении гидравлического масла с пониженной вязкостью и с пониженным трением путем смешивания с агентом, улучшающим смазочные свойства. Однако когда гидравлическое масло, которому придали пониженную вязкость, используется в строительном оборудовании, возрастают внутренние утечки из гидравлических насосов и регулирующих клапанов и тому подобного, так что отсутствует вклад в энергосбережение.
Более того, при снижении трения за счет введения агента, улучшающего смазочные свойства, снижается коэффициент трения в тормозных устройствах строительного оборудования, в которых применяются жидкоохлаждаемые диски, таким образом ухудшается работа тормозного устройства механизма поворота и стояночного тормоза, что оказывает отрицательное воздействие на эксплуатационные характеристики. Другими словами, в строительном оборудовании, в котором имеются вращающиеся детали, такие как гидравлический ковш и стояночный тормоз, жидкоохлаждаемые дисковые тормоза подгоняются под вращающиеся детали, в которых используются поворотные двигатели или тому подобное, и под ходовые гидромоторы. Смазывающие характеристики тормозных устройств, в которых используются такие жидкоохлаждаемые диски, обеспечиваются с помощью гидравлического масла, однако в случае снижения коэффициента трения гидравлического масла существенно ухудшаются функции тормозного устройства механизма поворота и стояночного тормоза устройства, и возможны серьезные аварии, вызванные возвратно-вращательным движением, которое не может быть прекращено, или соскальзыванием на склоне.
Кроме того, поскольку строительное оборудование находится на холоде, когда его паркуют на ночь и запускают в холодный сезон или в холодных регионах, в областях с низкой температурой, например, порядка от -30 до -20°C масло должно иметь небольшую вязкость при низких температурах. Следовательно, гидравлическое масло, используемое в таких гидравлических устройствах, должно иметь характеристики вязкости, подходящие для широкого диапазона температур, от столь низкой как от -30 до -20°C до высокой температуры, порядка от 60 до 80°C.
До настоящего времени в выложенной заявке на патент Японии Н9-111277 (1997) в качестве жидкости для гидравлических систем предложено использовать в таких гидравлических устройствах гидравлического масло, которое содержит базовое масло с добавкой антиоксиданта на основе амина, фенольного антиоксиданта, эфира фосфорной кислоты и амида жирной кислоты или сложного эфира многоатомного спирта, причем конкретизировано, что может быть добавлен поли(мет)акрилат в качестве добавки, улучшающей индекс вязкости. Гидравлическое масло из выложенной заявки на патент Японии Н9-111277 (1997) предложено в качестве гидравлического масла, в котором не только эффективно подавляется преждевременное старение масла и образование шлама, что связано с повышенным давлением, и, таким образом, масло может быть использовано в течение длительного времени, но также исключается явление вибрации в цилиндрах и, таким образом, демонстрирует характеристики стабильной работы.
Однако гидравлическое масло в выложенной заявке на патент Японии Н9-111277 (1997), главным образом, устраняет преждевременное старение и образование шлама, а также явление вибрации в цилиндрах, и в этом документе не рассматривается специфическая вязкость в широком диапазоне температур от низкой до высокой температуры, порядка от 60 до 80°C. В выложенной заявке на патент Японии Н9-111277 (1997) также снижается коэффициент трения под действием агента, улучшающего смазочные свойства, такого как амид жирной кислоты, добавленного с целью предотвращения явления вибрации в цилиндре, и не сделано соответствующего обеспечения в отношении эксплуатации тормозного устройства с использованием водоохлаждаемых дисков. В выложенной заявке на патент Японии Н9-111277 (1997) упомянуто, что поли(мет)акрилат может быть добавлен в качестве присадки, улучшающей индекс вязкости, но этот прием конкретно не описан.
В выложенной заявке на патент Японии 2007-91768 в качестве гидравлического масла, используемого в дверных механизмах, предложено масло для гидравлических систем, которое включает смесь минерального базового масла на основе углеводородов или синтетического масла на основе углеводородов, поли(мет)акрилата в качестве добавки, улучшающей индекс вязкости, основного сульфоната кальция в качестве добавки, улучшающей смазочные свойства. В выложенной заявке на патент Японии 2007-91768 упомянуто, что предпочтительно вводить агент, улучшающий смазочные свойства, такой как жирную кислоту, алифатический спирт, эфир жирной кислоты или жирные масла, причем эти агенты, улучшающие смазочные свойства, включены в примеры.
Однако для дверных механизмов выложенной заявки на патент Японии 2007-91768 требуется плавная функция открывания и закрывания дверей путем обеспечения перетекания масла для гидравлических систем с постоянной скоростью через отверстия, расположенные в цилиндрическом элементе. По этой причине масло для гидравлических систем, используемое для дверного механизма, должно иметь высокий индекс вязкости для того, чтобы поддерживать скорость открывания и закрывания на постоянном уровне, независимо от любого изменения температуры и от указанного выше состава. Выражение «масло для гидравлических систем, имеющее высокий индекс вязкости» означает, что масло имеет определенные значения кинетической вязкости при низкой температуре, а также при высокой температуре. В выложенной заявке на патент Японии 2007- 91768 желательно, чтобы индекс вязкости масла для гидравлических систем составлял не менее чем 250 и предпочтительно не менее чем 270.
В выложенной заявке на патент Японии 2007-91768 с целью получения гидравлического масла, имеющего такой высокий уровень индекса вязкости, вводится поли(мет)акрилат в качестве добавки, улучшающей индекс вязкости, однако средневзвешенная молекулярная масса введенного поли(мет)акрилата устанавливается от 50000 до 700000, хотя диапазон от 100000 до 500000 и особенно от 150000 до 400000 является предпочтительным. В примерах используются полимеры с молекулярной массой от 250000 до 550000. Однако при добавлении поли(мет)акрилата с такой большой молекулярной массой индекс вязкости становится слишком высоким, и невозможно добиться удовлетворительной работы при низкой температуре, а также при высокой температуре. Кроме того, поскольку необходимо вводить агент, улучшающий смазочные свойства, возникает проблема в связи с отсутствием адекватного обеспечения работы тормозного устройства с использованием водоохлаждаемых дисков.
2
2
2
В выложенной заявке на патент Японии 2007-106878 в качестве гидравлического масла, используемого в дверных механизмах, описано исполнительное гидравлическое масло с кинетической вязкостью при 40°C от 22 до 95 мм/с, кинетической вязкостью при 100°C от 10 до 30 мм/с, температурой потери текучести -10°C или ниже, вязкостью CCS (моделирование проворачивания вала непрогретого двигателя) при -20°C не более чем 2500 мПа·с и температурой вспышки не ниже чем 140°C, которое содержит базовое масло с кинетической вязкостью при 40°C от 2 до 20 мм/с и индексом вязкости не ниже чем 50, вместе с поли(мет)акрилатом. Средневзвешенная молекулярная масса поли(мет)акрилата составляет от 150000 до 700000, но предпочтительно от 200000 до 500000, и, таким образом, могут быть сделаны практически те же замечания, что и в связи с выложенной заявкой на патент Японии 2007-91768.
В качестве гидравлического масла в гидравлических устройствах в уровень техники входит использование других композиций, которые включают базовое масло, а также другие присадки, поли(мет)акрилат в качестве добавки, улучшающей индекс вязкости, однако введение добавки, улучшающей индекс вязкости, предполагает улучшение индекса вязкости, насколько это применимо практически, и, таким образом, уменьшение разности между кинетической вязкостью при низкой температуре и кинетической вязкости при высокой температуре. С этой целью добавляют поли(мет)акрилат с большой молекулярной массой в качестве добавки, улучшающей индекс вязкости, и, следовательно, в этих случаях также возникают проблемы, аналогичные упомянутым выше в трех патентных документах.
Задачей изобретения является решение упомянутых выше проблем уровня техники за счет разработки гидравлического масла, которое не только имеет высокую кинетическую вязкость в области повышенных температур, даже несмотря на отсутствие агента, улучшающего смазочные свойства, и, таким образом, могут быть обеспечены удовлетворительная эффективность эксплуатации и отличные характеристики торможения, но также имеет низкую вязкость в низкотемпературной области и, таким образом, обладает отличными низкотемпературными характеристиками.
Раскрытие изобретения
2
2
В этом изобретении предложено гидравлическое масло, используемое в строительном оборудовании, где гидравлическое масло содержит поли(мет)акрилат со средневзвешенной молекулярной массой в диапазоне от 30000 до 100000 в базовом масле высокой чистоты, но не содержит агента, улучшающего смазочные свойства, причем масло имеет кинетическую вязкость при 60°C в диапазоне от 25 до 60 мм/с, кинетическую вязкость при 80°C в диапазоне от 15 до 34 мм/с, индекс вязкости в диапазоне от 200 до 220 и низкотемпературную вязкость проворачивания при -25°C в диапазоне от 1000 до 8000 мПа·с.
Осуществление изобретения
Гидравлическое масло настоящего изобретения представляет собой гидравлическое масло, используемое в гидравлических устройствах строительного оборудования, причем гидравлическое масло предназначено для приведения в действие гидравлических устройств, в том числе гидравлических приводов, таких как гидравлические двигатели и гидравлические цилиндры. В этом изобретении термин «строительное оборудование» означает оборудование, которое используется в строительной промышленности и снабжено гидравлическим устройством. В качестве примера такого оборудования могут быть упомянуты: землеройные машины, такие как экскаваторы; погрузочные машины, такие как колесные погрузчики; землеройное и транспортное оборудование, такое как бульдозеры; транспортные устройства, такие как самосвалы, внедорожные грузовые автомобили и вилочные погрузчики, подъемные краны, такие как внедорожные подъемные краны и лебедки; оборудование для строительных работ нулевого цикла, такое как гидравлические дробилки; буровые машины и оборудование для проходки туннелей, такое как туннельный экскаватор; оборудование для заполнения и утилизации, такое как самоходная дробильная установка; автогрейдер и оборудование для дорожного полотна, такое как моторизованный грейдер; подпрессовывающая машина, такая как дорожный каток, оборудование для дорожного покрытия, такое как асфальтоотделочная машина; и оборудование для содержания дорог, такое как снегоочистители. В качестве примера гидравлического устройства могут быть упомянуты: гидравлические насосы, такие как поршневые насосы; гидравлические приводы, такие как гидравлические двигатели и гидравлические цилиндры; гидравлические регулирующие клапаны, такие как клапаны, регулирующие давление, и клапаны, регулирующие направление потока; тормозные устройства, такие как тормоза с водоохлаждаемыми дисками; и другое оборудование, в котором используется давление масла как средство привода.
С целью достижения экономии энергии и повышенной эффективности за счет устранения внутренних утечек в гидравлических насосах и регулирующих клапанах устанавливается величина кинетической вязкости при эксплуатации, то есть кинетическая вязкость при 60 и 80°C, масла для гидравлических систем настоящего изобретения более высокая, чем в уровне техники. Для того чтобы увеличить кинетическую вязкость при эксплуатации, в настоящем изобретении в качестве добавки, улучшающей индекс вязкости, вводят поли(мет)акрилат в базовое масло, которое представляет собой базовое масло высокой чистоты.
Когда кинетическая вязкость в высокотемпературной области устанавливается, таким образом, на высоком уровне, пусковые характеристики в низкотемпературной области ухудшаются, и, следовательно, в настоящем изобретении низкотемпературная вязкость проворачивания при -25°C снижается за счет введения в качестве добавки, улучшающей индекс вязкости, указанного поли(мет)акрилата таким образом, чтобы индекс вязкости составлял от 200 до 220. Таким образом, эксплуатационная вязкость при низкой температуре и другие низкотемпературные характеристики могут быть снижены.
3
В качестве базового масла, применяемого в настоящем изобретении, могут быть использованы минеральные масла, синтетические масла, которые получены как базовое масло высокой чистоты, и, в частности, можно использовать, индивидуально или в смеси, базовые масла, которые относятся к категориям базового масла группы I, группы II и группы III API (Американского нефтяного института). Используемые в изобретении базовые масла должны иметь содержание элементарной серы меньше чем 0,8 масс.% и предпочтительно меньше чем 0,5 масс.%. Кроме того, их плотность должна быть в диапазоне от 0,8 до 0,9 г/см. Содержание ароматических углеводородов должно быть не больше чем 5 масс.% и предпочтительно не больше чем 3 масс.%.
2
2
Базовые масла группы I включают, например, парафиновые минеральные масла, полученные с использованием подходящей комбинации процессов очистки, таких как очистка селективным растворителем, гидроочистка и депарафинизация, которые применяются в отношении фракций смазочного масла, полученных при атмосферной перегонке сырой нефти. Величина индекса вязкости должна быть в диапазоне от 80 до 120 и предпочтительно в диапазоне от 95 до 110. Предпочтительно кинетическая вязкость при 40°C должна быть в диапазоне от 2 до 150 мм/с и еще более предпочтительно в диапазоне от 8 до 100 мм/с. Кроме того, суммарное содержание серы должно быть меньше чем 0,8 масс.% и предпочтительно меньше чем 0,5 масс.%. Суммарное содержание азота должно быть меньше чем 50 ч/млн и предпочтительно меньше чем 25 ч/млн. Кроме того, необходимо использовать масла с анилиновой точкой в диапазоне от 80 до 150°C и предпочтительно в диапазоне от 90 до 120°C.
2
2
Базовые масла группы II включают, например, парафиновые минеральные масла, полученные с использованием подходящей комбинации процессов очистки, таких как гидроочистка и депарафинизация, которые применяются в отношении фракций смазочного масла, полученных при атмосферной перегонке сырой нефти. Базовые масла группы II, очищенные с использованием процессов гидроочистки, таких как способ фирмы Gulf Company, имеют суммарное содержание серы меньше чем 10 ч/млн и содержание ароматических углеводородов не больше чем 5% и поэтому являются подходящими для настоящего изобретения. Значение вязкости этих базовых масел конкретно не ограничивается, однако индекс вязкости должен быть в диапазоне от 80 до 120 и предпочтительно в диапазоне от 100 до 120. Предпочтительно кинетическая вязкость при 40°C должна быть в диапазоне от 2 до 150 мм/с и еще более предпочтительно в диапазоне от 8 до 100 мм/с. Кроме того, суммарное содержание серы должно быть меньше чем 300 ч/млн, предпочтительно меньше чем 200 ч/млн и еще более предпочтительно меньше чем 10 ч/млн. Суммарное содержание азота должно быть меньше чем 10 ч/млн и предпочтительно меньше чем 1 ч/млн. Кроме того, необходимо использовать масла с анилиновой точкой в диапазоне от 80 до 150°C и предпочтительно в диапазоне от 100 до 135°C.
Среди масел, которые обычно обозначаются как базовые масла группы III и базовые масла группы II+, подходящими примерами являются парафиновые минеральные масла, произведенные с использованием высокой степени гидроочистки в отношении фракций смазочного масла, полученных при атмосферной перегонке сырой нефти, базовые масла, очищенные по способу Isodewax, в котором проводят депарафинизацию и заменяют воск, полученный в процессе депарафинизации, на изопарафины, и базовые масла, очищенные по способу изомеризации Mobil wax. Кроме того, масла включают те, которые могут быть обозначены как "синтетические масла" согласно определениям NAD (Национального рекламного агентства), которое ответственно за вынесение решения по рекламе в Америке.
2
2
Вязкость этих базовых масел конкретно не ограничивается, однако индекс вязкости должен быть в диапазоне от 95 до 145 и предпочтительно в диапазоне от 100 до 140. Предпочтительно значение кинетической вязкости при 40°C должно быть в диапазоне от 2 до 150 мм/с и еще более предпочтительно в диапазоне от 8 до 100 мм/с. Кроме того, суммарное содержание серы должно быть в диапазоне от 0 до 100 ч/млн и предпочтительно меньше чем 10 ч/млн. Суммарное содержание азота должно быть меньше чем 10 ч/млн и предпочтительно меньше чем 1 ч/млн. Кроме того, необходимо использовать масла с анилиновой точкой в диапазоне от 80 до 150°C и предпочтительно в диапазоне от 110 до 135°C. (Вышеупомянутые масла группы II+ принадлежат группе II).
2
2
Кроме того, жидкий продукт способа GTL (газ-в-жидкость), синтезированный в способе Фишера-Тропша - превращения природного газа в жидкое топливо, имеет очень низкое содержание серы и содержание ароматических углеводородов по сравнению с минеральными базовыми маслами, выделенными из сырой нефти, и имеют весьма высокую долю парафинового компонента, и, таким образом, обладают отличной окислительной стабильностью; и поскольку они также имеют очень малые потери от испарения, они являются подходящими в качестве базовых масел, принадлежащих к группе III. Характеристики вязкости таких базовых масел GTL конкретно не ограничиваются, но обычно индекс вязкости должен быть в диапазоне от 130 до 180 и предпочтительно в диапазоне от 140 до 175. Кроме того, кинетическая вязкость при 40°C должна быть в диапазоне от 2 до 150 мм/см и более предпочтительно в диапазоне от 5 до 100 мм/с. Обычно суммарное содержание серы также должно быть меньше чем 10 ч/млн и суммарное содержание азота меньше чем 1 ч/млн. Примером такого промышленного базового масла GTL является Shell XHVI (зарегистрированный товарный знак).
Доля вышеупомянутого базового масла, добавляемого в гидравлическое масло настоящего изобретения, конкретно не ограничивается, но предпочтительно должна быть в диапазоне от 70 до 90 масс.% и более предпочтительно в диапазоне от 75 до 85 масс.%.
Поли(мет)акрилат, добавленный в вышеупомянутое базовое масло, используется в качестве добавки, улучшающей индекс вязкости, и содержит полиакрилат или полиметакрилат. Предпочтительные поли(мет)акрилаты представляют собой полимеры, имеющие составляющие блоки одного типа, или двух, или более типов, представленных ниже общей формулой (1), или полимеры, содержащие эти составляющие блоки вместе с другими составляющими блоками.
1
2
a
В общей формуле 1 радикал R означает водород или метильную группу, причем метильная группа является предпочтительной. R означает алкильную группу, имеющую от 1 до 30 атомов углерода, или группу, представленную формулой -(R)-E, где R представляет собой алкиленовую группу, имеющую от 1 до 30 атомов углерода, E означает или аминную остаточную группу, содержащую 1-2 атома азота и от 0 до 2 атомов кислорода, или гетероциклическую остаточную группу, и а означает целое число 0 или 1.
2
В качестве примеров алкильных групп, имеющих от 1 до 30 атомов углерода и обозначенных как R, могут быть упомянуты метильные группы, этильные группы, пропильные группы, бутильные группы, пентильные группы, гексильные группы, гептильные группы, октильные группы, нонильные группы, децильные группы, ундецильные группы, додецильные группы, тридецильные группы, тетрадецильные группы, пентадецильные группы, гексадецильные группы, гептадецильные группы, октадецильные группы, эйкозильные группы, докозильные группы, тетракозильные группы, гексакозильные группы и октакозильные группы (эти алкильные группы могут иметь прямую или разветвленную цепочку).
В качестве примеров алкиленовых групп, имеющих от 1 до 30 атомов углерода и обозначенных как R, могут быть упомянуты метиленовые группы, этиленовые группы, пропиленовые группы, бутиленовые группы, пентиленовые группы, гексиленовые группы, гептиленовые группы, октиленовые группы, нониленовые группы, дециленовые группы, ундециленовые группы, додециленовые группы, тридециленовые группы, тетрадециленовые группы, пентадециленовые группы, гексадециленовые группы, гептадециленовые группы и октадециленовые группы (эти алкиленовые группы могут иметь прямую или разветвленную цепочку).
Кроме того, если E представляет собой аминный остаток, в качестве конкретных примеров остатка могут быть упомянуты диметиламино группы, диэтиламино группы, дипропиламино группы, дибутиламино группы, анилино группы, толуидино группы, ксилидино группы, ацетиламино группы и бензоиламино группы. Если E представляет собой гетероциклический остаток, в качестве конкретных примеров могут быть упомянуты морфолино группы, пирролильные группы, пирролино группы, пиридильные группы, метилпиридильные группы, пирролидинильные группы, пиперидинильные группы, хинонильные группы, пирролидонильные группы, пирролидоно группы, имидазолино группы и пиразино группы.
Молекулярная масса поли(мет)акрилата (средневзвешенная молекулярная масса, найденная методом гельпроникающей хроматографии (GPC)) должна быть в диапазоне от 30000 до 100000, но предпочтительно в диапазоне от 30000 до 70000. Возможно использование промышленных поли(мет)акрилатов. Кроме того, поли(мет)акрилаты, добавленные в качестве добавки, улучшающей индекс вязкости, в гидравлическое масло для гидравлических систем настоящего изобретения, могут быть введены индивидуально или в виде смеси из двух или более полимеров. С учетом удобства в обращении и растворимости в базовых смазочных маслах поли(мет)акрилаты для добавок производят и продают в разбавленном виде, в минеральном масле, обычно в концентрации порядка от 10 до 80 масс.%.
2
2
2
2
2
2
В гидравлическое масло настоящего изобретения поли(мет)акрилат вводится в таком количестве, что кинетическая вязкость при 60°C находится в диапазоне от 25 до 60 мм/с и предпочтительно в диапазоне от 28 до 50 мм/с, кинетическая вязкость при 80°C находится в диапазоне от 15 до 34 мм/с и предпочтительно в диапазоне от 17 до 30 мм/с, индекс вязкости - в диапазоне от 200 до 220 и предпочтительно в диапазоне от 205 до 215, вязкость при -25°C находится в диапазоне от 1000 до 8000 мПа·с и предпочтительно в диапазоне от 1000 до 5000 мПа·с, и для дополнительного предпочтения - в таком количестве, чтобы кинетическая вязкость при 40°C была в диапазоне от 45 до 150 мм/с и предпочтительно в диапазоне от 50 до 100 мм/с. Введенное количество будет изменяться в соответствии с количеством, и вязкостью, и другими характеристиками базового масла, молекулярной массой поли(мет)акрилата и количеством разбавителя, однако обычно лучше всего, когда количество поли(мет)акрилата в качестве добавки, включая разбавитель, устанавливается равным от 10 до 30 масс.% и предпочтительно от 15 до 25 масс.%, в расчете на суммарное количество гидравлического масла. Разбавитель, добавленный в гидравлическое масло, может содержаться в базовом масле, причем доля введенного чистого поли(мет)акрилата должна быть в диапазоне от 1 до 24 масс.% и предпочтительно в диапазоне от 1,5 до 20 масс.%, в расчете на суммарное количество гидравлического масла.
Гидравлическое масло настоящего изобретения представляет собой гидравлическое масло, которое практически не содержит агента, улучшающего смазочные свойства. Агент, улучшающий смазочные свойства, является маслянистым органическим соединением, которое добавляют в гидравлические масла уровня техники в качестве средства, снижающего коэффициент трения. Эти соединения, снижающие коэффициент трения, представляют собой такие как жирные кислоты, эфиры жирных кислот, сложные эфиры многоатомных спиртов, амины, амиды и амиды полиаминов. За счет того, что отсутствует введение этих агентов, улучшающих смазочные свойства, в гидравлическое масло, можно улучшить характеристики демпфирования тормозных устройств. Однако допускается наличие незначительных количеств маслянистых органических соединений, изначально содержащихся в базовом масле, которое составляет гидравлическое масло, поли(мет)акрилате и других присадках.
В гидравлическое масло изобретения можно вводить другие подходящие присадки и, в случае необходимости, отличающиеся от вышеупомянутого базового масла и полиметакрилата. Могут быть упомянуты антиоксиданты, дезактиваторы металлов, противозадирные присадки, противовспенивающие присадки, добавки, улучшающие индекс вязкости, депрессанты температуры потери текучести, моющие диспергирующие агенты, ингибиторы коррозии, деэмульгаторы и другие известные присадки, применяемые в качестве присадок смазочных масел. Количество этих присадок в смеси должно быть не больше чем 10 масс.% в расчете на суммарное количество гидравлического масла и предпочтительно не больше чем 5 масс.%. В качестве антиоксидантов, используемых в настоящем изобретении, предпочтительными являются те, что практически применяются в смазочных маслах, и могут быть упомянуты фенольные антиоксиданты, антиоксиданты на основе ароматических аминов, антиоксиданты на основе серы и антиоксиданты на основе фосфора. Эти антиоксиданты могут быть использованы индивидуально или в виде смесей в диапазоне от 0,01 до 5 масс.% в расчете на суммарное количество гидравлического масла. В качестве примеров вышеупомянутых антиоксидантов на основе ароматических аминов могут быть упомянуты диалкилдифениламины, такие как п,п'-диоктилдифениламин (Nonflex OD-3, произведенный на фирме Seiko Chemical Ltd.), п,п'-ди-[альфа]-метилбензилдифениламин и N-п-бутилфенил-N-п'-октилфениламин, моноалкилдифениламины, такие как моно-трет-бутилдифениламин и монооктилдифениламин, бис(диалкилфенил)амины, такие как ди(2,4-диэтилфенил)амин и ди(2-этил-4-нонилфенил)амин, алкилфенил-1-нафтиламины, такие как октилфенил-1-нафтиламин и N-трет-додецилфенил-1-нафтиламин, 1-нафтиламин, арилнафтиламины, такие как фенил-1-нафтиламин, фенил-2-нафтиламин, N-гексилфенил-2-нафтиламин и N-октилфенил-2-нафтиламин, фенилендиамины, такие как N,N'-диизопропил-п-фенилендиамин и N,N'-дифенил-п-фенилендиамин, и фенотиазины, такие как фенотиазин (произведенный на фирме Hodogaya Chemical Ltd.) и 3,7-диоктилфенотиазин.
Фенольные антиоксиданты включают 2-трет-бутилфенол, 2-трет-бутил-4-метилфенол, 2-трет-бутил-5-метилфенол, 2,4-ди-трет-бутилфенол, 2,4-диметил-6-трет-бутилфенол, 2-трет-бутил-4-метоксифенол, 3-трет-бутил-4-метоксифенол, 2,5-ди-трет-бутилгидрохинон (Antage DBH, произведенный на фирме Kawaguchi Chemical Industry Co. Ltd.), 2,6-ди-трет-бутилфенол, 2,6-ди-трет-бутил-4-алкилфенолы, такие как 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол и 2,6-ди-трет-бутил-4-этилфенол, и 2,6-ди-трет-бутил-4-алкоксифенолы, такие как 2,6-ди-трет-бутил-4-метоксифенол и 2,6-ди-трет-бутил-4-этоксифенол.
Кроме того, существуют 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензилмеркаптооктилацетат, алкил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионаты, такие как н-октадецил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат (Yoshinox SS, произведенный на фирме Yoshitomi Fine Chemicals Ltd.), н-додецил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионат и 2'-этилгексил-3 -(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат, 3,5-бис(1,1 -диметилэтил)-4-гидрокси-С7-С9(боковая цепь) алкиловые эфиры бензолпропановой кислоты (Irganox L135, произведенный на фирме Ciba Specialty Chemicals Ltd.), 2,6-ди-трет-бутил-альфа-диметиламино-п-крезол, и 2,2'-метилен-бис(4-алкил-6-трет-бутилфенолы), такие как 2,2'-метилен-бис(4-метил-6-трет-бутилфенол) (Antage W-400, произведенный на фирме Kawaguchi Chemical Industry Ltd.) и 2,2'-метилен-бис(4-этил-6-трет-бутилфенол) (Antage W-500, произведенный на фирме Kawaguchi Chemical Industry Ltd.).
Кроме того, существуют бисфенолы, такие как 4,4'-бутилиденбис(3-метил-6-трет-бутилфенол) (Antage W-300, произведенный на фирме Kawaguchi Chemical Industry Ltd.), 4,4'-метилен-бис(2,6-ди-трет-бутилфенол) (Ionox 220AH, произведенный на фирме Shell Japan Ltd.), 4,4'-бис(2,6-ди-трет-бутилфенол), 2,2-(ди-п-гидроксифенил)пропан (Бисфенол A, произведенный на фирме Shell Japan Ltd.), 2,2-бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)-пропан, 4,4'-циклогексилиденбис(2,6-трет-бутилфенол), гексаметиленгликоль бис[3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат] (Irganox L109, произведенный на фирме Ciba Specialty Chemicals Ltd.), триэтиленгликоль бис[3-(3-трет-бутил-4-гидрокси-5-метилфенил) пропионат] (Tominox 917, произведенный на фирме Yoshitomi Fine Chemicals Ltd.), 2,2'-тио-[диэтил-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионат (Irganox L 115, произведенный на фирме Ciba Specialty Chemicals Ltd.), 3,9-бис{1,1-диметил-2-[3-(3-трет-бутил-4-гидрокси-5-метилфенил)пропионилокси]этил}-2,4,8,10-тетраоксаспиро[5, 5]ундекан (Sumilizer GA80, произведенный на фирме Sumitomo Chemicals), 4,4'-тиобис(3-метил-6-трет-бутилфенол) (Antage RC, произведенный на фирме Kawaguchi Chemical Industry Ltd.) и 2,2'-тиобис(4,6-ди-трет-бутилрезорцин). Кроме того, могут быть упомянуты тетракис[метилен-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионат]метан (Irganox L101, произведенный на фирме Ciba Specialty Chemicals Ltd.), 1,1,3-трис(2-метил-4-гидрокси-5-трет-бутилфенил)бутан (Yoshinox 930, произведенный на фирме Yoshitomi Fine Chemicals Ltd.), 1,3,5-триметил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)бензол (Ionox 330, произведенный на фирме Shell Japan Ltd.), бис-[3,3'-бис-(4'-гидрокси-3'-трет-бутилфенил)бутановой кислоты] гликолевый эфир, и полифенолы, такие как 2-(3',5'-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил), метил-4-(2'',4''-ди-трет-бутил-3''-гидроксифенил)метил-6-трет-бутилфенол и 2,6-бис(2'-гидрокси-3'-трет-бутил-5'-метилбензил)-4-метилфенол, и продукты конденсации фенола с альдегидами, такие как конденсаты п-трет-бутилфенола и формальдегид и конденсаты п-трет-бутилфенола и ацетальдегида. В качестве примеров антиоксидантов на основе серы могут быть упомянуты диалкилсульфиды, такие как дидодецилсульфид и диоктадецилсульфид, эфиры тиодипропионата, такие как дидодецилтиодипропионат, диоктадецилтиодипропионат, димиристилтиодипропионат и додецилоктадецилтиодипропионат и 2-меркаптобензо-имидазол.
В качестве примеров антиоксидантов на основе фосфора могут быть упомянуты триарилфосфиты, такие как трифенилфосфит и трикрезилфосфит, и триалкилфосфиты, такие как триоктадецилфосфит и тридецилфосфит, и тридодецилтритиофосфит.
Дезактиваторы металлов, которые можно смешивать с гидравлическим маслом настоящего изобретения, включают бензотриазол и производные бензотриазола, которые представляют собой 4-алкилбензотриазолы, такие как 4-метилбензотриазол и 4-этилбензотриазол, 5-алкилбензотриазолы, такие как 5-метилбензотриазол и 5-этил-бензотриазол, 1-апкилбензотриазолы, такие как 1-диоктиламинометил-2,3-бензотриазол и 1-алкилтолилтриазолы, такие как 1-диоктиламинометил-2,3-толилтриазол, и бензоимидазол и производные бензоимидазола, которые представляют собой 2-(алкилдитио)-бензоимидазолы, такие как 2-(октилдитио)бензоимидазол, 2-(децилдитио)бензоимидазол и 2-(додецилдитио)бензоимидазол и 2-(алкилдитио)толилимидазолы, такие как 2-(октилдитио)-толилимидазол, 2-(децилдитио)толилимидазол и 2-(додецилдитио)-толилимидазол.
Кроме того, могут быть упомянуты индазол, производные индазола, которые представляют собой толилиндазолы, такие как 4-алкилиндазолы и 5-алкилиндазолы, бензотиазол, и производные бензотиазола, которые представляют собой производные 2-меркаптобензотиазола (Thiolite B-3100, произведенный на фирме Chiyoda Chemical Industries Ltd.), 2-(алкилдитио)бензотиазолы, такие как 2-(гексилдитио)бензотиазол и 2-(октилдитио)бензотиазол, 2-(алкилдитио)толилтиазолы, такие как 2-(гексилдитио)-толилтиазол и 2-(октилдитио)толилтиазол, 2-(N,N-диалкилдитиокарбамил)бензотиазолы, такие как 2-(N,N-диэтилдитиокарбамил)бензотиазол, 2-(N,N-дибутилдитиокарбамил)-бензотиазол и 2-(N,N-дигексилдитиокарбамил)бензотиазол, и 2-(N,N-диалкилдитиокарбамил)толилтиазолы, такие как 2-(N,N-диэтилдитиокарбамил) толилтиазол, 2-(N,N-дибутилдитиокарбамил)толилтиазол и 2-(N,N-дигексилдитиокарбамил)толилтиазол. Кроме того, могут быть упомянуты производные бензооксазола, которые представляют собой 2-(алкилдитио)бензооксазолы, такие как 2-(октилдитио)бензооксазол, 2-(децилдитио)бензооксазол и 2-(додецил)бензооксазол, или которые представляют собой 2-(алкилдитио)толилоксазолы, такие как 2-(октилдитио)толилоксазол, 2-(децилдитио)толилоксазол и 2-(додецил)толилоксазол, производные тиадиазола, 2,5-бис(алкилдитио)-1,3,4-тиадиазолы, такие как 2,5-бис(гептилдитио)-1,3,4-тиадиазол, 2,5-бис(нонилдитио)-1,3,4-тиадиазол, 2,5-бис(додецилдитио)-1,3,4-тиадиазол и 2,5-бис(октадецилдитио)-1,3,4-тиадиазол, 2,5-бис(N,N-диалкилдитиокарбамил)-1,3,4-тиадиазолы, такие как 2,5-бис(N,N-диэтилдитиокарбамил)-1,3,4-тиадиазол, 2,5-бис(N,N-дибутилдитиокарбамил)-1,3,4-тиадиазол и 2,5-бис(N,N-диоктилдитиокарбамил)-1,3,4-тиадиазол и 2-N,N-диалкилдитиокарбамил-5-меркапто-1,3,4-тиадиазолы, такие как 2-N,N-дибутилдитиокарбамил-5-меркапто-1,3,4-тиадиазол и 2-N,N-диоктилдитиокарбамил-5-меркапто-1,3,4-тиадиазол, и производные триазола, которые представляют собой, например, 1-алкил-2,4-триазолы, такие как 1-диоктиламинометил-2,4-триазол.
Эти дезактиваторы металлов могут быть использованы индивидуально или в виде смесей, в диапазоне от 0,01 до 0,5 масс.% в расчете на суммарное количество гидравлического масла.
Возможно добавление соединений фосфора в качестве противозадирных присадок в гидравлическое масло изобретения. За счет этого можно придать маслу дополнительные характеристики сопротивления износу и противозадирные свойства. В качестве примеров фосфорных соединений, подходящих для настоящего изобретения, могут быть упомянуты эфиры фосфорной кислоты, кислые эфиры фосфорной кислоты, аминные соли кислых эфиров фосфорной кислоты, хлорированные эфиры фосфорной кислоты, фосфитные сложные эфиры, фосфоротионаты, дитиофосфаты цинка, фосфорсодержащие карбоновые кислоты и эфиры фосфорсодержащих карбоновых кислот. Эти фосфорные соединения могут быть использованы индивидуально или в виде смесей в диапазоне от 0,01 до 2 масс.% в расчете на суммарное количество гидравлического масла.
В качестве примеров вышеупомянутых эфиров фосфорной кислоты могут быть упомянуты трибутилфосфат, трипентилфосфат, тригексилфосфат, тригептилфосфат, триоктилфосфат, тринонилфосфат, тридецилфосфат, триундецилфосфат, тридодецил-фосфат, тритридецилфосфат, тритетрадецилфосфат, трипентадецилфосфат, тригексадецилфосфат, тригептадецилфосфат, триоктадецилфосфат, триолеилфосфат, трифенилфосфат, трис(изопропилфенил)фосфат, триаллилфосфат, трикрезилфосфат, триксиленилфосфат, крезилдифенилфосфат и ксиленилдифенилфосфат.
В качестве конкретных примеров вышеупомянутых кислых эфиров фосфорной кислоты могут быть упомянуты кислый монобутилфосфат, кислый монопентилфосфат, кислый моногексилфосфат, кислый моногептилфосфат, кислый монононилфосфат, кислый монодецилфосфат, кислый моноундецилфосфат, кислый монододецилфосфат, кислый монотридецилфосфат, кислый монотетрадецилфосфат, кислый монопентадецилфосфат, кислый моногексадецилфосфат, кислый моногептадецилфосфат, кислый монооктадецилфосфат, кислый моноолеилфосфат, кислый дибутилфосфат, кислый дипентилфосфат, кислый дигексилфосфат, кислый дигептилфосфат, кислый диоктилфосфат, кислый динонилфосфат, кислый дидецилфосфат, кислый диундецилфосфат, кислый дидодецилфосфат, кислый дитридецилфосфат, кислый дитетрадецилфосфат, кислый дипентадецилфосфат, кислый дигексадецилфосфат, кислый дигептадецилфосфат, кислый диоктадецилфосфат и кислый диолеилфосфат.
В качестве примеров вышеупомянутой аминной соли кислых эфиров фосфорной кислоты могут быть упомянуты соли метиламина, этиламина, пропиламина, бутиламина, пентиламина, гексиламина, гептиламина, октиламина, диметиламина, диэтиламина, дипропиламина, дибутиламина, дипентиламина, дигексиламина, дигептиламина, диоктиламина, триметиламина, триэтиламина, трипропиламина, трибутиламина, трипентиламина, тригексиламина, тригептиламина и триоктиламина упомянутых ранее кислых эфиров фосфорной кислоты.
В качестве примеров вышеупомянутых сложных эфиров фосфита могут быть упомянуты дибутилфосфит, дипентилфосфит, дигексилфосфит, дигептилфосфит, диоктилфосфит, динонилфосфит, дидецилфосфит, диундецилфосфит, дидодецилфосфит, диолеилфосфит, дифенилфосфит, дикрезилфосфит, трибутилфосфит, трипентилфосфит, тригексилфосфит, тригептилфосфит, триоктилфосфит, тринонилфосфит, тридецил-фосфит, триундецилфосфит, тридодецилфосфит, триолеилфосфит, трифенилфосфит и трикрезилфосфит.
В качестве примеров вышеупомянутых фосфоротионатов конкретно могут быть упомянуты трибутилфосфоротионат, трипентилфосфоротионат, тригексилфосфоротионат, тригептилфосфоротионат, триоктилфосфоротионат, тринонилфосфоротионат, тридецилфосфоротионат, триундецилфосфоротионат, тридодецилфосфоротионат, тритридецилфосфоротионат, тритетрадецилфосфоротионат, трипентадецилфосфоротионат, тригексадецилфосфоротионат, тригептадецилфосфоротионат, триоктадецилфосфоро-тионат, триолеилфосфоротионат, трифенилфосфоротионат, трикрезилфосфоротионат, триксиленилфосфоротионат, крезилдифенилфосфоротионат, ксиленилдифенилфосфоротионат, трис(н-пропилфенил)фосфоротионат, трис(изопропилфенил)-фосфоротионат, трис(н-бутилфенил)фосфоротионат, трис(изобутилфенил)фосфоротионат, трис(втор-бутилфенил)фосфоротионат и трис(трет-бутилфенил)фосфоротионат. Также могут быть использованы их смеси.
В качестве примеров вышеупомянутых цинкдитиофосфатов могут быть упомянуты в общем цинкдиалкилдитиофосфаты, цинкдиарилдитиофосфаты и цинкарилалкил-дитиофосфаты. Например, могут быть использованы цинкдиалкилдитиофосфаты, в которых алкильные группы цинкдиалкилдитиофосфатов имеют первичные или вторичные алкильные группы, содержащие от 3 до 22 атомов углерода, или алкиларильные группы, замещенные алкильными группами, содержащими от 3 до 18 атомов углерода.
В качестве конкретных примеров цинкдиалкилдитиофосфатов могут быть упомянуты цинкдипропилдитиофосфат, цинкдибутилдитиофосфат, цинкдипентил-дитиофосфат, цинкдигексилдитиофосфат, цинкдиизопентилдитиофосфат,
цинкдиэтилгексилдитиофосфат, цинкдиоктилдитиофосфат, цинкдинонилдитиофосфат, цинкдидецилдитиофосфат, цинкдидодецилдитиофосфат, цинкдипропилфенилдитиофосфат, цинкдипентилфенилдитиофосфат, цинкдипропилметилфенилдитиофосфат, цинкдинонилфенилдитиофосфат и цинкдидодецилфенилдитиофосфат.
Фосфорсодержащие карбоновые соединения, такие как фосфорсодержащие карбоновые кислоты и их кислые эфиры, должны включать карбоксильную группу, а также атом фосфора в одной молекуле. Их структура конкретно не ограничивается, однако обычно, с точки зрения противозадирных свойств и термической и окислительной стабильности, предпочтительными являются фосфорилизированные карбоновые кислоты или эфиры фосфорилизированных карбоновых кислот.
Количество соединений фосфорсодержащих карбоновых кислот в гидравлическом масле настоящего изобретения конкретно не ограничивается, однако предпочтительно оно находится в диапазоне от 0,001 до 1 масс.%, в расчете на суммарное количество гидравлического масла, и более предпочтительно - в диапазоне от 0,002 до 0,5 масс.%. Если количество соединений фосфорсодержащих карбоновых кислот меньше, чем вышеупомянутый нижний предел, то существует возможность того, что смазывающие свойства не будут достигнуты. С другой стороны, при превышении вышеупомянутого верхнего предела, существует возможность того, что не будет достигнуто улучшение смазывающих свойств, в соответствии с добавленным количеством, и кроме того, существует риск, что снизится термическая и окислительная стабильность или гидролитическая стабильность, что нежелательно.
С целью придания противовспенивающих свойств гидравлическому маслу настоящего изобретения также могут быть добавлены противовспенивающие присадки. В качестве примеров противовспенивающих присадок, подходящих для изобретения, могут быть упомянуты органические силикаты, такие как диметилполисилоксан, диэтилсиликат и фторосиликон, и противовспенивающие присадки несиликонового типа, такие как полиалкилакрилаты. Что касается их количества, которое следует добавить, эти присадки могут быть использованы индивидуально или в виде смесей в диапазоне от 0,0001 до 0,1 масс.%, в расчете на суммарное количество гидравлического масла.
В качестве примеров деэмульгаторов, подходящих для настоящего изобретения, могут быть упомянуты те, которые известны как обычно используемые в качестве присадок для смазочных масел. Что касается их количества, которое следует добавить, деэмульгаторы могут быть использованы в диапазоне от 0,0005 до 0,5 масс.%, в расчете на суммарное количество гидравлического масла.
2
2
2
2
2
2
Гидравлическое масло настоящего изобретения получают путем смешения каждого из вышеупомянутых компонентов таким образом, чтобы кинетическая вязкость при 60°C находилась в диапазоне от 25 до 60 мм/с, но предпочтительно в диапазоне от 28 до 50 мм/с, кинетическая вязкость при 80°C находилась в диапазоне от 15 до 34 мм/с, но предпочтительно в диапазоне от 17 до 30 мм/с, индекс вязкости - в диапазоне от 200 до 220, но предпочтительно в диапазоне от 205 до 215, и низкотемпературная вязкость проворачивания при -25°C находилась в диапазоне от 1000 до 8000 мПа·с, но предпочтительно в диапазоне от 1000 до 5000 мПа·с. Кроме того, вышеупомянутые компоненты должны перемешиваться в гидравлическом масле настоящего изобретения таким образом, чтобы кинетическая вязкость при 40°C находилась в диапазоне от 45 до 150 мм/с, но предпочтительно в диапазоне от 50 до 100 мм/с.
Количество каждого добавляемого компонента может изменяться в соответствии с количеством и вязкостью и другими характеристиками базового масла, молекулярной массой поли(мет)акрилата, количеством разбавителя и тому подобным, однако возможно экспериментальное решение этой проблемы путем получения образцов с переменными долями каждого компонента в диапазонах соотношений при смешении, которые упомянуты выше, измерения различных характеристик, упомянутых выше, и выбора оптимальных соотношений при смешении, и характеристик продуктов, прошедших классификацию, где различные характеристики попадают в вышеупомянутые диапазоны.
Гидравлическое масло настоящего изобретения может быть использовано в качестве гидравлического масла в гидравлических устройствах, применяемых в строительных работах, путем введения масла в гидравлические системы, которые включают гидравлические приводы, такие как гидравлические двигатели и гидравлические цилиндры, главным образом, в строительном оборудовании, таком как гидравлические ковши, колесные погрузчики, бульдозеры, самосвалы, внедорожные грузовые автомобили, внедорожные подъемные краны, гидравлические дробилки, туннельный экскаватор, самоходные дробильные установки, моторизованные грейдеры, дорожные катки, асфальтоотделочные машины и снегоочистители. Гидравлическое масло настоящего изобретения используется таким образом, что внутри гидравлических систем, в которые оно вводится, это гидравлическое масло сжимается под действием гидравлического насоса с помощью двигателя, подается в гидравлические приводы, такие как гидравлические двигатели и гидравлические цилиндры, или другое гидравлическое устройство, и таким образом работают гидравлические устройства.
При эксплуатации таких гидравлических систем гидравлическое устройство, которое включает гидравлические приводы, эксплуатируется при повышенной температуре, например, приблизительно от 60 до 80°C за счет тепла, поступающего от двигателя или энергетических модулей, и тепла, выделяемого за счет сжатия и трения внутри гидравлического устройства или трубопровода, но кинетическая вязкость гидравлического масла настоящего изобретения в такой температурной области, как упомянуто выше, устанавливается на более высоком уровне, чем для гидравлического масла из уровня техники, таким образом, возможно устранить внутренние утечки в гидравлических насосах и регулирующих клапанах и в результате добиться экономии энергии и повышенной эффективности эксплуатации гидравлического оборудования.
В связи с тем, что агенты, улучшающие смазочные свойства, такие как жирные кислоты, эфиры жирных кислот, сложные эфиры многоатомных спиртов, амины, амиды или амиды полиаминов не вводятся в гидравлическое масло настоящего изобретения, возможно снизить коэффициент трения гидравлического масла и поддерживать контроль тормозного устройства механизма поворота на высоком уровне.
Кроме того, индекс вязкости гидравлического масла настоящего изобретения находится в диапазоне от 200 до 220, а низкотемпературная вязкость проворачивания при -25°C находится в диапазоне от 1000 до 8000 мПа·с. Поскольку масло имеет низкую вязкость при низкой температуре, даже в случаях, когда низкая температура достигается при прекращении работы в течение ночи и т.п. в холодное время года или в холодных регионах, и оборудование эксплуатируется в диапазоне низких температур, например от -30°C до -20°C, низкотемпературная эксплуатация является отличной по показателям хорошего отклика гидравлического привода, отличного управления и т.п.
2
2
Другими словами, в настоящем изобретении, за счет введения поли(мет)акрилата со средневзвешенной молекулярной массой в диапазоне от 30000 до 100000 в базовое масло высокой чистоты, можно получить индекс вязкости композиции в диапазоне от 200 до 220, и, таким образом, кинетическая вязкость при 60°C составляет от 25 до 60 мм/с, кинетическая вязкость при 80°C - от 15 до 34 мм/с и низкотемпературная вязкость проворачивания при -25°C составляет от 1000 до 8000 мПа·с, даже для композиций с высокой кинетической вязкостью, так что можно снизить начальную вязкость при низкой температуре. Даже в отсутствие добавки агента, улучшающего смазочные свойства, возможна эффективная эксплуатация при высокой температуре, при сохранении эксплуатационных показателей при низкой температуре.
Гидравлическое масло настоящего изобретения представляет собой смесь определенных компонентов, так чтобы масло обладало заданными свойствами, и поэтому, в случае отсутствия или минимизации добавки агента, улучшающего смазочные свойства, это масло обладает высокой кинетической вязкостью в высокотемпературной области и эксплуатация может быть осуществлена с хорошей эффективностью, и кроме того, масло обладает отличными тормозными характеристиками, а также низкой вязкостью в низкотемпературной области, и таким образом, получается гидравлическое масло с отличными эксплуатационными показателями при низкой температуре.
Примеры
Ниже настоящее изобретение описано с конкретными подробностями, с помощью примеров и сравнительных примеров, однако изобретение не ограничивается этими примерами. Ниже, в каждом из примеров, за исключением показателей эффективности и эксплуатационных характеристик при низкой температуре, % означает % по массе. При получении композиций примеров и сравнительных примеров были использованы следующие материалы.
1. Базовые масла
2
2
2
2
3
Базовое масло 1 представляет собой парафиновое минеральное масло, произведенное с использованием подходящей комбинации процессов очистки, таких как гидрокрекинг и депарафинизация, которые применяются в отношении фракций смазочного масла, полученных при атмосферной перегонке сырой нефти, и классифицированное как масло группы I в соответствии с классификацией базовых масел API (Американский нефтяной институт). Характеристики: кинетическая вязкость при 40°C 16,3 мм/с; кинетическая вязкость при 60°C 8,85 мм/с; кинетическая вязкость при 80°C 5,4 мм/с; кинетическая вязкость при 100°C 3,72 мм/с; индекс вязкости 116; плотность при 15°C 0,851 г/см; содержание серы (выраженное как элементарная сера) 0,3%; содержание азота (выраженное как элементарный азот) меньше чем 5 ч/млн; кольцевой анализ содержания парафинов в соответствии с методом по стандарту ASTM D3238 70%; содержание нафтенов, таким же образом, 28%; содержание ароматических углеводородов, таким же образом, 2%.
2
2
2
2
3
Базовое масло 2 - это парафиновое минеральное масло, произведенное с использованием подходящей комбинации процессов очистки, таких как гидрокрекинг и депарафинизация, применяемых в отношении фракций смазочного масла, полученных при атмосферной перегонке сырой нефти, и классифицированное как масло группы I в соответствии с классификацией базовых масел API (Американский нефтяной институт). Характеристики: кинетическая вязкость при 40°C 17,7 мм/с; кинетическая вязкость при 60°C 9,50 мм/с; кинетическая вязкость при 80°C 5,83 мм/с; кинетическая вязкость при 100°C 3,94 мм/с; индекс вязкости 118; плотность при 15°C 0,856 г/см; содержание серы (выраженное как элементарная сера) 0,4%; содержание азота (выраженное как элементарный азот) меньше чем 5 ч/млн; кольцевой анализ содержания парафинов в соответствии с методом стандарта ASTM D3238 69%; содержание нафтенов, таким же образом, 29%; содержание ароматических углеводородов, таким же образом, 2%.
2
2
2
2
3
Базовое масло 3 - это парафиновое минеральное масло, произведенное с использованием подходящей комбинации процессов очистки, таких как гидрокрекинг и депарафинизация, которые применяются в отношении фракций смазочного масла, полученных при атмосферной перегонке сырой нефти, и классифицированное как масло группы I в соответствии с классификацией базовых масел API (Американский нефтяной институт). Характеристики: кинетическая вязкость при 40°C 16,2 мм/с; кинетическая вязкость при 60°C 8,77 мм/с; кинетическая вязкость при 80°C 5,43 мм/с; кинетическая вязкость при 100°C 3,69 мм/с; индекс вязкости 115; плотность при 15°C 0,850 г/см; содержание серы (выраженное как элементарная серы) 0,3%; содержание азота (выраженное как элементарный азот) меньше чем 5 ч/млн; кольцевой анализ содержания парафинов в соответствии с методом ASTM D3238 70%; содержание нафтенов, таким же образом, 28%; содержание ароматических углеводородов, таким же образом, 2%.
2. Добавка, улучшающая индекс вязкости
Используют полиметакрилат со средневзвешенной молекулярной массой 60000.
Средневзвешенная молекулярная масса представляет собой пересчитанную по полистиролу средневзвешенную молекулярную массу, измеренную с помощью детектора - дифференциального рефрактометра и детектора малоуглового рассеяния света, с тетрагидрофураном в качестве растворителя, температура 23°C, скорость потока 1 мл/мин, концентрация пробы 1 масс.%, и объем вводимой пробы 75 мкл, с использованием двух последовательных колонок GMHHR-M (7,8 мм (внутр. диаметр)×30 см), произведенных на фирме Toso Ltd., в приборе 150-CALC/GPC (Гельпроникающая хроматография), произведенном на фирме Waters Ltd.
Концентрация полимера, измеренная с помощью диализа добавки, улучшающей индекс вязкости, через резиновую мембрану составляет 63 масс.%. При диализе через резиновую мембрану сначала точно взвешивают от 2 до 3 г добавки, улучшающей индекс вязкости, в гигиеническом (резиновом) мешке, затем отверстие завязывают и, с использованием 100 мл петролейного эфира, экстрагируют в аппарате Сокслета в течение 8 часов при 80°C. После экстракции выделяют остаток диализа внутри резиновой мембраны, нагревают в водяной бане для того, чтобы удалить растворитель, и затем взвешивают. Доля остатка диализа относительно исходного образца считается концентрацией полимера.
3. Агент, улучшающий смазочные свойства, - изостеарат триэтилентетрамида
4. Другие присадки
Этими присадками являются: смесь дитиофосфата цинка (ZnDTP), ингибитор коррозии, дезактиватор металла, противовспенивающей присадки и разбавляющего минерального масла.
Пример 1, стандартный пример 1, сравнительные примеры 1-4
2
2
2
2
2
2
Используя вышеупомянутые материалы, были приготовлены композиции смазочных масел примера 1 и сравнительных примеров 1 и 2 в соответствии с рецептурами, указанными в таблицах 1 и 2. Стандартный пример представляет собой моторное масло промышленного дизеля, JASO DH-1 SAE 10W (характеристики: кинетическая вязкость при 40°C 36,2 мм/с; кинетическая вязкость при 100°C 6,04 мм/с; индекс вязкости 112), сравнительный пример 3 представляет собой промышленное противоизносное масло для гидравлических систем, ISOVG46 (характеристики: кинетическая вязкость при 40°C 48,4 мм/с; кинетическая вязкость при 100°C 6,99 мм/с; индекс вязкости 100) и Сравнительный пример 4 представляет собой промышленное противоизносное масло для гидравлических систем, ISOVG100 (характеристики: кинетическая вязкость при 40°C 103,3 мм/с; кинетическая вязкость при 100°C 11,5 мм/с; индекс вязкости 98).
Испытания
Измеряют вязкостные характеристики композиций смазочного масла из примера 1, сравнительных примеров 1-4 и стандартного примера, и с целью оценки эксплуатационных показателей были выполнены следующие измерения: определение коэффициента полезного действия, характеристик низкотемпературного эксплуатационного испытания и коэффициента трения.
Вязкостные характеристики
Кинетическую вязкость при 60°C, кинетическую вязкость при 80°C и индекс вязкости измеряют с использованием метода испытания кинетической вязкости и метода расчета индекса вязкости для сырой нефти и нефтепродуктов, которые приведены в стандарте JIS К2283. Низкотемпературную вязкость проворачивания при -25°C измеряют методом моделирования проворачивания коленчатого вала холодного двигателя, описанным в JIS К2010, приложение A.
Определение коэффициента полезного действия
3
Используя гидравлический экскаватор с номинальной мощностью 110 кВт и объемом уплотнения 0,8 м и выбирая в качестве режима работы максимальную производительность, выполняют земляные работы и загрузочные операции обычно при полностью открытой дроссельной заслонке и определяют время цикла. Выражение «земляные работы и загрузочные операции» означает, что работы выполняются путем манипулирования рычагом, ковшом и стрелой крана в заданных положениях с последующим перемещением на 90 градусов с поднятой стрелой крана и манипулированием рычагом и ковшом для того, чтобы выгрузить грунт, и затем окончательно возвращая рычаг, ковш, стрелу крана и угол ее поворота в исходное положение. Время от начала земляных работ до возврата в исходное положение измеряют секундомером, и среднее значение из четырех измерений принимают за время цикла. Эффективность оценивают по сравнению со стандартным маслом.
Определение низкотемпературных эксплуатационных характеристик
3
Используя гидравлический экскаватор с номинальной мощностью 110 кВт и объемом уплотнения 0,8 м, проводят оценку эксплуатационных характеристик после работы подогревателя в окружающей среде с низкой температурой путем определения рабочих скоростей различных исполнительных механизмов. Двигатель запускают при температуре наружного воздуха -30°C и убеждаются, что температура масла для гидравлических систем и масла контрольной цепи составляла -20°C. Затем, после работы подогревателя таким образом, что температура масла для гидравлических систем достигает 10°C, рычаг, ковш и стрела крана эксплуатируются индивидуально. Время достижения конца каждого хода в цилиндре после применения рычага измеряют с помощью секундомера. Эксплуатационные характеристики в низкотемпературной окружающей среде оценивают на основе всего времени работы рычага, ковша и стрелы крана, при контроле работы различных эксплуатационных рычагов. Оценку низкотемпературных эксплуатационных характеристик проводят в сопоставлении со стандартным маслом. Ухудшенный контроль работы рычага по сравнению с использованием стандартного масла оценивается как отказ.
Коэффициент трения
Коэффициент трения при температуре масла 140°C измеряют с использованием метода испытаний с микромуфтой, который охарактеризован в испытании характеристик трения масла для гидравлических систем, применяемого в строительном оборудовании, разработанном Японской ассоциацией строительного оборудования (JCMAS РО47). Значение коэффициента трения, равное по меньшей мере 0,090, считается удовлетворительным.
Результаты различных испытаний приведены в таблице 1 и таблице 2.
Таблица 1
Пример 1
Пример 2
Стандартный Пример
Состав
Базовое масло 1
79,0
Промышленное масло
Базовое масло 2
73,0
Добавка, улучшающая индекс вязкости
20,0
26,0
Другие присадки
1,0
1,0
Характеристики вязкости
Кинетическая вязкость при 60°C, мм<sup>2</sup>/с
31,2
48,7
17,1
Кинетическая вязкость при 80°C, мм<sup>2</sup>/с
19,2
28,2
9,0
Индекс вязкости
211
207
112
Низкотемпературная вязкость проворачивания при -25°C, мПа.с
3100
4900
5440
Результаты испытания
Эффективность
14,5 с Улучшение 2,0%
14,2 сУлучшение 4,1%
14,8 с
Низкотемпературная эксплуатация
Рабочая скорость машины
15,9 с Улучшение 24,6%
19,9 сУлучшение 5,7%
21,1 с
Контроль работы
Хороший
Хороший
Хороший
Коэффициент трения
0,097 Удовлетворительно
0,099 Удовлетворительно
-
Таблица 2
Сравнительный Пример 1
Сравнительный Пример 2
Сравнительный Пример 3
Сравнительный Пример 4
Состав
Базовое масло 1
78,5
Промышленное масло
Промышленное масло
Базовое масло 3
85,0
Добавка, улучшающая индекс вязкости
20,0
14,0
Присадка, улучшающая смазочные свойства
0,5
Другие присадки
1,0
1,0
Характеристики вязкости
Кинетическая вязкость при 8°C, мм<sup>2</sup>/с
31,2
21,8
21,5
41,1
Кинетическая вязкость при 60°C, мм<sup>2</sup>/с
19,2
13,3
11,5
20,2
Индекс вязкости
211
200
100
98
Низкотемпературная вязкость в картере при -25°C, мПа·с
3150
1720
8600
Не измеримая (>20000)
Результаты испытания
Эффективность
-
14,8 сНет улучшения по сравнению со стандартом
-
-
Низкотемпературная эксплуатация
Рабочая скорость машины
-
14,7 с Улучшение 30,5%
-
-
Контроль работы
-
Хороший
Не удовлетворительный
Не удовлетворительный
Коэффициент трения
0,089 не удовлетворительный
-
-
-
Как видно из таблицы 1, в примере 1 достигнута эффективность, которая на 2,0% выше эффективности стандартного масла, и для показателя низкотемпературной эксплуатации наблюдается улучшение на 24,6%.
С другой стороны, как видно из таблицы 2, в случае сравнительного примера 1, где введен агент, улучшающий смазочные свойства, коэффициент трения является небольшим и тормозная характеристика является неудовлетворительной. Кроме того, в случае сравнительного примера 2, где характеристики вязкости были хуже, чем в примере 1, хотя низкотемпературная эксплуатация была удовлетворительной, эффективность имела тот же порядок величины, что и для стандартного масла, и очевидно, что улучшение отсутствует. Кроме того, в случае промышленного противоизносного гидравлического масла, которое имеет индекс вязкости приблизительно 100, низкотемпературная эксплуатация является весьма неудовлетворительной.
Гидравлическое масло настоящего изобретения может быть использовано в строительном оборудовании, то есть в качестве гидравлического масла в гидравлических устройствах, которые включают гидравлические приводы, такие как гидравлические двигатели и гидравлические цилиндры, главным образом, в строительном оборудовании, таком как гидравлические ковши, колесные погрузчики, бульдозеры, самосвалы, внедорожные грузовые автомобили, внедорожные подъемные краны, гидравлические дробилки, туннельный экскаватор, самоходная дробильная установка, моторизованные грейдеры, дорожные катки, асфальтоотделочные машины и снегоочистители.