ЗАЩИТНЫЙ СМАЗОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
PROTECTIVE LUBRICATING MATERIAL

Изобретение относится к защитный смазочным материалам и может быть использовано для защиты от коррозии любых металлических изделий, преимущественно кузовов автомобилей.
Известен защитный смазочный материал, содержащий, мас %:
сульфонат щелочно-земельных металлов
2,5-5,0
стеарат лития
2,8-4,8
твердые нефтяные углеводороды
26,8-33,0
соль диизооктилфосфорной кислоты и
алифатических аминов фракции C17-C20
2,5-5,0
алифатические амины фракции C17C20
0,3-0,6
пластификатор
3,0-10,0
полиэтиленовый воск
0,8-3,6
органический растворитель до 100 (см. описание изобретения к патенту РФ №2101331, МПК C10M 161/00, публикация 10.01.1998 г.).
Данный материал имеет удовлетворительные защитные свойства. Однако степень восстановления тиксотропной структуры, температура сползания и прочность пленки находятся на низком уровне.
Известен защитный смазочный материал, содержащий, мас %:
сульфонат щелочно-земельных металлов
4-12
твердые нефтяные углеводороды
22-35
нефтяные масла средней вязкости
2-6
полиизобутилен
2,5-3,5
органобентонит
2-6
оксиэтилированный спирт
0,4-1,5
пластификатор
0,5-1,5
органический растворитель до 100 (см. описание изобретения к патенту РФ №2149891, МПК C10M 167/00, публикация 27.05.2000 г.).
Данный материал имеет удовлетворительные защитные свойства и недостаточную прочность смазочного покрытия.
Известен тиксотропный материал для защиты металлических поверхностей от коррозии, содержащий, мас.%:
окисленный битум
30,0-40,0
нефтеполимерная ароматическая смола
2,0-8,5
антиокислительная присадка
1,0-2,5
ингибитор коррозии анодного типа
2,0-8,5
ингибитор коррозии катодного типа
6,0-10,5
ингибитор коррозии барьерного типа
1,0-2,5
порошкообразный тальк
4,0-7,5
эфир глицериновый канифоли таловой
0,2-1,5
фосфат цинка
2,0-4,0
реологическую добавку
1,0-5,0
активатор реологической добавки
1,5-7,0
органический растворитель до 100 (см. описание изобретения к патенту РФ №2353639, МПК C09D 195/00, публикация 27.04.2009 г.).
Данный материал имеет удовлетворительные защитные свойства. Однако степень восстановления тиксотропной структуры, особенно при хранении материала, находится на низком уровне. Кроме того, способность материала к распылению низкая и защита от коррозии труднодоступных мест и скрытых сечений кузовов автомобилей затруднительна.
Наиболее близким аналогом изобретения является защитный смазочный материал, содержащий, мас.%:
сульфонат щелочно-земельных металлов
5-10
твердые нефтяные углеводороды
25-35
полиизобутилен
1,5-3,0
органобентонит
2,0-5,0
оксиэтилированный спирт
0,5-1,5
стеариновая кислота
0,2-0,6
вода
0,1-0,2
низкомолекулярный одноатомный спирт
0,4-0,8
органический растворитель до 100 (см. описание изобретения к патенту РФ №2323961, МПК C10M 141/02, публикация 10.05.2008 г.).
Данный материал имеет удовлетворительные защитные свойства. Однако при хранении, особенно при температурах более 30°C (в летний период), происходит снижение тиксотропных свойств и в процессе переработки свеженанесенное покрытие на вертикальных участках кузовов автомобилей образуются наплывы и подтеки. Кроме того, происходит каплепадение нанесенного материала с обработанных кузовов, что недопустимо в технологическом процессе производства автомобилей.
Недостаточный технический уровень материала, выбранного в качестве прототипа, объясняется следующим. Тиксотропные свойства материала обеспечиваются за счет использования системы, включающей структурообразователь-органобетонит и химические активаторы-оксиэтилированный спирт, одноатомный спирт и воду. Однако для полного раскрытия гель-структуры требуются высокие усилия сдвига и хорошее смачивание. Кроме того, полярность защитного смазочного материала также влияет на образование гель-структуры и ее стабильность при хранении материала. Таким образом, снижение тиксотропных свойств приводит к ухудшению качества защитной пленки, что приводит к снижению защитных свойств.
Задачей заявляемого изобретения является создание защитного материала, обладающего достаточным уровнем защитных свойств и улучшенными тиксотропными свойствами, применительно к технологическим процессам производства автомобилей.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Защитный смазочный материал, содержащий сульфонат щелочноземельных металлов, твердые нефтяные углеводороды, структурообразователь и органический растворитель, при этом он в качестве структурообразователя содержит органо-модифицированный сепиолит, дополнительно содержит бутилцеллозольв в качестве активатора структурообразователя при соотношении структурообразователь-бутилцеллозольв 3:1, микротальк для повышения тиксотропности, антиокислительную присадку, антиржавейную присадку, депрессорную присадку и смолу нефтеполимерную синтетическую в качестве пленкообразователя при следующем соотношении компонентов, масс.%:
сульфонат щелочно-земельных металлов
6,0-12,0
твердые нефтяные углеводороды
20,0-30,0
структурообразователь
1,5-4,5
бутилцеллозольв
0,5-1,5
микротальк
0,5-1,5
антиокислительная присадка
0,5-1,5
антиржавейная присадка
1,0-4,0
депрессорная присадка
0,5-1,5
смола нефтеполимерная синтетическая
12,0-19.0
органический растворитель
до 100
Указанные отличия позволяют достичь требуемого уровня защитных свойств, значительно повысить тиксотропные свойства материала, что дает возможность получить надежную и качественную пленку в условиях технологических процессов производства автомобилей, станций антикоррозионной обработки и других процессов для защиты от коррозии металлических изделий.
Повышение тиксотропных свойств материала достигается за счет использования новой тиксотропной системы, включающей структурообразователь-органо-модифицированный сепиолит и химический активатор-бутилцеллозольв, взятых в соотношении равном 3:1, что способствует созданию надежной гель-структуры и стабилизации ее во времени.
Для приготовления защитного смазочного материала использовали:
- органический растворитель - уайт-спирит (ГОСТ 3134-78);
- твердые нефтяные углеводороды - петролатум (ОСТ 38.0111-76);
- сульфонат щелочно-земельных металлов - присадка КНД (ТУ 38.1011283-2004);
- смола нефтеполимерная синтетическая (ТУ 2451-089-05766801-99 с изм.5);
- бутилцеллозольв технический (ТУ 6-01-646-84);
- антиржавейная присадка В-15/41 (ТУ 2499-079-05015207-2002);
- присадка антиокислительная 4-метил-2,6-дитретичный бутилфенол (Агидол-1 технический (ТУ 38.5901237 с изм. 4-7);
- депрессорная присадка (присадка полиметакрилатная марки «Д» - присадка ПМА «Д» (ТУ 38.401-58-339-2004 с изм.1);
- структурообразователь - органо-модифицированный сепиолит марки PANGEL В-20 (производитель Испания);
- микротальк (ГОСТ 19283).
Предлагаемый защитный смазочный материал получают следующим образом.
В реактор загружают расчетное количество уайт-спирита, нагревают его до температуры 60°C-80°C и при работающей мешалке порционно загружают расчетное количество смолы нефтеполимерной синтетической. В течение 15-20 минут растворяют ее и далее порционно загружают твердые нефтяные углеводороды - петролатум, и также при температуре 60°C-80°C растворяют его. Далее в соответствии с рецептурой в реактор поочередно загружают сульфонат щелочно-земельного металла (присадку КНД), антиокислительную присадку (Агидол-1), антиржавейную присадку (В-15.41), депрессорную присадку (присадка ПМА «Д»), растворяют их при температуре 60°C-80°C и работающей мешалке. Затем в реактор загружают расчетные количества структурообразователя-органо-модифицированного сепиолита (марки PANGEL В-20) и активатора-бутилцеллозольва. Полученную смесь активно диспергируют в течение 30 минут и добавляют расчетное количество микроталька. Содержимое реактора при температуре 60°C-80°C перемешивают 30 минут до образования гомогенной смеси и перед выгрузкой в тару фильтруют через сетчатый фильтр.
Были приготовлены образцы защитных смазочных материалов (см. таблицу 1).
2
У приготовленных образцов оценивали внешний вид пленки при нанесении по трафарету и в динамических условиях методом безвоздушного распыления. При этом использовалась модельная установка, состоящая из емкости с мешалкой, в которую загружали исходный материал при помощи насоса высокого давления типа «КИНГ» (фирма «Грако», США). Степень сжатия составляла 1/30, давление сжатого воздуха составляло 3,5 кг/см, диаметр распылительной форсунки - 0,4 мм.
Степень восстановления тиксотропной структуры (S) после приложения сдвигового деформирования через фиксированный промежуток времени определяли по формуле:
<mrow><mi>S</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>η</mi><mi>τ</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>η</mi><mrow><mi>и</mi><mi>с</mi><mi>х</mi></mrow></msub></mrow></mfrac><mo>⋅</mo><mn>100</mn><mo>;</mo><mi>%</mi></mrow>
τ
где η - индекс течения материала после приложения сдвиговой нагрузки и «покоя» материала в течение τ-времени;
исх
η - индекс течения материала до приложения сдвиговой нагрузки.
Из этого следует, что чем больше значение S, тем быстрее восстанавливается первоначальная тиксотропная структура смазки, уменьшается вероятность образования наплывов и подтеков свеженанесенного покрытия, и тем самым улучшается качество защитной пленки.
-1
Степень восстановления тиксотропных свойств определили с помощью ротационного вискозиметра Брукфильда типа PVT с крыльчаткой №4 при скорости вращения шпинделя 5 об/мин при 25±1°C. Защитный материал непосредственно в рабочем узле вискозиметра диспергируется в течение 15 минут при скорости сдвига 91,3 с, последующие 30 минут материал находится в «покое», после чего вновь определяют его индекс течения. Предварительно определяли индекс течения до приложения сдвиговой нагрузки. Стабильность тиксотропноых свойств защитного смазочного материала определяли по вышеуказанному методу через 10, 30 и 60 суток хранения образца.
У приготовленных образцов также определяли содержание активного вещества, температуру каплепадения, температуру сползания пленки и защитные свойства. Результаты представлены в таблице 2. Из данных этой таблицы следует, что все представленные составы обеспечивают требуемый уровень защитных свойства и обладают высокими тиксотропными свойствами, стабильными во времени. Защитный состав, изготовленный по рецептуре №5, распылялся затруднительно, что объясняется низким содержанием органического растворителя-уайт-спирита.
Таким образом, анализ результатов таблицы №2 показывает, что все предлагаемые составы обеспечивают высокие защитные и тиксотропные свойства защитного смазочного материала.
Таблица 1
№ п/п
Наименование компонентов
Содержание компонентов по примерам, мас. %
1
2
3
4
5
1
сульфонат щелочно-земельных металлов - присадка КНД
6,0
7,0
8,0
10,0
12,0
2
твердые нефтяные углеводороды - петролатум
20,0
22,0
25,0
28,0
30,0
3
структурообразователь-органо-модифицированный сепиолит
1,5
2,5
3,0
3,5
4,5
4
Активатор- бутилцеллозольв
0,5
0,75
1,0
1,25
1,5
5
Микротальк
0,5
0,75
1,0
1,25
1,5
6
Антиокислительная присадка - Агидол-1
0,5
0,75
1,0
1,25
1,5
7
Антиржавейная присадка В-15/41
1,0
1,5
2,0
3,0
4,0
8
Депрессорная присадка - присадка ПМА «Д»
0,5
0,75
1,0
1,25
1,5
9
Смола нефтеполимерная синтетическая
12,0
14.0
16,0
17,0
19,0
10
Органический растворитель - уайт-спирит
57,5
50,0
42,0
33,5
24,5
Таблица 2
№ п/п
Наименование показателей и методов испытаний
Прототип
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5
6
7
8
1
Внешний вид защитной пленки:
а) Нанесение по трафарету
Полутвердая воскообразная равномерная пленка
Полутвердая воскообразная равномерная пленка
Полутвердая воскообразная равномерная пленка
Полутвердая воскообразная равномерная пленка
Полутвердая воскообразная равномерная пленка
Полутвердая воскообразная равномерная пленка
б) Нанесение распылением
Полутвердая воскообразная равномерная пленка
Полутвердая воскообразная равномерная пленка
Полутвердая воскообразная равномерная пленка
Полутвердая воскообразная равномерная пленка
Полутвердая воскообразная равномерная пленка
Полутвердая воскообразная равномерная пленка
2
Массовая доля активного вещества, %
45,0
42,0
49,2
57,0
65,2
74,0
3
Температура каплепадения активного вещества, °С (поГОСТ6793-74)
150
150
155
160
170
180
4
Температура сползания пленки (время - 3 часа при температуре 120°С)
выдерживает
выдерживает
выдерживает
выдерживает
выдерживает
выдерживает
5
Защитные свойства, % коррозионного поражения (по ГОСТ 9.054-75):
а) Нанесение по трафарету:
Метод 1
0
0
0
0
0
0
Сталь 10 через 1000 часов
Метод 2
Cu через 400 часов
0
0
0
0
0
0
Метод 3
Сталь 10 через 800 часов
1,0
0
0
0
0
0
б) Нанесение
распылением:
Метод 1
Сталь 10 через
1,0
0
0
0
0
0
1000 часов
Метод 2
Cu через 400
2,0
0
0
0
0
0
часов
Метод 3
Сталь 10 через 800 часов
1,0
0
0
0
0
0
6
Степень восстановления тиксотропных свойств, %:
а) через 60 минут
80
90
95
95
95
95
б) через 10 суток
70
85
90
90
92
93
в) через 30 суток
60
80
80
85
85
85
г) через 60 суток
50
75
80
85
85
85
Заявленное изобретение позволяет повысить уровень защитных свойств, в том числе тиксотропных.