КОМПОЗИЦИЯ СМАЗОЧНОГО МАСЛА
LUBRICATING OIL COMPOSITION

Область изобретения
Данное изобретение относится к композиции смазочного масла для применения в машинах с гидравлическим приводом, и обладающей электропроводимостью, таким образом, что это не приводит к поломке или разрушению устройства электронного управления, такого как клапанные системы с электронным управлением.
Уровень техники
Минеральные масла, такие как типовые смазочные масла, основными компонентами которых являются углеводороды, представляют собой жидкости, имеющие хорошую теплоизоляцию. Давно известно, что при транспортировке таких жидкостей по трубам или аналогичным вариантам, возникает статическое электричество (которое может быть отнесено к электростатическому потоку), как сообщалось в Aichi Industrial College Research Reports B Specialist Discussion Papers 14, 1-6, «Electrostatic flows of liquids in narrow pipes», 31 March 1979.
После чего, возникший электрический заряд вместе с жидкостью переносится в резервуары для хранения, что иногда приводит к случаям, когда внутри резервуаров или вблизи них возникают искры из-за электростатического заряда или выделения электричества, и воспламенения жидкости. Известные способы подавления накопления статического электричества и предотвращения образования искр в связи с этим явлением включают, например, добавление продукта Stadis-450 (изготовленный компанией DuPont), в котором активным компонентом является динонилнафтилсульфоновая кислота для увеличения электропроводимости (или проводимости, или удельной проводимости).
Кроме того, в последние годы риск возникновения статического электричества увеличился из-за стремления к более высокой производительности гидравлического аппарата и более высоких скоростей транспортировки нефти. Искры, возникающие из-за электростатических явлений на поверхностях твердых веществ или масел в таких резервуарах для хранения, проявляют себя в виде «шума» и вызывают сбои в приборах управления, содержащие электронные компоненты.
В частности, гидравлические масла представляют собой жидкости, которые передают движущую силу и используются при таких действиях, как передача движения, управление мощностью или работа в качестве амортизаторов в гидравлических системах, таких как гидравлические приводы и другие устройства. Они также выполняют функцию смазывания подшипников скольжения или трущихся деталей.
Новейшие гидравлические устройства продолжают становиться более компактными и обеспечивают более высокую производительность. В то же время, поскольку давление срабатывания вначале было порядка 14-20 МПа, то в данный момент оно постепенно увеличивалось до более 30 МПа, и скорость, с которой транспортируется нефть, увеличилась, вследствие чего вероятность возникновения электростатического потока становится еще выше.
Данные гидравлические системы обычно оснащены клапанными системами с электронным управлением, что означает, что они не только предназначены для устранения искрового «шума», но также необходимо, чтобы они содержали масла, которые из соображений безопасности во время хранения имели высокие температуры вспышки. Кроме того, существует потребность в маслах, которые имеют подходящие коэффициенты трения, так, чтобы в случае смазки маслоохлаждаемых тормозов, не возникало никаких проблем управления.
10
Известно, что для улучшения проводимости композиций смазочного масла, можно добавлять в базовые масла добавки, имеющие в своих молекулах сильно полярные группы, такие как металлоорганические соединения, производные янтарной кислоты или производные аминов, и липофильные группы подходящего размера в сочетании с ароматическими азосоединениями. Контрольным стандартом для них является удельное объёмное электрическое сопротивление не более чем 1 × 10 Ом·см. Этот порядок, соответствующий по меньшей мере 10 пС/м в качестве оценки полной проводимости (символ S), все еще недостаточный для надежного предотвращения возникновения искр из-за электростатического потока. Кроме того, поскольку ароматические азосоединения являются необходимым ингредиентом, они придают смазочным маслам красный цвет, что усложняет оценку старения смазочных масел посредством визуального осмотра на месте, вследствие чего возникает озабоченность по поводу характеристик торможения или демпфирования, как указано в патентной заявке Японии 2001-234187, открытой для всеобщего ознакомления.
Данное изобретение предназначено для создания композиции смазочного масла для применения в гидравлических приводах, передающую электропроводимость, для препятствования возникновения «шума», который оказывает пагубное влияние на механизмы электронного управления, управляющие клапанными системами с электронным управлением, и которая также обладает превосходными тормозными свойствами для маслоохлаждаемых тормозов, управляемых электронным способом, и которая имеет более высокий уровень безопасности.
Сущность изобретения
В данном изобретении используется базовое масло на основе углеводородов в качестве базового масла, и композиция, содержащая базовое масло, в котором содержание кальция составляет 30-300 м.д., в пересчете на общее количество композиции, в виде основного салицилата кальция, и содержащая от 0,07 до 2,0% мас. в качестве нетто-массы, в пересчете на общее количество композиции, недиспергируемого полиметакрилата, среднемассовая молекулярная масса которого составляет от 5000 до 200000. Электропроводимость данной композиции при 25°C составляет не менее чем 200 пс/м (S обозначает сименс), а температура вспышки составляет не менее чем 240°C, температура застывания равна -40°C или ниже, и коэффициент трения в тесте на микросцепление при 140°C составляет не менее чем 0,08, поэтому данная композиция смазочного масла может использоваться в машинах с гидравлическим приводом, с электронным управляющим устройством.
Кроме того, вышеупомянутое базовое масло может содержать базовое масло GTL («из газа в жидкость»), предпочтительнее не менее чем 40% мас. содержания.
2
Данная композиция смазочного масла может также содержать фосфор в диапазоне от 100 до 1000 м.д., в пересчете на общее количество композиции, в виде диалкилдитиофосфата цинка, таким образом, что кинематическая вязкость указанной композиции при 40°С будет составлять от 10 до 100 мм/с.
Подробное описание сущности изобретения
Композиция смазочного масла по данному изобретению позволяет повысить электропроводимость, позволяет подавить искрение, сопровождающее электростатический заряд, путем понижения температуры застывания и минимизации электростатического потока, а также позволяет безопасно использовать его ввиду высокой температуры вспышки. Таким образом, может быть получена композиция смазочного масла для применения в гидравлических приводах, которая подавляет причину «шума», который оказывает пагубное влияние на механизмы электронного управления, которые управляют клапанными системами с электронным управлением, и которая обладает превосходными тормозными свойствами для маслоохлаждаемых тормозов, управляемых электронным способом.
Базовое масло, используемое в данном изобретении, представляет собой базовое масло на основе углеводородов.
Данное базовое масло на основе углеводородов относится к группе 1, группе 2, группе 3 или группе 4 категорий базового масла АИН (Американский институт нефти), и может использоваться как отдельная группа, так и их смесь.
В качестве примеров вышеупомянутых базовых масел группы 1, могут быть указаны парафиновые минеральные масла, полученные путем применения подходящей комбинации способов очистки, таких как селективная экстракционная очистка, гидроочистка и депарафинизации фракций смазочных масел, полученных с помощью фракционной перегонки сырой нефти.
2
2
2
Используемые в данном документе базовые масла группы 1 должны иметь значение кинематической вязкости при 100°C (измеренную при помощи ASTM D445 или JIS K2283, и также, как описано ниже) от 2 до 15 мм/с, но предпочтительнее от 4 до 15 мм/с и более предпочтительнее от 6 до 11 мм/с. Значение индекса вязкости (как рассчитано по ASTM D2270 или JIS K2283 и также, как описано ниже) должно быть от 90 до 120, но предпочтительнее от 95 до 120 и более предпочтительнее от 95 до 110. Содержание серы должно составлять от 0,03 до 0,7% мас., но предпочтительнее от 0,3 до 0,7% мас., и более предпочтительнее от 0,4 до 0,7% мас.%CA в соответствии с ASTM D3238 должно быть не более 5, но предпочтительнее не более чем 4 и более предпочтительнее не более чем 3,4.%CP должен быть не менее 60, но предпочтительнее не менее 63 и более предпочтительнее не менее 66.
В качестве примеров базовых масел группы 2, могут быть указаны парафиновые минеральные масла, полученные путем применения подходящей комбинации способов рафинирования, таких как гидроочистка и депарафинизация фракций смазочных масел, полученных путем атмосферной перегонки сырой нефти. Базовые масла группы 2, очищенные способами гидроочистки, такими как способ компании Gulf, имеют общее содержание серы менее чем 10 м.д., и содержание ароматических соединений не более чем 5%, и поэтому идеально подходят для применений по данному изобретению.
2
2
2
Специального ограничения в отношении показателя вязкости данных базовых масел нет, но значение индекса вязкости должно составлять от 100 до 120. Значение кинематической вязкости при 100°C должно быть от 2 до 15 мм/с, но предпочтительнее от 4 до 15 мм/с и более предпочтительнее от 6 до 11 мм/с. Также, общее содержание серы должно быть менее чем 0,03% мас. (300 м.д.), но предпочтительнее менее чем 0,02% мас. (200 м.д.) и более предпочтительнее менее чем 0,001% мас. (10 м.д.). Общее содержание азота должно быть менее чем 10 м.д. и предпочтительнее менее чем 1 м.д. Кроме того, должны быть применены масла, имеющие анилиновую точку (измеренную при помощи ASTM D611 или JIS K2256) от 80 до 150°C, но предпочтительнее от 100 до 135°C.
Также возможно удовлетворительное использование парафиновых минеральных масел, полученных путем высокоуровневой гидроочисткой фракций смазочных масел, полученных путем атмосферной перегонки сырой нефти, базовых масел, очищенных способом изодепарафинизации, который депарафинирует и заменяет воск, полученный с помощью способа депарафинизации изопарафинов, и базовые масла, очищенные методом изомеризации воска Mobil.
2
2
2
Данные базовые масла соответствуют базовым маслам группы 2 и группы 3 АИН. Специального ограничения в отношении показателя вязкости данных базовых масел нет, но значение индекса вязкости должно быть от 100 до 160, и предпочтительнее от 100 до 145. Значение кинематической вязкости при 100°C должно быть от 2 до 15 мм/с, более предпочтительнее от 4 до 15 мм/с и даже более предпочтительнее от 6 до 11 мм/с. Также общее содержание серы должно быть от 0 до 0,03% мас. (от 0 до 300 м.д.) и предпочтительнее менее чем 0,01% мас. (100 м.д.). Общее содержание азота должно быть менее чем 10 м.д. и предпочтительнее менее чем 1 м.д. Кроме того, должны быть применены масла, имеющие анилиновую точку от 80 до 150°C и предпочтительнее от 110 до 135°C.
Базовые масла «из газа в жидкость», синтезированные способом Фишера-Тропша конверсии природного газа в жидкое топливо, имеют очень низкое содержание серы и содержание ароматических соединений по сравнению с минеральными базовыми маслами, очищенными из сырой нефти и имеющие очень высокое соотношение парафинов, и поэтому обладают превосходной окислительной стабильностью, и поскольку они также имеют чрезвычайно малые потери на испарение, они идеально подходят для применения в качестве базовых масел в данном изобретении
2
2
Специального ограничения в отношении свойств вязкости базовых масел «из газа в жидкость» нет, но обычно индекс вязкости должен иметь значение от 100 до 180, и более предпочтительнее от 100 до 150. Также, значение кинематической вязкости при 100°C должно быть от 2 до 12 мм/с, но более предпочтительнее от 2 до 9 мм/с.
Обычно общее содержание серы также должно составлять менее чем 0,03% мас. (300 м.д.), но более предпочтительнее менее чем 10 м.д. Общее содержание азота должно составлять менее чем 1 м.д. Такие базовые масла «из газа в жидкость» соответствуют базовым маслам группы 3 API, а в качестве коммерческого примера можно упомянуть Shell XHVI (зарегистрированный торговый знак).
Данные базовые масла «из газа в жидкость» могут либо быть единственным составляющим базового масла или могут использоваться как часть от общего содержания базового масла. Если базовые масла используется как часть, то они должны использоваться в количестве не менее чем 30% мас. от общего количества базового масла, но предпочтительнее не менее чем 40% мас. и даже более предпочтительнее не менее чем 50% мас., и в этом случае они могут еще больше улучшить свойства композиции смазочного масла.
2
В качестве примеров синтетических масел на основе углеводородов могут быть указаны полиолефины, олигомеры этилена и альфа-олефинов, алкилбензолы, алкилнафталины, алкилдифенилалканы или их смеси, где кинематическая вязкость при 100°C имеет значение от 2 до 12 мм/с.
Вышеупомянутые полиолефины включают полимеры различных олефинов или их гидридов. Может быть использован любой олефин, а в качестве примеров может быть указан этилен, пропилен, бутен и α-олефины с пятью или более атомами углерода. При изготовлении полиолефинов, один тип вышеупомянутых олефинов может использоваться отдельно, или два или более типа могут использоваться в комбинации.
2
Особенно подходящими являются полиолефины или полибутены, которые являются полиолефинами, называемыми полиальфаолефинами (ПАО), и которые имеют значение кинематической вязкости при 100°C от 2 до 12 мм/с. Они представляют собой базовые масла, принадлежащие к группе 4. Данные полиальфаолефины могут также представлять собой смеси двух или более типов синтетического масла.
Базовые масла группы 5 включают кислородсодержащие сложноэфирные базовые масла и базовые масла, содержащие простые эфиры, и другие синтетические масла, но данные масла имеют высокую плотность, и поэтому абсолютную вязкость, в случае, если они используются в композиции смазочного масла, будут повышаться, и это будет причиной потери давления, в случае, если они используются в качестве гидравлических жидкостей. Также с точки зрения сохранения энергии, следует избегать использования базовых масел группы 5 в качестве базовых масел для данного изобретения.
2
Из вышеупомянутых базовых масел на основе углеводородов, масла, имеющие кинематическую вязкость при 100°C менее чем 2 мм/с, будут иметь небольшую молекулярную массу, и поэтому, как правило, температура вспышки базового масла (измеренную при помощи способа COC JIS K2265-4) будет низкой при менее чем 150°C, а также Noack (измеренную при помощи ASTM D5800) будет высокой, а потери на испарение станут значительными, что означает, что предпочтительнее не использовать их для смазки в течение длительного периода времени в подшипниках или для гидравлического привода.
2
Если кинематическая вязкость при 100°C является более чем 15 мм/с, низкотемпературная вязкость композиции смазочного масла (измеренная при помощи ASTM D5293 или ASTM D4684) станет выше, что не является желательным для подшипников, вращающихся с высокой скоростью или для гидравлических жидкостей.
Если% CA больше чем 5 или если% CP меньше чем 60, растворяющая способность и полярность базового масла улучшится, но может снизиться термическая и окислительная стабильность, что является нежелательным. Кроме того, если содержание серы больше чем 0,7% мас., будет снижена термическая и окислительная стабильность масла для подшипников, и масла и гидравлических жидкостей, которые образуют окончательную композицию, и будет наблюдаться нежелательное явление коррозии в отношении цветных металлов, таких как медь и алюминиевые сплавы.
Специального ограничения на количество вышеупомянутого базового масла, которое должно быть включено в состав смазочного масла, не существует, но в пересчете на общее количество состава смазочного масла его следует использовать в диапазоне от 50 до 99% мас., но предпочтительнее от 60 до 99% мас. и более предпочтительнее от 70 до 99% мас.
Основные салицилаты металлов добавляли к вышеупомянутому базовому маслу. Известно, что данные основные салицилаты металлов представляют собой металлические детергенты и диспергаторы, и доля элементарного металла, содержащегося в массовом соотношении, предпочтительнее не менее чем 1% и не более чем 10%, но более предпочтительнее не более чем 8%.
В качестве примеров металла основных салицилатов металлов, можно упомянуть натрий и калий в случае щелочных металлов, или кальций или магний в случае щелочноземельных металлов. Из них предпочтительными являются кальций и магний, и особенно предпочтительным является кальций.
Специального ограничения на количество основного салицилата металла нет, но в пересчете на общее количество композиции, но предпочтительнее оно должно быть не менее чем 30 м.д., как содержание кальция, но более предпочтительнее не менее чем 50 м.д. и еще более предпочтительнее не менее чем 70 м.д. Верхний предел предпочтительнее не более чем 300 м.д., но более предпочтительнее не более чем 250 м.д. и еще более предпочтительнее не более чем 200 м.д.
Если вышеупомянутое содержание составляет менее чем 30 м.д., требуемая электропроводимость не может быть получена, а если оно превышает 300 м.д., коэффициент трения будет ухудшаться, и поэтому будет возникать риск возникновения плохого торможения в случае маслоохлаждаемых тормозов.
Особых ограничений в отношении структуры вышеупомянутого основного салицилата металла нет, но предпочтительнее использовать соли металлов салициловой кислоты, имеющие алкильные группы с числом атомов углерода от 1 до 30. Но из них предпочтительными являются алкильные группы с числом атомов углерода от 10 до 25, а от 10 до 20 являются более предпочтительным с точки зрения повышения проводимости и коэффициента трения.
Под упомянутыми вышеперечисленными солями подразумеваются те, в которых щелочное число салицилата металла составляет по меньшей мере 150 мг KOH/г. Данное щелочное число относится к щелочному числу с использованием способа основного кислорода при измерении в соответствии с «7. Potentiometric titration» of JIS K2501 «Petroleum products and lubricants - Determination of neutralisation number».
Поли(мет)акрилаты могут быть добавлены к вышеупомянутому базовому маслу. Эти поли(мет)акрилаты известны как присадки, улучшающие индекс вязкости, и в качестве примеров можно упомянуть так называемые недиспергирующие поли(мет)акрилаты, которые представляют собой полимеры или сополимеры, или их продукты гидрирования, одного или двух или более видов мономеров, выбранных из различных видов эфиров(мет)акриловой кислоты.
Молекулярная масса данных поли(мет)акрилатов должна быть выбрана с учетом их сопротивления сдвигу. В частности, их средняя молекулярная масса, например, в случае недиспергирующих полиметакрилатов, обычно составляет от 5000 до 200000, но предпочтительнее от 10000 до 50000 и более предпочтительнее от 30000 до 40000. Вышеупомянутый поли(мет)акрилат может быть свободно выбран и содержать один тип, или в любых количествах два или более типов различных молекулярных масс.
Вышеупомянутые недиспергируемые поли(мет)акрилаты могут быть описаны как полимеры или сополимеры, или их гидриды одного или двух, или более типов мономеров, выбранных из соединений, которые могут быть представлены упомянутой ниже общей формулой (1).
11
12
12
В вышеуказанной общей формуле (1), R обозначает атом водорода или метильную группу, и R обозначает алкильную группу с числом атомов углерода от 1 до 18. Конкретные примеры алкильных групп с числом атомов углерода от 1 до 18, представляющих собой R, включают метильную группу, этильную группу, пропильную группу, бутильную группу, пентильную группу, гексильную группу, гептильную группу, октильную группу, нонильную группу, децильную группу, ундецильную группу, додецильную группу, тридецильную группу, тетрадецильную группу, пентадецильную группу, гексадецильную группу, гептадецильную группу или октадецильную группу, и данные алкильные группы могут быть либо линейными, либо разветвленными.
В качестве предпочтительных конкретных примеров составляющего мономера вышеуказанной общей формулы (1), могут быть указаны алкилакрилаты с числом атомов углерода от 1 до 18, алкилметакрилаты с числом атомов углерода от 1 до 18, олефины с числом атомов углерода от 2 до 20, стирол, метилстирол, сложные эфиры малеинового ангидрида и их смеси.
Вышеуказанные поли(мет)акрилаты обычно являются разбавленными до жидкой формы, и количество, смешанное в композиции смазочного масла в этой форме в пересчете на общее количество композиции, обычно составляет не менее чем 0,1% мас., с верхним пределом не более чем 10% мас., но предпочтительнее не более чем 8% мас. и более предпочтительнее не более чем 5% мас. В случае, если количество, указанное в общем количестве композиции, составляет менее чем 0,1% мас., то будет трудно получить какой-либо эффект для повышения проводимости, и в случае, если оно превышает 10% мас., существует вероятность того, что прочность на сдвиг будет ухудшаться. Вышеуказанное смешанное количество в пересчете на массу нетто поли(мет)акрилата будет от 0,07 до 2,0% мас.
В композицию смазочного масла можно добавлять также соединения фосфора. Таким образом, можно дополнительно повысить износоустойчивость. В качестве примеров таких соединений фосфора можно упомянуть дитиофосфаты цинка и фосфаты цинка.
Количество введенных данных соединений фосфора в пересчете на 100 частей по массе базового масла, составляет от 0,01 до 0,10% мас., (100-1000 м.д.), и количество фосфора в пересчете на общее количество смазочного масла предпочтительнее будет по массе в диапазоне от 0,01% (100 м.д.) до 0,08% (800 м.д.), но более предпочтительнее от 0,01 до 0,04% мас., и они могут быть применены по отдельности или в комбинации из нескольких типов.
Поскольку в случае дитиофосфатов цинка низкая проводимость, превышающая количество 0,08% мас. для смешанного количества фосфора, будет иметь пагубное влияние на проводимость, а если она составляет менее чем 0,01% мас., то может оказаться невозможным поддерживать износоустойчивость.
В качестве примеров вышеупомянутых дитиофосфатов цинка обычно упоминаются диалкилдитиофосфаты цинка, диарилдитиофосфаты цинка и арилалкилдитиофосфаты цинка. В качестве примеров углеводородных групп можно указать в случае алкильных групп первичные или вторичные алкильные группы с числом атомов углерода от 3 до 12, и в случае арильных групп фенильные группы или алкиларильные группы с фенильными группами, замещенными алкильными группами с числом атомов углерода от 1 до 18. Предпочтительными примерами данных дитиофосфатов цинка являются диалкилдитиофосфаты цинка, имеющие первичные алкильные группы, а число атомов углерода в алкильных группах составляет от 3 до 12, а более предпочтительнее от 3 до 8.
Для повышения эффективности композиции смазочного масла по данному изобретению дополнительно можно использовать в ней по мере необходимости, помимо вышеупомянутых компонентов, различные виды добавок. В качестве примеров таких добавок можно упомянуть беззольные модификаторы трения (например, моноглицериды), депрессанты, понижающие температуру застывания, антиоксиданты, противозадирные присадки, присадки, повышающие маслянистость, деактиваторы металлов, противоизносные присадки, противопенные добавки, присадки, улучшающие индекс вязкости, детергенты, антикоррозийные присадки, противовспенивающие вещества и другие добавки смазочного масла из известного уровня техники.
Данная композиция смазочного масла будет, как указано выше, обладать проводимостью (электропроводимостью) при 25°С не менее чем 200 пС/м. В случае, если она будет меньше чем 200 пС/м, способность к накоплению статического электричества, вызванного электростатическим потоком, будет уменьшена, и будет невозможным эффективно предотвращать проблемы из-за статического электричества.
Также как упомянуто выше, температура вспышки композиции смазочного масла в данном изобретении составляет не менее чем 240°C, но более предпочтительнее не менее чем 250°C, что означает, что оно может безопасно использоваться. Поскольку температура застывания равна -40°C или ниже, оно также может удовлетворительно выдерживать использование в холодных регионах.
2
2
2
2
2
2
2
Специального ограничения на вязкость композиции смазочного масла нет, но кинематическая вязкость при 100°C предпочтительнее будет от 2 до 15 мм/с, предпочтительнее от 4 до 15 мм/с, и более предпочтительнее от 6 до 11 мм/с. Кинематическая вязкость при 40°C будет от 10 до 100 мм/с, предпочтительнее от 15 до 100 мм/с, более предпочтительнее от 22 до 100 мм/с, и еще более предпочтительнее от 41 до 75 мм/с.
Степень вязкости композиции смазочного масла может быть установлена от VG46 до VG68, а лучшая ситуация будет заключаться в том, что, в частности, оно используется в качестве гидравлической жидкости.
Примеры
Изобретение более подробно объясняется ниже с помощью примеров варианта осуществления данного изобретения и сравнительных примеров, но при этом данное изобретение никоим образом не ограничивается ими.
Для подготовки примеров варианта осуществления данного изобретения и сравнительных примеров были предоставлены следующие материалы.
2
2
Базовое масло 1: Смесь базового масла на основе углеводородов представляет собой смесь 50% мас. каждого GTL (40°C Кинематическая вязкость 44,0 мм/с, индекс вязкости 143) и базовое масло группы 1 категории АИН (40°C Кинематическая вязкость 49,5 мм/с, индекс вязкости 103).
2
2
Базовое масло 2: Смесь базового масла на основе углеводородов представляет собой смесь 40% мас. GTL (40°C Кинематическая вязкость 44,0 мм/с, индекс вязкости 143) и 60% мас. базового масла группы 1 категории АИН (40°C Кинематическая вязкость 49,5 мм/с, индекс вязкости 103).
2
2
Базовое масло 3: Смесь базового масла на основе углеводородов представляет собой смесь 30% мас. GTL (40°C Кинематическая вязкость 44,0 мм/с, индекс вязкости 143) и 70% мас. базового масла группы 1 категории АИН (40°C Кинематическая вязкость 49,5 мм/с, индекс вязкости 103).
Основной салицилат Ca: M7121 (полученный от Infineum) (свойства: щелочное число 255 мгKOH/г, количество Ca 8%).
Нейтральный сульфонат Ca: NaSul1729 (полученный от King Industries) (свойства: щелочное число 0, количество Ca 2.1%).
Основной сульфонат Ca: Oloa247E (полученный от Oronite) (свойства: щелочное число 330 мгKOH/г, количество Ca 12,75%).
ПМА 1: Недиспергируемый полиметакрилат; Viscoplex 8-200 (полученный от Evonik) (свойства: концентрация полимера 72,5%, среднемассовая молекулярная масса 33000).
ПМА 2: Недиспергируемый полиметакрилат; Aclube V815 (полученный от Sanyo Chemical Industries) (свойства: концентрация полимера 60 ~ 70%, среднемассовая молекулярная масса 20000).
ПМА 3: Недиспергируемый полиметакрилат; Aclube 504 (полученный от Sanyo Chemical Industries) (свойства: концентрация полимера 35 ~ 45%, среднемассовая молекулярная масса 180000).
Среднемассовые молекулярные массы ПМА 1 - ПМА 3 были измерены в соответствии со следующими условиями измерения.
• Способ измерения (ГПХ (Гель-проникающая хроматография)
Среднемассовую молекулярную массу рассчитывали, используя JIS K7252-1 «Plastics, Determination of average molecular mass and molecular mass distribution of polymers using size-exclusion chromatography. Part 1: General principles».
• Измерительный прибор: SIL20AHT произведенный Shimadzu Scientific Instruments
• Используемая колонка: Shodex LF604 x 2
• Температура измерения: 40°C.
Были подготовлены следующие примеры варианта осуществления данного изобретения и сравнительные примеры.
Пример данного изобретения 1
К 99,75% мас. вышеуказанного базового масла добавляли 0,05% мас. основного салицилата Ca и 20% мас. ПМА 1, и после тщательного перемешивания была получена композиция смазочного масла примера варианта осуществления изобретения 1.
Примеры данного изобретения 2-12
Композиция смазочного масла примеров варианта осуществления изобретения 2-12 были получены с использованием компонентов, указанных в таблице 1 и таблице 2, в противном случае в соответствии с примером варианта осуществления изобретения 1.
Сравнительные примеры 1-15
Композиция смазочного масла сравнительных примеров 1-15 были получены с использованием компонентов, указанных в таблицах 3-5, в противном случае в соответствии с примером варианта осуществления изобретения 1.
Испытания
Следующие тесты были проведены при необходимости для определения свойства и выполнение вышеупомянутых примеров варианта осуществления изобретения и сравнительных примеров.
Количество Са в композиции смазочного масла измеряли в соответствии со стандартом Японского института нефти JPI-5S-38-03 «Lubricating oils – Determination of added elements - Inductively coupled plasma emission spectroscopy method» и указывали в м.д.
2
40°C кинематическую вязкость (мм/с) измеряли в соответствии с JIS K2283.
2
Все примеры варианта осуществления изобретения и сравнительные примеры выполнялись в пределах диапазона (46.0 ± 10%) мм/с.
Количество полимера, содержащегося в композиции смазочного масла из-за ПМА, рассчитывали и выражали в% мас.
Проводимость измеряли с использованием метода определения проводимости, указанного в JIS K2276 «etroleum products – Testing methods for aviation fuels, 18».
Чтобы исключить влияние значений, измеренных при нестабильной температуре образца, их оставляли стоять по меньшей мере 12 часов в помещении, поддерживаемом при постоянной температуре 25°C, после чего проводились расчеты с использованием измерителя проводимости модели 1152, от американской компании Emcee Electronics.
Измеренные значения были выражены в сименс (S).
Критерии оценки: не менее чем 200 пС/м = соответствует (O)
Менее чем 200 пС/м = не соответствует (X)
Испытание на микросцепление использовали для расчета значения коэффициента трения при 140°С с использованием устройства для испытания микросцепления, указанного в JCMAS (Japanese Construction Mechanisation Association Standard) P047 «Hydraulic fluids for construction machinery – Test methods for friction characteristics».
Критерии оценки: Коэффициент трения не менее чем 0,08 = соответствует (O)
Коэффициент трения менее чем 0,8 = не соответствует (X)
Измерения температуры вспышки повторялись в общей сложности три раза с использованием образцов из каждого примера варианта осуществления изобретения и сравнительных примеров в соответствии с автоматическим методом Cleveland Open Cup JIS K2265-4, а среднее значение округлялось с десятичными значениями ,4 и выше для ,5.
Критерии оценки: Температура вспышки не менее чем 240°C или менее = соответствует (O)
Температура вспышки ниже 240°C = не соответствует (X)
Температура застывания измерялась на основе JIS K2269.
Критерии оценки: Температура застывания -40°C или менее = соответствует (O)
Температура застывания выше чем -40°C = не соответствует (X)
Результаты
Результаты вышеупомянутых испытаний показаны в таблицах 1-5.
Примеры варианта осуществления 1-5 содержали основной салицилат Ca и ПМА 1, смешанные с базовым маслом 1, и поэтому хорошие результаты были получены с помощью проходов для всей электропроводимости, коэффициент трения при микросцеплении, температура вспышки и температура застывания.
В случае примера варианта осуществления изобретения 2, количество добавленного ПМА 1 было в 10 раз больше, чем в примере варианта осуществления изобретения 1, а проводимость дополнительно улучшена по сравнению с примером варианта осуществления изобретения 1. В примере варианта осуществления изобретения 3, количество добавленного основного салицилата Ca было в два раза выше, чем в примере варианта осуществления 1, а проводимость дополнительно улучшена по сравнению с примером варианта осуществления изобретения 1. В случае примеров варианта осуществления изобретения 4 и 5, количество добавленного ПМА 1 в 5 и 10 раз выше, чем в примере варианта осуществления 3, а проводимость дополнительно улучшена.
В примере варианта осуществления изобретения 6 и 7, основной салицилат Ca и ПМА 2 были смешаны с базовым маслом 2, и в обоих случаях были передачи проводимости, коэффициент трения микросцепления, температура вспышки и температура застывания, так что были получены хорошие результаты. Сравнительный пример 6 улучшил проводимость более чем пример варианта осуществления изобретения 3 из-за отличного используемого ПМА. В случае, когда количество добавленного ПМА 2 было увеличено, как в примере варианта осуществления изобретения 7, были получены еще более желательные результаты, чем для примера варианта осуществления изобретения 4.
Примеры варианта осуществления изобретения 8 и 9 использовали ПМА 3, а полученная проводимость имела промежуточные значения между примерами варианта осуществления изобретения 3 и 4 и примерами осуществления изобретения 6 и 7, но результаты были хорошими.
В случае примера варианта осуществления изобретения 10, количество основного салицилата Ca увеличивали, а проводимость соответственно улучшилась по сравнению с примером варианта осуществления изобретения 3. В примере варианта осуществления изобретения 11 использовали базовое масло 2 вместо базового масла 1 примера варианта осуществления изобретения 4, и было очевидно, что были получены почти те же ожидаемые результаты, что и для примера варианта осуществления изобретения 4. В примере варианта осуществления изобретения 12 использовали базовое масло 3 вместо базового масла 1 примера варианта осуществления изобретения 4, а температура вспышки была немного ниже, но было очевидно, что в этом случае были получены почти те же ожидаемые результаты, что и для примера варианта осуществления изобретения 4.
В противоположность этому, сравнительный пример 1 состоял из базового масла 1, а сравнительным примером было базовое масло 1, к которому добавили только ПМА 1, в сравнительном примере 3 добавляли только ПМА 2, а в сравнительном примере 4 добавляли только ПМА 3. Во всех случаях практически отсутствовала проводимость, что было нежелательным.
Сравнительный пример 5 содержал только нейтральный сульфонат Ca, добавленный к базовому маслу 1, а проводимость была низкой и температура застывания высокой, что было нежелательным. Сравнительный пример 7 содержал только основной сульфонат Ca добавленный к базовому маслу 1, а проводимость была улучшена по сравнению со сравнительным примером 5, но температура застывания была высокой, и поэтому он еще не достиг уровня прохождения. Сравнительный пример 6 содержал ПМА 1, добавленный в сравнительный пример 7, и температура застывания соответствовала критериям оценки, но удельная проводимость не соответствовала, что было нежелательным.
Сравнительные примеры 1-7 не соответствовали критериям оценки в отношении проводимости или температуры застывания, и поэтому испытание на микросцепление не выполнялось.
Сравнительный пример 8 содержал повышенное количество основного салицилата Ca, добавленного к базовому маслу 1, и проводимость соответствует критериям оценки, но он не соответствовали критериям оценки коэффициент трения микросцепления и температура застывания. Каждый сравнительный пример 9 и 10 содержал ПМА 1, добавленный в сравнительный пример 8 в различных количествах. Даже в случае, если количество основного салицилата Ca было больше, коэффициент микросцепления был оценен как не соответствующий критериям оценки, несмотря на добавление ПМА, и поэтому желаемые результаты не были получены.
Сравнительные примеры 11-13 содержали одинаковое количество основного салицилата Ca, добавленного к базовому маслу 1 как в примерах варианта осуществления изобретения, то из-за того, что ПМА не было добавлено, сравнительные примеры 11 и 12, показали негативные результаты при оценке температуры застывания и сравнительный пример 13 показал негативные результаты по обоим параметрам, проводимость и температура застывания.
Сравнительные примеры 14 и 15 использовали базовое масло 3 или базовое масло 2 вместо базового масла 1 сравнительного примера 11, и проводимость соответствовала критерию оценки, коэффициент микросцепления и температура вспышки, но в случае сравнительного примера 14 температура застывания не соответствовала критерию оценки, и в сравнительном примере 15 температура застывания также не соответствовала критерию оценки, поэтому было очевидно, что желаемые результаты не были получены.
Таблица 1. Примеры по данному изобретению 1-5
1
2
3
4
5
Базовое масло 1
99,75
97,95
99,70
98,90
97,90
Базовое масло 2
Базовое масло 3
Основной салицилат Ca
0,05
0,05
0,10
0,10
0,10
ПМА 1
0,20
2,00
0,20
1,00
2,00
ПМА 2
ПМА 3
Ca в масле (м.д.)
45
45
90
90
90
Кинематическая вязкость(40°C) (мм<sup>2</sup>/с)
46,4
50,3
46,4
48,2
50,3
Количество полимера (% мас.)
0,145
1,45
0,145
0,725
1,45
Conductivity (25°C) (пС)
265
670
490
850
1380
Микросцепление (140°C)
0,103
0,103
0,083
0,083
0,083
Температура вспышки (°C)
260
260
260
260
260
Температура застывания (°C)
-40,0
-40,0
-40,0
-40,0
-40,0
Таблица 2. Примеры по данному изобретению 6-12
6
7
8
9
10
11
12
Базовое масло 1
99,70
98,90
99,70
98,90
99,69
Базовое масло 2
98,90
Базовое масло 3
98,90
Основной салицилат Ca
0,10
0,10
0,10
0,10
0,12
0,10
0,10
ПМА 1
0,20
1,00
1,00
ПМА 2
0,20
1,00
ПМА 3
0,20
1.00
Ca в масле (м.д.)
90
90
90
90
100
90
90
Кинематическая вязкость(40°C) (мм<sup>2</sup>/с)
46,1
46,9
46,3
47,2
46,0
48,2
48,2
Количество полимера (% мас.)
0,12-0,14
0,6-0,7
0,07-0,09
0,35-0,45
0,145
0,725
0,725
Электропроводимость (25°C) (пС)
805
>2000
535
1100
530
830
850
Микросцепление (140°C)
0,083
0,083
0,083
0,083
0,083
0,083
0,083
Температура вспышки (°C)
260
260
260
260
260
250
240
Температура застывания (°C)
-40,0
-40,0
-40,0
-40,0
-40,0
-40,0
-40,0
Таблица 3. Сравнительные примеры 1-4
Сравн. Пр. 1
Сравн. Пр. 2
Сравн. Пр. 3
Сравн. Пр. 4
Базовое масло 1
100,00
98,00
98,00
98,00
Базовое масло 2
Базовое масло 3
Основной салицилат Ca
Нейтральный сульфонат Ca
Основной сульфонат Ca
ПМА 1
2,00
ПМА 2
2,00
ПМА 3
2,00
Ca в масле (м.д.)
0
0
0
0
Кинематическая вязкость(40°C) (мм<sup>2</sup>/с)
46,0
50,3
41,8
48,4
Количество полимера (% мас.)
0
1,45
1,2-1,4
0,7-0,9
Электропроводимость (25°C) (пС)
3
3
3
3
Микросцепление (140°C)
-
-
-
-
Температура вспышки (°C)
260
260
260
260
Температура застывания (°C)
-35,0
-40,0
-40,0
-40,0
Таблица 4. Сравнительные примеры 5-10
5
6
7
8
9
10
Базовое масло 1
99,43
97,91
99,91
99,85
99,65
97,85
Базовое масло 2
Базовое масло 3
Основной салицилат Ca
0,15
0,15
0,15
Нейтральный сульфонат Ca
0,57
Основной сульфонат Ca
0,094
0,094
ПМА 1
2,00
0,20
2,00
ПМА 2
ПМА 3
Ca в масле (м.д.)
120
120
120
125
125
125
Кинематическая вязкость(40°C) (мм<sup>2</sup>/с)
46,0
50,3
46,0
46,0
46,4
50,3
Количество полимера (% мас.)
0
1,45
0
0
0,145
1,45
Электропроводимость (25°C) (пС)
95
150
210
335
590
1640
Микросцепление (140°C)
-
-
-
0,074
0,074
0,074
Температура вспышки (°C)
260
260
260
260
260
260
Температура застывания (°C)
-35,0
-40,0
-35,0
-35,0
-40,0
-40,0
Таблица 5. Сравнительные примеры 11- 15
11
12
13
14
15
Базовое масло 1
99,90
99,89
99,95
Базовое масло 2
99,90
Базовое масло 3
99,90
Основной салицилат Ca
0,10
0,12
0,05
0,10
0,10
Нейтральный сульфонат Ca
Основной сульфонат Ca
ПМА 1
ПМА 2
ПМА 3
Са в масле (м.д.)
90
100
45
90
90
Кинематическая вязкость(40°C) (мм<sup>2</sup>/с)
46,0
46,0
46,0
46,0
46,0
Количество полимера (% мас.)
0
0
0
0
0
Электропроводимость (25°C) (пС)
250
280
105
250
250
Микросцепление (140°C)
0,083
0,08
0,103
0,083
0,083
Температура вспышки (°C)
260
260
260
240
250
Температура застывания (°C)
-35,0
-35,0
-35,0
-35,0
-35,0