КОМПОЗИЦИЯ КОНСИСТЕНТНОЙ СМАЗКИ И СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИИ КОНСИСТЕНТНОЙ СМАЗКИ
GREASE LUBRICANT COMPOSITION AND METHOD FOR GREASE LUBRICANT COMPOSITION PRODUCTION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к композиции консистентной смазки и к способам изготовления композиции консистентной смазки. Настоящее изобретение дополнительно относится к использованию композиции консистентной смазки для смазывания подшипника и к использованию композиции консистентной смазки в зубчатых передачах и муфтах.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Композиции консистентных смазок широко используются для смазывания подшипников и других конструкционных компонентов. Консистентная смазка представляет собой существенный продукт для уменьшения, например, износа, трения, рабочих температур и потерь энергии.
Консистентные смазки представляют собой материалы, которые содержат базовое масло, которое загущают металлическим мылом, и обычно их получают в результате проведения реакции между гидроксидом металла и жирной кислотой в присутствии базового масла. Для достижения надлежащей термомеханической стойкости обычные металлические мыльные консистентные смазки требуют реализации энергоемкого способа варки и перетирания консистентной смазки. Обычные металлические мыльные консистентные смазки все еще могут оказаться подверженными неудовлетворительной термомеханической стойкости и могут потребовать проведения дополнительных обработок. Известно дополнительное улучшение стойкости и, таким образом, смазывающей способности обычных консистентных смазок в результате добавления в ходе способа загущения твердых добавок. Примерами таких твердых добавок являются, например, дисульфид молибдена, графит, оксид цинка и/или гель кремниевой кислоты. Способ варки и перетирания и дополнительных обработок консистентной смазки является относительно дорогостоящим вследствие его реализации при повышенной температуре в течение относительно продолжительного периода времени. Кроме того, консистентные смазки, полученные таким образом, являются все еще неподходящими для использования в широком ассортименте областей применения, и не все обычные консистентные смазки являются подходящими для использования в областях применения при переработке продуктов питания и напитков, поскольку они содержат значительные количества гидроксидов металлов. В данном отношении ссылку, например, делают на документ US 2514331, в котором известковую мыльную консистентную смазку получают в результате варки извести и животного жира при повышенной температуре. Известковая мыльная консистентная смазка, полученная таким образом, обычно требует наличия избыточного количества извести для полной нейтрализации большого ассортимента жирных кислот, которые присутствуют в консистентной смазке. Кроме того, необходимо отметить то, что для улучшения эксплуатационных характеристик таких известковых мыльных консистентных смазок остается много возможностей. Из публикации US 2003/0087768 также известна мыльная консистентная смазка, которая содержит базовое масло, загуститель, содержащий сложное литиевое мыло, и присадку для уменьшения коэффициента трения, которая содержит гидрофобный диоксид кремния. Мыльная консистентная смазка, полученная таким образом, также содержит значительное количество гидроксида металла, в то время как для улучшения смазочных свойств консистентной смазки сохраняются еще значительные возможности.
Следовательно, существует потребность в консистентных смазках, которые могут быть легко изготовлены при низких затратах (то есть низких температурах), которые являются стойкими и демонстрируют наличие исключительно привлекательных смазочных свойств. В дополнение к этому существует потребность в консистентных смазках, которые являются биоразлагаемыми, безопасными для окружающей среды и совместимыми с продуктами питания.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель настоящего изобретения заключается в предложении композиции консистентной смазки, которая демонстрирует наличие превосходных смазочных свойств, которая легко может быть изготовлена при низких температурах и которая является более безопасной для окружающей среды.
Как это ни удивительно, но в настоящее время было установлено, что этого можно добиться в случае использования загустителя, который содержит частицы специфического диоксида кремния и одну или несколько металлических солей различных органических кислот.
2
В соответствии с этим настоящее изобретение относится к композиции негидроксидной консистентной смазки, содержащей базовое масло и загуститель, который содержит частицы аморфного гидрофильного диоксида кремния и одну или несколько металлических солей различных органических кислот, где частицы диоксида кремния характеризуются определяемой по методу БЭТ площадью удельной поверхности, равной, по меньшей мере, 50 м/г, и где количество металлической соли (солей) составляет 4-25% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки.
Настоящее изобретение также относится к способам изготовления такой композиции консистентной смазки и к использованию такой композиции консистентной смазки для смазывания подшипника, зубчатой передачи или муфты.
В контексте настоящего изобретения композицию негидроксидной консистентной смазки определяют как композицию консистентной смазки, которая содержит менее чем 0,5% (масс.) свободных гидроксидных ионов и/или гидроксида металла в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Частицы диоксида кремния
Частицами диоксида кремния, использующимися в соответствии с настоящим изобретением, являются частицы аморфного гидрофильного диоксида кремния. Аморфный диоксид кремния может содержать различные количества воды, что подразумевает возможность содержания в нем кремниевой кислоты. В данном отношении необходимо отметить, что кремниевая кислота представляет собой общее наименование группы химических соединений, олигомеров и полимеров, состоящих из кремния, водорода и кислорода.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения частицы аморфного диоксида кремния представляют собой аморфный гидрофильный коллоидальный диоксид кремния. Коллоидальный диоксид кремния представляет собой исключительно чистую форму диоксида кремния, полученную из тетрахлорида кремния в качестве материала исходного сырья, как это хорошо известно на современном уровне техники. Предпочтительно диоксид кремния, использующийся в соответствии с настоящим изобретением, характеризуется степенью чистоты, равной, по меньшей мере, 98%. Подходящие источники коллоидального диоксида кремния представляют собой продукт Aerosil, который коммерчески доступен в компании Evonik Industries (ранее известной под наименованием Degussa), или продукт Cap-o-Sil, который коммерчески доступен в компании Cabbot Corporation.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Частицы аморфного гидрофильного диоксида кремния характеризуются определяемой по методу БЭТ площадью удельной поверхности, равной, по меньшей мере, 50 м/г; предпочтительно, по меньшей мере, 75 м/г, более предпочтительно, по меньшей мере, 100 м/г, еще более предпочтительно, по меньшей мере, 125 м/г, а наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 150 м/г. Несмотря на предпочтительность наличия по возможности большей определяемой по методу БЭТ площади удельной поверхности обычно она будет не большей чем 500 м/г. Таким образом, в подходящем случае определяемая по методу БЭТ площадь удельной поверхности находится в диапазоне 50-500 м/г; более предпочтительно в диапазоне 75-500 м/г, еще даже более предпочтительно в диапазоне 100-500 м/г, даже еще более предпочтительно в диапазоне 125-500 м/г, а наиболее предпочтительно в диапазоне 150-500 м/г. Способы установления определяемой по методу БЭТ площади удельной поверхности хорошо известны на современном уровне техники.
В соответствии с настоящим изобретением также предпочитается, чтобы, по меньшей мере, 80%, более предпочтительно, по меньшей мере, 90%, частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния характеризовались бы средним размером частиц 5-50 нм, предпочтительно 5-40 нм, более предпочтительно 5-35 нм, а наиболее предпочтительно 5-25 нм. Распределение для среднего размера частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния предпочтительно находится в диапазоне 1-50 нм.
Одна или несколько металлических солей различных органических кислот
В соответствии с настоящим изобретением используют одну или несколько металлических солей различных органических кислот. В соответствии с настоящим изобретением одну или несколько металлических солей различных органических кислот предпочтительно получают из органических кислот, которые представляют собой по существу чистые органические кислоты. В данном контексте термин «по существу чистый» обозначает чистый, по меньшей мере, на 95% (масс.), то есть соответствующие органические кислоты содержат менее чем 5% (масс.) других органических кислот. Предпочтительно органические кислоты содержат менее чем 1% (масс.) других органических кислот, более предпочтительно менее чем 0,5% (масс.), еще более предпочтительно менее чем 0,2% (масс.) других органических кислот. Наиболее предпочтительно одну или несколько металлических солей получают из органических кислот, которые являются полностью чистыми. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением для получения одной или нескольких металлических солей предпочтительно используют синтетические органические кислоты. Одна или несколько металлических солей, использующихся в соответствии с настоящим изобретением, представляют собой по существу чистые металлические соли. В данном контексте «по существу чистый» обозначает чистый, по меньшей мере, более чем на 99% (масс.), то есть соответствующие металлические соли содержат менее чем 1% (масс.) свободного гидроксида, гидроксида металла и/или свободных органических кислот. Предпочтительно соответствующие металлические соли содержат менее чем 0,5% (масс.), более предпочтительно менее чем 0,2% (масс.) свободного гидроксида, гидроксида металла и/или свободных органических кислот. Наиболее предпочтительно одна или несколько металлических солей органической кислоты являются полностью чистыми.
Композиции консистентных смазок, соответствующие настоящему изобретению, не содержат примесей, таких как избыточные количества гидроксида, которые обычно присутствуют в консистентных смазках, которые получают по обычным способам изготовления известкового мыла. Композиции консистентных смазок, соответствующие настоящему изобретению, в подходящем случае по существу свободны от свободных гидроксидных ионов и/или гидроксида металла. Предпочтительно настоящие композиции консистентных смазок содержат менее чем 0,2% (масс.), а более предпочтительно менее чем 0,1% (масс.) свободных гидроксидных ионов и/или гидроксида металла в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки. Наиболее предпочтительно настоящие композиции консистентных смазок полностью свободны от свободных гидроксидных ионов и/или гидроксида металла. Композиции консистентных смазок, соответствующие настоящему изобретению, в подходящем случае являются по существу свободными от гидроксида металла. Предпочтительно настоящие композиции консистентных смазок содержат менее чем 0,2% (масс.), а более предпочтительно менее чем 0,1% (масс.) гидроксида металла в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки. Наиболее предпочтительно настоящие композиции консистентных смазок полностью свободны от гидроксида металла. Предпочтительно настоящие композиции консистентных смазок содержат менее чем 1,0% (масс.), более предпочтительно менее чем 0,5% (масс.), а еще более предпочтительно менее чем 0,2% (масс.) свободных органических кислот в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки. Необходимо понимать, что ОН-группы, присутствующие на диоксиде кремния или в органической кислоте, такой как 12-гидроксистеарат, или металлической соли такой органической кислоты, не должны считаться свободными гидроксидными ионами, поскольку они связаны с атомами кремния или с атомом углерода органической кислоты.
Загуститель, использующийся в соответствии с настоящим изобретением, содержит частицы аморфного гидрофильного диоксида кремния и одну или несколько металлических солей различных органических кислот. Загустителем предпочтительно является неомыленный загуститель.
Органическими кислотами, использующимися в соответствии с настоящим изобретением, могут быть алифатические монокарбоновые кислоты или алифатические дикарбоновые кислоты. Органической кислотой может быть неразветвленная, разветвленная, насыщенная или ненасыщенная органическая кислота. Предпочтительно органической кислотой, использующейся в соответствии с настоящим изобретением, является жирная кислота.
В настоящем изобретении используют одну или несколько металлических солей различных органических кислот. В подходящем случае может быть использовано множество металлических солей различных органических кислот. В случае использования множества металлических солей различных органических кислот в подходящем случае используют относительно небольшое количество таких металлических солей. В подходящем случае используют менее чем семь металлических солей различных органических кислот, предпочтительно менее чем шесть металлических солей различных органических кислот. Такие металлические соли отличаются от металлических солей, которые производят из веществ, таких как животные жиры, которые содержат относительно большие количества различных жирных кислот. Предпочтительно в композициях консистентных смазок, соответствующих настоящему изобретению, используют самое большее четыре металлические соли различных органических кислот. Более предпочтительно используют самое большее три металлические соли различных органических кислот.
2
В одном конкретном привлекательном варианте осуществления композиция консистентной смазки, соответствующая настоящему изобретению, содержит один тип металлической соли органической кислоты. В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно используют одну металлическую соль органической кислоты, содержащей 18 атомов углерода. Такая композиция консистентной смазки является привлекательной для различных диапазонов скоростей, даже в высокоскоростных областях применения, таких как в сфере, связанной с турбинами и электрическими двигателями. Органической кислотой металлической соли могут быть стеариновая кислота, 12-гидроксистеариновая кислота или олеиновая кислота. Предпочтительно органической кислотой металлической соли являются стеариновая кислота или 12-гидроксистеариновая кислота. Наиболее предпочтительно органической кислотой металлической соли является 12-гидроксистеариновая кислота, где данная кислота способна образовывать ковалентные связи с ОН-группами (силанолом) аморфного гидрофильного коллоидального диоксида кремния, что в результате приводит к получению исключительно привлекательных эксплуатационных характеристик композиции консистентной смазки в том, что касается термомеханической стойкости. В соответствии с этим настоящая композиция консистентной смазки в подходящем случае содержит базовое масло и загуститель, который содержит частицы аморфного гидрофильного диоксида кремния и, по меньшей мере, металлическую соль 12-гидроксистеариновой кислоты, где частицы диоксида кремния характеризуются определяемой по методу БЭТ площадью удельной поверхности, равной, по меньшей мере, 50 м/г, и где количество металлической соли (солей) составляет 4-25% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки.
В еще одном привлекательном варианте осуществления настоящего изобретения композиция консистентной смазки содержит два типа металлических солей различных органических кислот. В соответствии с этим такая композиция консистентной смазки содержит первую металлическую соль органической кислоты и вторую металлическую соль органической кислоты, где органическая кислота первой металлической соли и органическая кислота второй металлической соли содержат различные количества атомов углерода. Предпочтительно органическая кислота первой металлической соли содержит 2-16 атомов углерода, а органическая кислота второй металлической соли содержит 20-24 атомов углерода. В подходящем случае органической кислотой первой металлической соли являются масляная кислота, капроновая кислота, каприловая кислота, каприновая кислота, лауриновая кислота, миристиновая кислота или пальмитиновая кислота, предпочтительно капроновая кислота или каприловая кислота. В подходящем случае органической кислотой второй металлической соли являются арахидоновая кислота, бегеновая кислота или лигноцериновая кислота. Такая композиция консистентной смазки является в особенности привлекательной в низкоскоростных областях применения, таких как области применения, связанные с горными работами и с цементом. Предпочтительно количество первой металлической соли составляет 0,1-15% (масс.) и количество второй металлической соли составляет 0,1-15% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки. Более предпочтительно количество первой металлической соли составляет 0,5-8% (масс.) и количество второй металлической соли составляет 0,5-8% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки. В случае присутствия первой металлической соли в большем количестве, чем вторая металлическая соль, композиция консистентной смазки будет демонстрировать улучшенные эксплуатационные характеристики при меньших уровнях скоростей. В случае присутствия второй металлической соли в большем количестве, чем первая металлическая соль, композиция консистентной смазки будет демонстрировать улучшенные эксплуатационные характеристики при низких температурах.
В еще одном привлекательном варианте осуществления настоящего изобретения композиция консистентной смазки содержит две металлические соли различных органических кислот, где органические кислоты как первых, так и вторых металлических солей содержат 18 атомов углерода. В подходящем случае органические кислоты первых и вторых металлических солей выбирают из стеариновой кислоты, олеиновой кислоты и 12-гидроксистеариновой кислоты. Предпочтительно используют первую металлическую соль 12-гидроксистеариновой кислоты и вторую металлическую соль стеариновой кислоты. Как указывалось прежде, металлическая соль 12-гидроксистеариновой кислоты будет способна образовывать ковалентные связи с ОН-группами (силанолом) аморфного гидрофильного коллоидального диоксида кремния, что в результате приводит к получению исключительно привлекательных эксплуатационных характеристик композиции консистентной смазки в том, что касается термомеханической стойкости. Предпочтительно количество такой первой металлической соли составляет 0,1-15% (масс.) и количество второй металлической соли составляет 0,1-15% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки. Более предпочтительно количество такой первой металлической соли составляет 0,5-8% (масс.) и количество такой второй металлической соли составляет 0,5-8% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения композиция консистентной смазки содержит три типа металлических солей различных органических кислот. В соответствии с этим такая композиция консистентной смазки содержит первую металлическую соль органической кислоты, вторую металлическую соль органической кислоты и третью металлическую соль органической кислоты, где каждая органическая кислота, выбираемая из органической кислоты первой металлической соли, органической кислоты второй металлической соли и органической кислоты третьей металлической соли, содержит отличное от других количество атомов углерода. Предпочтительно органическая кислота первой металлической соли содержит 2-16 атомов углерода, предпочтительно 6-8 атомов углерода, органическая кислота второй металлической соли содержит 20-24 атомов углерода, а органическая кислота третьей металлической соли содержит 18 атомов углерода. В подходящем случае органической кислотой первой металлической соли являются масляная кислота, капроновая кислота, каприловая кислота, каприновая кислота, лауриновая кислота, миристиновая кислота или пальмитиновая кислота, предпочтительно капроновая кислота или каприловая кислота. В подходящем случае органической кислотой второй соли являются арахидоновая кислота, бегеновая кислота или лигноцериновая кислота. Предпочтительно органической кислотой третьей металлической соли является любая из описывавшихся выше в настоящем документе органических кислот, содержащих 18 атомов углерода. Наиболее предпочтительно органической кислотой третьей металлической соли, которая содержит 18 атомов углерода, является 12-гидроксистеариновая кислота. Как упоминалось прежде, металлическая соль 12-гидроксистеариноавой кислоты способна образовывать ковалентные связи с ОН-группами (силанолом) аморфного гидрофильного коллоидального диоксида кремния, что в результате приводит к получению исключительно привлекательных эксплуатационных характеристик композиции консистентной смазки в том, что касается термомеханической стойкости. Такая композиция консистентной смазки является в особенности привлекательной в широком ассортименте промышленных и автомобильных областей применения, таких как в сфере, связанной с горными работами, сталью, вентиляторами, электрическими двигателями, колесными подшипниками, сельским хозяйством, транспортерами, оборудованием пекарни и переработкой продуктов питания. Предпочтительно количество первой металлической соли составляет 0,1-8% (масс.), количество второй металлической соли составляет 0,1-8% (масс.), а количество третьей металлической соли составляет 1-15% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки. Более предпочтительно количество первой металлической соли составляет 0,5-5% (масс.), количество второй металлической соли составляет 0,5-5% (масс.), а количество третьей металлической соли составляет 2-10% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения используют две металлические соли различных органических кислот - первую металлическую соль органической кислоты, которая содержит 2-16 или 20-24 атомов углерода, и вторую металлическую соль в виде металлической соли органической кислоты, которая содержит 18 атомов углерода. В подходящем случае органической кислотой первой металлической соли являются масляная кислота, капроновая кислота, каприловая кислота, каприновая кислота, лауриновая кислота, миристиновая кислота, пальмитиновая кислота, арахидоновая кислота, бегеновая кислота или лигноцериновая кислота. Вторую металлическую соль предпочтительно получают из 12-гидроксистеариновой кислоты. Как указывалось прежде, металлическая соль 12-гидроксистеариновой кислоты способна образовывать ковалентные связи с ОН-группами (силанолом) аморфного гидрофильного коллоидального диоксида кремния, что в результате приводит к получению исключительно привлекательных эксплуатационных характеристик композиции консистентной смазки в том, что касается термомеханической стойкости. Такая первая металлическая соль предпочтительно присутствует в количестве в диапазоне 0,1-15% (масс.), более предпочтительно в диапазоне 0,5-8% (масс.), а такая вторая металлическая соль предпочтительно присутствует в количестве в диапазоне 0,1-15% (масс.), более предпочтительно в диапазоне 2-10% (масс.), при этом все массовые процентные содержания получают в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки.
В еще одном другом варианте осуществления настоящего изобретения композиция консистентной смазки содержит четыре типа металлических солей различных органических кислот. В соответствии с этим такая композиция консистентной смазки содержит первую металлическую соль органической кислоты, вторую металлическую соль органической кислоты, третью металлическую соль органической кислоты и четвертую металлическую соль органической кислоты, где органические кислоты отличаются друг от друга. Предпочтительно органическая кислота с первым металлом содержит 2-16 атомов углерода, предпочтительно 6-8 атомов углерода, органическая кислота второй металлической соли содержит 20-24 атомов углерода и каждая из органических кислот третьей и четвертой металлических солей содержит 18 атомов углерода. Соответствующими органическими кислотами третьей металлической соли и четвертой металлической соли предпочтительно являются стеариновая кислота и 12-гидроксистеариновая кислота, предпочтительно 12-гидроксистеариновая кислота. Металлическая соль 12-гидроксистеариновой кислоты способна образовывать ковалентные связи с ОН-группами (силанолом) аморфного гидрофильного коллоидального диоксида кремния, что в результате приводит к получению исключительно привлекательных эксплуатационных характеристик композиции консистентной смазки в том, что касается термомеханической стойкости.
В одном в особенности привлекательном варианте осуществления одна или несколько металлических солей различных органических кислот, использующихся в соответствии с настоящим изобретением, демонстрируют наличие относительной полярности, которую вводят при помощи одной или нескольких двойных связей по длине цепи органической кислоты, в результате введения ОН-группы во вторичном положении в цепи органической кислоты или введения другой функциональной группы в органической кислоте, такой как сложноэфирная группа или ароматическая группа. Подходящими примерами таких металлических солей являются, например, металлические соли олеиновой кислоты (например, олеинат натрия) и металлические соли рицинолевой кислоты (например, рицинолеат кальция). Металлическим солям таких органических кислот свойственно преимущество, заключающееся в их способности образования (дополнительных) связей с ОН-группами (силанолом) аморфного гидрофильного коллоидального диоксида кремния, что в результате приводит к получению исключительно привлекательных эксплуатационных характеристик композиции консистентной смазки в том, что касается термомеханической стойкости.
Металлом в металлической соли предпочтительно являются щелочной металл или щелочноземельный металл из групп 1 и 2 Периодической системы элементов. Подходящие примеры металлов включают литий, калий, натрий, кальций, алюминий, рубидий, цезий, франций, бериллий, стронций, барий, радий и магний. В дополнение к этому необходимо отметить, что металлом в использующейся металлической соли может быть полуметалл, такой как бор. В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления, соответствующим настоящему изобретению, металлом является щелочноземельный металл, наиболее предпочтительно кальций.
Базовое масло
Природа базового масла, использующегося в соответствии с настоящим изобретением, несущественна. Базовое масло может быть выбрано из группы, состоящей из минеральных базовых масел и синтетических базовых масел. Минеральные базовые масла производят из сырых нефтей, и их рецептуру составляют на основе или ароматических, или парафиновых и/или нафтеновых базовых масел. Кроме того, известен широкий ассортимент синтетических базовых масел, и они включают сложные эфиры, поли-α-олефины, полисилоксаны и тому подобное.
Базовое масло, использующееся в соответствии с настоящим изобретением, может содержать смесь базовых масел. В подходящем случае могут быть использованы смеси минеральных базовых масел и синтетических базовых масел. Предпочтительно базовое масло или смесь базовых масел, использующихся в соответствии с настоящим изобретением, характеризуются кинематической вязкостью в диапазоне от 1 до 60000 сСт при температуре 40°С в соответствии с документом DIN 51562/1.
Дополнительные добавки
Композиции консистентных смазок могут дополнительно содержать и другие загущающие компоненты, например полимеры или другие органические соединения, которые содержат одну или несколько ОН-групп и/или одну или несколько ненасыщенных связей и/или одну или несколько сложноэфирных групп и/или одну или несколько ароматических групп. Такие соединения загустителей в подходящем случае могут присутствовать в количестве, меньшем чем 3% (масс.), предпочтительно меньшем чем 2% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки.
Композиции консистентных смазок, соответствующие настоящему изобретению, могут содержать и другие добавки для адаптирования их применимости к определенному варианту использования, как это хорошо известно в соответствующей области техники. Такие добавки включают противоизносные присадки, антикоррозионные средства, замедлители ржавления, улучшители трения, антиоксиданты, улучшители индекса вязкости и тому подобное, что хорошо известно специалисту в соответствующей области техники. Такие другие добавки в подходящем случае могут присутствовать в количестве в диапазоне 1-40% (масс.), предпочтительно 2-20% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки. В случае содержания в композиции консистентной смазки большого количества таких других добавок, например 20-40% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки, композиция консистентной смазки будет демонстрировать наличие пастообразных свойств. Таким образом, композиция консистентной смазки, соответствующая настоящему изобретению, также включает и пасты. Другие добавки также могут включать и небольшие количества, меньшие чем 3% (масс.), предпочтительно меньшие чем 2% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки) дополнительных металлических солей органических кислот, но такие металлические соли по существу не будут вносить свой вклад в образование загустителя консистентной смазки. В данном случае композиция консистентной смазки будет содержать более чем четыре металлические соли различных органических кислот.
Способ изготовления композиции консистентной смазки
Общий недостаток обычных способов изготовления заключается в наличии у них потребности в многозначном числе часов для перемешивания различных компонентов, желатинирования и охлаждения композиции консистентной смазки. В масштабе партии, равной приблизительно 1-5 метрическим тоннам, варка (желатинирование) и охлаждение в совокупности могут занимать приблизительно четыре часа и более, в то время как на перетирание консистентной смазки может потребоваться два и более часа. Обычно совокупное время изготовления занимает приблизительно восемь часов. Однако способ, соответствующий настоящему изобретению, может быть реализован в рамках очень короткого способа изготовления, где перемешивание, желатинирование и охлаждение предпочтительно проводят в течение часового, более предпочтительно в течение получасового, периода. Механическая обработка, предпочтительно перетирание консистентной смазки, в соответствии с настоящим изобретением для объема в 5 метрических тонн может потребовать приблизительно двух или двух с половиной часов. В дополнение к этому, согласно наблюдениям обычные способы изготовления консистентной смазки реализуют при высоких температурах, обычно в диапазоне 170-220°С, в то время как настоящая композиция консистентной смазки в подходящем случае может быть получена при температуре, меньшей чем 90°С, в том числе при комнатной температуре.
Настоящее изобретение также предлагает способы получения настоящей композиции консистентной смазки. В соответствии с настоящим изобретением компоненты композиций консистентных смазок могут быть перемешаны в любом возможном порядке следования. Предпочтительно одну или несколько металлических солей органических кислот и/или частицы аморфного гидрофильного кремния подвергают воздействию механической обработки, тепловой обработки или как механической обработки, так и тепловой обработки. Таким образом, (а) воздействию механической обработки и/или тепловой обработки могут быть подвергнуты частицы аморфного гидрофильного диоксида кремния или одна или несколько металлических солей различных органических кислот; (b) воздействию механической обработки и/или тепловой обработки подвергают смесь из одной или нескольких металлических солей различных органических кислот и частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния; или (с) воздействию механической обработки и/или тепловой обработки подвергают смесь из базового масла, частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния и одной или нескольких металлических солей различных органических кислот. Предпочтительно частицы аморфного гидрофильного диоксида кремния, одну или несколько металлических солей различных органических кислот или их смесь подвергают воздействию механической обработки, тепловой обработки или как механической обработки, так и тепловой обработки до или после перемешивания с другим компонентом (компонентами).
В соответствии с настоящим изобретением на одной или нескольких ступенях способа может быть добавлено, например, все количество использующегося базового масла или части базового масла. Подходящие варианты осуществления настоящего изобретения включают:
- Проведение для смеси из одной или нескольких металлических солей и частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния механической и/или тепловой обработки с последующим добавлением к таким образом полученной смеси базового масла и необязательно любых дополнительных добавок и проведение для таким образом полученной композиции консистентной смазки механической и/или тепловой обработки.
- Проведение для смеси из одной или нескольких металлических солей, частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния и части базового масла механической и/или тепловой обработки с последующим добавлением к таким образом полученной смеси оставшейся части базового масла и необязательно любых дополнительных добавок и проведение для таким образом полученной композиции консистентной смазки механической и/или тепловой обработки.
- Проведение для смеси из одной или нескольких металлических солей, частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния и базового масла механической и/или тепловой обработки с последующим добавлением к таким образом полученной смеси любых дополнительных добавок и проведение для таким образом полученной композиции консистентной смазки механической и/или тепловой обработки.
- Проведение для смеси из базового масла, частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния и одной или нескольких металлических солей механической и необязательно любых дополнительных добавок механической и/или тепловой обработки.
- Проведение для частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния механической и/или тепловой обработки с последующим добавлением к таким образом полученным частицам диоксида кремния одной или нескольких металлических солей и последующее проведение для таким образом полученной смеси механической и/или тепловой обработки. После этого к подвергнутой воздействию механической и/или тепловой обработки смеси добавляют базовое масло и необязательно любые дополнительные добавки, а затем таким образом полученную композицию консистентной смазки подвергают воздействию механической и/или тепловой обработки.
- Проведение для частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния механической и/или тепловой обработки с последующим добавлением к подвергнутым воздействию механической и/или тепловой обработки частицам диоксида кремния базового масла, одной или нескольких металлических солей и необязательно любых дополнительных добавок и проведение для таким образом полученной композиции консистентной смазки механической и/или тепловой обработки.
- Проведение для одной или нескольких металлических солей механической и/или тепловой обработки с последующим добавлением к таким образом полученной, по меньшей мере, одной металлической соли базового масла, частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния и необязательно любых дополнительных добавок и проведение для таким образом полученной композиции консистентной смазки механической и/или тепловой обработки.
- Проведение для одной или нескольких металлических солей механической и/или тепловой обработки с последующим добавлением к подвергнутой воздействию механической и/или тепловой обработки металлической соли (солям) частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния и последующее проведение для таким образом полученной смеси механической и/или тепловой обработки. После этого к подвергнутой воздействию механической и/или тепловой обработки смеси добавляют базовое масло и необязательно любые дополнительные добавки, а затем таким образом полученную композицию консистентной смазки подвергают воздействию механической и/или тепловой обработки.
Как указывалось прежде, композиция консистентной смазки может содержать любые дополнительные добавки. Такие дополнительные добавки могут быть добавлены к одному или нескольким компонентам на любой ступени способа получения композиции консистентной смазки.
В способе, соответствующем настоящему изобретению, каждый из компонентов или любая смесь из компонентов могут быть подвергнуты воздействию механической и/или тепловой обработки в любом возможном порядке следования. Например, все компоненты могут быть добавлены совместно, после чего проводят механическую и/или тепловую обработку. Один из компонентов (например, частицы аморфного гидрофильного кремния) сначала может быть подвергнут воздействию механической и/или тепловой обработки, после чего к подвергнутому воздействию механической и/или тепловой обработки компоненту могут быть добавлены один другой компонент (например, металлическая соль) или два и более других компонента (то есть одна или несколько металлических солей и базовое масло) с последующим проведением для таким образом полученной композиции консистентной смазки механической и/или тепловой обработки. В альтернативном варианте один из компонентов (например, частицы аморфного гидрофильного кремния) сначала может быть подвергнут воздействию механической и/или тепловой обработки, после чего к подвергнутому воздействию механической и/или тепловой обработки компоненту может быть добавлен один другой компонент (например, металлическая соль) с проведением для таким образом полученной смеси дополнительной механической и/или тепловой обработки, последующими добавлением к таким образом полученной смеси, подвергнутой воздействию механической и/или тепловой обработки, еще одного или нескольких других компонентов (например, базового масла и необязательно еще одной металлической соли) и проведением для таким образом полученной композиции консистентной смазки механической и/или тепловой обработки.
В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения гидрофильные частицы аморфного диоксида кремния сначала подвергают воздействию механической обработки, тепловой обработки или как механической обработки, так и тепловой обработки. После этого таким образом полученные частицы аморфного гидрофильного диоксида кремния перемешивают с базовым маслом и одной или несколькими металлическими слоями различных органических кислот для получения композиции консистентной смазки.
Таким образом, настоящее изобретение также относится к способу изготовления композиции консистентной смазки, соответствующей настоящему изобретению, где данный способ включает следующие далее последовательные стадии:
(а) проведение для частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния механической обработки, тепловой обработки или как механической обработки, так и тепловой обработки; и
(b) перемешивание таким образом полученных частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния с базовым маслом и одной или несколькими металлическими солями различных органических кислот для получения композиции консистентной смазки.
В случае использования множества металлических солей различных органических кислот металлические соли необязательно могут быть подвергнуты переработке совместно с частицами аморфного гидрофильного диоксида кремния на стадии (а).
В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения частицы аморфного гидрофильного диоксида кремния сначала перемешивают с базовым маслом и одной или несколькими металлическими солями различных органических кислот для получения композиции консистентной смазки, после чего таким образом полученную композицию консистентной смазки подвергают воздействию механической обработки, тепловой обработки или как механической обработки, так и тепловой обработки.
В соответствии с этим настоящее изобретение также относится и к способу изготовления консистентной смазки, соответствующей настоящему изобретению, где данный способ включает следующие далее последовательные стадии:
(а) перемешивание частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния с базовым маслом и одной или несколькими металлическими солями различных органических кислот для получения композиции консистентной смазки; и
(b) проведение для таким образом полученной композиции консистентной смазки механической обработки, тепловой обработки или как механической обработки, так и тепловой обработки.
Механическая обработка предпочтительно представляет собой стадию перетирания, которая может быть проведена в любом подходящем перетирающем аппарате, например гомогенизаторе высокого давления, коллоидной мельнице, трехвалковой мельнице (например, трехвальцовой мельнице) или мельнице с червячным зацеплением. Предпочтительно перетирающим аппаратом является перетирающий аппарат с червячным зацеплением. Стадия перетирания может быть проведена в инертных условиях, то есть в отсутствие воздуха или кислорода и/или в отсутствие воды (водяных паров). Тепловая обработка предпочтительно представляет собой стадию нагревания. Стадия нагревания предпочтительно включает нагревание при температуре в диапазоне 30-120°С, более предпочтительно 40-110°С, а в частности, 45-90°С. На данной стадии нагревания водосодержание частиц аморфного диоксида кремния уменьшают предпочтительно до водосодержания частиц диоксида кремния, меньшего чем 5% (масс.), более предпочтительно меньшего чем 1% (масс.), еще более предпочтительно меньшего чем 0,5% (масс.), даже еще более предпочтительно меньшего чем 0,25% (масс.) в расчете на совокупную массу частиц диоксида кремния. Водосодержание частиц аморфного диоксида кремния обычно составляет более чем 0,01% (масс.) в расчете на совокупную массу частиц диоксида кремния.
Наиболее предпочтительно композицию консистентной смазки изготавливают в результате необязательного проведения для частиц аморфного диоксида кремния тепловой обработки, предпочтительно стадии нагревания, для уменьшения водосодержания частиц аморфного диоксида кремния с последующим перемешиванием частиц аморфного диоксида кремния с базовым маслом и одной или несколькими металлическими солями различных органических кислот для получения композиции консистентной смазки, после чего таким образом полученную композицию консистентной смазки подвергают воздействию механической обработки, предпочтительно стадии перетирания.
Состав композиции консистентной смазки
Как описывалось выше, композиция консистентной смазки, соответствующая настоящему изобретению, содержит базовое масло и загуститель, который содержит частицы аморфного гидрофильного диоксида кремния и одну или несколько металлических солей различных органических кислот, где количество металлической соли (солей) составляет 4-25% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки. Предпочтительно количество металлической соли (солей) составляет 5-20% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки.
Предпочтительно базовое масло в композиции консистентной смазки присутствует в количестве 50-95% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки. Более предпочтительно количество базового масла составляет 70-90% (масс.), а еще более предпочтительно 75-85% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки.
В подходящем случае частицы аморфного гидрофильного диоксида кремния в композиции консистентной смазки присутствуют в количестве 0,1-10% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки. Предпочтительно количество частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния составляет 1-8% (масс.), более предпочтительно 1-5% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки.
Совокупное количество частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния и одной или нескольких металлических солей различных органических кислот составляет предпочтительно 5-30% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки. Более предпочтительно совокупное количество частиц аморфного гидрофильного диоксида кремния и одной или нескольких металлических солей различных органических кислот составляет 8-20% (масс.) в расчете на совокупную массу композиции консистентной смазки.
Области применения
Композиция консистентной смазки, соответствующая настоящему изобретению, может быть использована во множестве областей применения, включая пищевые области применения. Однако она является в особенности подходящей для использования при смазывании подшипника, предпочтительно роликового подшипника, например, сферического роликового подшипника, конического роликового подшипника, цилиндрического роликового подшипника, игольчатого роликового подшипника, шарикового подшипника, а также может быть использована для смазывания подшипника скольжения или подшипника без вкладыша. Кроме того, она является исключительно подходящей для использования в областях применения муфт и зубчатых передач. Таким образом, настоящее изобретение также относится и к использованию настоящей композиции консистентной смазки для смазывания подшипника, зубчатой передачи или муфты.
Композиция консистентных смазок, соответствующие настоящему изобретению, включают марки НИСМ (Национального института смазочных масел) в диапазоне от марки НИСМ 000 до марки НИСМ 6. Предпочтительно композиции консистентных смазок, соответствующие настоящему изобретению, характеризуются температурой каплепадения в диапазоне от, по меньшей мере, 70°С вплоть до приблизительно 200°С в соответствии с документом ASTM D-2265.
При использовании в зубчатых передачах с низкой нагрузкой композиция консистентной смазки предпочтительно относится к марке НИСМ в диапазоне от 000 до 1. При использовании в зубчатых передачах с высокой нагрузкой композиция консистентной смазки предпочтительно относится к марке НИСМ в диапазоне от 0 до 2. При использовании в подшипниках композиция консистентной смазки предпочтительно относится к марке НИСМ в диапазоне от 1 до 4, более предпочтительно к марке НИСМ 2 или 3, а наиболее предпочтительно к марке НИСМ 2.
Теперь настоящее изобретение будет проиллюстрировано при использовании следующих далее примеров, которые никоим образом изобретение не ограничивают.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
5 кг композиции консистентной смазки, содержащей 5,0% (масс.) продукта Aerosil 200 (гидрофильного коллоидального диоксида кремния), 80% (масс.) минерального масла от компании ExxonMobil, 68 сСт при 40°С и 10% 12-гидроксистеарата кальция в расчете на совокупную массу конечной композиции консистентной смазки (100% (масс.)) получали в результате перемешивания всех ингредиентов в течение 10 минут. Таким образом, полученную смесь после этого перетирали в течение 30 минут при комнатной температуре с использованием трехвалковой мельницы. Затем полученную композицию консистентной смазки нагревали до 80°С в течение 3 часов. После этого для получения конечной композиции консистентной смазки с таким образом полученной консистентной смазкой в течение 10 минут при комнатной температуре перемешивали следующие далее ингредиенты: (а) 2% (масс.) гидрофосфата кальция (Merck), (b) 0,5% (масс.) бензотриазола от компании Ciba, (c) 0,5% (масс.) продукта irgalub 349 (моно- и диалкилфосфатаминов) от компании Ciba, (d) 0,5% (масс.) трифенилфосфортионата от компании Ciba и (е) 1,5% (масс.) натриевой соли себациновой кислоты в расчете на совокупную массу конечной композиции консистентной смазки. В заключение таким образом полученную композицию консистентной смазки перетирали в течение 30 минут при комнатной температуре с использованием трехвалковой мельницы.
Эксплуатационные характеристики данной композиции консистентной смазки в различных испытаниях продемонстрированы в таблице 1.
Таблица 1
Метод испытания
Стандарт испытания
Результат испытания
Коррозия пластинок из меди, 100°С
DIN 51811
1b
Коррозия пластинок из меди, 120°С
DIN 51811
1b
Испытание от компании Emcor, дистиллированная вода
DIN 51802, IP 220
1-2
Испытание от компании Emcor, 1,5% (масс.), морская вода
DIN 51802, IP 220
1-2
Температура каплепадения [°C; °F]
DIN ISO 2176
270; 518
Низкотемпературный крутящий момент [мН·м], на старте, при установившемся режиме работы
IP 186
186; 106
Пример 2
5 кг композиции консистентной смазки, содержащей 2,5% (масс.) продукта Aerosil 200, 86% (масс.) минерального масла от компании ExxonMobil, 68 сСт при 40°С, 4% (масс.) 12-гидроксистеарата кальция и 4% (масс.) стеарата кальция в расчете на совокупную массу конечной композиции консистентной смазки (100% (масс.)) получали в результате перемешивания всех ингредиентов при комнатной температуре в течение 10 минут. Таким образом полученную смесь после этого перетирали при комнатной температуре в течение 30 минут с использованием трехвалковой мельницы. Затем полученную композицию консистентной смазки нагревали до 80°С в течение 3 часов. После этого для получения конечной композиции консистентной смазки с таким образом полученной композицией консистентной смазки в течение 10 минут при комнатной температуре перемешивали следующие далее ингредиенты: (b) 0,5% (масс.) бензотриазола от компании Ciba, (c) 0,5% (масс.) продукта irgalub 349 (моно- и диалкилфосфатаминов) от компании Ciba, (d) 0,5% (масс.) трифенилфосфортионата от компании Ciba и (е) 2% (масс.) натриевой соли себациновой кислоты, в расчете на совокупную массу конечной композиции консистентной смазки. В заключение таким образом полученную композицию консистентной смазки перетирали в течение 30 минут при комнатной температуре с использованием трехвалковой мельницы.
Эксплуатационные характеристики данной композиции консистентной смазки в различных испытаниях продемонстрированы в таблице 2.
Таблица 2
Метод испытания
Стандарт испытания
Результат испытания
Коррозия пластинок из меди, 100°С
DIN 51811
1b
Испытание от компании Emcor, дистиллированная вода
DIN 51802, IP 220
1-2
Испытание от компании Emcor, 1,5% (масс.), морская вода
DIN 51802, IP 220
1-2
Температура каплепадения [°C; °F]
DIN ISO 2176
>246; >474,8
Пример 3
5 кг композиции консистентной смазки, содержащей 2,5% (масс.) продукта Aerosil 200, 77% (масс.) минерального масла от компании ExxonMobil, 68 сСт при 40°С, 5% (масс.) 12-гидроксистеарата кальция, 5% (масс.) стеарата кальция и 7% (масс.) бегената кальция в расчете на совокупную массу конечной композиции консистентной смазки (100% (масс.)) получали в результате перемешивания всех ингредиентов при комнатной температуре в течение 10 минут. Таким образом полученную смесь после этого перетирали при комнатной температуре в течение 30 минут с использованием трехвалковой мельницы. Затем полученную композицию консистентной смазки нагревали до 80°С в течение 3 часов. После этого для получения конечной композиции консистентной смазки с таким образом полученной композицией консистентной смазки в течение 10 минут при комнатной температуре перемешивали следующие далее ингредиенты: (а) 0,5% (масс.) бензотриазола от компании Ciba, (b) 0,5% (масс.) продукта irgalub 349 (моно- и диалкилфосфатаминов) от компании Ciba, (c) 0,5% (масс.) трифенилфосфортионата от компании Ciba и (d) 2% (масс.) натриевой соли себациновой кислоты в расчете на совокупную массу конечной композиции консистентной смазки. В заключение таким образом полученную композицию консистентной смазки перетирали в течение 30 минут при комнатной температуре с использованием трехвалковой мельницы.
Эксплуатационные характеристики данной композиции консистентной смазки в различных испытаниях продемонстрированы в таблице 3.
Таблица 3
Метод испытания
Стандарт испытания
Результат испытания
Коррозия пластинок из меди, 100°С
DIN 51811
1b
Температура каплепадения [°C; °F]
DIN ISO 2176
>220; >464
Пример 4
5 кг композиции консистентной смазки, содержащей 5,0% (масс.) продукта Aerosil 200, 77% (масс.) поли-α-олефина (40 сСт при 40°С), 15% (масс.) стеарата кальция, 0,3% (масс.) продукта Ciba Irgalub 349 (моно- и диалкилфосфатаминов), 1,0% (масс.) продукта Rhein Chemie 2410, 0,2% (масс.) продукта Ciba Irgamed 39, 0,5% (масс.) продукта Rhein Chemie 3760 и 1,0% (масс.) продукта Rhein Chemie 3560 в расчете на совокупную массу конечной композиции консистентной смазки (100% (масс.)), получали в результате перемешивания всех ингредиентов в течение 10 минут при комнатной температуре. Таким образом полученную смесь после этого перетирали в течение 30 минут при комнатной температуре с использованием трехвалковой мельницы.
Таким образом полученную композицию консистентной смазки подвергали воздействию полного испытания подшипника. Испытание подшипника проводили в условиях средней скорости, низкой нагрузки на подшипник и температур подшипника в диапазоне от средней до высокой. Испытание подшипника проводили в соответствии с техническими условиями документа FE 8 DIN 51819. Для проведения механического динамического испытания жидких смазок и консистентных смазок используют испытание Fe8. Испытание выявляет способность жидких смазок и консистентных смазок обеспечивать смазочные свойства и защиту от износа для роликового подшипника в специфических условиях приложения механической и динамической нагрузки. Испытательную установку Fe8 снабжали двумя радиально-упорными шариковыми подшипниками 7312. Два подшипника подпружинивают и, соответственно, прикладывают нагрузку испытания в 10 кН. Подшипники для испытаний на наружном кольце подшипников для испытаний снабжают термопарами для измерения рабочей температуры подшипников. При использовании датчика измеряют крутящий момент сил трения. Подшипники для испытаний устанавливают на вращающийся вал, приводимый в движение электрическим двигателем через зубчатый редуктор, что реализует скорость испытания 1500 об/мин. Подшипник для испытания 7312 имеет размеры, продемонстрированные в таблице 4.
Таблица 4
Размеры 7312
Диаметр наружного кольца D [мм]
130
Внутренний диаметр d [мм]
60
Средний диаметр Dm [мм]
95
Ширина подшипника В [мм]
31
Полное испытание подшипника проводили в рабочих условиях, указанных в таблице 5.
Таблица 5
Условия проведения испытания
Осевая нагрузка [кН]
10
Скорость [об/мин]
1500
Количество консистентной смазки, на каждый подшипник [мл]
65
Постоянная температура испытания [°C; °F]
120; 248
Материал сепаратора
Полиамид
Время испытания [час]
750
Испытание выявило очень низкий коэффициент трения. Испытание приостановили по истечении 750 часов прогона. Композиция консистентной смазки прошла испытание при очень хорошем результате по износу: согласно измерениям имели место менее чем 10 мг износа. Подшипники не обнаружили наличия какой-либо питтинговой коррозии.
Композицию консистентной смазки также подвергали второму полному испытанию подшипника. Второе испытание подшипника проводили в условиях скорости подшипника в диапазоне от низкой до очень низкой, высокой нагрузки на подшипник и средней температуры подшипника. Испытание подшипника проводили в соответствии с техническими условиями документа FE 8 DIN 51819. Испытательную установку Fe8 снабжали двумя коническими роликовыми подшипниками. Два подшипника для испытания подпружинивают и, соответственно, прикладывают нагрузку испытания в 80 кН. Саморегулирующаяся температура благодаря вентиляторному охлаждению составляет приблизительно 80°С. Подшипники для испытаний на наружном кольце снабжают термопарами для измерения рабочей температуры подшипников. При использовании датчика измеряют крутящий момент сил трения. Подшипники для испытаний устанавливают на вращающийся вал, приводимый в движение электрическим двигателем через зубчатый редуктор, что реализует скорость испытания 75 об/мин. Подшипник для испытания 31312 имеет размеры, продемонстрированные в таблице 6.
Таблица 6
Размеры 31312
Диаметр наружного кольца D [мм]
130
Внутренний диаметр d [мм]
60
Средний диаметр Dm [мм]
103,8
Ширина подшипника В [мм]
31
Испытание проводили в рабочих условиях, указанных в таблице 7
Таблица 7
Условия проведения испытания
Осевая нагрузка [кН]
80
Скорость [об/мин]
75
Количество консистентной смазки, на каждый подшипник [мл]
200
Постоянная температура испытания [°C; °F]
80; 176
Материал сепаратора
Сталь
Время испытания [час]
500
Испытание выявило сохранение крутящего момента сил трения на низком уровне несмотря на небольшое увеличение в области приблизительно 350 часов испытания. Консистентная смазка прошла испытание при низком крутящем моменте сил трения подшипника и умеренном износе.
Пример 5
Композицию консистентной смазки получали в соответствии с примером 4 за исключением замены добавок Rhein Chemie 2410 и Rhein Chemie 3560 на количество трифенилфосфортионата (Ciba) в 0,5% (масс.) и содержания в композиции консистентной смазки 78,5% (масс.) поли-α-олефина.
Таким образом, полученную композицию консистентной смазки подвергали испытаниям, которые указаны в таблице 8. В таблице 8 также продемонстрированы и полученные результаты испытаний.
Таблица 8
Метод испытания
Стандарт испытания
Результат испытания
Водостойкость
DIN 51807/1
1-2
Коррозия пластинок из меди, 100°С
DIN 51811
0-0
Коррозия пластинок из меди, 120°С
DIN 51811
0-0
Коррозия пластинок из меди, 140°С
DIN 51811
1-1
Испытание от компании Emcor, дистиллированная вода
DIN 51802, IP 220
0-0
Испытание от компании Emcor, 1,5% (масс.), морская вода
DIN 51802, IP 220
1-1
Испытание от компании Emcor, 3,0% (масс.), морская вода
DIN 51802, IP 220
2-2
Пятно износа в испытании на четырехшариковой машине трения [мм]
ASTM D 4172
0,5
Нагрузка сваривания в испытании на четырехшариковой машине трения [Н]
ASTM D 4172
2200
Пример 6
Композицию консистентной смазки получали в соответствии с примером 4 за исключением замены добавок Rhein Chemie 2410 и Rhein Chemie 3560 на количество дитиофосфоната молибдена (RT Vanderbilt) в 0,05% (масс.), содержания в композиции консистентной смазки 78% (масс.) поли-α-олефина и добавления сложноэфирного масла (Fuchs; 120 сСт при 40°С) (0,95% (масс.)).
Таким образом полученную композицию консистентной смазки подвергали испытаниям, которые указаны в таблице 9. В таблице 9 также продемонстрированы и полученные результаты испытаний.
Таблица 9
Метод испытания
Стандарт испытания
Результат испытания
Водостойкость
DIN 51807/1
0-0
Коррозия пластинок из меди, 100°С
DIN 51811
2-2
Испытание от компании Emcor, дистиллированная вода
DIN 51802, IP 220
2-2
Пятно износа в испытании на четырехшариковой машине трения [мм]
ASTM D 4172
2,6
Нагрузка сваривания в испытании на четырехшариковой машине трения [Н]
ASTM D 4172
2400
Пример 7
5 кг композиции консистентной смазки, содержащей 3,5% (масс.) продукта Aerosil 200, 79% (масс.) минерального масла от компании ExxonMobil, 68 сСт при 40°С, 12% (масс.) 12-гидроксистеарата кальция и 0,5% (масс.) бензотриазола от компании Ciba, 0,5% (масс.) продукта irgalub 349 (моно- и диалкилфосфатаминов) от компании Ciba, 3% (масс.) трифенилфосфортионата от компании Ciba и 1,5% (масс.) натриевой соли себациновой кислоты в расчете на совокупную массу конечной композиции консистентной смазки (100% (масс.)), получали в результате перемешивания всех ингредиентов в течение 10 минут при комнатной температуре. Таким образом полученную композицию консистентной смазки после этого нагревали при 80°С в течение 3 часов с последующим перетиранием в течение 30 минут при комнатной температуре с использованием трехвалковой мельницы.
Эксплуатационные характеристики данной композиции консистентной смазки в различных испытаниях продемонстрированы в таблице 10.
Таблица 10
Метод испытания
Стандарт испытания
Результат испытания
Коррозия пластинок из меди, 100°С
DIN 51811
1b
Рабочая пенетрация
DIN ISO 2137
265-295
Температура каплепадения [°C; °F]
DIN ISO 2176
>220; >464
Пример 8
Композицию консистентной смазки, содержащую 2,0% (масс.) продукта Aerosil 200, 50% (масс.) минерального масла от компании ExxonMobil, 68 сСт при 40°С, 4% (масс.) 12-гидроксистеарата кальция и 4% (масс.) стеарата кальция в расчете на совокупную массу конечной композиции консистентной смазки (100% (масс.)), получали в результате перемешивания всех ингредиентов в течение 10 минут при комнатной температуре. Таким образом полученную смесь после этого перетирали в течение 30 минут при комнатной температуре с использованием трехвалковой мельницы. Затем полученную таким образом смесь нагревали при 80°С в течение 6 часов. После этого к таким образом полученной композиции консистентной смазки при комнатной температуре добавляли следующие далее добавки: (а) 0,5% (масс.) бензотриазола от компании Ciba, (b) 0,5% (масс.) продукта irgalub 349 (моно- и диалкилфосфатаминов) от компании Ciba, (с) 0,5% (масс.) трифенилфосфортионата от компании Ciba, (d) 2% (масс.) натриевой соли себациновой кислоты и 36,5% (масс.) минерального масла от компании ExxonMobil, 68 сСт при 40°С в расчете на совокупную массу конечной композиции консистентной смазки. В заключение, таким образом полученную композицию консистентной смазки перетирали в течение 30 минут при комнатной температуре с использованием трехвалковой мельницы.
Эксплуатационные характеристики данной композиции консистентной смазки в различных испытаниях продемонстрированы в таблице 11.
Таблица 11
Метод испытания
Стандарт испытания
Результат испытания
Коррозия пластинок из меди, 100°С
DIN 51811
1b
Рабочая пенетрация
DIN ISO 2137
265-295
Температура каплепадения [°C; °F]
DIN ISO 2176
>220; >464
Исходя из результатов, продемонстрированных в представленных выше таблицах, должно быть ясно, что композиции консистентных смазок, соответствующие настоящему изобретению, которые содержат настоящий конкретный загуститель, демонстрируют наличие исключительно привлекательных свойств и что они могут быть получены при удивительно низких температурах и очень легким и, таким образом, привлекательным образом.