КОМПОЗИЦИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО МАСЛА НА ОСНОВЕ ФТОРСИЛОКСАНОВОЙ ЖИДКОСТИ
HIGH-TEMPERATURE OIL COMPOSITION BASED ON FLUOROSILOXANE LIQUID

Изобретение относится к получению высокотемпературных масел (смазок) с высокими эксплуатационными свойствами и используемых в изделиях аэрокосмической техники.
Известна пластичная (высокотемпературная) смазка, например 11-М-48, полученная загущением жидкости ИК-1 комплексным кальциевым мылом (кальциевое мыло стеариновой кислоты и ацетата кальция), следующего состава, %:
загуститель
17,7
ИК
81,8
присадка (дифениламин)
0,5
2
характеризуется пределом прочности (80°С) 1,8 г/см и коллоидной стабильностью (выделение масла на приборе КСА при нагрузке 300 г) 4,3%. Испаряемость за 1 час при 150°С по ГОСТ 9566-60 0,4% (SU 274292, 14.09.1970).
Из SU 308058, 25.08.1971 известна другая высокотемпературная пластичная смазка, предназначенная для работы в условиях трения-качения при высоких удельных нагрузках.
Эта известная высокотемпературная смазка (пластичная) получена на основе этилполисилоксановой жидкости и загущена сажей; смазка дополнительно может содержать различные антиокислительные присадки (фенил-альфа-нафтиламин, дифениламин, ионол). Однако она обладает термоокисльтельной стабильностью только до 200°С.
ИЗ SU 682559, 30.08.1979 известно приборное масло, используемое в узлах трения приборов, работающих в диапазоне температур от +100°С до -60°С. Известное масло получено на основе фторкремнийорганической жидкости, содержащей γ-трифторпропильный радикал, с добавлением присадки. В качестве присадки оно содержит алкокси-(фторалкокси)-циклотрифосфазен в количестве 0,25-1,5 вес.%. В известном приборном масле в качестве фторкремнийорганической жидкости используют жидкость 161-44 по МРТУ 6-02=421-67.
Технической задачей заявленного изобретения является получение высокотемпературного кремнийорганического масла, пригодного для применения в изделиях аэрокосмической техники и имеющего повышенную термоокислительную стабильность при температурах до 280°С.
2
3
Поставленная техническая задача достигается тем, что высокотемпературное фторкремнийорганическое масло для изделий аэрокосмической техники содержит фторсилоксановую жидкость 161-44М, содержащую γ-трифторпропильный радикал, с вязкостью при 100°С не менее 9,0 мм/с, плотностью 1,090-1,200 г/см и температурой вспышки не ниже 280°С, и биметалльную кремнийорганическую присадку Иноксил ФК, полученную взаимодействием фторсилоксановой жидкости 161-44М с органическим соединением металла - капронатом железа и ацетилацетонатом меди, взятых в виде их ксилольных растворов, при следующем соотношении компонентов в масс.%:
указанная фторсилоксановая жидкость
88,0-92,0
указанная биметалльная кремнийорганическая
присадка Иноксил ФК
8,0-12,0
Для производства высокотемпературного масла по изобретению используют фторсодержащую жидкость 161-44М на основе фторсилоксана, содержащего γ-трифторпропильный радикал (СТО 075 48712-003-2010), свойства которого представлены в таблице 1, и антиокислительную присадку Иноксил ФК (СТО 075 48712-004-2010), свойства которой приведены в таблице 2.
Биметалльную кремнийорганическую присадку Иноксил ФК получают способом, аналогичным описанному в RU 2034868, 10.05.1995 или в патенте RU 2357979, 10.06.2009.
В частности, получают ее взаимодействием фторсилоксановой жидкости с капронатом железа и ацетилацетонатом меди, взятых в виде растворов в ксилоле и при соотношениях, казанных в таблице 2.
Высокотемпературное масло по изобретению получают следующим образом
А. Получение присадки Иноксил ФК (при соотношении компонентов в табл.2)
В реактор загружают расчетное количество капроната железа (раствор в ксилоле) и смешивают с фторсилоксановой (фторсиликоновой) жидкостью 161-44М. При нагревании (250-270°С) туда же вводят ксилольный раствор ацетилацетоната меди. После завершения реакции смесь охлаждают до 120-140°С и далее до 30-40°C.
Б. Жидкость 161 44М ((олигодиметил (метил-трифторпропил)силоксановая жидкость) совмещают с полученной присадкой Иноксил ФК при 60-80°С, далее продукт охлаждают.
В таблице 3 указаны примеры составов масла по изобретению, в таблице 4 представлены основные свойства высокотемпературного масла на основе фторсодержащего полиорганосилоксана.
Как следует из приведенных данных, получаемое по изобретению высокотемпературное масло на основе фторсодержащего полиорганосилоксана за счет экспериментально подобранного сочетания фторсилоксановой жидкости с определенным характеристиками и синергетически действующей добавки-присадки Иноксил ФК (биметалльная кремнийорганическая) с определенными свойствами обладает высоким эксплуатационными свойствами за счет высокой термоокислительной стабильности при высоких температурах до 280°С.
Жидкость 161-44М должна изготавливаться по технологии, согласованной и утвержденной установленным порядком, и соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.
Иноксил ФК. Сырьем для производства присадки Иноксил ФК являются:
- капронат железа (ксилольный раствор);
- ацетилацетонат меди (ксилольный раствор);
- жидкость 161-44М по СТО 07548712-003-2010.
Компонентный состав присадки приведен в таблице 2.
Таблица 2
Компонентный состав присадки Иноксил ФК.
№ п/п
Наименование компонентов
Содержание, % масс.
1
Жидкость 161-44М
36,0±2,0
2
Капронат железа (ксилольный раствор)
32,0±2,0
3
Ацетилацетонат меди (ксилольный раствор)
32,0±2,0
Таблица 3
Компонентный состав масла
№ п/п
Наименование компонентов
Нормативный документ
Содержание, % масс.
1
Антиокислительная присадка Иноксил ФК
СТО 07548712-004-2010
10,0±2,0
2
Жидкость 161-44М
СТО 07548712-003-2010
До 100
Масло изготавливают по технологии, согласованной и утвержденной установленным порядком, и соответствует требованиям, указанным в таблице 4.
Таблица 4
№ п/п
Наименование показателя
Норма
Метод испытания
1
Внешний вид
Легкоподвижная прозрачная жидкость
Визуально по п.6.2 наст. СТО
2
Плотность при 20°С, г/см<sup>3</sup>
1,09-1,20
ГОСТ 3900
3
Кинематическая вязкость, мм<sup>2</sup>/с, при температуре:
200°С,
2,5-3,5
ГОСТ 33
100°С,
8,5-12,0
минус 40°С, не более
1000
минус 54°С, не более
3500
4
Температура застывания, °С, не выше
минус 60
ГОСТ 20287 (метод Б)
5
Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °С, не ниже
230
ГОСТ 4333
6
Кислотное число, мг КОН/г на 1 г масла, не более
0,20
ГОСТ 11362 или ГОСТ 5985
7
Содержание механических примесей, %, не более
отсутствие
ГОСТ 6370
8
Содержание водорастворимых кислот и щелочей
отсутствие
ГОСТ 6307
9
Содержание воды, не более
ppm
100
ГОСТ 24614
%
отсутствие
ГОСТ 2477
Таблица 4 (продолжение)
№ п/п
Наименование показателя
Норма
Метод испытания
10
Термоокислительная стабильность при 280°С в течение 50:
ГОСТ 23797
а) массовая доля осадка, нерастворимого в изооктане, %, не более
0,12
б) кислотное число после окисления, мг КОН на 1 г масла, не более
0,3
в) изменение вязкости при температуре 100°С, %, не более
15,0
г) изменение вязкости при температуре минус 40°С, %, не более
25,0
д) весовой показатель коррозии, мг/см<sup>2</sup>:
сталь марки ШХ15
отсутствие
алюминий АК4
отсутствие
медь M1
±0,2
11
Трибологические характеристики на четырехшариковой машине трения при температуре окружающей среды:
ГОСТ 9490
- показатель износа, Ди, при 20°С, мм, не более
1,1
12
Массовая доля металлов, %, в пределах
0,025-0,030
По приложению 1 СТО или ASNM D 5185
Примечание:1. При определении показателя по п.9 арбитражным методом является ГОСТ 24614.2. Норма по показателю п.12 методом ASNM D 5185 не является браковочной до 31.12.2015 года. Показатель определяется факультативно для накоплния данных.
Компонентный состав масла представляет собой высокоэффективную сбалансированную композицию кремнийорганической жидкости 161-44М (СТО 07548712-003-2010) и антиокислительной присадки Иноксил ФК (СТО 07548712-004-2010), обеспечивающую эксплуатационные свойства масла.