Описание изобретения.

Назначение изобретения.

Изобретение относится к смазочным композициям для силовых установок авиационной техники, а именно для ГТД самолетов, главных редукторов тяжело нагруженных агрегатов трансмиссий маслосистемы турбокомпрессора двигателя вертолетов, обладающим улучшенными антикоррозионными и смазывающими свойствами, в частности противоизносными.

Предшествующий уровень техники.

Одним из наиболее важных эксплуатационных показателей авиационных масел является их стабильность к окислению при высоких температурах. Загрязнение

маслосистемы продуктами глубокого окисления масла представляет серьезную опасность и может явиться причиной нарушения режима двигателей. Поэтому для современных авиационных механизмов требуются масла, отвечающие ожесточенным требованиям к термоокислительной стабильности, а также к антикоррозионным свойствам их, и к противоизносу. Это решается, как выбором базовой основы таких масел, так и подбором пакета определенных присадок (антиокислительных, противоизносных, коррозионных и т. д.).

Известно смазочное масло газовых турбин (RU 2185423 С1 , 2002) следующего состава, масс. %:

термостабильный диизооктилсебацинат 10,0-15,0

2,6-дитретбутил паракрезол 0,5-3,0 η,η'-динонилдифениламин или

смесь бутил-и-октилдифениламинов 0,2-0,5 трикрезилфосфат или

дифенилпаратретбутилфенилфосфа т 1,0-3,0 бензотриазол 0,005-0,1 базовое масло (синтетическое или полиальфаолефиновое) остальное

Недостатком указанного масла являются неудовлетворительные смазывающие свойства.

Известен состав смазочного масла для вертолетов (SU 120626 А, 1958) следующего состава, масс. %:

- эфир многоатомных спиртов и одноосновных

жирных кислот, например эфира триэтиленгликоля

и жирных кислот С ₇ -С ₉ , в качестве базового масла 67,0-75,0

- этерифицированное заполимеризованное касторовое

масло в качестве загустителя 25,0-33,0

- меркаптобензотиазол в качестве противоизносной присадки 1 ,0-1 ,5

- параоксидифениламин в качестве

антиокислительной присадки 0,3-0,5

Недостатком указанного масла являются неудовлетворительные антикоррозионные свойства при 200°С и испаряемость при 250°С.

Из RU 2387703, 27.04.2010 известна смазочная композиция для силовых установок авиационной техники, а именно ГТД самолетов главных редукторов и тяжелонагруженных агрегатов трансмиссий и маслосистемы турбокомпрессора двигателя вертолетов. Композиция содержит в масс.%: бис (4-(1,1,3- тетраметилбутил)фенил)амин 1-3; С ₇ -С ₉ алкиловый эфир 3,5-бис-(1,1 диметилэтил)-4- гидроксибензопропановой кислоты 0,5-4; N,N-6HC-(2 этилгексил)-4 метил- 1Н- бензотриазол-1 -метиламин 0,05-0,25; трикрезилфосфат 1-5; 3-(бис-изобутокси- тиофосфорилсульфанил)-2-метил-пр� �пионовая кислота 0,05-1,5; сложный эфир неопентилполиола и жирных кислот С ₅ -С - остальное.

Композиция имеет улучшенные антикоррозионные свойства при температуре выше 200°С при сохранении смазывающей способности.

Наиболее близким по составу и достигаемому результату к предлагаемой смазочной композиции является смазочное масло для редукторов летательных аппаратов (RU 232481 , опубл. 20.04.2008) следующего состава, масс.%:

- бис(4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)фенил) амин 1 ,0-3,0 - C ₇ -C ₉ алкиловый эфир 3,5-бис-(1,1 диметилэтил)-4- гидроксибензопропановой кислоты 0,5-4,0

- N,N-6HC-(2 этилгексил)-4 метил- Ш-бензотриазол-

1 -метиламин 0,05-0,25

- меркаптобензотиазол 1,0-2,4

- сложный эфир пентаэритрита и

жирных кислот С ₅ -С ₁₀ остальное Смазочное масло по данному изобретению обладает ядом положительных свойств, в частности наилучшими в сравнении с другими маслами, смазывающими свойствами, что позволяет использовать его в качестве единого для двигателей и редукторов вертолетов при максимальной температуре масла на выходе из двигателей до 175°С.

В то же время опыт эксплуатации вертолетов на данном масле показал, что оно имеет существенный недостаток, связанный со склонностью к окислению противозадирной присадки каптакс (2-мери аптобензотиазол) с превращением ее в альтакс (дитиобензотиазол) - соединение, плохо растворимое в масле. Образуя с продуктами окисления масла желеобразную массу, в осенне-зимний и весенне-зимний переходные периоды в некоторых случаях альтакс может забивать маслофильтры, форсунки, трубопроводы с малым проходным сечением, радиаторы и т.п. Хотя этот осадок быстро растворяется после запуска двигателя и частицы его способны продавливаться через сетку фильтров, но вероятность его повторного образования на маслофильтрах при значительном охлаждении масла не исключается. Поэтому в таких случаях требуется полный слив масла из двигателя и редуктора и замена его на свежее.

Из-за наличия в каптаксе меркаптановой серы, обладающей высокой реакционной способностью, масло характеризуется еще и высокой коррозионной агрессивностью по отношению к некоторым конструкционным материалам (меди, медным и магниевым сплавам, серебряному покрытию на сепараторах подшипников) и вызывает повышенный износ трущихся поверхностей (d: 0,5 мм).

Известно синтетическое масло ПТС-225 (ТУ 38.401-58-1-90) на сложных эфирах пентаэритрита и СЖК С ₅ -С ₉ , отвечающее требованиям спецификации США MIL-PRF 23699F.

Масло ПТС-225, обладая высокими эксплуатационными свойствами, вызывает повышенную коррозию на меди при 225°С 2,5 мг/см ³ (ГОСТ 23797) и коррозию оксидированного сплава МЛ- 10 - 18,4 г/м . (Отечественные и зарубежные горюче- смазочные материалы. Л.С.Яновский, Ф.М.Галимов, В.А.Аляев. Стр. 84-86.) Масло разработано с использованием сложного комплекса различных присадок, технология его получения сложна, и промышленное производство его отсутствует.

Таким образом в настоящее время по-прежнему является актуальным созданием смазочной композиции синтетического масла, работоспособного в различных двигателях вертолетов и самолетов, т. е. в современной авиационной технике в жестких условиях эксплуатации.

Краткое описание сущности изобретения.

Итак, технической задачей заявленного изобретения является получение смазочной композиции для авиационной техники, имеющей высоко смазывающие свойства, обладающей, обладающей термической стабильностью свыше 300°С и термоокислительной стабильностью, низкой летучестью, антикоррозионной стойкостью в условиях повышенных температур.

Поставленная техническая задача достигается смазочной композицией универсального синтетического масла, работоспособного в газотурбинных двигателях и турбиновинтовертолетных двигателях, включающая в качестве базовой основы авиационный пентаэритритовый эфир на основе смеси полных сложных эфиров пентаэритрита и жирных карбоновых кислот и простого эфира димера пентаэритрита, алкилфениламинную антиокислительную присадку антиоксидант типа Ирганокс - бис(4-( 1 , 1 ,3 ,3 -тетраметилбутил)фенил)амин или диоктилдифениламн, высокомолекулярную алкилфенольную антиокислительную присадку типа Ирганокс L101, противоизносную присадку на основе смеси трикрезилфосфата и дитиофосфта Иргалюб 353 в соотношении 3: 1, ингибитор коррозии - смесь 1 ,2,3-бензотриазола и производного толутриазола Иргамет 39 в соотношении 1 :10, при следующем соотношении исходных компонентов в масс %:

- указанный аминный антиоксидант 0,8-1,2

- указанный алкилфенольный антиоксидант 0,6-1,0

- противоизносная присадка: 3 ,04-3 , 14

смесь трикрезилфосфата и

и указанного дитиофосфата

- указанная смесь производного толутриазола

и 1,2,3-бензотриазола 0,035-0,145

- указанная базовая основа на основе указанного

авиационного пентаэритритового эфира остальное Подробное описание сущности изобретения.

Раскрытие изобретения.

Базовой основой смазочной композиции универсального синтетического масла по заявленному изобретению является эфир пентаэритритовый (сложный эфир) на основе смеси полных сложных эфиров пентаэритрита и жирных карбоновых (индивидуальных) кислот, отвечающий требованиям ТУ 0253-001-07548712-2010 «Авиационный эфир пентаэритритовый базовый. Технические условия», основные свойства которого приведены в таблице 1.

Авиационный эфир пентаэритритовый базовый, формулы C^sHss^O, представляет собой смесь полных сложных эфиров жирных карбоновых кислот и пентаэритрита (мономера), сложных эфиров жирных карбоновых кислот и простого эфира (димера) в мольном соотношении мономера к димерам пентаэритрита 1,25: 1,00 с незначительным количеством эфиров триммера пентаэритрита.

В заявленной, в качестве изобретения смазочной композиции, авиационный эфир пентаэритритовый используется в сочетании с подобранными различными присадками (антиокислительными, противоизносными, антикоррозионными), взятыми в определенных количествах, и обеспечивающих, в сочетании с указанной базовой основой, синергетический эффект, заключающийся в достижении целого комплекса определенных свойств получаемого универсального синтетического масла, как смазочной композиции.

В смазочной композиции по изобретению в качестве синергетически действующих присадок используют следующие компоненты:

- антиокислительная присадка Ирганокс L01 или диоктилдифенил амин (ДАТ по ТУ 38.1011215-89);

- антиокислительная присадка алкилфенольная Ирганокс L101 ;

- ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол по ТУ 6-09-1251-75;

- антикоррозионная присадка Иргамет 39;

- противозадирная присадка Иргалюб 353;

- противоизносная присадка трикрезилфосфат (ТКФ по ГОСТ 5728). Таблица 1.

Основные свойства базовой основы «Авиационного эфира пентаэритритового».

Антиокислительная присадка Ирганокс L 01 (Ciba IRGANOX L 01) представляет собой ди-изо-октилдифениламин; присадка Ирганокс L 101 (Ciba IRGANOX L 101) представляет собой тетракис(3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидр� �сифенил)пропионат) пентаэритритола; присадка Иргалюб 353 представляет собой диалкилдитиофосфат эфир.

В нижеследующей таблице 2 представлен пример смазочной композиции универсального синтетического масла по изобретению.

В таблице 3 представлены основные технические свойства смазочной композиции универсального синтетического масла по изобретению.

Получают композицию следующим образом.

В реактор подают расчетное количество компонентов. Сначала загружают авиационный эфир пентаэритритовый, осуществляют перемешивание и нагрев до 75 +5°С.

При 75- 95°С при перемешивании загружают присадки согласно ее рецептурному составу смазочной композиции. Таблица 2.

Промышленная применимость.

Ниже представленные данные, включая сведения, указанные в таблице 3, наглядно иллюстрируют реализацию изобретения с получением указанного технического результата. Таблица 3.

JYo Наименование показателя Значения Методы испытаний

1 Внешний вид Прозрачна Визуально я жидкость

2 Кинематическая вязкость,

мм /с,

при температуре: 4,9 по ГОСТ 33 или 100 °С, не менее ISO 3104

12000 ASTM D 45 минус 40 °С, не более

3 Температура застывания, °С, минус 60 ГОСТ 20287 не выше (метод Б) или

ASTM D 97

4 Температура вспышки, по ГОСТ 4333 определяемая в открытом 245 или тигле, °С, не ниже ASTM D 92

5 Кислотное число, мг КОН/г по ГОСТ 11362 на 1 г масла, не более 0,2 или

SAE ARP 5088 ГОСТ 5985 с дополнением по 5.2

6 Содержание воды, %, не Отсутствие ГОСТ 2477 или более Не ASTM D 95 нормирует

ся

7 Содержание механических отсутствие по ГОСТ 6370 примесей, %, не более

8 Термоокислительная ГОСТ 23797 стабильность при 225°С в

течение 50 ч и расходе

воздуха (10±0,5), дм /ч:

по ГОСТ 1 1362 а) кислотное число после 1,5 или ASTM D 64 окисления, мг КОН на 1 г или масла, не более

ГОСТ 5985 с б) кинематическая вязкость, 6,0 дополнением по мм ² /с, 20000 5.2 после окисления, при по ГОСТ 33 или температуре: ISO 3104 или

100 °С, не более 0,10 ASTM D 64 минус 40 °С, не более

ГОСТ 23797 в) массовая доля осадка, не

растворимого в изооктане, отсутствие

%, не более отсутствие

±0,1

г) коррозионность масла, ГОСТ 23797 мг/см на пластинках:

сталь марки ШХ15 по ГОСТ

801 ;

алюминиевый сплав АК4 по

ГОСТ 4784;

медь марки Ml или М2 по

ГОСТ 859

9 Плотность, г/см , не более: По ГОСТ 3900 при 15°С 1 ,1 или при 20°С 1,0 ASTM D 4452 не нормир.

Таблица 3 (продолжение).

Наименование показателя Норма Метод испытания0 Трибологические

характеристики на четырехшариковой машине ГОСТ 9490 трения при температуре

окружающей среды:

872(89)

а) критическая нагрузка (Рк),

кГс,

не менее 0,4 б) показатель износа, Ди, мм

при осевой нагрузке 196 Н, не не ASTM D 4172 более нормируе

в) диаметр пятна износа: 1 тся

час, 40 кг,

не более

и Коррозионная и FED-STD-791

окислительная стабильность выдержи Метод 5308 при 204°С в течение 72 час вает

Компонентный состав масла представляет собой высокоэффективную сбалансированную композицию авиационного эфира пентаэритритового базового (ТУ 0253-001-07548712-2010) и многофункциональных присадок, обеспечивающую эксплуатационные свойства масла.

Базовый компонент. Базовый компонент представляет собой авиационный эфир пентаэритритовый базовый (ТУ 0253-001-07548712-2010).

Присадки. В качестве присадок к маслу используются присадки, обеспечивающие синергизм их действия в масле.

Ингибиторы окисления. Концентрация ингибиторов окисления фенольного и аминного типа не должна превышать 3.0 процента по весу.

Противоизносные присадки. Противоизносные присадки, такие, как фосфорсодержащие (трикрезилфосфат по ГОСТ 5728), необходимо добавлять в количестве, не превышающем 4,0 процентов по весу, но в количестве достаточном, чтобы готовое масло отвечало требованиям по смазывающим свойствам (п.9 таблицы

1).

Ингибиторы коррозии. Ингибиторы коррозии, такие как, производные триазола, необходимо добавлять в количестве, не превышающем 0, 15 процентов по весу. Как следует из данных, представленных в таблице 3, смазочная композиция по изобретению обладает термоокислительной стабильностью (до 230-240°С); имеет термическую стабильность при температурах свыше 300°С, имеет низкую летучесть, обладает высокими триботехническими свойствами, а также антикоррозионными свойствами в условиях повышенных температур (до 240°С) и повышенных силовых нагрузок.

Указанный комплекс достаточно высоких технических свойств смазочной композиции по изобретению позволяет использовать ее в качестве авиационного синтетического масла для газотурбинных двигателей и редукторов вертолетов, а также турбовинтовых и турбовинтовентиляторных двигателей самолетов.