Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2452768

(19)

RU

(11)

2452768

(13)

C1

(51) МПК C10M171/02 (2006.01)

C10M105/04 (2006.01)

C10M169/04 (2006.01)

C10M133/12 (2006.01)

C10M129/10 (2006.01)

C10N40/08 (2006.01)

C10N30/08 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.08.2012 - действует Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2010146138/04, 12.11.2010

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

12.11.2010

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 12.11.2010

(45) Опубликовано: 10.06.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2271383 C1, 10.03.2006. RU 2175342 C2, 27.10.2001. RU 2275418 C1, 27.04.2006. RU 2283341 C1, 10.09.2006. JP 2007327069 A, 20.12.2007.

Адрес для переписки:

143965, Московская обл., г. Реутов, Юбилейный пр-кт, 2, корп.1, кв.17, А.Ф. Хурумовой

(72) Автор(ы):

Хурумова Аида Федоровна (RU),

Алексашин Анатолий Алексеевич (RU),

Михеичев Павел Алексеевич (RU),

Ковба Лидия Васильевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли (RU)

(54) СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ГИДРАВЛИЧЕСКОГО МАСЛА С ПОВЫШЕННОЙ ПОЖАРОБЕЗОПАСНОСТЬЮ ДЛЯ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

(57) Реферат:

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции авиационного синтетического гидравлического масла для гидросистем авиационной, ракетной и наземной техники, содержащей в качестве базовой основы полиальфаолефиновые углеводороды в сочетании с реологическим концентратом на основе маловязких моноэфиров C 18 H 38 O 2 , стабилизированных полиметакрилатом (NYCOPERF RA 655), фенольную антиокислительную присадку, триизопропилфосфат в качестве противоизносной присадки, ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол или производное толутриазола Иргамет 39, кремнийорганическую жидкость в качестве антипенной добавки и краситель. Техническим результатом настоящего изобретения является создание авиационного гидравлического масла с высокими эксплуатационными характеристиками и с повышенной взрыво- и пожаробезопасностью. 4 табл.

Изобретение относится к гидравлическим (рабочим) жидкостям, предназначенным для гидравлических систем авиационной техники, в частности к авиационному синтетическому гидравлическому маслу для гидросистем авиационной ракетной и наземной техники, позволяющих обезопасить работу и эксплуатацию гидравлических систем при высоких температурах (пониженная пожароопасность ввиду высокой температуры вспышки и воспламенения). Также существенно снижены потери от испарения, что дает возможность более стабильной работы механических частей, например, скорость срабатывания гидроприводов.

Данное авиационное гидравлическое масло относится к новейшему поколению гидравлических жидкостей для воздушных судов и ракет. Является лучшим компромиссным решением по низкотемпературным требованиям к сохранению текучести (до -55°С), огнестойкости для безопасной эксплуатации и смазывающей способности для предотвращения износа и задиров в широких температурных границах. Может применяться в гидросистемах, которые до этого работали на нефтяных жидкостях без замены резиновых уплотнений. Применяются также в автопилотах, тормозных механизмах и в качестве амортизационной жидкости. Дают возможность обезопасить работу и эксплуатацию при высоких температурах вспышки и воспламенения.

К обязательным требованиям, предъявляемым к рабочим жидкостям для гидравлических систем авиационной техники, относятся:

- хорошие вязкостно-температурные характеристики (вязкость при 50°С не менее 8 мм 2 /с, при минус 60°С не более 5000 мм 2 /с);

- стабильность вязкости при механодинамических нагрузках (вязкость жидкости не должна уменьшаться при прокачке насосом и дросселировании в золотниках под высоким давлением);

- пожаробезопасность в случае разгерметизации гидравлической системы в аварийных ситуациях (температура вспышки паров жидкости должна быть не ниже 170°С).

В гидравлических системах отечественных самолетов и вертолетов в качестве рабочей жидкости широко применяется гидравлическое масло АМГ-10 («Масло АМГ-10» ГОСТ 6794) на основе низкозастывающих минеральных углеводородов с добавлением вязкостной, антиокислительной и противоизносной присадок. Рекомендуемый диапазон рабочих температур от минус -60°С до + 125°С.

Однако указанное гидравлическое масло АМГ-10 имеет следующие недостатки:

- уменьшение вязкости при эксплуатации в гидравлических системах (до 30%) вследствие механохимической деструкции молекул вязкостной полимерной присадки, что существенно сокращает ресурс работы масла и снижает надежность работы гидроагрегатов. Например, ресурс работы масла АМГ-10 в гидросистемах самолетов ТУ-154 не превышает 600 часов вследствие уменьшения вязкости с 10 до 7 мм 2 /с (Ю.Е.Раскин, Ю.И.Денисов, Е.М.Вижанков, Б.Г.Бедрик. Диагностика и контроль ресурса применения рабочих жидкостей в гидросистемах авиационной техники. «Контроль. Диагностика», 5, 2004, с.38-40);

- неудовлетворительная пожаробезопасность при нарушении герметичности гидросистемы под давлением вследствие низких значений температуры вспышки паров (93°С при рабочей температуре жидкости до 125°С);

- неудовлетворительная термоокислительная устойчивость при температурах выше 125°С.

Гидравлическое масло АМГ-10 имеет невысокую стойкость к воспламенению, характеризуемую относительно низкой температурой вспышки, находящейся на уровне 93°С. Кроме того, в связи с возросшими в новых летательных аппаратах перепадами давления в гидросистемах имеет место увеличение градиента скорости сдвига в объеме масла, что приводит к повышению механических нагрузок на полимерный модификатор вязкости и его деструкции: чем выше давление в гидросистеме, тем быстрее достигает вязкость масла при 50°С своего нижнего предела, равного 8 мм 2 /с и являющегося критическим показателем для замены масла АМГ-10 полностью на свежее. Если раньше этот порог достигался за 1500 часов работы, то в современных гидросистемах он равен 100 часам и менее. Для современных и новых поколений самолетов необходимо гидравлическое масло с более высокими характеристиками по стойкости к воспламенению и механическим нагрузкам, но при этом оно должно быть взаимозаменяемым с маслом АМГ-10.

Известен состав смазочного масла для газовых турбин (патент РФ 2185423. 20.07.2002, бюл. 20) для применения в газотурбинных двигателях сверхзвуковой авиации следующего состава, мас.%:

Термостабильный диоктилсебацинат

10,5-15

2,6-ди-трет-бутилпаракрезол

0,5-3,0

Алкилированный дифениламин

0,2-0,5

Трикрезилфосфат или дифенилпаратрет-бутилфенилфосфат

1,0-3,0

Бензотриазол

0,005-0,1

Синтетическое поли-альфа-олефиновое масло

остальное

Однако указанный состав не может быть использован в качестве рабочей жидкости для гидравлических систем авиационной техники, так как не обеспечивает требований по вязкости при минусовых температурах - уже при минус 40°С вязкость 4000=5000 мм 2 /с (необходимо при минус 60°С - не более 5000 мм 2 /с), термоокислительной устойчивости при высоких температурах - кислотное число за 50 часов увеличивается с 0,01-0,08 мг КОН/г до 4,05-6,0 мг КОН/г (допускается не более 0,15 мг КОН/1г), вязкость увеличивается на 40-50% и образуется осадок в количестве 0,06-0,15 мас.%, что не допустимо для рабочих жидкостей для гидравлических систем авиационной техники.

Известна рабочая жидкость для гидравлических систем авиационной техники (патент RU 2275418 С1), где в качестве основы применяются, мас.%: доктилсебацинат 9,9-10,1, полиэтилсилоксановая жидкость с вязкостью 4-49 мм 2 /с при 20°С 17-23, поли-альфа-олефины с вязкостью 1,7-2,0 мм 2 /с при 100°С 25-32, поли-альфа-олефины с вязкостью 3,7-4,3 мм 2 /с при 100°С до 100. Характеристики масла: кинематическая вязкость при минус 50°С 1540-3712 мм 2 /с, исследование термоокислительной стабильности проводили при 135°С. Технический результат - улучшение вязкостных характеристик при минусовых температурах (до минус 60°С), повышение термоокислительной устойчивости.

Из RU 2347803, 27.02.2009 известна рабочая жидкость для гидравлических систем авиационной техники, содержащая 2,6-ди-трет-бутилпаракрезол, фенил- -нафтиламин, трикрезил-фосфат, в качестве основы содержит диоктилсебацинат термостабильный, фракцию поли-альфа-олефинов с вязкостью 1,7-2,0 мм 2 /с при 100°С и полиалкилсилоксановую жидкость с вязкостью 14-16 мм 2 /с при 100°С, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

2,6-ди-трет-бутилпаракрезол

0,3-0,5

фенил- -нафтиламин

0,2-0,5

трикрезил-фосфат

1,0-3,0

диоктилсебацинат термостабильный

9,6-19,5

поли-альфа-олефины с вязкостью 1,7-2,0 мм 2 /с при 100°С

34,0-44,3

полиалкилсилоксановая жидкость с

вязкостью 14-16 мм 2 /с при 100°С

39,4-48,1

Технический результат - улучшение термоокислительной стабильности, вязкостных характеристик в области минусовых температур, повышение максимальной рабочей температуры эксплуатации.

Технической задачей заявленного изобретения является создание авиационного синтетического масла для гидросистем с повышенной взрыво- и пожаробезопасностью и возможностью использования его в гидросистемах более высокой мощности и при более высокой температуре при сохранении высоких эксплуатационных свойств.

Техническая задача достигается смазочной композицией авиационного синтетического гидравлического масла для гидросистем авиационной, ракетной и наземной техники, содержащей в качестве базовой основы поли-альфа-олефиновые углеводороды с кинематической вязкостью при 100°С от 1,5-6 мм 2 /с и молекулярной массой от 260 до 560 г/моль, реологический концентрат NYCOPERF RA 655 на основе маловязких моноэфиров С 5 -С 10 -карбоновых кислот и С 8 -С 13 -спиртов, стабилизированных полиметакрилатом, и имеющий вязкость при 100°С от 1,6- 2,0 сСт и 120-130 сСт при -40°С и температуру застывания ниже -72°С, фенольную антиокислительную присадку, триизопропилфосфат в качестве противоизносной присадки, ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол или производное толутриазола Иргамет 39, кремнийорганическую жидкость в качестве антипенной добавки и краситель, при следующем соотношении исходных компонентов в мас.%:

указанная базовая основа на основе

поли-альфа-олефиновых углеводородов

60,0-64,0

указанный реологический концентрат на основе

маловязких моноэфиров, стабилизированных

полиметакрилатом

35,0-38,0

фенольная антиокислительная присадка

0,3-1,0

триизопропилфосфат

0,5-2,0

указанный ингибитор коррозии

0,02-0,1

кремнийорганическая жидкость в качестве

антипенной добавки

0,03-0,08

краситель

0,0011-0,0013

В композиции авиационного синтетического гидравлического масла по изобретению в качестве поли-альфа-олефиновых углефодородов (поли-альфа-олефиновых углефодородов) используют ПАО с кинематической вязкостью при 100°С от 1,5-6 мм 2 /с, предпочтительно от 1,7- 3,6 мм 2 /с; с молекулярной массой от 260 до 560 г/моль, предпочтительно от 275 до 400 г/моль.

И в частности, в качестве таких поли-альфа-олефиновых углеводородов используют поли-альфа-олефиновые углеводороды ПАМ-2 (ТУ 2053-014-544 09843-2007) или NEXBASE 2002 BULK, имеющие кинематическую вязкость при 100°С от 1,6-1,8 мм 2 /с, температуру застывания не выше - 66°С.

В композиции авиационного синтетического гидравлического масла по изобретению используют реологический концентрат NYCOPERF RA 655 NICO СА (Франция), представляющий собой маловязкий моноэфир C 18 H 38 O 2 , стабилизированный полиметакрилатом небольшой молекулярной массы от 200 до 500 г/моль. Моноэфир синтезирован из кислот, содержащих 5-10 атомов углерода и спиртов, имеющих 8-13 атомов углерода, и обладает вязкостными свойствами при 100°С в пределах 1,6-2,0 сСт и при -40°С 120-130 сСт, и температурой застывания ниже минус 72°С. Загущающая присадка, улучшающая индекс вязкости до 310, обеспечивает пологость вязкостно-температурной зависимости реологического концентрата NYCOPERF RA 655.

В качестве фенольной антиокислительной присадки авиационное гидравлическое масло по изобретению содержит, например, метилен-бис-дитретбутил-фенол марки МБ-1 или Ethanox 4702, или Ирганокс 1010 (пентаэритритол тетракис (3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил) пропионат).

В качестве противоизносной присадки авиационное гидравлическое масло по изобретению содержит три-изо-пропилфосфат ТИПФ или Durad 150.

В качестве ингибитора коррозии авиационное гидравлическое масло по изобретению содержит 1,2,3-бензотриазол или производные толутриазола Иргамет 39 (N,N-бис-(2-этилгексил)-4-метил-1Н-бензотриазол-1-метиламин).

В качестве антипенной добавки авиационное гидравлическое масло по изобретению содержит кремнийорганическую жидкость, например, ПМС-200 (полиметилсилоксановая жидкость) или Synaflve AC или АmН 2 (сертификат фирмы Cognis, 2007).

В качестве красителя авиационное гидравлическое масло по изобретению содержит, например, краситель жирорастворимый зеленый VERT AU CRAS W 7200 (сертификат фирмы Sensient, 2007).

В таблице 1 представлен конкретный пример состава смазочной композиции авиационного синтетического гидравлического масла по изобретению, иллюстрирующий, но не ограничивающий объем притязаний.

В таблицах 2-3 представлены свойства базовой смеси авиационного масла по изобретению, состоящей из базовых компонентов поли-альфа-олефиновых углеводородов (ПАОМ-2) и реологического концентрата NYCOPERF RA 655 (ТУ 0253-003-07548712-2010).

В таблице 4 представлены основные свойства авиационного синтетического гидравлического масла по изобретению.

Таблица 1.

п/п

Наименование компонентов

Нормативный документ

Содержание, мас.%

1

Базовая смесь из

ТУ 0253-003-07548712-2010

синтетических

углеводородов (БССУ) из:

а) базовой основы ПАОМ-2

ТУ 0253-014-54409843-2007

61,9688

63,0189

б) реологический концентрат

ТУ 0253-003-07548712-2010

36,5

36,0

NYCOPERF RA 655

2

Антиокислительная

ТУ 2425-436-05742686-2001

0,5

0,45

присадка:

метилен-бис-дитретбутил-

фенол(МБ-1)

3

Противоизносная присадка:

Опытное производство ОАО

0,93

0,45

три-изо-пропилфосфат

«Химпром»

(ТИПФ)

4

Ингибитор коррозии:

ТУ 6-09-1291-87

0,05

0,04

1,2,3-бензотриазол

5.

Антипенная присадка:

ТУ 6-09-1291-87

0,05

0,04

ПМС-200 (полиметил-

силоксановая жидкость)

6

Краситель

Сертификат фирмы Sensient

0,0012

0,0011

VERT AUCRASW 7200

Композицию авиационного гидравлического масла по изобретению готовят путем приготовления базовой смеси смешением базовой основы на основе поли-альфа-олефиновых углеводородов с реологическим концентратом и пакетом присадок при нагревании.

В реактор подают расчетное количество компонентов базовой смеси синтетических углеводородов (БССУ). Перемешивают, нагревают до 60-80°С до полной растворимости. При перемешивании далее загружают присадки, фильтруют.

Таблица 2

Показатели качества базовой смеси синтетических углеводородов (БССУ)

Наименование показателя

Значения

Методы испытаний

1

Вязкость кинематическая, мм 2 /с, при

ГОСТ 33

температуре:

50°С, не менее

9,0

минус 50°С, не более

1250

минус 55°С, не более

2500

2

Температура застывания, °С, не выше

минус 60

ГОСТ 20287

3

Содержание воды,

ГОСТ 2477

%

отс.

ГОСТ 24614

ppm, не более

500

арбитражный

Таблица 3

Основные характеристики

Наименование показателя

Норма

Метод испытания

1

Вязкость кинематическая, мм 2 /с, при

ГОСТ 33

температуре:

50°С, не менее

9,0

минус 50°С, не более

1250

минус 55°С, не более

2500

2

Температура застывания, °С, не выше

минус 60

ГОСТ 20287

3

Индекс вязкости, не менее

300

ГОСТ 25371

4

Температура вспышки, определяемая в

ГОСТ 4333

открытом тигле, °С, не ниже

150

5

Кислотное число, мг КОН/г на 1 г масла,

ГОСТ 5985

не более

0,03

6

Содержание воды,

ГОСТ 2477

%

ОТС.

ГОСТ 24614

pmm, не более

500

арбитражный

Таблица 4

Наименование показателя

Норма

Метод испытания

1

Внешний вид

Прозрачная

визуальный

жидкость

сине-зеленоватого цвета

2

Кинематическая вязкость, мм 2 /с,

при температуре:

125°С, не менее

2,3

ГОСТ 33

50°С, не более

9,0

ГОСТ 33

минус 50°С, не более

1250

ASTM D 445

3

Температура застывания, °С, не выше

минус 65

ГОСТ 20287

(метод Б)

4

Температура вспышки, определяемая в

ГОСТ 4333

открытом тигле, °С, не ниже

150

5

Кислотное число, мг КОН/г на 1 г масла,

ГОСТ 5985

не более

0,03

6

Плотность при 20°С, г/см 3 , в пределах

0,825-0,940

ГОСТ 3900

ASTM D 4452

7

Чистота жидкости:

10,0

ГОСТ17216

класс чистоты, не более

6,0

NASA 1638

8

Коррозионная активность и устойчивость к окислению (168 час, 135±1°С):

выдерживает

ASTM D 4636

9

Температура воспламенения, °С не менее

170

ASTM D 92

10

Скорость распространения пламени, см/сек, не более

0,5

ASTM D 5306

Таким образом, как следует из приведенных данных, заявленная в качестве изобретения смазочная композиция авиационного синтетического гидравлического масла обладает высокими эксплуатационными свойствами с повышенными взрыво- и пожаробезопасностью за счет экспериментально подобранного сочетания базовой смеси (базовая основа на основе поли-альфа-олефиновых углеводородов в сочетании с реологическим концентратом на основе маловязких моноэфиров, стабилизированных полиметакрилатом) и подобранных добавок-присадок, оказывающих синергетическое действие в заявленном авиационном масле.

Получена новая высококачественная гидравлическая жидкость (авиационное синтетическое гидравлическое масло, предназначенное для применения в гидросистемах авиационной, ракетной и гидросистемах наземного оборудования) с высокими антикоррозионными требованиями.

Формула изобретения

Смазочная композиция авиационного синтетического гидравлического масла для гидросистем авиационной, ракетной и наземной техники, содержащая в качестве базовой основы поли-альфа-олефиновые углеводороды с кинематической вязкостью при 100°С от 1,5-6 мм 2 /с и молекулярной массой от 260 до 560 г/моль, реологический концентрат NYCOPERF RA 655, на основе маловязких моноэфиров С 5 -С 10 -карбоновых кислот и C 8 -C 13 -спиртов, стабилизированных полиметакрилатом, и имеющий вязкость при 100°C от 1,6-2,0 сСт и 120-130 сСт при -40°С и температуру застывания ниже -72°С, фенольную антиокислительную присадку, триизопропилфосфат в качестве противоизносной присадки, ингибитор коррозии 1,2,3-бензотриазол или производное толутриазола Иргамет 39, кремнийорганическую жидкость в качестве антипенной добавки и краситель при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:

указанная базовая основа на основе

поли-альфа-олефиновых углеводородов

60,0-64,0

указанный реологический концентрат на основе

маловязких моноэфиров, стабилизированных

35,0-38,0

полиметакрилатом

фенольная антиокислительная присадка

0,3-1,0

триизопропилфосфат

0,5-2,0

указанный ингибитор коррозии

0,02-0,1

кремнийорганическая жидкость в качестве

антипенной добавки

0,03-0,08

краситель

0,0011-0,0013