Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2476587

(19)

RU

(11)

2476587

(13)

C2

(51) МПК C10M141/06 (2006.01)

C10M105/32 (2006.01)

C10M137/10 (2006.01)

C10M133/12 (2006.01)

C10M133/44 (2006.01)

C10N30/08 (2006.01)

C10N40/12 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 18.02.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2010146137/04, 12.11.2010

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

12.11.2010

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 12.11.2010

(43) Дата публикации заявки: 20.05.2012

(45) Опубликовано: 27.02.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2387703 C2, 27.04.2010. RU 2198870 C2, 20.02.2003. EP 1602711 A1, 07.12.2005. EP 1505322 A1, 09.02.2005.

Адрес для переписки:

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

(72) Автор(ы):

Хурумова Аида Фёдоровна (RU),

Алексашин Анатолий Алексеевич (RU),

Аверина Надежда Павловна (RU),

Яновский Леонид Самойлович (RU),

Урявин Сергей Петрович (RU),

Ковба Лидия Васильевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

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

(54) СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО МАСЛА ДЛЯ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННЫХ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ СВЕРХЗВУКОВОЙ АВИАЦИИ

(57) Реферат:

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции высокотемпературного масла для теплонапряженных газотурбинных двигателей сверхзвуковой авиации, включающей базовую основу - авиационный триметилолпропановый эфир на основе смеси сложных эфиров триметилолпропана и жирных монокарбоновых кислот, а также антиокислительную присадку диоктилдифениламин или (бис(4-(1,1,3,3-тетраметибутил)фенил)амин, антиокислительную присадку - алкилированный фенил-альфа-нафтиламин, антикоррозионную присадку в виде смеси маслорастворимого дезактиватора металла Иргамет 39 на основе производного толутриазола и ингибитора коррозии 1,2,3-бензотриазола, трикрезилфосфат в качестве противоизносной присадки при определенных соотношениях всех компонентов. Техническим результатом настоящего изобретения является получение смазочной композиции с высокими эксплуатационными свойствами: стабильные вязко-температурные свойства, термическая и термоокислительная стабильность при высоких температурах выше 200°C, высокие антикоррозионные свойства и триботехнические свойства в условиях высоких скоростей при повышенных и пониженных температурах. 3 табл.

Изобретение относится к смазочным высокотемпературным синтетическим маслам для силовых турбин в авиации, в частности для теплонапряженных газотурбинных двигателей сверхзвуковой авиации.

Требования, предъявляемые к маслам для указанных узлов эксплуатации:

- стабильные смазывающие свойства при минимальных температурах (ниже минус 55°C) и максимальных (выше 200°C) при режиме форсажа (взлет-посадка) в течение требуемого ресурса с многочисленными остановками.

Известен состав смазочного масла для силовых турбин (RU 2125084 C1, 1999), широко эксплуатируемого в дозвуковой авиации и газоперекачивающих агрегатах с рабочими температурами до 120°C, имеющего торговое название «Авиационное масло Мс-8п» Ост. 38.01163-78 (изм.1-10), состава, мас.%:

2,6-дитретбутил паракрезол

0,7-1,0

ариловые эфиры фосфорной кислоты

1,0-3,0

аминопроизводные антиокислительные присадки

0,1-0,5

бензотриазол

0,005-0,015

базовое масло (минеральное)

остальное

Недостатком известного масла является его неудовлетворительная термоокислительная и термическая стабильность при температуре выше 150°C, что приводит к появлению отложений смолистого характера на фильтрах двигателя.

Известно смазочное масло для силовых турбин (RU 2109800 С1, 1998) следующего состава, мас.%:

2,6-дитретбутил паракрезол

0,5-3,0

n,n'-динонилдифениламин

0,2-0,5

трикрезил фосфат или дифенил паратретбутил

фенил фосфат

1,0-3,0

бензотриазол

0,005-0,1

базовое масло (нефтяное или синтетическое)

остальное

Недостатком масла является неудовлетворительная термоокислительная стабильность при температуре выше 200°C, не обеспечивающая оптимальную эксплуатацию ГТД.

Из RU 2325434 C2, 27.05.2008, известно смазочное масло, содержащее базовое полиальфаолефиновое масло, 2,6-дитретбутилпаракрезол, трикрезилфосфат, бензотриазол, дополнительно содержит сложные эфиры триметилолпропана и одноосновной карбоновой кислоты или диизооктилсебацинат и продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана.

Могут быть использованы эфиры триметилолпропана и карбоновых кислот, содержащих от 5 до 18 атомов углерода. Компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

продукты реакции N-фенилбензоламина и

2,4,4-триметилпентана

0,1-1,5

2,6 дитретбутилпаракрезол

0,5-5,0

трикрезилфосфат

1,0-5,0

бензотриазол

0,001-0,5

сложные эфиры триметилолпропана и одноосновной

карбоновой кислоты или диизооктилсебацинат

10,0-40,0

полиальфаолефиновое масло ПАОМ-4

до 100%

Недостатком данного масла является недостаточно стабильные технические характеристики его в условиях эксплуатации - в жестких условиях эксплуатации двигателей сверхзвуковой авиации.

Из RU 2185423, 2002, известно другое синтетическое смазочное масло для силовых турбин, содержащее в мас.%:

термостабильный диизооктилсебацинат

10,0-15,0

2,6-дитретбутил паракрезол

0,5-3,0

n,n'-динонилдифениламин или

смесь бутил-и-октилдифениламинов

0,2-0,5

трикрезил фосфат или

дифенилпаратрет-бутилфенилфосфат

1,0-3,0

бензотриазол

0,005-0,1

базовое масло (синтетическое или

полиальфаолефиновое)

остальное

Недостатком указанного масла являются неудовлетворительные эксплуатационные свойства: стабильность к окислению при 210°C и термическая стабильность при 250°C, которые не обеспечивают эксплуатационные параметры теплонапряженных ГТД современной авиационной техники 4-го и 5-го поколений.

Технической задачей заявляемого изобретения является получение смазочной композиции высокотемпературного масла для теплонапряженных газотурбинных двигателей сверхзвуковой авиации с хорошими вязкостно-температурными свойствами, в том числе и при минусовой температуре, термоокислительной стабильностью до 250°C, термической стабильностью и хорошими антикоррозионными свойствами в условиях повышенных температур, а также при минусовых температурах.

Поставленная техническая задача достигается смазочной композицией высокотемпературного масла для теплонапряженных газотурбинных двигателей сверхзвуковой авиации, содержащей в качестве базового компонента сложный эфир триметилолпропана и жирных монокарбоновых кислот, а также антиокислительную присадку диоктилдифениламин или (бис(4-(1,1,3,3-тетраметибутил)фенил)амин, антиокислительную присадку - алкилированный фенил-альфа-нафтиламин, антикоррозионную присадку в виде смеси маслорастворимого дезактиватора металла Иргамет 39 на основе производного толутриазола и ингибитора коррозии 1,2,3-бензотриазола, трикрезилфосфат в качестве противоизносной присадки при следующем соотношении исходных компонентов в мас.%:

антиокислительные присадки:

диоктилдифениламин или

(бис(4-(1,1,3,3-тетраметибутил)фенил)амин

1,0-3,0

алкилированный фенил-альфа-нафтиламин

1,0-3,0

антикоррозионная присадка в виде в виде смеси

дезактиватора металла на основе производных

толутриазола Иргамет 39 и 1,2,3-бензотриазола

0,1-0,5

трикрезилфосфат

2,0-5,0

указанный авиационный триметилолпропановый

эфир в качестве базовой основы

остальное

В заявленной в качестве изобретения смазочной композиции в качестве базовой основы используют авиационный эфир триметилолпропановый (сложный эфир), представляющий собой смесь сложных эфиров и индивидуальных жирных карбоновых кислот, например гептановой и копры в соотношении 70:30, соответствующий требованиям ТУ 0253-002-07548712-2010 («Авиационный эфир триметилолпропановый базовый»), основные технические свойства его указаны в таблице 1.

В состав смазочной композиции по изобретению входит смесь определенных присадок (антиокислительные, антикоррозионные, противоизносные), обеспечивающие совместно с указанной базовой основой синергетический эффект, обусловленных подбором их и количественным содержанием их в смазочной композиции.

Показатели качества авиационного эфира триметилолпропанового базового должны соответствовать нормам, приведенным в таблице 1.

Таблица 1

Наименование показателя

Норма для марок

Метод испытания

1

Внешний вид

Прозрачная однородная жидкость

Визуально по п.5.4 наст. СТО

2

Кинематическая вязкость, мм 2 /с:

- при 100°C, не менее

3,8

ГОСТ 33 или

- при минус 40°C, не более

5500

ASTM D 445

3

Температура застывания, °C, не выше

минус 60

ГОСТ 20287 или ASTM D 97

4

Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °C, не ниже

220

ГОСТ 4333

5

Кислотное число, мг КОН/г, не более

0,05

ГОСТ 5985 или ГОСТ 11362 ASTM D 974

6

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

0,961

ГОСТ 3900

ASTM D 4052

В смазочной композиции по изобретению в качестве таких синергетически действующих присадок используют следующие добавки-присадки:

- антиокислительная присадка - диоктилдифениламин (ДАТ по ТУ 38.1011215) или Ирганокс L 01 (Ирганокс L 01 - ди-изо-октилдифенил-амин; CIBA IRGANOX L 01);

- антиокислительную присадку - алкилированный фенил- -нафтиламин (ФАТ ТУ 38.401-1871-91) или Ирганокс L 06, CIBA IRGANOX L 06);

- антикоррозионную присадку Иргамет 39 (на основе производных толутриазола) и Иргамет BTZ (1,2,3-бензотриазол);

- противоизносную присадку - трикрезилфосфат (ТКФ по ГОСТ 5728).

В таблице 2 представлены примеры смазочной композиции по изобретению.

Таблица 2

Примеры составов смазочной композиции по изобретению

п/п

Наименование компонентов

Нормативный документ

Содержание, %мас.

1

2

1

Авиационный эфир триметилол-

ТУ 0253-002-

пропановый базовый: смесь

07548712-2010

до 100

до 100

эфир триметилолпропановый 8317 и эфир триметилолпропановый

фирмы Nyco С.А. (Франция)

70

65

7300

30

35

2

Антиокислительная присадка:

ТУ 38.1011215-89

Диоктилдифениламин (ДАТ) или

изм. 1-3

2,0

1,8

Ирганокс L 01

фирмы BASF СЕ (Ciba) (Германия)

3

Антиокислительная присадка:

ТУ 38.401-1871-91

алкилированный фенил- -

2,0

1,8

нафтиламин (ФАТ) или Ирганокс L 06

фирмы BASF СЕ (Ciba) (Германия)

4

Противоизносная присадка: трикрезилфосфат

ГОСТ 5728

2,0

1,8

5

Ингибитор коррозии: смесь

триазолов: Иргамет 39 и

фирмы BASF СЕ

0,125

0,124

1,2,3-бензотриазол

(Ciba) (Германия)

Смазочную композицию высокотемпературного масла готовят путем растворения добавок-присадок в базовой основе: в реактор подают расчетное количество эфира триметилолпропанового, включают мешалку, подают пар и нагревают до 70-80°C с последующим перемешиванием. При 75-95°C загружают присадки, перемешивают, фильтруют.

Подобранный экспериментально качественный состав пакета присадок и их количественного содержания в сочетании с базовой основой - авиационным эфиром триметилолпропановым (смесь сложных триметилолпропановых эфиров индивидуальных карбоновых кислот) - обеспечивает получаемой смазочной композиции высокотемпературного масла комплекс необходимых свойств, позволяющий использовать ее в жестких условиях эксплуатации - для теплонапряженных газотурбинных двигателей сверхзвуковой авиации (скоростные нагрузки, в условиях низких и высоких температур).

В таблице 3 представлены основные технические свойства смазочной композиции по изобретению, которые свидетельствуют о получении смазочной композиции, обладающей термоокислительной стабильностью при высоких температурах, коррозионной и окислительной стабильностью при высоких температурах, высокими триботехническими свойствами, стабильными вязкостно-температурными свойствами, необходимой вспениваемостью.

Таблица 3

Наименование показателя

Получаемые свойства с учетом действующих норм

Метод испытания

Образец 1

Образец 2

1

Внешний вид

Прозрачная жидкость

Прозрачная жидкость

Визуально

2

Кинематическая вязкость, мм 2 /с, при температуре:

100°C

3,8

3,9

по ГОСТ 33

минус 40°C

5500

5750

3

Температура застывания, °C

Минус 60

Минус 60

ГОСТ 20287 (метод Б)

4

Температура вспышки,

230

235

ГОСТ 4333

определяемая в открытом тигле, °C

5

Кислотное число, мг КОН/г на 1 г масла

0,1

0,15

ГОСТ 5985

6

Содержание воды, %

отсутствие

отсутствие

ГОСТ 2477

7

Содержание механических примесей, %

отсутствие

отсутствие

ГОСТ 6370

8

Термоокислительная

ГОСТ 23797

стабильность при 250°C в

течение 50 ч и расходе

воздуха (10±0,5), дм 3 /ч:

а) кислотное число после

3,2

3,5

ГОСТ 5985

окисления, мг КОН на 1 г масла

б) кинематическая вязкость, мм 2 /с, после

ГОСТ 33

окисления, при

температуре:

100°C

6,5

7,2

минус 40°C

8800

9200

в) массовая доля осадка, не растворимого в

0,009

0,1

изооктане, %

г) коррозионность масла, мг/см 2 на пластинках:

ГОСТ 23797

сталь марки ШХ15 по ГОСТ 801;

отсутствие

отсутствие

алюминиевый сплав АК4 по ГОСТ 4784;

отсутствие

отсутствие

медь марки M1 и М2 по ГОСТ 859

+0,15

+0,1

9

Трибологические

ГОСТ 9490

характеристики на

четырехшариковой машине

трения:

при осевой нагрузке 196 Н:

а) критическая нагрузка (Рк), кгс;

60

60

б) показатель износа, Ди, мм

0,4

0,4

Формула изобретения

Смазочная композиция высокотемпературного масла для теплонапряженных газотурбинных двигателей сверхзвуковой авиации, включающая базовую основу - авиационный триметилолпропановый эфир на основе смеси сложных эфиров триметилолпропана и жирных монокарбоновых кислот, а также антиокислительную присадку диоктилдифениламин или (бис(4-(1,1,3,3-тетраметибутил)фенил)амин, антиокислительную присадку - алкилированный фенил-альфа-нафтиламин, антикоррозионную присадку в виде смеси маслорастворимого дезактиватора металла Иргамет 39 на основе производного толутриазола и ингибитора коррозии 1,2,3-бензотриазола, трикрезилфосфат в качестве противоизносной присадки при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:

антиокислительные присадки:

диоктилдифениламин или

(бис(4-(1,1,3,3-тетраметибутил)фенил)амин

1,0-3,0

алкилированный фенил-альфа-нафтиламин

1,0-3,0

антикоррозионная присадка в виде смеси

дезактиватора металла на основе производных

толутриазола Иргамет 39 и 1,2,3-бензотриазола

0,1-0,5

трикрезилфосфат

2,0-5,0

указанный авиационный триметилолпропановый

эфир в качестве базовой основы

остальное