Автомобильные присадки и добавки

В настоящее время, ультрадисперсный графит входит в состав практически всех смазочных материалов, выпускаемых бельгийской компанией Marly под маркой Black gold , технологического партнера гонок «Формулы-1», «Форд», «Рено» и ряда российских автосоревнований. Например, 100 %-ное синтетическое моторное масло Blaсk gold bio carat специально разработано для использования в автоспорте. Оно содержит уникальную коллоидную смазку, основанную на графите, а также до 65 % эстеров, благодаря чему значительно снижается трение и износ трущихся соединений, увеличивается мощность двигателя и снижается расход топлива.

Кристаллическая решетка дисульфида молибдена схематично подобна решетке графита: между атомами молибдена и серы имеются достаточно сильные связи, в то время как расстояние между слоями серы много больше и связи слабее. Благодаря этому дисульфид молибдена может надежно работать при отрицательных температурах (до —50 оС), а также в вакууме. Однако при температуре 538 оС молибденит превращается в триоксид, являющийся абразивным материалом.

История одной из наиболее известных фирм мира, немецкой « Liqui Moly GmbH », как раз тесно связана с этим химическим соединением. Даже название фирмы является производным от Liqui (сокр.) – жидкость и Moly ( сокр.) – молибден.

Однажды в одном из магазинчиков армии США, базировавшейся в Германии после окончания второй мировой войны, немца Ханса Хенле заинтересовал жестяной «бутылек», продававшейся под торговой маркой « Liqui Мoly ». Этот пузырек содержал специальную жидкую смесь для добавки в моторное масло, которая должна была защищать двигатель самолета от повреждений в случае внезапной потери масла. Основой этой смеси являлся дисперсионный порошок темно – серого цвета – дисульфид молибдена (MoS2), который и придавал продукту эти удивительные защитно – смазывающие свойства. При поражении масляного бака или утечки масла дисульфид молибдена какое‑то время «смазывал» и защищал двигатель самолета, позволяя пилотам благополучно приземлять свои поврежденные машины.

В 1955 году Ханс Хенле выкупил права на торговую марку « Liqui Мoly » и патент на вещество «Дисульфид молибдена». В марте 1957 года была основана компания « Liqui Moly GmbH », которая начала выпуск своей собственной присадки в моторное масло ( Oil‑Additiv ), называвшейся тогда « Kfz 1», и по сей день представленной в фирменном ассортименте.

Дисульфид молибдена стал составной частью различных продуктов фирмы: Kfz 1 (Масляная присадка), Kfz 2 (Присадка в трансмиссионное масло), Kfz 3 (Универсальная смазка) и Kfz 4 (Монтажная паста). Продукты компании, содержащие различные соединения дисульфида молибдена, и сейчас занимают одно из ведущих мест в линейке продукции ставшей всемирно известной фирмы.

Наиболее известны специальные молибденсодержащие смазки для высоких механических и термических нагрузок в шарнирах карданов и равных угловых скоростей. Так, многоцелевая смазка Molybden эффективна при действии ударных нагрузок, устойчива к окислению и, что наиболее важно, способна защищать смазываемые детали от коррозии даже в случае попадания в смазку воды.

Достаточно известно на рынке моторное масло MANNOL Molibden немецкой фирмы SCT GmBH , содержащее дисульфид молибдена и широко представленное в сети магазинов России, реализующих смазочные материалы.

Нитрид бора (BN) – таков состав вещества, которое иногда называют «белым графитом». Его получают, прокаливая технический бор или окись бора в атмосфере аммиака. Это белый, похожий на тальк порошок, но сходство с тальком чисто внешнее, намного больше и глубже сходство аморфного нитрида бора с графитом. Одинаково построены кристаллические решетки, оба вещества с успехом применяют в качестве твердой высокотемпературной смазки. Известное сходство с углеродом проявляет и сам бор, а не только его соединения с азотом. Это не должно удивлять. Бор и углерод – соседи по таблице Менделеева, оба элемента – неметаллы, мало отличаются размеры их атомов и ионов. Главное следствие этого сходства – быстрое развитие химии бороводородов, которая, по мнению многих ученых, может со временем стать «новой органикой». Напомним, что просто «органика», органическая химия это, по существу, химия углеводородов и их производных.

В автохимии наиболее известны препараты, содержащие нитрид бора – « Ceramic Engine Protector » производства голландской фирмы Petromark Automotive Chemicals BV ( Торговая марка – P. M. Xeramic ), комбинированный препарат Z enox NV . производства бельгийской нефтехимической компании M arly SA ., слоистая добавка на эстеровой основе – « VX 500» также от бельгийской фирмы SWF s. a. / n. v ., (Торговая марка – Xenum ), а также « CeraTec » немецкой фирмы L iqui Moly GmBH и др.

В ряде работ по трибологии указывается, что ряд йодистых комплексов также имеют слоистую структуру. В то же время йодистые соединения уменьшают количество и твердость нагаров на поршнях и головках цилиндров за счет перевода твердых окислов металлов под действием йода в йодиды, имеющих как раз слоистую структуру, меньшую твердость и кислотность.

Известен еще целый ряд так называемых светлых твердых добавок к смазочным материалам. В основном это соединения на основе цинка: сульфиды – ZnS, фториды – CaF, фосфаты – Zn3(РО4)2, оксиды – ZnO и гидрооксиды Zn(OH)2; кальция: гидрооксид – Са(ОН) и ортофосфат – Са3(РО4)2, а также железа: пирофосфат – Fe2Р2О7 и некоторых др.

При работе слоистый материал заполняет (сглаживает) микронеровности поверхностей трения, вследствие чего до 50 % снижается коэффициент трения и износ обработанных поверхностей. Данные присадки (модификаторы) необходимо вводить при каждой замене масла, так как при работе двигателя на чистом масле происходит интенсивное вымывание частиц графита (дисульфида молибдена) из микронеровностей и вынос их из зоны трения.

Диаметр частиц должен превышать максимальную высоту микронеровностей (параметра шероховатости), чтобы разделять трущиеся поверхности. Поэтому в западных фирмах дисульфид молибдена и графит перемалываются в шаровых мельницах несколько суток, а затем тщательно калибруются (просеиваются).

Для стабилизации дисперсий (предотвращения их оседания в фильтрах маслосистем) слоистых материалов требуется дополнительное введение в смазочные материалы сульфонатов, алкилфенолятов, эфиров, кетонов, сополимеров этилена и пропилена, полимеризованного растительного масла, фталиевого ангидрита, танина, церизина. Все это перегружает пакет присадок базового смазочного материала.

Использование слоистых препаратов в качестве добавок, а также готовых моторных масел, содержащих слоистые составляющие, имеет ряд особенностей.

1. Применение препаратов на основе дисульфида молибдена не рекомендуется в маслах, содержащих цинк и кальций в базовом масляном пакете присадок, так как возможно их взаимодействие и выпадение в осадок.

2. Применение дисульфидмолибденовых присадок, а также многих других ремонтно – восстановительных препаратов значительно увеличивают сульфатную зольность моторных масел, превышая допустимые нормы.

3. Ряд частиц, введенных в СМ в виде добавок (взвесей), например, слоистых добавок (как, кстати, реметаллизантов и геомодификаторов), могут быть центрифугированы фильтрами тонкой очистки (центрифугами) и коленчатым валом, что грозит забиванием каналов коленчатого вала.

4. Добавки, масла и смазки этого класса ( Black gold , M ANNOL Molibden, Motor Protect, Getriebeoil Additiv, Molybden и др.) имеют черный или темно – серый цвет из‑за содержания в них графита или дисульфида молибдена, что является их отличительной особенностью. В то же время, использование таких масел визуально «маскирует» (не позволяет правильно оценить) качество очистки систем двигателя перед сменой масла с одной стороны, а с другой – интенсивность старения моторного масла в период его эксплуатации.