Пластичне мастило

Реферат: Винахід належить до хімії, а саме до пластичних мастил, які використовуються в механізмах та агрегатах, що працюють у широкому діапазоні температур, може бути використано в харчовій промисловості, при експлуатації обладнання в агресивних середовищах, в умовах вакууму, радіації. Новим у винаході, який нами заявляється, є те, що нанокомпозит додатково містить двооксиди церію, цирконію та титану, як антифрикційну добавку додатково беруть і/або дисульфід молібдену, і/або графіт, а як дисперсійне середовище беруть або поліетилсилоксанову рідину, або мінеральну оливу при наступному співвідношенні компонентів, у мас. %: нанокомпозит 7-20 антифрикційна добавка 0,5-10 дисперсійне середовище 79,5-83. Технічним результатом є покращення якості пластичного мастила за рахунок поліпшення його технічних властивостей. UA 99227 C2 (12) UA 99227 C2 UA 99227 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Винахід належить до хімії, а саме до пластичних мастил, які використовуються в механізмах та агрегатах, що працюють у широкому діапазоні температур, може бути використано в харчовій промисловості, при експлуатації обладнання в агресивних середовищах, в умовах вакууму, радіації. Відоме пластичне мастило (див. патент України № 3655, МПК С10М 125/02, 1994 р.), включає дисперсійне середовище, загусник, що містить двооксид кремнію, двооксид титану та графіт. Сукупними суттєвими ознаками винаходу, який заявляється, та описаного вище аналога є дисперсійне середовище, неорганічний загусник. Причини, що перешкоджають одержанню технічного результату винаходу, який заявляється, є недостатньо висока якість, обумовлена залежністю від хімічного стану поверхні двооксиду кремнію, зокрема від концентрації структурних гідроксилів та диметилсилільних груп, що не забезпечує термічної та механічної стабільності мастила. Відоме пластичне мастило (див. ТУ -38. - УССР 201-172-77 "Графітол"), яке включає дисперсійне середовище - мінеральну рідину МС-20, неорганічний загусник із суміші оксиду алюмінію та двооксиду кремнію, модифікованого органічними сполуками, наприклад диметилдихлорсиланом, та антифрикційну добавку, наприклад графіт ГМ-Ж, найбільш близьке за технічним результатом, що досягається, та сукупністю суттєвих ознак і вибране нами за прототип. Сукупними суттєвими ознаками винаходу, який заявляється, та прототипу є дисперсійне середовище, неорганічний загусник та антифрикційна добавка. Причини, що перешкоджають описаному вище аналогу одержати технічний результат винаходу, який заявляється, є недостатньо висока якість пластичного мастила, обумовлена його ущільненням, що викликається температурною дією загусника, який містить двооксид алюмінію та сприяє термозміцненню та ущільненню мастила, збільшується в'язкість, що заважає надходженню мастила до зони тертя; після механічного навантаження (10000 ударів) не відновлюється структура мастила. В основу винаходу, який заявляється, поставлено задачу одержати таке пластичне мастило, яке б у результаті мало би покращити якість мастила і тим самим поліпшити його технічні властивості - термічну та механічну стабільності мастила. Поставлена задача вирішується тим, що пластичне мастило, що включає дисперсійне середовище, загусник, що містить двооксид кремнію, та антифрикційну добавку, згідно з винаходом, містить загусник, що включає нанокомпозит з двооксидами кремнію, церію та цирконію, титану, а як антифрикційну добавку додатково беруть і/або дисульфід молібдену і/або графіт, як дисперсійне середовище беруть або поліетилсилоксан, або мінеральну оливу при наступному співвідношенні компонентів, у мас. %: загусник 7-20 антифрикційна добавка 0,5-10 дисперсійне середовище 79,5-83 Сукупність суттєвих ознак, які заявляються, дозволяє покращати якість пластичного мастила та поліпшити його термічну та механічну стабільності. Для одержання пластичного мастила, який нами заявляється, використовували наступні реагенти: високодисперсний кремнезем SiO2 A-300 олива ОБ-500 ацетилацетонат церію (III) гідрат ацетилацетонат цирконію (III) гідрат тетраізопропоксид титану (IV) дисульфід молібдену полідіетилсилоксан ПЕС-5 полідиметилсилоксан ПМС-1000 графіт С-1 тетрахлорид вуглецю гексан 45 ГОСТ 14922-77 ТУУ-13932946.027-2001 фірми "Aldrich", США фірми "Aldrich", США фірми "Aldrich", США фірми "Aldrich", США ГОСТ 13004-77 ГОСТ 130032-77 ГОСТ 8295-73 ГОСТ 20288 ТУ 2631-025-44493179-98 Пластичне мастило одержували наступним чином. 2 Необхідну кількість високодисперсного кремнезему (А-300) з питомою поверхнею 290 м /г, поміщали у колбу та нагрівали у електропечі марки СНОЛ при температурі 550 °C протягом години для видалення адсорбованої води та домішок. Потім наважку високодисперсного 1 UA 99227 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 кремнезему поміщали у скляний двогорлий реактор з механічною мішалкою та зворотним холодильником, додавали необхідну кількість розчину Zr(acac) 4 або розчину Се(асас)3 в ССl4 та проводили модифікацію при температурі кипіння розчинника (76 °C) протягом 1 год. при постійному перемішуванні. Отриманий модифікований кремнезем відфільтровували і промивали двома порціями ССl4, потім сушили та прожарювали при температурі 550 °C протягом 1 год. Описані вище дії повторювали 1-4 рази для одержання нанокомпозитів з різним вмістом СеО2 або ZrO2. Нанокомпозити з вмістом оксиду титану отримували наступним чином. Необхідну кількість високодисперсного кремнезему просочували розчином тетраізопропоксиду титану в ССl4 Просочення та наступну сушку здійснювали при кімнатній температурі, а деструкцію адсорбованого ізопропоксиду титану - при температурі 550 °C протягом 1 год. ПМС1000 на вихідний і модифіковані кремнеземи наносили з розчину в гексані. Потім зразки сушили і прожарювали при 350 °C. При виготовленні мастил як загусник використовували SіО 2, модифікований ПМС-1000 та двооксидами церію, цирконію та титану. До необхідної кількості одержаного нанокомпозиту додавали необхідну кількість поліетилсилоксану ПЕС-5 або оливи ОБ-500, дисульфіду молібдену або графіту С-1. Суміш перемішували та гомогенізували при кімнатній температурі. Одержане пластичне мастило досліджували за показниками: пенетрація (ГОСТ 5346) занурення конусу стандартної форми та маси в мастило протягом 5 с при температурі 25 °C під впливом сили тяжіння; на колоїдну стабільність (ГОСТ 7142) - відсоток відділення масла з мастила на приладі КСА, змащувальні властивості досліджували на чотирикульковій машині тертя (ГОСТ 9490). Суть винаходу пояснюється конкретними прикладами виконання. Приклад 1 До 7 г нанокомпозиту додавали 10 г дисульфіду молібдену та 83г оливи ОБ-500, перемішували та гомогенізували при кімнатній температурі. Мастило має покращені механічні -4 та термічні характеристики: пенетрація від 267 до 309 м 10 при 25 °C, термозміцнення - 152 %; змащувальні характеристики (навантаження критичне 1380Н) та колоїдна стабільність 7,2 %. Поставлена задача вирішується (див. приклад 1 таблиці). Приклад 2, 3 Робили так, як вказано у прикладі 1, змінюючи вміст нанокомпозиту відповідно: 13, 20 г, а вміст антифрикційної добавки відповідно на: 0,5 г, 10 г. Поставлена задача вирішується (див. приклад 2, 3 таблиці). Приклади 4, 5, 9, 10 Робили так, як вказано у прикладі 1, змінюючи вміст нанокомпозиту відповідно на: 5,35 та антифрикційної добавки відповідно на: 0,25; 35… Якщо вміст нанокомпозиту та антифрикційної добавки нижче меж, які заявляються нами, мастило стає рідким (див. приклади 4, 9 таблиці). Поставлена задача не вирішується. Якщо вміст нанокомпозиту, антифрикційної добавки, дисперсійного середовища вище меж, які заявляються нами, мастило має дуже густу консистенцію, що призводить до погіршення роботи вузлів тертя, в які воно закладається (див. приклади 5, 10 таблиці). Поставлена задача не вирішується. Приклад 6 Робили так, як вказано у прикладі 1, змінюючи дисульфід молібдену на графіт. Поставлена задача вирішується (див. приклади 6, 7, 8 таблиці). Приклад 11 - прототип. Наведені показники та вміст компонентів для прототипу у мас. %: загусник - суміш оксиду алюмінію та 18 двооксиду кремнію антифрикційна добавка ГМ-Ж 10 мінеральна олива МС-20 до 100 Таким чином, технічним результатом є покращення якості пластичного мастила та поліпшення його технічних властивостей, шляхом отримання мастила з підвищеними показниками термічної та механічної стабільності. Характеристика та вміст пластичного мастила 50 2 UA 99227 C2 Таблиця Вміст компонентів пластичного мастила, -4 Пенетрація, м·10 , при 25 °С Колоїдна мас. % №№ стабільАнтифрикційна прикладу ність, НаноДисперсійне 60 добавка 1000 ударів 10000 ударів % композит середовище ударів MoS2 Графіт 1. 7 0,50 92,5 267 280 309 7,2 2. 13 5,50 81,50 260 281 305 7,2 3. 20 10 70 250 280 300 7,0 4. 5 0,25 94,75 580 600 800 9,6 5. 35 15 50 90 300 300 5,3 6. 7 0,5 92,5 252 262 290 6,5 7. 13 5,5 81,50 252 262 290 6,5 8. 20 10 70 252 262 290 6,5 9. 5 0,25 94,75 680 700 810 10,5 10. 35 15 50 100 330 350 5,2 11. 18 10 72 250 Розріджується Розріджується 6,0 прототип ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 Пластичне мастило, що включає дисперсійне середовище, загусник, що містить двооксид кремнію, та антифрикційну добавку, яке відрізняється тим, що загусник включає нанокомпозит з двооксидами кремнію, церію та цирконію, титану, а як антифрикційну добавку додатково беруть і/або дисульфід молібдену, і/або графіт, як дисперсійне середовище беруть або поліетилсилоксан, або мінеральну оливу при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: загусник 7-20 антифрикційна добавка 0,5-10 дисперсійне середовище 79,5-83. 10 Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3