способ получения водных смазочных композиций

Формула изобретения

Способ получения водных смазочных композиций, включающий смешение связующего агента, твердого смазочного агента и модификатора трения, отличающийся тем, что связующий агент приготавливают путем смешения водных растворов мочевиноформальдегидной смолы (А), полиэтиленгликоля (Б) и поливинилацеталя (В) в весовом соотношении в пересчете на сухие компоненты А:Б:В от 65:25:10 до 92:6:2 в емкости с мешалкой не менее 1000 об/мин в течение 20-100 мин с последующим введением кислого отвердителя для мочевиноформальдегидной смолы - Н-монтморилонита в количестве от 15 до 60 мас.ч. на 100 мас.ч. сухой смеси и при постоянном перемешивании твердого смазочного агента - молотой смеси пентландита с углеродным компонентом в соотношении от 97:3 до 3:97, и затем введением при перемешивании модификатора трения и выдержкой при перемешивании всех компонентов в течение 20-60 мин, при этом композиция содержит, мас.ч.:

связующий агент	10-20
твердый смазочный агент	5-40
модификатор трения	5-40
вода	75-95

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения водных смазочных композиций, предназначенных преимущественно для смазки смыкаемых стальных поверхностей, таких как система рельс - колесо, трактор - трейлер и других узлов трения, подвергаемых большим нагрузкам.

Наиболее распространенной смазкой для указанных выше систем является консистентная смазка, состоящая из минеральных масел и различных добавок. Большая часть такой смазки теряется сразу после соприкосновения стыкуемых поверхностей из-за плохой прилипаемости, что приводит к необходимости избыточного расходования материала и загрязнению окружающей среды не биоразлагающимися компонентами.

Известен пример получения и применения водной смазочной композиции, представляющей собой водную дисперсию графита (см. заявку Швейцарии 669207 А5). Недостатком такой композиции является полное отсутствие адгезии (прилипаемости) к стальной поверхности и как следствие быстрое ее удаление. В CH 669207А5 описан способ получения композиции, содержащей полимерную смолу, но поскольку смола после нанесения на стальную поверхность не изменяет своих свойств, указанный недостаток не устраняется.

Ближайшим прототипом заявляемого изобретения является смазка для применения на железных дорогах и для тяжелых нагрузок и способ ее получения (см. RU (11) 2220.189(13)C2, заявленный американскими авторами). Способ получения заключается в приготовлении водной композиции, содержащей 60-90% воды, 5-18% связующего агента, 3-32% модификатора трения, 3-32% твердого смазочного агента и 0,002% смачивающего агента - нонилфеноксиполиола.

В качестве твердого смазочного агента предлагаются ранее широко описанные для этих целей сульфид молибдена, графит и стеараты металлов, в качестве модификаторов трения - широкий спектр веществ: соли металлов (карбонаты, силикаты, сульфаты), окислы металлов, различные модификации кварца, алюмосиликаты, нафталин и полиэтилен. Связующим агентом, обеспечивающим адгезию композиции к металлической поверхности, предлагается натрий - монтмориллонит (бентонит).

Однако монтмориллонит, представляющий собой алюмокальциевый силикат и являющийся одним из видов природных глин (бентонитовая глина) в любой форме, включая монтмориллонит натрия, не позволяет существенно повысить адгезию смазочных композиций к металлам из-за ее крайне низкой когезионной прочности.

Целью заявляемого изобретения является способ получения водных смазочных композиций, содержащих в своем составе связующий агент на основе биоразлагаемых компонентов, который после нанесения на стыкуемые стальные поверхности и испарения воды обеспечивает высокую адгезию и повышенные прочностные свойства композиции как важнейшие факторы увеличения срока ее эксплуатации при одновременном достижении заданных фрикционных характеристик за счет введения твердого смазочного агента и модификатора трения в определенном соотношении.

Поставленная цель достигается тем, что связующий агент приготавливают путем смешения водных растворов мочевино-формальдегидной смолы (А), полиэтиленгликоля (Б) и поливинилацеталя (В) в весовом соотношении в пересчете на сухие компоненты А:Б:В от 65:25:10 до 92:6:2 в емкости с мешалкой не менее 1000 об/мин в течение 20-100 мин с последующим введением кислого отвердителя для мочевино-формальдегидной смолы - Н-монтморилонита и в количестве от 15 до 60 мас.ч. на 100 мас.ч. сухой смеси и перемешиванием при комнатной температуре в течение 30-90 мин и дальнейшем введении при постоянном перемешивании твердого смазочного агента - молотой смеси первичного минерала пентландита с углеродным компонентом в соотношении от 97:3 до 3:97, и затем введением при перемешивании модификатора трения, при этом композиция содержит в мас.ч.

Связующий агент	10-20
Твердый смазочный агент	5-40
Модификатор трения	5-40
Вода	75-95

Пример 1

Приготовление Н-монтморилонита.

В реактор с мешалкой загружают 100 мас.ч. воды и 100 мас.ч. минерала монтморилонита (промышленное название - бентонит или бентонитовая глина), после чего добавляют 50 мас.ч. 20% соляной кислоты. Смесь перемешивают в течение двух часов, в результате чего Н-ион внедряется в структуру монтмориллонита, переводя его в Н-монтморилонит, а Сl-ион остается в растворе. После водной промывки на фильтре Сl-ион удаляется, а влажный Н-монтморилонит направляется в другой реактор, где готовится смесь остальных компонентов водной смазочной композиции.

Приготовление водной смазочной композиции

В реактор, снабженный быстроходной мешалкой, не менее 1000 об/мин, загружают 85 мас.ч. воды и один за другим 15 мас.ч. компонентов связующего агента - мочевино-формальдегидную смолу (А), полиэтиленгликоль (Б), поливинилацетат (В) в соотношении А:Б:В=78:16:6. Смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 60 минут, после чего добавляют отвердитель мочевино-формальдегидной смолы - Н-монтморилонит в количестве 4 мас.ч. (т.е. 38 мас.ч. на 100 мас.ч. присутствующей в композиции мочевино-формальдегидной смолы. Н-монтморилонит отверждает мочевино-формальдегидную смолу только после испарения воды.), после этого 22 мас.ч. твердого смазочного агента - молотую смесь первичного минерала пентландита, формулы (Ni, Fe)₉ S₈, и графита в соотношении 50:50, затем вводят 22 мас.ч. модификатора трения - молотого силиката кальция. После перемешивания в течение 15 минут полученную водную смазочную композицию заливают в герметичную тару.

Нанесение водной смазочной композиции осуществляют краскопультом или кистью с последующей сушкой при 20°C в течение 12 ч при отсутствии атмосферных осадков.

Примеры 2-9 осуществляют аналогично примеру 1, но с изменением параметров и компонентов в соответствии с табл.1. Свойства водных смазочных композиций в сравнении с прототипом приведены в табл.2, из которой видно преимущество заявляемого изобретения.