жидкая смазка скольжения для обработки пластиковых лыж и способ ее получения
Классы МПК: | G09G3/00 Схемы и устройства управления для визуальных индикаторов, иных чем электронно-лучевые трубки |
Автор(ы): | Алешинский Владимир Владимирович (RU), Дедов Сергей Алексеевич (RU), Любимов Александр Николаевич (RU), Мурин Алексей Васильевич (RU), Новикова Маргарита Дмитриевна (RU), Страхов Алексей Павлович (RU), Торопов Андрей Николаевич (RU), Тарасова Наталья Юрьевна (RU), Шабалин Дмитрий Александрович (RU) |
Патентообладатель(и): | Общество с ограниченной ответственностью "Завод полимеров Кирово-Чепецкого химического комбината" 1" (ООО "Завод полимеров КЧХК") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2008-07-28 публикация патента:
27.12.2009 |
Изобретение относится к области спорта и отдыха, а именно к разработке новых жидких смазок скольжения, предназначенных для нанесения на скользящую поверхность лыжи с целью улучшения скоростных характеристик лыжника, и способу их получения. Жидкие смазки содержат суспензии порошков-ускорителей, в качестве которых используют перфторалканы, выбранные из группы, включающей C 12F26÷C20F42 или их смеси, во фторсодержащих растворителях, выбранных из группы, включающей перфтордекалин, перфторметилдекалин, перфторметилциклогексан, перфтор-1,3-диметилциклогексан или их смеси, в любых соотношениях и комбинациях, и они дополнительно содержат в качестве порошков-ускорителей перфторалканы, выбранные из группы, включающей C22 F46÷C32F66 или их смеси, в количестве 5-60% от массы содержащихся перфторалканов Способ получения таких смазок: перфторалканы предварительно измельчают до размера частиц 1-2 мкм и суспендируют с помощью механического диспергатора со скоростью вращения 10000-15000 об/мин в вышеназванных фторсодержащих растворителях. Технический результат состоит в повышении износостойкости жидких смазок. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.
Формула изобретения
1. Жидкая смазка скольжения для обработки поверхности пластиковых лыж, содержащая суспензии порошков-ускорителей, в качестве которых используют перфторалканы, выбранные из группы, включающей C 12F26÷C20F42 или их смеси, во фторсодержащих растворителях, выбранных из группы, включающей перфтордекалин, перфторметилдекалин, перфторметилциклогексан, перфтор-1,3-диметилциклогексан или их смеси, в любых соотношениях и комбинациях, отличающаяся тем, что в качестве порошков-ускорителей она дополнительно содержит перфторалканы, выбранные из группы C22F46÷C32F66 или их смеси в количестве 5-60 мас.% всех используемых перфторалканов.
2. Способ получения жидкой смазки скольжения для обработки поверхности пластиковых лыж, заключающийся в растворении/суспендировании с помощью диспергатора порошков-ускорителей, в качестве которых используют перфторалканы, выбранные из группы, включающей C 12F26÷C20F42 или их смеси, во фторсодержащих растворителях, выбранных из группы, включающей перфтордекалин, перфторметилдекалин, перфторметилциклогексан, перфтор-1,3-диметилциклогексан или их смеси, в любых соотношениях и комбинациях, отличающийся тем, что в качестве порошков-ускорителей дополнительно используют перфторалканы, выбранные из группы, включающей C22F46÷C32F 66 или их смеси в количестве 5-60 мас.% всех используемых перфторалканов, причем используемые перфторалканы предварительно измельчают до размера частиц 1-2 мкм и растворение/суспендирование проводят с помощью механического диспергатора со скоростью вращения 10000÷15000 об./мин.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области спорта и отдыха, а именно к разработке новой жидкой смазки скольжения, предназначенной для нанесения на скользящую поверхность лыжи с целью улучшения скоростных характеристик лыжника, и способу ее получения.
Известны составы лыжных порошков-ускорителей и жидких смазок скольжения, состоящие как из индивидуальных веществ, так и из смесей порошков-ускорителей с различными фторированными растворителями (пат. США № 6284715, МПК 7 С10М 105/52, опубл. 04.09.2001). В качестве порошков-ускорителей используются индивидуальные перфторалканы C12F26, C14F30, C 16F34, C18F38, C20 F42 или их смеси, а в качестве растворителей - смесь 60% перфторбутилтетрагидрофурана и 40% перфторпропилтетрагидрофурана (растворитель RM 101, т.кип. 101°С), перфторполиэфиры Fomblin HT55 (перфторполиэфир формулы CF3[(O-CFCF3 -CF2)n-(O-CF2)m]-O-CF 3, т.кип. 55°С). Жидкие смазки представляют собой раствор перфторалканов в перфторированных растворителях, широко выпускаемых западными компаниями. К недостаткам способа следует отнести использование дорогостоящих и дефицитных растворителей.
Известны также жидкие смазки скольжения, где в качестве порошков-ускорителей используются смеси перфтор-, -хлорперфтор- и , ,-дихлорперфторалканов, а в качестве растворителей - перфторированные циклоалканы отечественного производства (перфтордекалин, перфторметилдекалин, перфторметилциклогексан, перфтор-1,3-диметилциклогексан). Кроме того, описан способ получения жидких смазок скольжения, который включает растворение/суспендирование порошков-ускорителей во фторсодержащих растворителях с помощью ультразвукового диспергатора при массовом соотношении (порошок-ускоритель): (растворитель), равном 1:(7-9) (пат. РФ № 2293098, МПК 7 C09G 3/00, A63C 11/08, опубл. 10.02.2007). По своей технической сущности данная жидкая смазка и способ ее получения наиболее близки к предлагаемым. Согласно известному способу использование жидкой смазки в виде суспензии порошков-ускорителей в перфторированном растворителе отечественного производства, в отличие от порошка-ускорителя, позволяет наносить более равномерный слой, а также минимизировать расход порошка-ускорителя.
Недостатком известных жидких смазок скольжения является их низкая эффективность при использовании в условиях пониженных температур атмосферного воздуха и на длинных дистанциях. При трении лыжи о снег указанные смазки истираются и сходят. Сход смазки наиболее сильно наблюдается при низких температурах на жестком снегу и длинных дистанциях - марафонах.
Техническая задача, решаемая с помощью заявляемого изобретения, состоит в повышении износостойкости жидкой смазки скольжения для обработки пластиковых лыж.
Поставленная техническая задача решается тем, что жидкая смазка скольжения для обработки поверхности пластиковых лыж, содержащая суспензии порошков-ускорителей, в качестве которых используют перфторалканы, выбранные из группы, включающей C 12F26:C20F42 или их смеси, во фторсодержащих растворителях, выбранных из группы, включающей перфтордекалин, перфторметилдекалин, перфторметилциклогексан, перфтор-1,3-диметилциклогексан или их смеси, в любых соотношениях и комбинациях согласно изобретению в качестве порошков-ускорителей дополнительно содержит перфторалканы, выбранные из группы, включающей C22F46:C21F66 или их смеси в количестве 5-60% от массы всех используемых перфторалканов.
Способ получения жидкой смазки скольжения для обработки поверхности пластиковых лыж, заключающийся в растворении/суспендировании с помощью диспергатора порошков-ускорителей, в качестве которых используют перфторалканы, выбранные из группы, включающей C 12F26:C20F42 или их смеси, во фторсодержащих растворителях, выбранных из группы, включающей перфтордекалин, перфторметилдекалин, перфторметилциклогексан, перфтор-1,3-диметилциклогексан или их смеси, в любых соотношениях и комбинациях, согласно изобретению в качестве порошков-ускорителей дополнительно используют перфторалканы, выбранные из группы, включающей C22F46:C32F66 или их смеси в количестве 5-60% от массы всех используемых перфторалканов, причем используемые перфторалканы предварительно измельчают до размера частиц 1-2 мкм и растворение/суспендирование проводят с помощью механического диспергатора со скоростью вращения 10000-15000 об/мин.
Способ иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
В химический стакан вместимостью 250 см3 помещают 35 г перфторалкана C12 F26, 50 г перфторалкана C16F34 , 15 г перфторалкана C26F54 (15 мас.% в смеси перфторалканов). Смесь измельчают на мельнице до размера частиц 1-2 мкм, смешивают с 400 г перфтор-1,3-диметилциклогексаном (карбогал) и диспергируют на механическом диспергаторе со скоростью 10000 об/мин в течение 2 мин. По окончании диспергирования получают жидкую смазку скольжения в виде однородной суспензии (без следов выпадения осадка).
Пример 2
В химический стакан вместимостью 1000 см3 помещают 40 г перфторалкана C16F34, 55 г перфторалкана C18 F40, 5 г перфторалкана C26F54 (5 мас.% в смеси перфторалканов). Смесь измельчают на мельнице до размера частиц 1-2 мкм, смешивают с 900 г карбогала и диспергируют на механическом диспергаторе со скоростью 15000 об/мин в течение 3 мин. По окончании диспергирования получают жидкую смазку скольжения в виде однородной суспензии (без следов выпадения осадка).
Пример 3
В химический стакан вместимостью 500 см3 помещают 40 г перфторалкана C12 F26, 60 г перфторалкана C22F46 (60 мас.% в смеси перфторалканов). Смесь измельчают на мельнице до размера частиц 1-2 мкм, смешивают с 500 г перфторметилциклогексана (хладон-350) и диспергируют на механическом диспергаторе со скоростью 10000 об/мин в течение 1 мин. По окончании диспергирования получают жидкую смазку скольжения в виде однородной суспензии (без следов выпадения осадка).
Пример 4
В химический стакан вместимостью 250 см3 помещают 10 г перфторалкана C16F34, 10 г перфторалкана C26 F54 (50 мас.% в смеси перфторалканов). Смесь измельчают на мельнице до размера частиц 1-2, мкм, смешивают с 80 г перфторметилдекалина и диспергируют на механическом диспергаторе со скоростью 10000 об/мин в течение 2 мин. По окончании диспергирования получают жидкую смазку скольжения в виде однородной суспензии (без следов выпадения осадка).
Пример 5
В химический стакан вместимостью 250 см3 помещают 5 г перфторалкана C12F26, 10 г перфторалкана C16 F34, 10 г перфторалкана C32F66 (40 мас.% в смеси перфторалканов). Смесь измельчают на мельнице, смешивают с 100 г перфтордиметилциклогексана и диспергируют на механическом диспергаторе со скоростью 15000 об/мин в течение 1 мин. По окончании диспергирования получают жидкую смазку скольжения в виде однородной суспензии (без следов выпадения осадка).
Дополнительно проведены испытания эксплуатационных свойств новых жидких лыжных смазок.
На первом этапе испытания проводили в лабораторных условиях на специальной машине трения по схеме «сфера-поверхность». На пластину тампоном наносили жидкую смазку скольжения, после испарения растворителя зона контакта «сфера-поверхность» заполнялась дистиллированной водой и проводились испытания при следующих условиях:
нагрузка на сферу | 10 мН |
линейная скорость | 20 мм/с |
диаметр сферы | 5 м |
ход образца | 10 мм |
Замеряли количество циклов до возрастания коэффициента трения, равного 70% от значения, замеренного при трении сферы о поверхность без нанесения смазки скольжения. Результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1 | |
Состав смазки скольжения | Количество циклов до возрастания коэффициента трения, равного 70% от значения, замеренного при трении сферы о поверхность без нанесения смазки скольжения |
по примеру 4 заявляемого изобретения | 783120 |
по примеру 5 (прототип) (20%-ная смесь перфторалканов состава: C12F26 - 22%, C14F30 - 37%, C16F34 - 25%, C18 F38 - 12%, C20F42 - 4% в растворителе FOMBLIN НТ55) | 494570 |
Второй этап проверки эксплуатационных свойств проводился двумя спортсменами на дистанции 50 км. На поверхность скольжения лыж тампоном наносили жидкую смазку скольжения, после испарения растворителя проводились испытания.
С интервалом пробега 10 км лыжники скатывались с горки. При этом замерялся путь от подножья горы до места полной остановки лыжника. Результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2 | |||||||
Погодные условия | Состав смазки скольжения у первого и у второго спортсмена соответственно | Общий пробег лыжника, км | |||||
0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | ||
Путь, пройденный после скатывания с горки до полной остановки, м | |||||||
Температура снега минус 4°С, старый перемерзший снег, фирн, влажность воздуха 80%. | по примеру 5 (прототип) (20%-ная смесь перфторалканов состава: C12F26 - 22%, C14F 30 - 37%, C16F34 - 25%, C8 F38 - 12%, C20F42 - 4% в р-ле Fomblin HT55) | 34,43 | 34,41 | 33,39 | 32,86 | 32,83 | 32,75 |
Положительный эффект от использования изобретения заключается в том, что перфторалканы повышенной молекулярной массы (C22F46÷C 32F66) обладают большей износостойкостью к кристаллам снега, их введение в порошки-ускорители способствует увеличению стойкости смазки к истиранию и сохранению смазывающего эффекта на длинных дистанциях. Кроме того, такие смазки эффективны при более низких температурах снега. При введении перфторалканов C22F46÷C32F66 в количестве менее 5 мас.% эффект стойкости к истиранию незначительный. При введении более 60 мас.% таких перфторалканов лыжный порошок-ускоритель начинает плавиться при температуре, близкой к температуре деструкции скользящей поверхности лыжи - выше 150°С. Поэтому при нанесении смазки с дополнительным прогревом поверхности лыж увеличивается опасность подгорания лыжной подошвы. Также при введении более 60 мас.% жидкая смазка становится густой и, за счет увеличения вязкости, плохо наносится и хуже проникает в поры скользящей поверхности лыжи.
Класс G09G3/00 Схемы и устройства управления для визуальных индикаторов, иных чем электронно-лучевые трубки