Способ приготовления концентрата серпентинового триботехнического состава для смазочных материалов

Авторы патента:

C10N30/06 - Схема кодирования для подкласса C10M

C10M177/00 - Особые способы получения смазочных составов; химическая модификация путем последующей обработки компонентов или всего смазочного состава, не отнесенная к другим классам

C10M161/00 - Смазочные составы, отличающиеся добавкой, являющейся смесью высокомолекулярного и низкомолекулярного соединений, причем каждое из этих соединений является существенным

Владельцы патента RU 2687232:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) (RU)

Изобретение относится к способу приготовления концентрата триботехнического состава на основе масляных суспензий порошков высокодисперсных минералов группы серпентина, который может быть использован в качестве добавки к смазочным материалам. Согласно изобретению порошок из отходов флотации хромовой руды Сарановского месторождения просеивают на сите 1 мм, подвергают термообработке без разрушения структуры минералов группы серпентина в течение часа при температуре 100-105°С, просеивают на сите 100 мкм, измельчают на шаровой планетарной мельнице, просеивают на сите 40 мкм, определяют фракционный, фазовый составы, триботехнические свойства и, в дальнейшем, смешивают 50 г моторного или трансмиссионного масла с 15 г порошка, а 50 г пластичной смазки с 50 г порошка. Использование данного способа позволит значительно упростить технологию и уменьшить трудоемкость. 1 ил.

Изобретение относится к триботехническим составам на основе масляных суспензий порошков высокодисперсных минералов группы серпентина и может быть использовано в качестве добавок к смазочным материалам, например, к моторным, трансмиссионным маслам, к пластичным смазкам для повышения износостойкости узлов трения при их работе в различных штатных смазочных материалах.

Известны многие триботехничсскис составы на основе разнообразных материалов и способы приготовления их масляных суспензий, предназначенных для введения в масла, смазки узлов и агрегатов для уменьшения их трения и изнашивания. Так из 160 патентов РФ по применению трибосоставов выявлено: серпентиновых - 53, металлоплакирующих - 36, фторсодержащих - 9, наноалмазных - 7, многокомпонентных - 6, с графитом - 3, с дисульфидом молибдена - 2, средств и приемов щелочной, магнитной, электрической и другой обработки масел - 10, специфика приемов комплексной обработки деталей - 13, масел с трибодобавками - 9.

Разработки разнообразных трибосоставов шли и за рубежом, результатом которых к настоящему времени являются более десятка эффективных серийных трибосоставов стран Европы и США, Десятки патентов США, Великобритании, Франции, Европейские патенты защищают специфические составы масел, а также трибосоставы на основе химических реагентов, наноалмазов, металлоплакирующих и полимерных веществ. А всего в историческом плане их рекламировалось около 100 наименований.

Основное содержание трибосоставов в РФ: минеральное, металлосодержащее, органическое и трибохимическое, но наиболее востребованы - серпентиновые, как смеси гидросиликатов магния, никеля, алюминия, железа, хотя имеются и углеродные кластеры КАРАТ-М (ООО «Реал-Дзержинск») и Красноярские углеродные наноразмерные волокна «GRAF-SB» по ТУ 0257-004-10182605-2016.

Недостатком известных трибосоставов является сложность приготовления, завышенная цена, седиментационная неустойчивость, нестабильность фракционного и фазового состава, а отсюда и нестабильность триботехнических свойств.

Известны многие масляные суспензии триботехнических составов на основе высокодисперсных порошков минералов группы серпентина.

Недостатками известных триботехнических составов и масляных суспензий на основе высокодисперсных минералов группы серпентина, а также способов их приготовления являются трудоемкость добычи серпентинита, его дробления, многократного измельчения, сложность оборудования и технологии извлечения необходимых серпентиновых минералов, отсутствие или незначительное содержание в трибосоставах самой ценной триботехнической составляющей - порошков минерала Лизардит-1Т. Другим недостатком известных триботехнических составов и способов приготовления их масляных суспензий является отсутствие контроля фракционного, фазового состава минералов, показателей трибологии приготовленного материала, а отсюда - нестабильность его триботехнических свойств.

Наиболее близким к заявленному техническому решению (прототип) является «Способ получения антифрикционных противоизносных присадок к смазочным материалам» по патенту РФ №2017802 (МПК С10М 177/00, C10N 30:06. 2000 г.), заключающийся в измельчении, просеивании и смешивании порошка со смазочным материалом. Предварительно каждый из порошков раздельно измельчают в мельницах эжекционного типа в среде перегретого пара при скорости 200-300 м/с, давлении 8-12 атм. и температуре 170-230°С с последующим воздействием электромагнитного поля с частотой 490-510 Гц в течение 8-12 с, раздельно смешивают с диспергирующим агентом в соотношении 1:2, полученные продукты раздельно обрабатывают в вибрационных мельницах при частоте 40-60 Гц и температуре 58-62°С в течение 2 ч, объединяют и смешивают со смазочным маслом в гидроволновом смесителе при частоте 80-120 Гц и температуре 58-60°С и полученную смесь подвергают тонкому фильтрованию.

Недостатком известного способа является его чрезвычайная сложность, трудоемкость, необходимость применения уникального оборудования, отсутствие контроля фракционного, фазового состава в порошках, неопределенность их содержания, отсутствие в составе самого ценного триботехнического компонента - порошка минерала Лизардит-1Т, отсутствие конечного контроля триботехнических свойств разработанного триботехнического материала.

Технической задачей изобретения является упрощение технологии, уменьшение трудоемкости, применяемого оборудования для приготовления порошкового минерального триботехнического состава и его масляной суспензии, обеспечение должного фракционного, фазового состава минералов, включение минерала Лизардит-1Т, обеспечение должных стабильных триботехнических свойств состава для повышения износостойкости узлов трения при эксплуатации их в штатных смазочных материалах.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе приготовления концентрата серпентинового для смазочных материалов, заключающимся в измельчении и просеивании порошка, согласно изобретению, порошок из отходов флотации хромовой руды Сарановского месторождения просеивают на сите 1 мм, подвергают термообработке без разрушения структуры минералов группы серпентина в течение часа при температуре 100-105°С, просеивают на сите 100 мкм, измельчают на шаровой планетарной мельнице, просеивают на сите 40 мкм, определяют фракционный и фазовый составы, триботехнические свойства и после контроля выдают порошок концентратом триботехнического серпентинового состава для ввода в моторные, трансмиссионные масла и пластичные смазки.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлены результаты сравнительных триботехнических испытаний. Коэффициенты трения стальной три-бопары «палец-диск» в моторном масле фирмы «Мобил» класса качества SJ/SL по API и класса вязкости 05W-30 по SAE (1), в масле М-10Г_2К (ГОСТ 8581-78) ЗАО «Роснефть» (2) и с введенными в последнее по 1% трибосоставами: профилактический КАМП (ООО «Автостанкопром») (3), серпентиновые ЦНТ (ООО «ЦНТ») (4), МС-20 (ФГБНУ ГОСНИТИ и ООО «РИЛ») (5), «Сарановский» (ФГБНУ ГОСНИТИ и ФГБНУ ВИЭСХ) (6), наноалмазный КАРАТ-5 (ООО «Реал-Дзержинск и Красноярский ИХХТ ФИЦ КНЦ СО РАН) (7).

Масла и трибопрепараты испытаны на трибометре TRB-S-DE.

Для приготовления триботехнического состава использованы отходы флотации на ОАО «Сарановская шахта «Рудная» (618850, Россия, Пермская область, Горнозаводский р-н, п. Сараны, ул. Ленина, тел. 25342-69; E-mail: saranir@yandex.ru).

Сарановское месторождение - одно из самых уникальных минералогических объектов Урала. Здесь крупнейшее месторождение хромитов: хромовый диаспор, хромовый амезит, хромовый корундофиллит, хромовый шериданит и другие уникальные минералы. Поэтому ОАО «Сарановская шахта «Рудная» является крупнейшим предприятием по добыче и обогащению хромитов в РФ. На шахте подземным способом добывают хромовую руду, измельчают, проводят флотацию измельченной руды и выделяют хромовый концентрат. За 100 лет добыто более 10 млн.т. хромитовой руды, Его потребитель - Серовский завод ферросплавов Свердловской обл., а отходы флотации, как промышленный источник силикатов, отправляют в «хвостохранилище», где их имеется более 50 млн.т.

В предлагаемом способе и использованы эти отходы. В исходной руде, кроме хромитов, содержится серпентин, развитый по пироксену и редко по оливину. А отходы флотации состоят, в основном, из минерала лизардитового бастита по ортопироксену и аппооливинового Лизардита по формуле Mg₃[Si₂O₅](OH)₄ с незначительным содержанием хромшпинелида. Отходы флотации содержат также небольшое количество хлоритов, кальцит и уваровит. Плотность порошка отходов 2550 кг/м³, твердость по минералогической шкале - 2,5…3.

Пример реализации способа.

Для приготовления серпентинового триботехнического материала порошок отходов флотации хромовой руды Сарановского месторождения просеивали на сите 1 мм, подвергали термообработке при 105°С в течение часа в электрошкафу ТЕРМИКС без разрушения кристаллической структуры минералов группы серпентина, просеивали на сите 100 мкм виброгрохота «Analizette», измельчали на шаровой планетарной мельнице «Активатор 2SL» по стандартной методике, просеивали на сите 40 мкм того же виброгрохота, определяли фракционный состав на инвертированном металлографическом микроскопе OLIMPUS GX-51, фазовый состав на рентгеновском дифрактометре XRD 6000 Японской фирмы Shimadzu, а триботехниче-ские свойства - на трибометре TRB-S-DE Швейцарской фирмы CSM Instruments.

Согласно данным оптической микроскопии в Наноцентре ФГБНУ ГОСНИТИ большая доля измельченных частиц имела размеры 1-5 мкм с редкими агломератами до 56 мкм, средний, автоматически определенный, размер составил 2,3 мкм. А так как по имеющейся 30-летней практике специалистов по производству серпентиновых трибосоставов и данным ТУ на их порошки оптимальный размером частиц 1-40 мкм, то полученный порошок по фракционному составу приемлем.

По сообщениям, высказанным на «Круглом Столе» в ГК РОСНАНО 15.01.2009 г, соединения хрома для серпентиновых трибосоставов вредны. Поэтому порошок до и после измельчения был исследован в Наноцентре ФГБНУ ГОСНИТИ на дифрактометре XRD 6000 на фазовый состав и на наличие остатков соединений хрома.

По полученным данным рентгенофазового анализа с использованием международной библиотеки спектров ICDD порошок до активации на шаровой мельнице, а особенно после активации, представлял частицы нескольких минералов триботехнической группы серпентина. Цвет порошка светло-желтый с серым оттенком, который после измельчения, как трибоматериал, стал несколько светлее.

Примечание: По литературным данным в основную триботехническую группу минералов группы серпентина входят Антигорит, Хризотил и Лизардит структурной формулы IT.

Проведенная дифрактометрия полученных порошков, с идентификацией их минералов с минералами из всех томов международной библиотеки спектров ICDD, явных соединений хрома в исследованном порошке не выявила. Минералами в разработанном триботехническом материале по ICDD выявлены:

- [(Mg,Al)₃(Si,Fe)₂O₅](OH)₄ - Aluminum IronMagnesium Si Lisardite-IT - основной триботехнический минерал из группы серпентина;

- [Mg₃Si₂O₅](OH)₄ - Magnesium Silicate Hydroxide (Clinochrysotil) - также один из основных минералов группы серпентина;

- [Ni₃Si₂O₅](OH)₄ - Nickel Silicate Hydroxide Pecoratite-2Mcl - вторичный минерал группы серпентина;

- [Ni₅Al₄O₁₁]₁₈H₂O - Nickel Aluminum Oxide Hydroxide - примесь из минералов группы серпентина.

Испытания разработанного триботехнического материала проведены в Наноцентре ФГБНУ ГОСНИТИ на трибометре TRB-S-DE Швейцарской фирмы CSM Instruments по стандартной методике со стальной трибопарой палец-диск в режиме ступенчатого ее нагружения до давления 200 МПа при постоянной скорости скольжения 100 см/с. Их результаты показаны на фиг. 1.

Испытания показали:

- высокую нагрузочную и антифрикционную эффективность моторного масла фирмы «Мобил», по-видимому, одного из лучших мировых,

- совпадение антифрикционных свойств триботехнического состава «ЦНТ» (от ООО «ЦНТ») с триботехническим составом МС-2 (ООО «РеалИнПроект», ГОСНИТИ и ВНИИТиН), приготовленных из аналогичного сырья,

- хорошие антифрикционные свойства наноалмазных триботехнических составов КАРАТ-5 (ООО «РеалДзержинск») и КАРАТ-М (Красноярский институт химии и химической технологии СО РАН),

- а главное: триботехнический состав «Сарановский» оказался лучшим из сер-пентиновых и приближает триботехнические свойства моторного масла М-10_2K среднего уровня качества (СС по API) к высшему мировому уровню триботехнических свойств моторного масла фирмы Мобил, класса SJ/SL.

После фракционного, фазового и триботехнического контроля приготавливали концентраты триботехнического состава «Сарановский». Смешивали 50 г смазочного масла с 15 г созданного триботехнического порошка, а 50 г пластичной смазки - с 50 г этого же порошка. Концентраты из жидкой смазки предназначены для «безразборного ремонта» ДВС и силовых передач, содержащих по 5 л картерного масла, а концентрат из пластичной смазки рассчитан на 5 кг пластичных смазок.

Использование способа позволит значительно упростить технологию, уменьшить трудоемкость.

Способ приготовления концентрата серпентинового триботехнического состава для смазочных материалов, заключающийся в измельчении и просеивании порошка, отличающийся тем, что порошок из отходов флотации хромовой руды Сарановского месторождения просеивают на сите 1 мм, подвергают термообработке без разрушения структуры минералов группы серпентина в течение часа при температуре 100-105°С, просеивают на сите 100 мкм, измельчают на шаровой планетарной мельнице, просеивают на сите 40 мкм, определяют фракционный и фазовый составы, триботехнические свойства и после контроля выдают порошок концентратом триботехнического серпентинового состава для ввода в моторные, трансмиссионные масла и пластичные смазки.

Настоящее изобретение относится к области смазочных материалов и, в частности, описывает смазочную композицию и способ ее приготовления и использования. Смазочная композиция включает базовое масло и диспергированные в нем частицы каучука, имеющего сшитую под действием излучения структуру, причем базовое масло является непрерывной фазой, а частицы каучука являются дисперсной фазой.

Депрессорные добавки, понижающие температуру застывания, для улучшения низкотемпературной вязкости состаренного смазочного масла // 2683257

Настоящее изобретение относится к композициям для применения в качестве депрессорной добавки, понижающей температуру застывания, для улучшения низкотемпературной вязкости состаренного смазочного масла, содержащим два алкил(мет)акрилатных сополимера, отличающимся тем, что композиция содержит от 30 до 90% по весу первого сополимера и от 10 до 70% по весу второго сополимера в пересчете на общий вес композиции, и при этом: a) первый сополимер состоит из (i) от 35 до 60% по весу мономерных звеньев лаурил-миристилметакрилата (LMA) в пересчете на общий вес сополимера и (ii) от 40 до 65% по весу мономерных звеньев цетил-стеарилметакрилата (SMA) в пересчете на общий вес сополимера; и b) второй сополимер состоит из (i) от 61 до 95% по весу мономерных звеньев, выбранных из лаурил-миристилметакрилата (LMA) и додецил-пентадецилметакрилата (DPMA), в пересчете на общий вес сополимера, (ii) от 5 до 39% по весу мономерных звеньев, выбранных из цетил-эйкозилметакрилата (СЕМА) и цетил-стеарилметакрилата (SMA), в пересчете на общий вес сополимера, а также к композиции смазочного масла, содержащей базовое масло и от 0,03 до 3% по весу (в пересчете на общий вес сополимеров) депрессорную добавку.

Низкотемпературная пластичная смазка // 2682881

Изобретение относится к созданию низкотемпературной пластичной смазки, которая может быть использована в механизмах различного назначения, работающих при температуре от минус 60°С.

Трибологический состав // 2680414

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве основного компонента композиций, используемых для улучшения трибологических характеристик смазочных материалов.

Улучшенные антиоксидантные композиции и содержащие их смазочные композиции // 2680133

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции, содержащей основное количество базового масла и улучшенную антиоксидантную композицию в количестве от 0,5 до 1,0% по массе из расчета на общую массу смазочной композиции, где антиоксидантная композиция включает в себя: (a) метиленбис(ди-н-бутилдитиокарбамат) и (b) производное 1,2,4-триазола на основе алкилированного дифениламина, выбранное из одного из соединений (i) 1-[ди-(4-октилфенил)аминометил]триазола, в котором массовое процентное соотношение (a):(b) составляет от более 1:1 до 20:1, и (ii)1-[ди-(4-смешанный бутил/октилфенил)аминометил]триазол, в котором массовое процентное соотношение (a):(b) составляет от более 5,7:1 до 9:1.

Способ замедления окисления трансформаторного масла // 2679663

Настоящее изобретение относится к области энергетики, в частности производству трансформаторного масла, используемого в маслонаполненном электрооборудовании. Область применения: производство трансформаторных масел.

Смазочно-охлаждающая жидкость // 2679651

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям, обеспечивающим технологические процессы лезвийной и абразивной обработки черных металлов в машиностроении.

Способ получения смазки на основе комплекса сульфоната кальция // 2678565

Настоящее изобретение относится к однофазному способу приготовления смазки на основе комплекса сульфоната кальция. В частности, изобретение относится к однофазному способу приготовления смазки на основе комплекса сульфоната кальция в отсутствие борной кислоты, включающему осуществление по меньшей мере одной стадии под давлением по меньшей мере 400 кПа и при температуре по меньшей мере 130°С.

Смазочная композиция // 2678102

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции для применения в картере двигателя, содержащей: (i) базовое масло, содержащее по меньшей один моноэфир или смесь моноэфиров, где указанный моноэфир или смесь моноэфиров присутствует от общего веса смазочной композиции в количестве от по меньшей мере 10 вес.% и до 75 вес.% и в имеет кинематическую вязкость при 100°C не более 4 мм2/с, индекс вязкости по меньшей мере 130 и потери от испарения, определяемые по методу Ноак, не более 20 вес.%; причем базовое масло дополнительно содержит полученное по Фишеру-Тропшу базовое масло, и (ii) полимерные присадки, повышающие индекс вязкости, которые присутствуют в количестве сухого полимерного остатка от 0,1 вес.% до 7 вес.%, от веса смазочной композиции, выбранные из (а) одного или больше гребнеобразных полимеров; (b) поли(мет)акрилатного полимера, содержащего от 1 до 70 мол.% одного или больше (мет)акрилатных структурных фрагментов, имеющих приведенную ниже формулу (1), где R1 представляет собой атом водорода или метильную группу, и R2 представляет собой линейную или разветвленную углеводородную группу, содержащую не меньше 16 атомов углерода; (c) их смесей, в которой указанный по меньшей мере, один моноэфир представляет собой продукт реакции одноатомного спирта и монокарбоновой кислоты, где указанный одноатомный спирт представляет собой, по меньшей мере, один насыщенный разветвленный алифатический одноатомный спирт, содержащий от 16 до 36 атомов углерода, и где указанная монокарбоновая кислота представляет собой, по меньшей мере, одну насыщенную линейную алифатическую монокарбоновую кислоту, содержащую от 5 до 10 атомов углерода.

Смазочно-охлаждающее технологическое средство для обработки металлов резанием и алмазным выглаживанием // 2676690

Изобретение относится к химической промышленности, а именно - к смазочно-охлаждающим технологическим средствам (СОТС), и может быть использовано при обработке металлов резанием и отделочно-упрочняющей обработке поверхностей деталей из сталей и цветных металлов резанием и алмазным выглаживанием.

Смазочная композиция и способ её получения и применения // 2684910

Применение алкоксилированного политетрагидрофурана в качестве присадки для топлива // 2678702

Применение алкоксилированного политетрагидрофурана общей формулы (I), в которой m представляет собой целое число в интервале от ≥1 до ≤20, m' представляет собой целое число в интервале от ≥1 до ≤20, (m+m') представляет собой целое число в интервале от ≥3 до ≤40, n представляет собой целое число в интервале от ≥0 до ≤40, n' представляет собой целое число в интервале от ≥0 до ≤40, р представляет собой целое число в интервале от ≥0 до ≤25, р' представляет собой целое число в интервале от ≥0 до ≤25, k представляет собой целое число в интервале от ≥2 до ≤30, R1 означает незамещенный, линейный алкильный радикал, имеющий 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 или 18 атомов углерода, R2 означает -СН2-СН3, и R3 идентичный или различный означает атом водорода или -СН3, где цепочки, обозначенные с помощью k, распределяются с образованием блок-полимерной структуры, и цепочки, обозначенные с помощью р, р', n, n', m и m', распределяются с образованием блок-полимерной структуры или статистической полимерной структуры, в комбинации с по меньшей мере одной дополнительной присадкой, имеющей детергентное действие, в качестве присадки для топлива.

Способ получения смазки на основе комплекса сульфоната кальция // 2678565

Способ получения масляных композиций с помощью определенных карбодиимидов // 2664536

Изобретение относится к новому способу получения стабилизированных масляных композиций с помощью определенных карбодиимидов. Предложен способ получения масляных композиций, в котором карбодиимид формулы (I), где R1=CH3 и R2=H, добавляют в масло на основе нафеновых минеральных масел и/или на основе сложных эфиров при температуре 10-40°C.

Композиция, содержащая фракции парафинов, полученные из биологического сырья, и способ их получения // 2659040

Изобретение относится к композиции для использования в качестве растворителя или компонента растворителя, содержащей С14-парафины в количестве от 40% до 50% от общей массы композиции и С15-парафины в количестве от 35% до 45% от общей массы композиции, причем С14-парафины и С15-парафины получены из биологического сырья.

Способ получения карбамидной смазки // 2646606

В настоящем изобретении описан способ получения карбамидной смазки. Способ получения карбамидной смазки включает одну или больше стадий, в которой вступают в реакцию соединения формулы (I), (II) и (III): где R1 и R2 выбраны из гидрокарбилов, содержащих от 1 до 30 атомов углерода, или R1 и R2 соединены и образуют гидрокарбиленовую группу, содержащую от 1 до 30 атомов углерода, R3 выбран из гидрокарбила, содержащего от 2 до 30 атомов углерода, и R4 представляет собой гидрокарбилен, содержащий от 2 до 30 атомов углерода; где по меньшей мере одну из стадий проводят в присутствии базового масла.

Способ получения смазывающего материала // 2642446

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к способу получения смазочных материалов, а именно смазочно-охлаждающих технологических сред, с высоким индексом вязкости и может найти широкое применение в качестве базовых смазочных сред при производстве гидравлических, амортизационных, формовочных, смазочно-охлаждающих жидкостей, а также масел на основе нефтяного сырья в машиностроительной, металлургической, строительной отраслях промышленности.

Способ и устройство для приготовления цилиндрового масла // 2641327

Изобретение относится к способу получения цилиндрового масла, согласно которому смешивают использованное масло со свежим цилиндровым маслом, причем использованное масло имеет более низкое значение общего щелочного числа (TBN), чем свежее цилиндровое масло.

Способ получения пластичной кальциевой смазки // 2631112

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности к способам получения пластичных смазок - жировых солидолов, содержащих в качестве загустителей - кальциевые соли высших жирных кислот и находящих широкое применение в качестве антифрикционных смазок массового назначения (для узлов трения автомобилей, тракторов и других механизмов).

Способ производства огнестойкой жидкости // 2627402

Изобретение относится к области химии фосфорорганических соединений. Способ получения огнестойкой жидкости путем реакции смеси производных ксиленолов по реакции этерификации с хлорокисью фосфора.

Смазочное масло на основе жидких олигометилоктилсилоксанов и олигоэтилоктилсилоксанов // 2673482

Предлагаемое изобретение относится к жидким смазочным составам на кремнийорганической основе, в частности к смесевым смазочным маслам на олигометилоктил- или олигоэтилоктилсилоксановой основе в сочетании с нефтяным маслом и/или сложным органическим эфиром, которые находят применение в различных отраслях промышленности для обеспечения работы узлов трения в расширенном интервале температур и как основа пластичных смазок.