Кремнийорганическая смазка для глубокого вакуума



Кремнийорганическая смазка для глубокого вакуума
Кремнийорганическая смазка для глубокого вакуума

Владельцы патента RU 2702663:

Акционерное общество "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (АО "ГНИИХТЭОС") (RU)

Предлагаемое изобретение относится к области кремнийорганических смазочных композиций, в частности к смазочным композициям, которые могут применяться для соединения, уплотнения и герметизации стеклянных и металлических элементов различного технологического и лабораторного оборудования, работающего в условиях глубокого вакуума и в контакте с агрессивными средами. Предложена кремнийорганическая смазка для глубокого вакуума, на основе полидиметилсилоксановой жидкости в качестве дисперсионной среды и модифицированного диоксида кремния в качестве дисперсной фазы, работающая в интервале температур от минус 40°С до плюс 200°С, отличающаяся тем, что в качестве дисперсионной среды используют смесь полидиметилсилоксановых жидкостей линейного строения с вязкостью от 8000 до 12000 мм2/с при температуре 20°С и разветвленного строения с вязкостью от 7000 до 15000 мм2/с при температуре 20°С, взятых в количестве 80-90 мас.% и 2-8 мас.%, соответственно, а в качестве дисперсной фазы используют модифицированный диоксид кремния АМ-1-300 в количестве 8-15 мас.%, при этом пенетрация смазки составляет 160-260 единиц, смазка обеспечивает герметичность разъемных соединений для получения вакуума до 10-7 мм рт.ст. 2 табл., 9 пр.

 

Изобретение относится к области кремнийорганических смазочных композиций, в частности к смазочным композициям, которые могут применяться для соединения, уплотнения и герметизации стеклянных и металлических элементов различного технологического и лабораторного оборудования, работающего в условиях глубокого вакуума и в контакте с агрессивными средами.

Известна углеводородная вакуумная смазка на основе трансформаторного масла, загущенная атактическим полипропиленом мол. м. 20000÷40000, которая применяется в высоковакуумных системах в качестве смазки стационарных уплотнений, узлов, кранов, шлифов и обеспечения глубокого вакуума. (А.с. СССР №1165708, МПК С10М 143/04, 1983 г.).

Недостатком известной смазки является низкая стойкость к химически агрессивным средам.

В научной литературе описана пластичная смазка ВНИИ НП-298 предназначенная для смазывания и уплотнения стеклянных и металлических подвижных соединений вакуумной техники. Смазка представляет собой полиметилсилоксановую жидкость ПМС-400, загущенную силикагелем БС. Ее применяют в вакуумных установках для термохимической обработки в агрессивных средах. Смазка работоспособна в вакууме до 10 мкПа. (В.В. Синицын, Пластичные смазки в СССР. - М.: Химия, 1984. - 192 с.).

К ее недостаткам можно отнести относительно высокую испаряемость смазки из-за использования в качестве дисперсионной среды маловязкой жидкости ПМС-400.

Известна пластичная смазка на основе высоковязких от 5000 до 200000 сСт при 25°С полидиметилсилоксановых, полиметилфенилсилоксановых жидкостей и их смесей, в которой в качестве загустителя предлагается использовать силикагель не модифицированный и модифицированный различными соединениями, тонкоизмельченный кварц, диатомовую землю, тальк, карбонат кальция, оксид цинка, оксид титана и др. в концентрации 0,1-30% масс., кроме этого в составе смазки также предлагается использовать силиконовый эластомер до 60% масс. и продукты реакции органо-алкенил-полисилоксанового соединения с полиорганогидридсилоксаном в присутствии катализатора - тонкоизмельченной платины или ее соединений, соединений палладия, родия и их смеси. Изобретение направлено на улучшение коллоидной стабильности защитных пластичных смазок и защитных покрытий (Патент США US 6015777, МПК С10М 169/00; С10М 169/02, 2000).

В качестве недостатка можно отметить, что изобретение разрабатывалось исключительно для защитных покрытий и не тестировалось в качестве высоковакуумной смазки. Кроме того, необходима стадия получения эластомера с содержанием сшитых фрагментов реакцией гидросилилирования, которая осуществляется с использованием в качестве катализатора соединений дорогих благородных металлов.

В 2017 году запатентована уплотнительная пластичная смазка для использования при повышенных температурах 300°С и выше. Смазка содержит 50-80% масс. базового масла - кремнийорганическая жидкость, синтетическое масло, полиэфир, 5-30% масс. загустителя - диоксид кремния, нитрид бора, политетрафторэтилен, 5-10% масс. силиконового масла -полидиметилсилоксан, полиметилфенилсилоксан, полиэтилсилоксан с высокой вязкостью, 1-3% масс. антиоксиданта - дифенилдигидроксисилан и 5-20% масс. смазывающего наполнителя - нитрид бора, политетрафторэтилен, графит. Смазка представляет собой композицию черного цвета и обладает превосходными антиоксидантными свойствами, структурной и химической стабильностью и хорошими смазывающими свойствами. Приготовленный продукт не имеет явных точек плавления, растрескивания в условиях высоких температур, отделения масла, отверждения и т.п. (Патент КНР CN 107384528, МПК С10М 169/00, 2017 г.).

К недостаткам смазки можно отнести наличие в ее составе графита, который в случае попадания в реакционный объем, например при работе в лабораторном оборудовании, может привести к нежелательному окрашиванию компонентов. Кроме того, описанная смазка предлагается исключительно для использования в узлах трения механического оборудования для обеспечения точности его работы при повышенных скоростях вращения и предотвращения задиров.

Предложена вакуумная пластичная смазка для высоких и низких температур состоящая из 84-93% масс. кремнийорганической жидкости (полидиметилсилоксана, полидиэтилсилоксана, полиметилалкилсилоксана) вязкостью от 50 до 80000 мм2/с при 25°С. В качестве загустителя предлагается использовать модифицированный аэросил в концентрации 3-15% масс. Смазка также содержит 0,5-7,0% масс. ПАВ (неопентилгликоль, пентаэритрит, этиленгликоль и др.) и 0,05-2% добавки - антиокислитель (фенольного, аминного типа или серосодержащее соединение), ингибитор коррозии (бензтриазол или нафтенат цинка), адгезив (полиизобутилен, полипропилен или силиконовый синтетический каучук). В качестве добавки, повышающей термическую стабильность смазки, предложено использовать нанопорошки оксидов титана, церия, железа или алюминия (Патент КНР CN 103710080 МПК С10М 113/16; С10М 169/00, 2014 г.). Указанное изобретение выбрано в качестве прототипа.

К недостаткам данной смазки можно отнести отсутствие в ее составе компонентов улучшающих смазывающие свойства.

Известна пластичная смазка High Vacuum Grease фирмы Dow Corning (США) (http://atf.ru/production/dow corning/ kompaundy 3569/high vacuum grease/), неплавящаяся плотная силиконовая смазка на основе полидиметилсилоксановой жидкости, загущенной силикагелем. Отличается хорошей герметизирующей способностью для сосудов, работающих под давлением и вакуумом. Может использоваться в оборудовании химических производств (пробковых кранов, предохранительных клапанов, керамических шаровых кранов, подшипников расходомеров, оборудования для очистки воды, прокладок из синтетического каучука и уплотнительных колец оптических приборов). Смазка работоспособна при температурах -40÷200°С в условиях повышенного давления и вакуума до 10-6 мм рт.ст (10-6 торр), имеет пенетрацию неперемешанной смазки от 175 до 210 единиц и пенетрацию перемешанной смазки (60 циклов) - 260 единиц.

К сожалению, в открытых источниках приводятся только прикладные характеристики смазки, и отсутствуют сведения о составе и ее компонентах.

Задача изобретения - разработать кремнийорганическую смазочную композицию для уплотнения оборудования химических производств и лабораторных исследований, работающего в условиях глубокого вакуума, стойкой к агрессивным средам и с улучшенными смазывающими свойствами.

Известно (Патент США US 2016152903, C10G 69/12; С10М 105/04, 2016), что разветвленные соединения способствует улучшению реологических и смазывающих свойств в органических смазках. Исходя из этого, а также на основании анализа патентной документации, научной литературы и проведения исследований в качестве кремнийорганической для уплотнения и герметизации стеклянных и металлических элементов оборудования, работающего под вакуумом и в контакте с агрессивными средами для решения поставленной задачи предложена кремнийорганическая смазка для глубокого вакуума, в которой в качестве дисперсионной среды используют смесь полидиметилсилоксановых жидкостей линейного строения с вязкостью от 8000 до 12000 мм2/с при температуре 20°С и разветвленного строения с вязкостью от 7000 до 15000 мм2/с при температуре 20°С, взятыми в количестве 80-90% масс. и 2-8% масс. соответственно, а в качестве дисперсной фазы используют модифицированный диоксид кремния АМ-1-300 в количестве 8-15% масс., при этом пенетрация смазки составляет 160-260 единиц, смазка обеспечивает герметичность разъемных соединений для получения вакуума до 10-7 мм.рт.ст.

Полидиметилсилоксановая жидкость разветвленного строения легко получается методом простого гидролиза соответствующих мономеров, прекрасно совмещается с линейной полидиметилсилоксановой жидкостью, что обеспечивает высокую стабильность смазки, как при хранении, так и в процессе применения. Предлагаемая смазка повышает эксплуатационные свойства оборудования и позволяет обеспечить герметичность разъемных соединений для получения более глубокого вакуума до 10-7 мм.рт.ст.

Приведенные примеры описывают варианты композиций кремнийорганической смазки для глубокого вакуума по настоящему изобретению. В таблице 1 приведены составы дисперсионной среды, представляющих - смесь полидиметилсилоксановой (ПМС) жидкости с вязкостью - 8000-12000 мм2/с и разветвленной полидиметилсилоксановой (ПМС-Р) жидкости с вязкостью - 7000-15000 мм2/с. В таблице 2 приведены варианты получение смазочной композиции, а также характеристики сырья и готового продукта. Величина пенетрации характеризует реологические и прочностные свойства смазки. Величина диаметра пятна износа характеризует смазывающие свойства композиции.

Пример 1.

Получение смазочной композиции осуществляют в два этапа -получение дисперсионной среды (смеси полидиметилсилоксановой жидкости (ПМС), общей формулы: (CH3)3SiO[(CH3)2SiO]nSi(CH3)3; и полидиметилсилоксановой жидкости (ПМС-Р) разветвленного строения общей формулы: (CH3)3SiO[(CH3)2SiO]n{CH3Si[OSi(CH3)3]О}mSi(CH3)3,

где n=150-200 m=13-17 и получение смазочной композиции.

В емкость, снабженную обогревателем, перемешивающим устройством и термометром загружают - 441 г (98% масс.) полидиметилсилоксановой жидкости (ПМС) с вязкостью 12000 мм2/с и 9 г (2% масс.) полидиметилсилоксановой жидкости разветвленного строения (ПМС-Р) с вязкостью 7000 мм2/с, получают 450 г смеси жидкостей с вязкостью 11900 мм2/с, которая служит основой кремнийорганической смазочной композиции, затем в емкость добавляют 50 г порошка аэросила АМ-1-300. Полученную массу нагревают до температуры 40-60°С и перемешивают в течение 3-4 часов. После чего полученную массу охлаждают до комнатной температуры, выгружают и анализируют по показателям качества.

1. Внешний вид - бесцветная прозрачная мазеобразная пластичная масса.

2. Пенетрация при 20°С не перемешанной смазки, мм/10-175.

3. Пенетрация при 20°С перемешанной смазки (60 двойных ходов), мм/10-240.

4. Испаряемость, % потери веса при 200°С в течение 24 часов - 0,2.

5. Смазывающие свойства - диаметр пятна износа на ЧМТ-1 при 20°С, 1500 мин-1, 196 Н, мм - 0,9.

Аналогично примеру 1 получены смазочные композиции в примерах 2-9, состав которых приведен в таблице 1.

Предлагаемая смазочная композиция, приведенная в примерах 1-9 не токсична, обладает химической инертностью по отношению к конструкционным материалам, имеет низкую зависимость вязкости от температуры и высокую адгезию к поверхностям контакта, обладает низкой летучестью, исключает необходимость частого смазывания, имеет высокую водостойкость, исключает деформацию пластиковых и резиновых изделий.

Высокая вязкость основы смазки (8000-12000 мм2/с) и малое изменение ее значения с температурой обеспечивает хорошее уплотнение и герметизацию стеклянных и металлических элементов оборудования, работающего в условиях глубокого вакуума до 10-7 мм. рт.ст. и в контакте с агрессивными средами. Значение пенетрации при 20°С в интервале от 160 до 260 единиц. Смазочная композиция характеризуется хорошими смазывающими свойствами (диаметр пятна износа на ЧМТ-1 при 20°С, 1500 мин-1, и нагрузке 196 Н не привышал 1,0 мм) высокой стабильностью в диапазоне температур минус 40 плюс 200°С, потерей веса при температуре 200°С в течение 24 часов не более 0,5% масс. с сохранением пластичных свойств смазки.

Из данных таблицы 2 следует, что предлагаемая смазка не уступает по техническим характеристикам американской вакуумной смазке High Vacuum Grease фирмы Dow Corning (США), а по смазывающим свойствам, которые характеризуются значением диаметра пятна износа и имеет более низкое значение, превосходит как смазку High Vacuum Grease, так и смазку, описанную в прототипе (патент CN 103710080, пример 2).

Кремнийорганическая смазка для глубокого вакуума, на основе полидиметилсилоксановой жидкости в качестве дисперсионной среды и модифицированного диоксида кремния в качестве дисперсной фазы, работающая в интервале температур от минус 40°С до плюс 200°С, отличающаяся тем, что в качестве дисперсионной среды используют смесь полидиметилсилоксановых жидкостей линейного строения с вязкостью от 8000 до 12000 мм2/с при температуре 20°С и разветвленного строения с вязкостью от 7000 до 15000 мм2/с при температуре 20°С, взятых в количестве 80-90 мас.% и 2-8 мас.% соответственно, а в качестве дисперсной фазы используют модифицированный диоксид кремния АМ-1-300 в количестве 8-15 мас.%, при этом пенетрация смазки составляет 160-260 единиц, смазка обеспечивает герметичность разъемных соединений для получения вакуума до 10-7 мм рт.ст.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к синтезу серосодержащих присадок, улучшающих смазочные свойства нефтяных и синтетических масел и смазочных материалов на основе этих масел.

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым в процессах металлообработки. Разработан состав смазочно-охлаждающей жидкости, содержащей базовую масляную основу и пакет присадок.

Данная заявка относится к композициям смазочного материала, содержащим: (I) от 1 до 25 мас.% композиции смазочного материала на основе диэфирного базового компонента, содержащей октил 9-(октаноилокси)деканоата или 10-(октаноилокси)декан-2-ил октаноата, (II) от 50 до 98 мас.% смазочного базового масла, и (III ) от 1 до 25 мас.% пакета присадок, которые могут быть использованы в качестве базового компонента для смазочных применений, а также к способам их получения.

Изобретение относится к пластичным смазкам, которая может быть использована в механизмах различного назначения, работающих при температуре до 200°С. Сущность: пластичная смазка содержит, мас.

Изобретение относится к созданию многоцелевой пластичной смазки для различных узлов трения мобильной техники и стационарного оборудования. Сущность: пластичная смазка содержит, мас.

Изобретение относится к созданию многоцелевой комплексной пластичной смазки с широким диапазоном рабочих температур для различных узлов трения мобильной техники и стационарного оборудования.

В настоящем изобретении раскрыта композиция смазочного масла для коробок передач автомобилей (особенно, топливосберегающего типа), которая удовлетворяет всем требованиям в отношении характеристик стойкости к взбалтыванию, сохранения масляной плёнки и низкотемпературной вязкости.

Изобретение описывает композицию смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, содержащую следующие компоненты: (a) базовое масло смазочного масла, имеющее кинематическую вязкость при 100°C от 2 до 12 мм2/с, которое представляет собой одно базовое масло группы 2 или группы 3 по API, имеющее индекс вязкости 95 или выше, содержание серы 0,03 мас.% или ниже и значение %CA 1 или ниже, или их комбинацию, (b) азотсодержащий беззольный диспергирующий агент в количестве 0,01-0,3 мас.% в пересчете на содержание азота от общего количества композиции, (c) металлсодержащий детергент, который содержит кальций и/или магний в качестве щелочноземельного металла, в количестве 0,05-0,3 мас.% в пересчете на содержание щелочноземельного металла от общего количества композиции, (d) диалкилдитиофосфат цинка в количестве 0,05-0,13 мас.% в пересчете на содержание фосфора от общего количества композиции и (e) маслорастворимое полуполярное органическое соединение, представляющее собой сложный эфир борной кислоты и глицерина, представленное химической формулой (1), где R обозначает прямоцепную или разветвленную алкильную группу или прямоцепную или разветвленную алкенильную группу, содержащую 7-20 атомов углерода, в количестве 0,015-0,040 мас.% в пересчете на содержание бора от общего количества композиции.

Настоящее изобретение относится к смазочной композиции для судовых двигателей, содержащей: по меньшей мере одно базовое смазочное масло; по меньшей мере один амин жирного ряда формулы (I) со значениями радикалов, представленными в описании и формуле изобретения, где амин жирного ряда с щелочным числом BN, определенным в соответствии со стандартом ASTM D-2896, составляет от 150 до 350 миллиграммов гидроксида калия на грамм амина, и по меньшей мере одну присадку, выбранную из сверхосновных детергентов и/или нейтральных детергентов.

Настоящее изобретение относится к гидравлической масляной рабочей среде, содержащей органическое соединение, содержащее элемент группы 14, выбранное из органического соединения германия, представленного общей формулой (1А) и органического соединения олова, представленного общей формулой (1В) со значениями радикалов, указанных в формуле изобретения и описании.

Изобретение относится к пластичным смазкам, которая может быть использована в механизмах различного назначения, работающих при температуре до 200°С. Сущность: пластичная смазка содержит, мас.

В настоящем изобретении раскрыта композиция смазочного масла для коробок передач автомобилей (особенно, топливосберегающего типа), которая удовлетворяет всем требованиям в отношении характеристик стойкости к взбалтыванию, сохранения масляной плёнки и низкотемпературной вязкости.

Настоящее изобретение относится к низкотемпературной пластичной смазке для узлов трения и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в нефтепереработке и нефтехимии, машиностроении, энергетике, пищевой промышленности.

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

Изобретение относится к составу пластичных смазок, предназначенных для применения в тяжелонагруженных узлах трения качения и скольжения в широком диапазоне нагрузок и скоростей, в интервале температур от минус 60 до плюс 250°С промышленного оборудования, современных транспортных средств, промышленного, строительного и судового оборудования.

Изобретение относится к созданию многоцелевой низкотемпературной пластичной смазки для узлов трения, работающих в диапазоне температур от минус 60 до плюс 150°С, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности.

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.

Настоящее изобретение относится к волоконно-оптическому кабелю, содержащему композицию наполнителя кабеля, которая содержит: (i) базовое масло, полученное синтезом Фишера-Тропша; и (ii) загущающую систему, которая содержит по меньшей мере один блочный сополимер.

Описывается композиция консистентной смазки, содержащая базовое масло и мыло на основе кальциевого комплекса в качестве загустителя, где в качестве жирных кислот в мыле на основе кальциевого комплекса используются замещенная или незамещенная прямоцепочечная высшая жирная монокислота, содержащая от 18 до 22 атомов углерода, ароматическая монокислота, содержащая замещенное или незамещенное бензольное кольцо, и прямоцепочечная насыщенная низшая монокислота, выбранная из уксусной кислоты, пропионовой кислоты, масляной кислоты или их комбинаций, характеризующаяся высокой температурой каплепадения.

Изобретение относится к составу пластичных смазок, предназначенных для тяжелонагруженных узлов трения, работающих при высоких температурах, во влажных и агрессивных средах, и может быть использовано в нефтегазовой, металлургической, автомобильной отраслях промышленности.

Изобретение описывает композицию смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, содержащую следующие компоненты: (a) базовое масло смазочного масла, имеющее кинематическую вязкость при 100°C от 2 до 12 мм2/с, которое представляет собой одно базовое масло группы 2 или группы 3 по API, имеющее индекс вязкости 95 или выше, содержание серы 0,03 мас.% или ниже и значение %CA 1 или ниже, или их комбинацию, (b) азотсодержащий беззольный диспергирующий агент в количестве 0,01-0,3 мас.% в пересчете на содержание азота от общего количества композиции, (c) металлсодержащий детергент, который содержит кальций и/или магний в качестве щелочноземельного металла, в количестве 0,05-0,3 мас.% в пересчете на содержание щелочноземельного металла от общего количества композиции, (d) диалкилдитиофосфат цинка в количестве 0,05-0,13 мас.% в пересчете на содержание фосфора от общего количества композиции и (e) маслорастворимое полуполярное органическое соединение, представляющее собой сложный эфир борной кислоты и глицерина, представленное химической формулой (1), где R обозначает прямоцепную или разветвленную алкильную группу или прямоцепную или разветвленную алкенильную группу, содержащую 7-20 атомов углерода, в количестве 0,015-0,040 мас.% в пересчете на содержание бора от общего количества композиции.

Предлагаемое изобретение относится к области кремнийорганических смазочных композиций, в частности к смазочным композициям, которые могут применяться для соединения, уплотнения и герметизации стеклянных и металлических элементов различного технологического и лабораторного оборудования, работающего в условиях глубокого вакуума и в контакте с агрессивными средами. Предложена кремнийорганическая смазка для глубокого вакуума, на основе полидиметилсилоксановой жидкости в качестве дисперсионной среды и модифицированного диоксида кремния в качестве дисперсной фазы, работающая в интервале температур от минус 40°С до плюс 200°С, отличающаяся тем, что в качестве дисперсионной среды используют смесь полидиметилсилоксановых жидкостей линейного строения с вязкостью от 8000 до 12000 мм2с при температуре 20°С и разветвленного строения с вязкостью от 7000 до 15000 мм2с при температуре 20°С, взятых в количестве 80-90 мас. и 2-8 мас., соответственно, а в качестве дисперсной фазы используют модифицированный диоксид кремния АМ-1-300 в количестве 8-15 мас., при этом пенетрация смазки составляет 160-260 единиц, смазка обеспечивает герметичность разъемных соединений для получения вакуума до 10-7 мм рт.ст. 2 табл., 9 пр.

Наверх