Способ получения добавки в моторное масло на основе наноразмерного порошка диоксида кремния



Владельцы патента RU 2702760:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Бурятский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к модифицированию смазочных материалов, в частности к получению добавок к моторным маслам, и может быть использовано для повышения износостойкости трущихся деталей. Способ получения модифицирующей добавки для смазочного материала включает добавление наноразмерного порошка диоксида кремния со средним размером частиц от 50 до 300 нм в базовое моторное масло, смачивание порошка базовым моторным маслом и диспергирование посредством ультразвуковых колебаний в режиме акустической кавитации на резонансной частоте порядка 23 кГц. Изобретение направлено на повышение качества модифицирующих добавок на основе наноразмерного порошка диоксида кремния за счет повышения износостойкости поверхности и снижения коэффициента трения.

 

Предлагаемое изобретение относится к способу получения модифицирующей добавки к моторным маслам, которая может быть использована для повышения износостойкости трущихся деталей и снижения трения. Способ получения модифицирующей добавки для смазочного материала включает добавление наноразмерного порошка диоксида кремния со средним размером частиц от 50 до 300 нм в базовое моторное масло, смачивание порошка базовым моторным маслом и диспергирование посредством ультразвуковых колебаний в режиме акустической кавитации на резонансной частоте порядка 23 кГц. Изобретение направлено на повышение качества модифицирующих добавок на основе наноразмерного порошка диоксида кремния за счет повышения износостойкости поверхности и снижения коэффициента трения.

Наиболее перспективным способом повышения долговечности и, соответственно, надежности агрегатов машин является модифицирование смазочных материалов. Эта технология позволяет повысить износостойкость трущихся деталей с наименьшими затратами. В качестве добавок в моторное масло для улучшения работы механизмов может быть использован наноразмерный порошок диоксида кремния.

Предлагаемое изобретение относится к способу получения добавок к моторным маслам на основе наноразмерного порошка диоксида кремния, диспергированного с помощью ультразвука в режиме акустической кавитации в базовом моторном масле.

Известно изобретение Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН) «Способ получения суспензии высокодисперсных частиц металлов и их соединений и устройство для его осуществления» (RU 2012147093; B22F 9/04, B01J 3/00; 20.05.2014; авторы: Лернер Марат Израильевич (RU), Глазкова Елена Алексеевна (RU), Псахье Сергей Григорьевич (RU), Хоробрая Елена Геннадьевна (RU), Иванов Алексей Николаевич (RU), Цыганков Виктор Михайлович (RU), Цхе Александр Алексеевич (RU). Формула изобретения состоит из множества пунктов:

1. Способ получения суспензии высокодисперсных частиц металлов и их соединений, включающий механическое перемешивание порошка, представляющего собой агрегаты наноразмерных частиц, и дисперсионной среды и ультразвуковое диспергирование агрегатов, при этом механическое перемешивание и ультразвуковое диспергирование осуществляют при перемещении суспензии по замкнутому гидравлическому контуру таким образом, чтобы осуществлялось последовательно то механическое перемешивание суспензии, то ультразвуковое диспергирование.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перемешивание осуществляют с помощью механической мешалки с частотой 250-1000 об/мин, предпочтительно 280-500 об/мин.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ультразвуковое диспергирование осуществляют в ультразвуковой камере проточного типа при мощности излучения пьезоэлектрического преобразователя 10-100 Вт, с частотой колебаний 22 кГц, в интервале времени 5-60 мин, предпочтительно 5-30 мин.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что предпочтительно диспергирование осуществляют при мощности излучения пьезоэлектрического преобразователя от 80 до 100 Вт.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость перемещения суспензии в замкнутой гидравлической системе составляет 0,06-0,15 м/с, предпочтительно 0,1-0,12 м/с.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в замкнутой гидравлической системе создают небольшое избыточное давление от 1,0 до 1,2 атм.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру суспензии поддерживают постоянной.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при диспергировании наноразмерного порошка алюминия или алюмонитридной композиции (AL/ALN) температуру суспензии поддерживают не выше 30°С, предпочтительно 20-22°С.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для достижения эффективной дезагрегации используют суспензию с исходной концентрацией наноразмерных частиц 0,1-10,0 мас. %, предпочтительно 0,5-3 мас. %.

10. Устройство для получения суспензии высокодисперсных частиц металлов и их соединений содержит емкость-смеситель, в которой установлено средство для механического перемешивания, и ультразвуковую проточную камеру, последовательно соединенные между собой трубопроводами и средством для перемещения суспензии по замкнутой гидравлической системе.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что в качестве средства для перемещения суспензии по замкнутой гидравлической системе содержит самовсасывающий аппарат роторно-пульсационного воздействия (РПА).

12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что в качестве средства для перемешивания содержит механическую мешалку предпочтительно лопастного типа.

13. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит средства для контроля расхода суспензии, температуры, уровня жидкости в емкости-смесителе, датчик давления в трубопроводе.

Для получения суспензии из наноструктурного порошка используется ультразвук для диспергирования в жидкую среду, но для проведения процесса используется пьезоэлектрический преобразователь с мощностью излучения от 80 до 100 Вт. Также в нем не указываются частицы металлов и нет упоминания о наноразмерном порошке диоксида кремния.

Известно изобретение Общества с ограниченной ответственностью «Базис» «Добавка к смазочным маслам и пластичным смазкам» (RU 2584155 С2; дата отсчета действия патента 16.06.2014; автор: Струнин Борис Павлович (RU)). Основой изобретения является добавка к смазочным маслам и пластичным смазкам, включающая диоксид кремния, углерод, отличающаяся тем, что в качестве углерода она содержит углерод синтетический с «луковицеобразной» структурой наночастиц и средним размером частиц

30 нм, диоксид кремния со средним размером частиц 10 нм, при следующем соотношении

компонентов, % мас: диоксид кремния 99,0-99,9; углерод синтетический 0,1-1,0.

Отличием является наличие в составе наноразмерного синтетического углерода. Для диспергирования используется ультразвук, однако не отмечено:

- использование акустической кавитации для достижения эффективной дезагрегации и диспергирования;

- использование магнитострикционного преобразователя с присоединенными волноводами;

- использование в качестве наноструктурного материала наноразмерного порошка диоксида кремния марки «Таркосил» или «Кавелос».

Наиболее близким к заявляемому относится изобретение, принадлежащее Федеральному государственному бюджетному образовательному учреждению высшего образования «Бурятский государственный университет» «Способ диспергирования наноразмерного порошка меди в базовом моторном масле» (RU 2591918 С2; дата отсчета действия патента 08.12.2014; автор: Хитерхеева Надежда Сергеевна; Номоев Андрей Валерьевич; Бардаханов Сергей Прокопьевич; Батороев Сократ Баторович (RU)), в котором представлен способ получения модифицирующей медьсодержащей добавки для смазочного материала, включающий добавление наноразмерного порошка меди со средним размером частиц 120 нм в базовое моторное масло, смачивание порошка базовым моторным маслом и диспергирование посредством ультразвуковых колебаний в режиме акустической кавитации на резонансной частоте порядка 23 кГц.

Основное отличие от заявляемого изобретения заключается в том, что в качестве модифицирующей добавки в состав базового моторного масла вместо наноразмерного порошка меди вводится наноразмерный порошок диоксида кремния марки «Таркосил», получаемого на базе ИЯФ СО РАН. Полученная добавка обладает другими свойствами: повышается изностостойкость поверхности. Средний размер частиц в суспензии должен лежать в пределах от 50 до 300 нм. При меньшем размере частиц свойство повышенной износостойкости снижается.

Суть изобретения:

Предлагаемое изобретение относится к способу получения добавок к моторным маслам на основе наноразмерного порошка диоксида кремния, диспергированного с помощью ультразвука в режиме акустической кавитации в базовом моторном масле в виде концентрированной суспензии. После смачивания наноразмерного порошка базовым моторным маслом осуществляется процесс диспергирования и деагломерации методом ультразвукового диспергирования в режиме акустической кавитации, возникающей в условиях резонанса. Для модификации используется наноразмерный порошок диоксида кремния марки «Таркосил». Средний размер частиц в суспензии должен лежать в пределах от 50 до 300 нм.

Для интенсификации процесса диспергирования наночастиц диоксида кремния в базовое моторное масло был использован ультразвуковой диспергатор, работающий в режиме эффекта акустической кавитации, возникающей при распространении ультразвука в среде. Ультразвуковая установка ИЛ100/6, разработанная ООО «Ультразвуковая техника - Инлаб» г. Санкт-Петербург. Установка состоит из: ультразвукового генератора ИЛ10-0,63; магнитострикционного преобразователя; сменных волноводов. Процесс протекает следующим образом:

- в емкость заливается базовое моторное масло с нанопорошком в отношении 2% от массы жидкости;

- подбирается резонансная частота;

- волновод полностью погружается в жидкость;

- проводится процесс диспергирования не более 3-х минут.

Для лучшего диспергирования используется конически расширяющийся к низу волновод. Чтобы не допустить перегрев в системе магнитострикционный преобразователь, к которому прикрепляется волновод, оснащен рубашкой охлаждения.

В результате получается взвесь наноразмерного порошка диоксида кремния в базовом моторном масле, которая отличается по свойствам от аналогичной взвеси, полученной при простом смешивании нанопорошка с указанной жидкостью. Были проведены сравнительные эксперименты, которые показали, что при обработке акустической кавитацией степень деагломерации частиц повышается, а скорость седиментации взвеси уменьшается. Таким образом, повышается качество получаемых добавок. В качестве основной жидкости используется базовое моторное масло, потому что оно совместимо со всеми известными марками моторных масел. Добавки, содержащие наноразмерный диоксид кремния обладают свойствами «залечивать» микроповреждения трущихся поверхностей, таким образом повышая износостойкость.

Технический результат отображает суть изобретения, которое заключается в повышении качества модифицирующей добавки за счет повышения степени деагломерации и диспергирования наноразмерного порошка диоксида кремния со средним размером частиц от 50 до 300 нм в базовом моторном масле. Представленный эффект достигается за счет ультразвуковой обработки взвеси в режиме акустической кавитации на резонансной частоте порядка 23 кГц.

Способ получения модифицирующей добавки для моторных масел, включающий добавление наноразмерного порошка диоксида кремния с размером частиц от 50 до 300 нм, средний размер при этом составляет 120 нм, в базовое моторное масло, где после смачивания наноразмерного порошка базовым моторным маслом осуществляется ультразвуковая обработка в режиме акустической кавитации с использованием конически расширяющегося к низу волновода на резонансной частоте порядка 23 кГц для повышения степени деагломерации и диспергирования нанопорошка в масле.



 

Похожие патенты:

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.

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.

Изобретение относится к способам применения целлюлозы, более конкретно, к способам получения дисперсий целлюлозы как органического биоразлагаемого загустителя для смазочных материалов, в том числе пластичных смазок.

Изобретение относится к области смазочных материалов и, более конкретно, к биоразлагаемым пластичным смазкам, применяемым в узлах трения различных машин или механизмов, эксплуатируемых в условиях низких температур.

Изобретение относится к способам внесения мелкодисперсных материалов в жидкости для изменения их физико-механических и/или химических свойств и может быть использовано, в частности, для улучшения антифрикционных свойств смазок за счет внесения в них мелкодисперсных металлических материалов.

Изобретение относится к области трибологии и конкретно касается способа получения противозадирной присадки, содержащей фрагменты двойных связей СН=СН и тем самым облегчающей адгезию присадки к трущимся поверхностям.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к модифицированию смазочных материалов, в частности к получению добавок к моторным маслам, и может быть использовано для повышения износостойкости трущихся деталей. Способ получения модифицирующей добавки для смазочного материала включает добавление наноразмерного порошка диоксида кремния со средним размером частиц от 50 до 300 нм в базовое моторное масло, смачивание порошка базовым моторным маслом и диспергирование посредством ультразвуковых колебаний в режиме акустической кавитации на резонансной частоте порядка 23 кГц. Изобретение направлено на повышение качества модифицирующих добавок на основе наноразмерного порошка диоксида кремния за счет повышения износостойкости поверхности и снижения коэффициента трения.

Наверх