СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛЫЖНОЙ МАЗИ
METHOD OF MAKING SKI WAX

Изобретение относится к области спорта, а именно к способу изготовления смазок скольжения для обработки поверхности пластиковых лыж, улучшающих скользящие и скоростные характеристики лыж.
Известно, что в последние годы из всего ассортимента смазочных материалов, предназначенных для подготовки поверхности пластиковых лыж, во всем мире широко используются составы с различными фторсодержащими компонентами в виде мазей скольжения, мазей держания (сцепления), порошки-ускорители, эмульсии и таблетированные составы.
Фторсодержащие компоненты в силу своих уникальных свойств обеспечивают следующие основные преимущества:
- хорошее скольжение лыж в широком интервале температур, причем они особенно эффективны при температуре при плюсовых температурах около нуля градусов;
- лучшее удерживание мази на поверхности лыжи;
- низкий коэффициент трения;
- высокие водо- и грязеотталкивающие свойства.
Известно [Россия, журнал "Лыжный спорт", 4/1998, стр.53, регистрационный номер 017476 от 22.04.1998] применение в качестве лыжной мази высокофтористых и низкофтористых парафинов, причем фтрсодержащий парафин в этом случае является основным компонентом состава мази.
Однако эта мазь обладает относительно высоким коэффициентом трения рабочей поверхности лыжи по снегу.
7
2
3
2
2
2
n
2
2
n
3
2
2
n
2
Известна лыжная мазь [РФ 2203300, МПК C09G 3/00, оп. 27.04.2003], которая содержит парафин и фторированный модификатор, причем фторированный модификатор адсорбирован в мелкодисперсный твердый носитель, представляющий собой оксид цинка, оксид титана или углеграфит. Носитель с фторированным модификатором составляет 3-12 мас.% от общей массы мази. В качестве фторированного модификатора мазь содержит 0,3-2,5% мас. композиции на основе олигомеров метакриловых эфиров фторсодержащих спиртов-теломеров общей формулы СН=C(СН)СООСН(CFCF)Y (А), где n=1-6; Y=Н или F, в сочетании с α,ω-хлор-перфторпарафинами общей формулы: Сд-(CFCF)-Cl (В), где n=10-20 и полиэфирами общей формулы: CFO(CFCFO)CFCOF (С), где n=10-30, при следующем содержании компонентов, мас.%: (А) - 50-90, (В) - 10, (С) - 0-40.
12
26
12
25
12
24
2
12
26
14
29
16
32
2
16
34
14
29
12
24
2
16
34
16
33
16
32
2
12
24
2
14
28
2
16
32
2
Известно [патент РФ 2293098, МПК C09G 3/00, A63C 11 /08 Опуб.: 10.02.2007] изобретение, которое относится к способу получения смазок скольжения для обработки поверхности пластиковых лыж, для улучшения скользящих и скоростных характеристик лыж. Способ заключается в растворении/суспендировании порошков-ускорителей во фторсодержащих растворителях. При этом в качестве порошков-ускорителей используют смеси перфтор-, α-хлорперфтор- и α,ω дихлорперфторалканов: [CF:CFCl:CFCl] или [CF:CCCl:CCCl]или[CF:CFCl:CFCl]или [CF:CFCl:CFCl] или [CFCl:CFCl::CFCl]. В качестве растворителей применяют перфтордекалин, перфторметилдекалин, хладон-350 или карбогал или их смеси в любых соотношениях и комбинациях. Процесс растворения/суспендирования проводят с помощью ультразвукового диспергатора при соотношении порошок-ускоритель: растворитель или смесь растворителей, равном 1:7-9 по массе.
12
26
16
34
18
38
56
114
Более близким техническим решением является состав для обработки поверхности пластиковых лыж и способ его получения [патент РФ 2426757, МПК C09G 3/00, C07C 19/08, оп. 20.08.2011]. Это состав, названный порошком-ускорителем, включающий перфторалканы группы, включающей CF÷CF, и кроме того, дополнительно содержащий перфторалканы из группы, включающей CF÷CF, или их смеси, в количестве 2-50 мас.%.
Задачей, стоящей перед авторами предлагаемого изобретения, является разработка способа изготовления лыжной мази, обладающей широким диапазоном применения по температуре, что делает возможным ее использование при неустойчивых погодных условиях, от +5 до -20°.
Данная задача решается за счет создания нового способа изготовления состава мази, который получают нанесением на поверхность порошкообразного перфторуглерода мономолекулярного слоя фторсодержащего ПАВ (фторПАВ).
6
9
Сущность изобретения состоит в том, что предложен способ изготовления лыжной мази на основе перфторуглеродов, отличающийся тем, что сначала осуществляют декарбоксилирование и димеризацию перфорированных кислот C-C, полученные перфторуглероды обрабатывают в течение 0,5-2 часов раствором этанола или изопропанола, включающим 0,5-4,5 мас.% фторсодержащих ПАВ общей формулы
F
6
13
8
17
где R представляет собой, по выбору, радикал CF-, CF-, или
,
где n=1 или 2,
после обработки проводят отгонку растворителя, сушку до постоянного веса, и формовку. При этом готовят необходимые для применения формы лыжных мазей: порошки, эмульсии, или спрессованные таблетки.
Раствор фторПАВ готовят так, чтобы в готовом составе мази содержание фторПАВ составляло 0,5-4,5 мас.% относительно массы фторуглеродов.
6
13
8
17
12
26
18
38
Для получения перфторуглеродов используют электрохимический метод синтеза (метод Кольбе), в основу которого положено декарбоксилирование и димеризация перфторированных кислот, например, перфторэнантовой (CFCOOH), перфторпеларгоновой (CFCOOH), как в виде индивидуальных веществ, так и в виде смесей. Таким методом, в частности, были получены образцы перфторуглеродов от CF до CF.
Полученные соединения подвергались дополнительной очистке путем их растворения в растворителе с последующим высаживанием из раствора.
Состав и структуру полученных фторсоединений определяли аналитическим методами - элементным анализом, ИК и ЯМР спектроскопией.
Установлено, что разработанные составы мазей благодаря введению фторПАВ образуют на поверхности скольжения мономолекулярную наноструктурированную пленку, прочно удерживающуюся на поверхности и обеспечивающую снижение трения, повышение водоотталкивающих свойств в широком температурном диапазоне внешней среды (от +5 до -20°). при различном состоянии лыжни.
Примеры изготовления мази
Пример 1
6
13
12
26
Декарбоксилированием и димеризацией перфторированной кислоты (перфторэнантовой CFCOOH), получают смесь, в основном состоящую из фторуглеродов CF. Обработку перфторуглеродов проводят фторПАВ общей формулы
F
Здесь R представляет собой радикал:
ФторПАВ из расчета 0,5 мас.% относительно массы фторуглерода растворяют в растворителе (изопропаноле) и обрабатывают порошкообразную смесь этих перфторуглеродов в течении 2 часов. Затем растворитель отгоняют, смесь сушат до постоянного веса при температуре 50°С в течение 5 часов Полученный обработанный состав мази в виде порошка наносят на поверхность лыжи по специальной технологии. При испытании отмечены высокие свойства скольжения в диапазоне температур от +5 до -20°C.
Пример 2
8
17
12
26
18
38
Декарбоксилированием и димеризацией перфторэнантовой и перфторпеларгоновой кислоты (CFCOOH) получают образцы смеси фторуглеродов CF и CF, которую обрабатывают фторПАВ в растворе изопропанола.
Используют фтор ПАВ формулы
F
6
13
где R представляет собой радикал CF- из расчета 4,5 мас.% относительно массы фторуглерода. Фторуглерод растворяют в растворителе (этаноле) и обрабатывают порошкообразную смесь этих перфторуглеродов в течении 0,5 часа. Затем растворитель отгоняют, смесь сушат до постоянного веса при температуре 55°C в течение 4,5 часов. Полученный состав сушат до постоянного веса, а затем готовят необходимые виды лыжных мазей - порошки, эмульсии, или таблетируют. После нанесения на поверхность лыжи по специальной технологии в результате испытаний отмечены высокие свойства скольжения в диапазоне температур от +5 до -20°C.
Остальные варианты воплощения изобретения сведены в Таблицу.
Тестирование образцов полученных лыжных мазей проведено в реальных условиях соревнований, на зимней лыжне при различном состоянии снега - на свежем, мелкозернистом, мокром, а также на искусственном снеге. Температура воздуха менялась в интервале от +5°C до -22°C. Расширение температурного диапазона, при котором мазь сохраняет свои эксплуатационные свойства, является основным преимуществом разработанного состава.
Авторами разработан способ изготовления состава мази для широкого диапазона - от +5 до -5°C («мягкие условия») и от -8 до -20°C.
При сравнении с лучшими образцами зарубежных мазей изготовленные предлагаемым способом составы мази при тестировании на скольжение превосходили их на 8-12%. Один из вариантов тестирования заключался в измерении «времени выката» лыж по стандартной методике. При этом, по оценке специалистов, достигнутое уменьшение времени «выката лыж» представляет существенное преимущество перед другими типами мазей.
Фторуглероды
ПАВ (см. примечание), %
Растворитель, время пропитки
Сушка: Т°C, время
Формовка
Смесь C<sub>16</sub>F<sub>34</sub> и C<sub>18</sub>F<sub>38</sub> (1:1)
(1) - 0,5%
2 часа
50°C, 1 час.
таблетирование
C<sub>12</sub>F<sub>26</sub>
(2) - 4,5%
1,5 часа
55°C, 1,5 часа
порошок
Смесь C<sub>12</sub>F<sub>26</sub> и C<sub>18</sub>F<sub>38</sub> (примерно 1:1)
(3) - 4%
0,5 часа
1 час
таблетирование
Примечание:
где ,