КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ ДВИЖЕНИЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ПО СКОЛЬЗКОЙ СНЕЖНОЙ ИЛИ ЛЕДЯНОЙ ПОВЕРХНОСТИ, И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
COMPOSITE MATERIAL THAT PROVIDES FOR MOTION OF TRANSPORT VEHICLE ON SLIPPERY SNOW OR ICE SURFACE, AND METHOD FOR ITS PRODUCTION

Техническое решение относится к области получения материалов для повышения коэффициента трения между колесами транспортных средств и рабочей поверхностью движения и может найти применение в автомобильной, авиационной, строительной и других отраслях промышленности.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является композиция против обледенения и способ ее применения [Патент РФ №2174995, С09К 3/18, С23F 11/08, 2001 г.], содержащая вещества, выбранные из группы, состоящей из хлоридов натрия, кальция, калия, магния, ацетата кальция и магния и мочевины, растворенные в пропиточной воде, получаемой в процессе влажного размола кукурузы, причем эти вещества разлагаются биологически. К недостаткам данной композиции можно отнести большой расход солей, вводимых в состав композиции до 80%, что не во всех случаях снижает температуру замерзания воды; нанесение композиции на толстый слой льда приводит к появлению слоя раствора на его поверхности, что практически не уменьшает скольжение по поверхности льда; использование хлоридов в больших количествах вызывает коррозию металлов и стальных изделий, а растворы оказывают вредное воздействие на окружающую среду, что приводит к разрушению строительных конструкций, к загрязнению транспортных магистралей и окружающей среды и малоэффективно на скользкой наклонной ледяной поверхности.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить сцепление между колесом транспортного средства и скользкой поверхностью, исключить проскальзывание и пробуксовку колеса, уменьшить загрязнение окружающей среды используемым фрикционным материалом, расширить возможности использования материала при различных погодных условиях, обеспечить длительное взаимодействие. между материалом и скользкой поверхностью.
Это достигается тем, что предлагаемый композиционный материал выполнен из композиции, содержащей древесные опилки, водный раствор хлорида натрия или хлорида кальция или хлорида калия, сажу и волластонит при следующем соотношении компонентов, мас.%: древесные опилки 40-97%; водный раствор хлорида натрия или кальция или калия 1-30%; сажа 1-30%; волластонит 1-25%. Средний размер частиц сажи и волластонита составляет от 1 мкм до 250 мкм. Способ получения композиционного материала включает приготовление водного раствора хлорида натрия или кальция или калия, смешение древесных опилок, сажи и волластонита в растворе хлорида натрия или кальция или калия, разделение суспензии фильтрованием, сушку полученной смеси при температуре 80-150°С и фасовку высушенного продукта.
Применение композиционного материала позволяет улучшить условия движения автомобиля или другого транспортного средства на скользкой снежной или ледяной поверхности, а наличие в материале хлоридов натрия, кальция или калия обеспечивает длительное хранение неиспользованного материала. Это дает возможность осуществлять перевозку композиционного материала непосредственно на транспортном средстве в закрытой таре и использовать по мере надобности. Использованный материал в окружающей среде утилизируется, не вызывая ее загрязнения. Наличие в составе композиционного материала хлоридов натрия или кальция или калия улучшает внедрение частиц материала в лед, расширяет область использования материала при низких температурах окружающей среды. Добавка сажи в композиционный материал увеличивает поглощение солнечных лучей материалом, что приводит к нагреву материала и таянию льда при солнечной погоде. Появление воды в зоне контакта способствует растворению хлоридов и проникновению опилок в лед, что в итоге увеличивает коэффициент трения между колесом и ледяной поверхностью. Введение волластонита в состав композиционного материала увеличивает фрикционные свойства материала. Применение композиционного материала на скользкой ледяной поверхности повышает коэффициент трения между колесом транспортного средства, например автомобиля или поезда, и снежной или ледяной поверхностью, содержащей воду.
Способ приготовления композиционного материала состоит в следующей последовательности проводимых операций. В воде растворяется хлорид натрия, кальция или калия. Затем в раствор добавляются остальные компоненты (древесные опилки, сажа и волластонит) в заданном процентном соотношении и перемешиваются в течение 10-30 минут. Смешение проводится в лопастном смесителе или аппарате с перемешивающим устройством. Опилки пропитываются раствором хлорида, а частицы сажи и волластонита попадают в поры опилок. После смешивания компонентов и достижения требуемой однородности смеси полученная суспензия разделяется на вакуум-воронке или карусельном вакуум-фильтре для удаления излишков раствора. Далее композиционный материал сушится в барабанной или шнековой сушилке до равновесной влажности при температуре от 80°С до 150°С. Готовый высушенный продукт фасуется в тару соответствующего размера, например в пакеты или банки из полимерного материала. Полученный при разделении суспензии фильтрат возвращается на операцию приготовления раствора хлорида для повторного использования.
Пример состава композиционного материала. Композиционный материал содержит древесных опилок 70% (массовых), хлорида натрия в количестве 10%, сажи в количестве 15% и волластонита в количестве 5%. Размер опилок составляет (3-5) мм. Средний размер частиц сажи и волластонита от 50 мкм до 150 мкм. В качестве антисептика используется хлорид натрия, обеспечивающий длительное хранение приготовленного материала в течение зимнего сезона. При уменьшении доли хлорида натрия менее 1% может произойти гниение опилок в закрытой таре при длительном хранении. Содержание хлорида натрия более 30% практически не влияет на температуру замерзания воды, при этом увеличивается стоимость материала.
Композиционный материал применяется следующим образом. В зону пробуксовки колеса или на рабочую поверхность колеса насыпается тонкий слой композиционного материала, который препятствует проскальзыванию колеса относительно льда или уплотненного снега, что обеспечивает начало движения автомобиля без рывков и заносов. Для въезда на площадку парковки или в гараж материал насыпается тонким слоем на скользкую поверхность в направлении траектории движения колес транспортного средства. При движении транспортного средства по скользкому участку дороги материал рассыпают порционно через небольшие расстояния в направлении траектории движения автомобиля.
Использование предлагаемого материала обеспечивает по сравнению с существующими материалами повышение устойчивости транспортного средства на дороге, лучшее сцепление ведущих колес со скользкой поверхностью (льдом, льдом и водой, уплотненным снегом и водой). Материал применяется для обеспечения начала движения автомобиля или другого транспортного средства, например поезда, самолета, по скользкой снежной или ледяной поверхности, а также при движении транспортного средства на скользких гололедных участках дороги и при наличии слоя воды на льду.