ЖИДКАЯ СМАЗКА СКОЛЬЖЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПЛАСТИКОВЫХ ЛЫЖ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ
LIQUID LUBRICANT FOR PLASTIC SKIS AND METHOD OF MAKING SAID LUBRICANT

Изобретение относится к области спорта и отдыха, а именно к разработке новой жидкой смазки скольжения, предназначенной для нанесения на скользящую поверхность лыжи с целью улучшения скоростных характеристик лыжника, и способу ее получения.
12
26
14
30
16
34
18
38
20
42
3
3
2
n
2
m
3
Известны составы лыжных порошков-ускорителей и жидких смазок скольжения, состоящие как из индивидуальных веществ, так и из смесей порошков-ускорителей с различными фторированными растворителями (пат. США №6284715, МПК 7 С10М 105/52, опубл. 04.09.2001). В качестве порошков-ускорителей используются индивидуальные перфторалканы CF, CF, CF, CF, CF или их смеси, а в качестве растворителей - смесь 60% перфторбутилтетрагидрофурана и 40% перфторпропилтетрагидрофурана (растворитель RM 101, т.кип. 101°С), перфторполиэфиры Fomblin HT55 (перфторполиэфир формулы CF[(O-CFCF-CF)-(O-CF)]-O-CF, т.кип. 55°С). Жидкие смазки представляют собой раствор перфторалканов в перфторированных растворителях, широко выпускаемых западными компаниями. К недостаткам способа следует отнести использование дорогостоящих и дефицитных растворителей.
Известны также жидкие смазки скольжения, где в качестве порошков-ускорителей используются смеси перфтор-, α-хлорперфтор- и α,ω,-дихлорперфторалканов, а в качестве растворителей - перфторированные циклоалканы отечественного производства (перфтордекалин, перфторметилдекалин, перфторметилциклогексан, перфтор-1,3-диметилциклогексан). Кроме того, описан способ получения жидких смазок скольжения, который включает растворение/суспендирование порошков-ускорителей во фторсодержащих растворителях с помощью ультразвукового диспергатора при массовом соотношении (порошок-ускоритель): (растворитель), равном 1:(7-9) (пат. РФ №2293098, МПК 7 C09G 3/00, A63C 11/08, опубл. 10.02.2007). По своей технической сущности данная жидкая смазка и способ ее получения наиболее близки к предлагаемым. Согласно известному способу использование жидкой смазки в виде суспензии порошков-ускорителей в перфторированном растворителе отечественного производства, в отличие от порошка-ускорителя, позволяет наносить более равномерный слой, а также минимизировать расход порошка-ускорителя.
Недостатком известных жидких смазок скольжения является их низкая эффективность при использовании в условиях пониженных температур атмосферного воздуха и на длинных дистанциях. При трении лыжи о снег указанные смазки истираются и сходят. Сход смазки наиболее сильно наблюдается при низких температурах на жестком снегу и длинных дистанциях - марафонах.
Техническая задача, решаемая с помощью заявляемого изобретения, состоит в повышении износостойкости жидкой смазки скольжения для обработки пластиковых лыж.
12
26
20
42
22
46
21
66
Поставленная техническая задача решается тем, что жидкая смазка скольжения для обработки поверхности пластиковых лыж, содержащая суспензии порошков-ускорителей, в качестве которых используют перфторалканы, выбранные из группы, включающей CF:CF или их смеси, во фторсодержащих растворителях, выбранных из группы, включающей перфтордекалин, перфторметилдекалин, перфторметилциклогексан, перфтор-1,3-диметилциклогексан или их смеси, в любых соотношениях и комбинациях согласно изобретению в качестве порошков-ускорителей дополнительно содержит перфторалканы, выбранные из группы, включающей CF:CF или их смеси в количестве 5-60% от массы всех используемых перфторалканов.
12
26
20
42
22
46
32
66
Способ получения жидкой смазки скольжения для обработки поверхности пластиковых лыж, заключающийся в растворении/суспендировании с помощью диспергатора порошков-ускорителей, в качестве которых используют перфторалканы, выбранные из группы, включающей CF:CF или их смеси, во фторсодержащих растворителях, выбранных из группы, включающей перфтордекалин, перфторметилдекалин, перфторметилциклогексан, перфтор-1,3-диметилциклогексан или их смеси, в любых соотношениях и комбинациях, согласно изобретению в качестве порошков-ускорителей дополнительно используют перфторалканы, выбранные из группы, включающей CF:CF или их смеси в количестве 5-60% от массы всех используемых перфторалканов, причем используемые перфторалканы предварительно измельчают до размера частиц 1-2 мкм и растворение/суспендирование проводят с помощью механического диспергатора со скоростью вращения 10000-15000 об/мин.
Способ иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
3
12
26
16
34
26
54
В химический стакан вместимостью 250 см помещают 35 г перфторалкана CF, 50 г перфторалкана CF, 15 г перфторалкана CF (15 мас.% в смеси перфторалканов). Смесь измельчают на мельнице до размера частиц 1-2 мкм, смешивают с 400 г перфтор-1,3-диметилциклогексаном (карбогал) и диспергируют на механическом диспергаторе со скоростью 10000 об/мин в течение 2 мин. По окончании диспергирования получают жидкую смазку скольжения в виде однородной суспензии (без следов выпадения осадка).
Пример 2
3
16
34
18
40
26
54
В химический стакан вместимостью 1000 см помещают 40 г перфторалкана CF, 55 г перфторалкана CF, 5 г перфторалкана CF (5 мас.% в смеси перфторалканов). Смесь измельчают на мельнице до размера частиц 1-2 мкм, смешивают с 900 г карбогала и диспергируют на механическом диспергаторе со скоростью 15000 об/мин в течение 3 мин. По окончании диспергирования получают жидкую смазку скольжения в виде однородной суспензии (без следов выпадения осадка).
Пример 3
3
12
26
22
46
В химический стакан вместимостью 500 см помещают 40 г перфторалкана CF, 60 г перфторалкана CF (60 мас.% в смеси перфторалканов). Смесь измельчают на мельнице до размера частиц 1-2 мкм, смешивают с 500 г перфторметилциклогексана (хладон-350) и диспергируют на механическом диспергаторе со скоростью 10000 об/мин в течение 1 мин. По окончании диспергирования получают жидкую смазку скольжения в виде однородной суспензии (без следов выпадения осадка).
Пример 4
3
16
34
26
54
В химический стакан вместимостью 250 см помещают 10 г перфторалкана CF, 10 г перфторалкана CF (50 мас.% в смеси перфторалканов). Смесь измельчают на мельнице до размера частиц 1-2, мкм, смешивают с 80 г перфторметилдекалина и диспергируют на механическом диспергаторе со скоростью 10000 об/мин в течение 2 мин. По окончании диспергирования получают жидкую смазку скольжения в виде однородной суспензии (без следов выпадения осадка).
Пример 5
3
12
26
16
34
32
66
В химический стакан вместимостью 250 см помещают 5 г перфторалкана CF, 10 г перфторалкана CF, 10 г перфторалкана CF (40 мас.% в смеси перфторалканов). Смесь измельчают на мельнице, смешивают с 100 г перфтордиметилциклогексана и диспергируют на механическом диспергаторе со скоростью 15000 об/мин в течение 1 мин. По окончании диспергирования получают жидкую смазку скольжения в виде однородной суспензии (без следов выпадения осадка).
Дополнительно проведены испытания эксплуатационных свойств новых жидких лыжных смазок.
На первом этапе испытания проводили в лабораторных условиях на специальной машине трения по схеме «сфера-поверхность». На пластину тампоном наносили жидкую смазку скольжения, после испарения растворителя зона контакта «сфера-поверхность» заполнялась дистиллированной водой и проводились испытания при следующих условиях:
нагрузка на сферу
10 мН
линейная скорость
20 мм/с
диаметр сферы
5 м
ход образца
10 мм
Замеряли количество циклов до возрастания коэффициента трения, равного 70% от значения, замеренного при трении сферы о поверхность без нанесения смазки скольжения. Результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1
Состав смазки скольжения
Количество циклов до возрастания коэффициента трения, равного 70% от значения, замеренного при трении сферы о поверхность без нанесения смазки скольжения
по примеру 4 заявляемого изобретения
783120
по примеру 5 (прототип) (20%-ная смесь перфторалканов состава: C<sub>12</sub>F<sub>26</sub> - 22%, C<sub>14</sub>F<sub>30</sub> - 37%,C<sub>16</sub>F<sub>34</sub> - 25%, C<sub>18</sub>F<sub>38</sub> - 12%, C<sub>20</sub>F<sub>42</sub> - 4% в растворителе FOMBLIN НТ55)
494570
Второй этап проверки эксплуатационных свойств проводился двумя спортсменами на дистанции 50 км. На поверхность скольжения лыж тампоном наносили жидкую смазку скольжения, после испарения растворителя проводились испытания.
С интервалом пробега 10 км лыжники скатывались с горки. При этом замерялся путь от подножья горы до места полной остановки лыжника. Результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2
Погодные условия
Состав смазки скольжения у первого и у второго спортсмена соответственно
Общий пробег лыжника, км
0
10
20
30
40
50
Путь, пройденный после скатывания с горки до полной остановки, м
Температура снега минус 4°С, старый перемерзший снег, фирн, влажность воздуха 80%.
по примеру 5 (прототип) (20%-ная смесь перфторалканов состава:C<sub>12</sub>F<sub>26</sub> - 22%, C<sub>14</sub>F<sub>30</sub> - 37%, C<sub>16</sub>F<sub>34</sub> - 25%, C<sub>8</sub>F<sub>38</sub> - 12%, C<sub>20</sub>F<sub>42</sub> - 4% в р-ле Fomblin HT55)
34,43
34,41
33,39
32,86
32,83
32,75
22
46
32
66
22
46
32
66
Положительный эффект от использования изобретения заключается в том, что перфторалканы повышенной молекулярной массы (CF÷CF) обладают большей износостойкостью к кристаллам снега, их введение в порошки-ускорители способствует увеличению стойкости смазки к истиранию и сохранению смазывающего эффекта на длинных дистанциях. Кроме того, такие смазки эффективны при более низких температурах снега. При введении перфторалканов CF÷CF в количестве менее 5 мас.% эффект стойкости к истиранию незначительный. При введении более 60 мас.% таких перфторалканов лыжный порошок-ускоритель начинает плавиться при температуре, близкой к температуре деструкции скользящей поверхности лыжи - выше 150°С. Поэтому при нанесении смазки с дополнительным прогревом поверхности лыж увеличивается опасность подгорания лыжной подошвы. Также при введении более 60 мас.% жидкая смазка становится густой и, за счет увеличения вязкости, плохо наносится и хуже проникает в поры скользящей поверхности лыжи.