Состав для обработки твердых поверхностей

 

Использование: при обработке твердых поверхностей для снижения их поверхностной энергии, что позволяет регулировать смачивание, прилипание, адгезию, поверхностную твердость, поверхностную каталитическую активность и ряд других параметров.

Сущность: состав содержит органический растворитель и 0,01-0,5 мас.% смеси перфторполиэфирокислот формулы CF₃О[CF(CF₃ )CF₂O]_nCF(CF ₃)СООН и перфторполиэфирокетонов CF₃ О[CF₂CFO(CF₃)] _nCF₂С(O)CF₃ , где n=8-50, при содержании кетонов в смеси 1-50 мас.%. Технический результат - повышение термической стабильности состава (обеспечение работоспособности узлов трения до 220°С), снижение износа поверхностей и коэффициента трения. 1 табл.

Изобретение относится к составам, применяемым для обработки твердых поверхностей для снижения их поверхностной энергии, что позволяет регулировать смачивание, прилипание, адгезию, поверхностную твердость, поверхностную каталитическую активность и ряд других параметров.

Известен состав для обработки твердых поверхностей, представляющий собой раствор фторсодержащих кислот формулы С ₃F₇O(C₃F ₆O)_n COOH, где n=8-30, в смеси хладонов 112 и 113 или только в хладоне 113. Перфторированная кислота, нанесенная на твердую поверхность, например, узлов трения из материалов: сталь, латунь, рубиновые и лейкосапфировые камни (подшипники), снижает их поверхностную энергию до 2 мн/м. Благодаря этому достигается существенное снижение коэффициента трения, микротвердости и смачиваемости обработанной поверхности. Поскольку перфторированные кислоты на основе перфторполипропиленоксида не растворимы в углеводородных и других растворителях, кроме хладонов, то такие поверхности после их промывки не изменяют своих полезных свойств. Однако этот состав может использоваться лишь при температурах до 150°С, что определяется наличием формиатных групп (-ОСООН) в составе кислот.

Целью настоящего изобретения является повышение термической стабильности состава при сохранении всех полезных свойств, характерных для известного состава.

Цель достигается тем, что в качестве фторсодержащей добавки состав содержит 0,01-0,5 мас.% смеси перфторполиэфирокислот формулы I и перфторполиэфирокетонов формулы II с содержанием последних в смеси 1-50 мас.%.

где n=8-50.

Условно такая смесь кислот и кетонов названа продуктом 6МФК-180.

Эту смесь перфторированных кислот и кетонов получают фотохимическим окислением гексафторпропилена кислородом с последующей обработкой продуктов реакции, в результате которой фторформиатные группировки превращаются в кето-группировки и окончательно смесь продуктов реакции гидролизуют в водной среде.

Для получения состава приготовлены растворы продуктов 6МФК-180 в хладонах или смесях углеводородных спиртов с хладонами, для чего навеску 6МФК-180 растворяют в необходимом количестве растворителя. Ниже приведены примеры составов согласно изобретению, мас.%:

Пример 1. Продукт 6МФК-180 - 0,02

Пример 2. Продукт 6МФК-180 - 0,05

Пример 3. Продукт 6МФК-180 - 0,05

хладон-113 - 99,95

Пример 4. Продукт 6МФК-180 - 0,5

Пример 5. Продукт 6МФК-180 - 0,01

хладон-113 - 99,99

Продукт 6МФК-180 представляет собой перфторполиэфирокислоты и перфторполиэфирокетоны с начальной температурой кипения выше 180°С при давлении 133,32 н/м².

При нанесении состава на твердую поверхность перфторированные кислоты и кетоны адсорбируются на этой поверхности, образуя за счет специфичной ориентации веществ плотноупакованный мономолекулярный слой, на поверхности которого располагаются объемные CF ₃-группы. Критическое поверхностное натяжение этого мономолекулярного слоя составляет примерно около 2 мн/м. Благодаря этому достигается существенное снижение коэффициента трения, микротвердости и смачиваемости обработанной поверхности.

Состав обеспечивает сохранение своих положительных свойств при воздействии на обработанную поверхность температуры до 220°С в течение длительного времени.

При нанесении на предварительно обработанные предлагаемым составом различные стальные, латунные, медные, рубиновые и лейкосапфировые детали различных масел и жидкостей с поверхностным натяжением выше 18 мн/м краевой угол смачивания и растекания изменяется незначительно после промывки поверхностей перед каждой пересмазкой в трихлорэтилене, бензине "галоша", четыреххлористом этилене, хлористом метилене, бензоле, этиловом спирте и т.п.

В таблице приведены сравнительные экспериментальные данные, характеризующие эксплуатационные параметры составов.

Обработка поверхности Краевой угол смачивания масел, град До промывкиПосла первой промывки После третьей промывки Диоктилсебацинат (ДОС)Полиметилсилоксан, (ПМС)Масло МН-60УДОС ПМСМН-60У ДОСПМСМН-60У Состав согласно изобретению 514957 504856 504556 Известн.состав 4646 554644 554642 55

Состав согласно изобретению сохраняет свою работоспособность при температуре 220°C в течение 6 месяцев, в то время как известный - при температуре до 150°С.

Использование состава дает по сравнению с существующим составом следующие преимущества:

обеспечивает работоспособность узлов трения при температуре до 220°С и, как следствие:

а) снижает износ трущихся поверхностей узлов трения более чем на порядок,

б) снижает коэффициент трения почти в 10 раз, что приводит к снижению усилий страгивания узлов трения, улучшению виброакустических характеристик изделий специального назначения, к увеличению ресурса их работы.

Формула изобретения

Состав для обработки твердых поверхностей, содержащий органический растворитель и фторосодержащую добавку, отличающийся тем, что, с целью увеличения термической стабильности состава, в смеси качестве фторсодержащей добавки он содержит 0,01-0,5 мас.% смеси перфторполиэфиркислот формулы

и перфторполиэфиркетонов

формулы

где n=8-50,

при содержании кетонов в смеси от 1-50 мас.%.