Использование хлорированного лигнина в качестве противозадирной присадки в смазочных композициях для тяжелонагруженных узлов трения


 


Владельцы патента RU 2439138:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ИрГУПС (ИрИИТ)) (RU)

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и конкретно касается снижения износа в тяжелонагруженной паре трения колесо-рельс при прохождении поездом криволинейных участков пути. Снижение износа колес подвижного состава и боковой поверхности рельса на криволинейных участках пути достигается путем использования смазочных композиций, в которые в качестве противозадирной присадки предлагается использовать хлорированный лигнин, содержащий 7-20% хлора. В изобретении хлорированный лигнин предполагается использовать по новому назначению - в качестве противозадирной присадки в смазочные композиции для лубрикации рельсов. Достигаемый результат экспериментально подтвержден путем испытания смазочных композиций, содержащих хлорированный лигнин, низкомолекулярный полиэтилен и отработанное дизельное масло, на машине трения МИ-1М. Исследования показали, что хлорлигнин, введенный в смазочную композицию, эффективно способствует снижению износа модельных роликов. 1 н.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и конкретно касается уменьшения износа в тяжелонагруженной паре трения колесо-рельс при прохождении поездом криволинейных участков пути.

Наиболее эффективным способом снижение износа колеса подвижного состава и боковой поверхности рельса на криволинейных участках пути является нанесение в зону контакта смазки [1], которая, как правило, представляет собой сложную композицию, содержащую различные присадки, повышающие эффективность действия применяемого базового масла.

Для предотвращения износа используют протвоизносные, а для тежело нагруженных узлов трения - противозадирные присадки, которые по химическому составу относятся к разным классам органических соединений, содержащих в своем составе хлор, серу, фосфор [2]. Действия хлоросодержащих присадок проявляется, главным образом, в условиях задира. При трении хлоросодержащие присадки на поверхности металла образуют пленки хлоридов железа, которые снижают задир. В качестве хлоросодержащих противозадирных присадок используются как индивидуальные хлорорганические соединения (например, гексахлорэтан, октахлорциклопентен, гексахлорциклопентадиен и др.), а также смеси (например, хлорированный парафин, смесь тетра- и пентахлордифенилов и т.п) [3]. Однако, как правило, такие присадки достаточно дороги и относятся к высокотоксичным соединениям.

Известно использование в качестве присадки полимерных хлорсодержащих соединений (например, низкомолекулярного поливинилхлорида) [4]. Эффективность использования хлорсодержащих присадок во многом определяется присутствием в их составе других функциональных групп, которые, вероятно, облегчают адгезию присадки на поверхности металла, что в процессе трения способствует более легкому образованию хлоридов железа. Однако такие соединения, как хлорфенол или хлорнитробензол относятся к высокотоксичным и экологически опасным соединениям.

В данном техническом решении предполагается использование в качестве противозадирной присадки хлорированного лигнина, содержащего 7-20% хлора. Лигнин - природный полимер, является отходом производства целлюлозно-бумажной и гидролизной промышленности [5]. Лигнин легко хлорируется электрохимически, с применением хлорной воды или гипохлоритов [6]. Содержание хлора в полученном хлорлигнине зависит от используемого хлорирующего агента, условий хлорирования и типа используемого лигнина, и может составлять до 30%. По данным многих авторов атомы хлора при хлорировании лигнина вступают как в ароматическое кольцо, так и в алкильные цепи. Хлорированный лигнин находит ограниченное применение. Например, известно [7], что на его основе могут быть получены полисульфидные полимеры, которые также имеют ограниченное применение. Поэтому расширение сфер применения хлорлигнина является важной технической задачей. Известно, что сам лигнин может выступать в качестве антифрикционной компоненты в смазочных композициях для лубрикации рельсов [8]. Использование хлорированного лигнина по новому назначению, предлагаемому в данном техническом решении, позволяет вводить в композиции одновременно противозадирную присадку.

Для введения в смазочные композиции хлорированный лигнин с содержанием хлора 7-20% необходимо подвергнуть тщательному помолу для достижения размера частиц меньше 0,15 мм (просеивание через сито 0,145 мм). При смешении со смазочным маслом (например, отработанным дизельным маслом) в присутствии загустителя (например, низкомолекулярного полиэтилена) образуется достаточно устойчивая консистентная дисперсная система, защитный эффект который был испытан на машине трения МИ-1М [9]. Результаты испытания композиций, содержащих 10% хлорлигнина (с содержанием хлора 7, 14 и 20%), 65% - низкомолекулярного полиэтилена и 25% отработанного дизельного масла представлены в таблице. Испытуемые ролики на машине трения моделируют взаимодействие в системе колесо-рельс. Величина износа определялась путем взвешивания роликов на аналитических весах с точностью до 0,001 г.

Как видно из данных таблицы 1, для эффективной работы присадки не требуется высокое содержание хлора. По-видимому, это связано с тем, что при содержании хлора ~ 14% с поверхностью металла взаимодействуют все доступные атомы хлора, а дальнейшее увеличение содержания хлора нецелесообразно, т.к. оно приводит лишь к незначительному снижению износа.

Литература

1. Карпущенко Н.И. Смазка - единственный способ предупреждения износа // Путь и путевое хозяйство. 2000. №2. С.15-18.

2. Кулиев А.М. Химия и технология присадок к маслам и топливам. Л.: Химия. 1985. 312 с.

3. Виноградова И.Э. Противоизносные присадки к маслам. М.: Химия. 1972, 272 с.

4. Пат. ФРГ 807421 (1950).

5. Никитин В.М., Оболенская О.В., Щеголов В.П. Химия древесины и целлюлозы. М.: 1978.

6. Чудаков М.И. Промышленное использование лигнина. 1983, 212 с.

7. Авторское свидетельство СССР №933669. 1982.

8. Пат. RU 23108013. Воротилкин А.В. и др. Композиция для снижения износа в паре трения колесо-рельс. Опубл. 27.02.2008. Бюл. №6.

9. Зозуля В.Д. и др. Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин. Киев. 1990.

Таблица 1
Пример Содержание хлора в хлорлигнине, % Продолжительность испытания, ч Износ роликов, г
Подвижный ролик Неподвижный ролик
1 7 18 0,063 0,135
2 14 18 0,058 0,136
3 20 18 0,068 0,128
4 без присадки 18 0,352 0,414
5 без смазки 6 1,612 1,784

Использование хлорированного лигнина в качестве противозадирной присадки в смазочные композиции для снижения износа в тяжелонагруженных узлах трения, например в системах трения колесо - рельс.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве добавки к смазочным материалам, преимущественно в приводах стационарных устройств и двигателях транспортных средств, в узлах трансмиссий и ходовых частей машин.

Изобретение относится к технологическим смазкам для холодной объемной штамповки металла. .

Изобретение относится к смазочным составам, в частности к смазке для горячей деформации алюминия и его сплавов. .

Изобретение относится к области нефтехимической промышленности и может быть использовано для идентификации нефтепродуктов, маркированных биологическим маркером-пигментом продигиозином.
Изобретение относится к области машиностроения, применяется для смазки пар трения в станках и технологическом оборудовании, в частности для смазки токарных станков.

Изобретение относится к смазочным материалам и может быть использовано для защиты от коррозии металлических изделий, преимущественно кузовов автомобилей в технологических процессах производства автомобилей и станций антикоррозионной обработки.
Изобретение относится к смазочным композициям, а также к технологии изготовления отдельных компонентов этих композиций, и может быть использовано в технологических процессах холодной обработки металлов давлением и резанием.
Изобретение относится к концентратам для приготовления водных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) для механической обработки металлов и может быть использовано в различных отраслях металлообрабатывающей промышленности для повышения стойкости металлорежущих инструментов.

Изобретение относится к защитным смазочным материалам, представляющим собой пленкообразующие ингибированные нефтяные составы, предназначенные для защиты от коррозии труднодоступных поверхностей и полостей металлоизделий и преимущественно применяемых для консервации скрытых полостей кузовов в технологическом процессе производства автомобилей.

Изобретение относится к смазкам, используемым в качестве защитных покрытий металлических деталей, в частности при хранении сельскохозяйственной техники на открытых площадках.
Изобретение относится к процессам химической технологии, в частности к решению проблемы защиты металлических поверхностей от коррозии, влаги (гидрофобность) и износа для производства смазочных покрытий, и может быть использовано в различных областях промышленности.
Изобретение относится к защитным полимерным композициям для получения антифрикционных покрытий на контактирующих поверхностях плунжерных пар топливных насосов высокого давления (ТНВД) и может быть использовано в дизельных двигателях автомобильной и сельскохозяйственной техники.
Изобретение относится к составу, содержащему перфторполиэфир с концевой кислотной группой и растворитель. .

Изобретение относится к смазочным композициям, предназначенным для применения в тяжелонагруженных узлах трения и механизмов. .

Изобретение относится к области производства присадок для моторных масел и к моторным маслам, их содержащих, и может быть использовано при производстве моюще-диспергирующих присадок для моторных масел и при производстве последних, предназначенных для очистки систем двигателя внутреннего сгорания при технологическом обслуживании последнего.

Изобретение относится к смазочным материалам и к области производства присадок, улучшающих противоизносные, антифрикционные свойства этих материалов при эксплуатации их в узлах трения различных машин и механизмов, в т.ч.

Изобретение относится к присадкам к смазочным маслам, в частности, для улучшения эксплуатационных свойств трансмиссионных масел, используемых в автотракторной промышленности.

Изобретение относится к области металлообработки, в частности к смазочно - охлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым при обработке металлов резанием. .

Изобретение относится к водорастворимой гидроксиэтилцеллюлозе и к ее производным. .
Наверх