Смазочная масляная композиция для уменьшения трения, включающая нанопористые частицы
Настоящее изобретение относится к смазочной масляной композиции, включающей 100 масс. частей смазки и от 0,01 до 3,0 масс. частей нанопористых частиц, где нанопористые частицы имеют средний размер частиц в интервале от 50 нм до 5 мкм. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности использования топлива за счет оптимизации трения и уменьшения последствий износа. 4 з.п. ф-лы, 56 пр., 8 табл., 1 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к смазочной масляной композиции, включающей нанопористые частицы, которые могут уменьшать трение и тем самым повышать энергоэффективность или эффективность использования топлива.
Уровень техники
Существует несколько типов смазочных материалов, таких как жидкая смазка, пастообразная смазка и твердая смазка, содержащих жидкое смазывающее вещество, и среди них широко используется твердое смазочное вещество. Смазки могут применяться в автомобильных двигателях, коробках передач, подшипниках, промышленных редукторах и других механизмах для уменьшения трения и износа, а также для повышения энергоэффективности или эффективности использования топлива.
Как правило, состав смазки содержит диспергатор, очистительное средство, реагент, снижающий трение, противоизносное вещество, антиоксидант и ингибитор коррозии, но этим не ограничивается, также могут быть добавлены многие другие компоненты. Кроме того, в большинство процессов смазки как важные компоненты могут быть добавлены улучшители показателя вязкости или понизители трения.
В последнее время, поскольку энергетические ресурсы истощаются и устанавливаются строгие нормы, регулирующие эксплуатацию ресурсов окружающей среды, растет необходимость повышения эффективности использования топлива и сокращения выбросов выхлопных газов. В целях повышения эффективности использования топлива органические понизители трения обычно добавляются к смазкам. Однако повышение эффективности использования топлива, вызванное добавлением органических понизителей трения, очень ограничено. Поэтому существует необходимость в разработке нового способа для дальнейшего повышения эффективности использования топлива.
Еще одним способом повышения топливной эффективности является использование смазки, имеющей более низкий класс вязкости. Хотя использование смазки, имеющей более низкий класс вязкости, может повысить эффективность использования топлива, такое применение может привести к увеличению трения. Можно частично уменьшить трение путем использования противоизносных веществ, таких как ZDTP (диалкилдитиофосфат цинка). Однако ZDTP содержит соль или эфир фосфорной кислоты, и это может отрицательно сказаться на автомобильных каталитических системах контроля выхлопных газов, и поэтому желательно его не использовать.
Сущность изобретения
Техническая проблема
Принимая во внимание вышеупомянутые ситуации, существует насущная необходимость в разработке способа для повышения эффективности использования топлива за счет оптимизации трения и уменьшения последствий износа и применения устройства, устойчиво работающего в течение длительного периода времени без негативного влияния на выхлопную систему управления.
Решение проблемы
Настоящее изобретение относится к смазочной масляной композиции, включающей смазку и нанопористые частицы.
Преимущества изобретения
Поскольку нанопористые частицы, имеющие наноразмеры, растворимы в масле, они, согласно настоящему изобретению, уменьшают коэффициент трения и в течение долгосрочной эксплуатации, постепенно выпускают эффективный компонент, в результате чего смазочная масляная композиция настоящего изобретения, содержащая этот компонент, может работать в качестве реагента-восстановителя для уменьшения трения в течение длительного периода времени и тем самым показывает прекрасные смазочные результаты.
Краткое описание графических изображений
На Фиг. 1 представлена фотография нанопористых частиц кремния, сделанная с использованием серебра при помощи электронного микроскопа.
Лучший способ осуществления изобретения
Настоящее изобретение относится к смазочной масляной композиции, включающей смазку и нанопористые частицы.
Смазочная масляная композиция обычно содержит диспергатор, очистительное средство, снижающий трение агент, противоизносное вещество, антиоксидант и ингибитор коррозии, но этим не ограничивается, также могут быть добавлены многие другие компоненты. Кроме того, в большинстве способов смазки могут быть использованы, как важные компоненты, улучшители показателя вязкости или понизители трения.
Настоящее изобретение представляет смазку, включающую высокофункциональные нанопористые частицы, способные уменьшать трение и уменьшать истирание. Поскольку нанопористые частицы, имеющие наноразмеры, способны растворяться в масле, они могут уменьшать коэффициент трения и в течение длительной эксплуатации постепенно выделяют эффективный компонент, в результате чего в смазочной масляной композиции настоящего изобретения непрерывно содержится этот компонент в качестве реагента-восстановителя для снижения трения.
Предпочтительно настоящее изобретение относится к смазочной масляной композиции, которая характеризуется тем, что нанопористые частицы выбирают из группы, состоящей из диоксида кремния, диоксида титана, алюминия, диоксида олова, оксида магния, оксида церия, циркония, глины, каолина, церия, талька, слюды, молибдена, вольфрама, дисульфида вольфрама, графита, углеродной нанотрубки, нитрида кремния, нитрида бора и их смесей.
Не существует ограничения на то, какие нанопористые частицы должны использоваться, но предпочтительнее использовать нанопористые частицы, состоящие из диоксида кремния, диоксида титана, алюминия или диоксида олова.
Кроме того, настоящее изобретение относится к смазочной масляной композиции, в которой нанопористые частицы имеют средний размер частиц в диапазоне от 50 нм до 5 мкм и имеют размер нанопор в диапазоне от 0,01 нм до 100 нм. Если размер нанопористых частиц составляет меньше чем 50 нм, то трудно приготовить однородные пористые частицы и поддерживать их пористую структуру в связи с тем, что размер пор близок к размеру частиц. При этом если размер частицы превышает 5 мкм, то нанопористые частицы, имеющие такой большой размер, работают скорее как примеси, а не как понизитель трения, что приводит к неблагоприятным воздействиям на уменьшение трения. Если нанопористые частицы имеют размер нанопоры 0,01 нм или менее, то существует проблема уменьшения растворимости в масле. Если у нанопористых частиц размер нанопоры 100 нм или больше, то тогда нанопористые частицы чрезмерно растворимы в масле, что приводит к неблагоприятному рассеиванию света и помутнению.
Предпочтительно, чтобы настоящее изобретение относилось к смазочной масляной композиции, которая характеризуется содержанием от 0,01 до 3,0 частей по массе нанопористых частиц в расчете на 100 массовых частей смазки.
Когда содержание нанопористых частиц ниже чем 0,01 частей по массе, то это слишком мало, чтобы повлиять на результаты уменьшения трения и снижения износа. Когда содержание нанопористых частиц превышает 3,0 массовые части, то существует проблема уменьшения их растворимости в масле, что приводит к появлению помутнения или осаждения или к незначительным результатам уменьшения трения или износа.
Более предпочтительно, чтобы настоящее изобретение относилось к смазочной масляной композиции, которая характеризуется тем, что смазка содержит базовые масла, антиоксиданты, очистители металла, ингибиторы коррозии, ингибиторы пенообразования, депрессорые присадки (понижающие температуру застывания), загустители и диспергаторы.
Здесь и далее настоящее изобретение иллюстрируется смазочной масляной композицией, включающей нанопористые частицы диоксида кремния, детально описанные в качестве нанопористых частиц, но этим не ограничивается.
Для того чтобы приготовить нанопористые частицы диоксида кремния, желеобразный диоксид кремния, полученный из стекла или кварца с жидким растворителем, таким как этанол, используется в качестве исходного материала. Силикагель такого рода имеет коллоидную систему, в которой твердые частицы связаны друг с другом и которая неразрушаема при нормальной температуре и давлении.
Желеобразный диоксид кремния, используемый в настоящем изобретении, может быть приготовлен путем полимеризации алкоксида кремния с водой в среде смешивающегося растворителя (например, этанола). Реакция протекает в результате гидролиза и конденсации воды, объединяясь, молекулы алкоксида образуют кремний-кислородные связи с получением олигомеров. Олигомеры объединяются и образуют одну гигантскую молекулу, которая является твердой частью геля. Матрица диоксида кремния в алкоксидном геле, имея совсем крошечные ячейки от 0,01 до 100 нм в поперечнике, заполняется этанолом. Эти крошечные ячейки в геле формируют нанопоры, и полученные таким образом алкоксидные частицы высушивают так, чтобы сформировать нанопористые частицы.
Частицы могут быть высушены с помощью сублимации или испарения. Однако в случае сушки сублимацией существует проблема, заключающаяся в том, что процесс занимает несколько дней и очень трудно поддерживать пористую структуру тонких частиц из-за появления их усадки. Процесс испарения также вызывает подобные проблемы, так как образуются испарения с отвратительным запахом и трудно поддерживать однородный размер пор. Выход частиц с сохранением их пористой структуры в процессе сублимационной сушки или в процессе испарения составляет приблизительно только 10%. Поэтому, для того, чтобы высушить частицы, сохраняя при этом размер их пор и структуру, предпочтительнее использовать способ сверхкритической сушки. Такой способ сушки использует свехкритическую жидкость, которой может являться любое вещество при температуре и давлении выше его критической точки.
Такая свехкритическая жидкость обладает свойствами между газом и жидкостью (полугазовая/полужидкостная фаза) и может расширяться как газ, но ее плотность и теплопроводность при этом подобны жидкости. Кроме того, поскольку она имеет более низкое поверхностное натяжение, чем жидкость, то применение сверхкритической жидкости позволяет сушить частицы с сохранением их гелевой структуры. А именно, частицы могут быть постепенно высушены с нагреванием при температуре, выше ее критической точки. В это время свехкритическая жидкость высвобождается из структуры геля и может быть удалена в виде газовой фазы, и высушенные таким образом частицы имеют пористость 90% или выше.
Представителем смазки, подходящей для настоящего изобретения, может быть смазка, имеющая следующий состав, как показано в таблице 1.
| Таблица 1 | ||
| Компонент | Широкий спектр компонентов (масс.% ) | Обычный диапазон компонентов (масс.%) |
| Базовое масло | Остаток | Остаток |
| Антиоксидант | 0~5,0 | 0,01~3,0 |
| Очиститель металла | 0,1~15,0 | 0,2~8,0 |
| Ингибиторы коррозии | 0~5,0 | 0~2,0 |
| Ингибиторы пены | 0~5,0 | 0,001~0,15 |
| Депрессантные присадки | 0,01~5,0 | 0,01~1,5 |
| Загустители | 0,01~10,0 | 0,25~7,0 |
| Диспергаторы | 0,5~5,0 | 1,0~2,5 |
| Всего: | 100 | 100 |
В таблице 1 приведены образцы эффективных количеств добавок, применяемых в обычных смазках. Количества и виды добавок, перечисленные в таблице 1, широко известны в данной области техники, и объем настоящего изобретения этим не ограничивается. Кроме того, комбинации и составы, описанные в следующих примерах, предложены только для иллюстрации и не должны толковаться как ограничивающие объем настоящего изобретения.
Способ изобретения.
Примеры 1-56. Приготовление смазочной масляной композиции, включающей нанопористые частицы.
Смазки приготовили с использованием смазочной комбинации A или B, как показано в таблице 2. Нанопористые частицы готовили путем преобразования алкоксида кремния в форму геля и сушки его с использованием сверхкритической жидкости, такой как двуокись углерода. Далее полученные таким образом нанопористые частицы были добавлены в количестве, указанном в таблице 3 в расчете на 100 частей по массе смазки, тем самым готовили смазочные масляные композиции примеров от 1 до 56.
Как образец, нанопористый диоксид кремния получали следующим способом. Сначала 50 мл TEOS (тетраэтилортосиликата) смешивали с 40 мл этанола, затем последовательно добавляли к нему 35 мл этанола, 70 мл воды, 0,275 мл 30% раствора аммиака и 0,2 мл 0,5 M фторида аммония. Аммиак и фторид аммония работали здесь как катализатор. Полученный раствор полностью смешивали при легком перемешивании так, чтобы вызвать загустевание, в результате которого образовывался гель. Гелеобразование проводилось в течение 2 часов. После того как гелеобразование завершилось, гель алкоксида поместили в автоклав. Двуокись углерода (CO2) ввели в автоклав, а температуру и давление в автоклаве установили выше критической точки для CO2 (31°C и 72,4 атм). Гель алкоксида медленно высвобождали из автоклава на протяжении 12 часов. В течение этого процесса выделенные частицы были высушены с сохранением их нанопористой структуры, чтобы таким образом получить силикагель (размер пор: 20 нм, диаметр: 400 нм).
В соответствии со способом, описанным выше, были получены нанопористые частицы диоксида титана (размер пор: 30 нм, диаметр: 500 нм), приготовленные с использованием алкоксида титана и сверхкритической жидкости спирта; нанопористые алюминиевые частицы (размер пор: 25 нм, диаметр: 100 нм), приготовленные с использованием алкоксида алюминия, с преобразованием его в соединение типа геля и последующей сушкой со сверхкритической жидкостью двуокисью углерода; и нанопористые частицы диоксида олова (размер пор: 40 нм, диаметр: 180 нм), приготовленные с использованием алкоксида олова с преобразованием его в соединение типа геля и последующей сушкой со спиртовой сверхкритической жидкостью. Полученные таким образом нанопористые частицы были добавлены в смазку, согласно количественному составу таблицы 3, для получения смазочных масляных композиций.
| Таблица 2 | ||
| Компонент | Состав смазки (масс.%) | |
| Комбинация А | Комбинация Б | |
| Базовое масло (минеральное масло) | 90,9 | 84,45 |
| Антиоксидант (эфир полиола) | 1,5 | 2,0 |
| Очиститель металла (фосфат кальция) | 0,5 | 1,5 |
| Ингибитор коррозии (алкилсукцинат) | 0,5 | 1,0 |
| Ингибиторы пены (диметилсилоксан) | 0,1 | 0,05 |
| Депрессантная присадка (полиалкилметакрилат) | 0,5 | 1,0 |
| Загуститель (полиметакрилат) | 5 | 8 |
| Диспергатор (полиизобутенилсукцинимид) | 1 | 2 |
| Всего: | 100 | 100 |
| Таблица 3 | |||||
| Пример | Смазка | Нанопористые частицы (масс. части) | |||
| Диоксид кремния (поры: 20 нм, диаметр: 400 нм) | Диоксид титана (поры: 30 нм, диаметр: 500 нм) | Алюминий (поры: 25 нм, диаметр: 100 нм) | Диоксид олова (поры: 40 нм, диаметр: 180 нм) | ||
| Пр. 1 | Комбинация А | 0,05 | |||
| Пр. 2 | Комбинация А | 0,1 | |||
| Пр. 3 | Комбинация А | 0,3 | |||
| Пр. 4 | Комбинация А | 0,5 | |||
| Пр. 5 | Комбинация А | 1,0 | |||
| Пр. 6 | Комбинация А | 1,5 | |||
| Пр. 7 | Комбинация А | 2,5 | |||
| Пр. 8 | Комбинация в | 0,02 | |||
| Пр. 9 | Комбинация В | 0,1 | |||
| Пр.10 | Комбинация В | 0,3 | |||
| Пр.11 | Комбинация В | 0,5 | |||
| Пр.12 | Комбинация В | 1,0 | |||
| Пр 13 | Комбинация В | 1,5 | |||
| Пр.14 | Комбинация В | 2,5 | |||
| Пр.15 | Комбинация А | 0,05 | |||
| Пр.16 | Комбинация А | 0,1 | |||
| Пр.17 | Комбинация А | 0,3 | |||
| Пр.18 | Комбинация А | 0,5 | |||
| Пр.19 | Комбинация А | 1,0 | |||
| Пр.20 | Комбинация А | 1,5 | |||
| Пр.21 | Комбинация А | 2,5 | |||
| Пр.22 | Комбинация В | 0,05 | |||
| Пр.23 | Комбинация В | 0,1 | |||
| Пр.24 | Комбинация В | 0,3 | |||
| Пр.25 | Комбинация В | 0,5 | |||
| Пр.26 | Комбинация В | 1,0 | |||
| Пр.27 | Комбинация В | 1,5 | |||
| Пр.28 | Комбинация В | 2,5 | |||
| Пр.29 | Комбинация А | 0,05 | |||
| Пр.30 | Комбинация А | 0,1 | |||
| Пр.31 | Комбинация А | 0,3 | |||
| Пр.32 | Комбинация А | 0,5 | |||
| Пр.33 | Комбинация А | 1,0 | |||
| Пр.34 | Комбинация А | 1,5 | |||
| Пр.35 | Комбинация А | 2,5 | |||
| Пр.36 | Комбинация В | 0,01 | |||
| Пр.37 | Комбинация В | 0,1 | |||
| Пр.38 | Комбинация В | 0,3 | |||
| Пр.39 | Комбинация В | 0,5 | |||
| Пр.40 | Комбинация В | 1,0 | |||
| Пр.41 | Комбинация В | 1,5 | |||
| Пр.42 | Комбинация В | 2,5 | |||
| Пр.43 | Комбинация А | 0,05 | |||
| Пр.44 | Комбинация А | 0,1 | |||
| Пр.45 | Комбинация А | 0,3 | |||
| Пр.46 | Комбинация А | 0,5 | |||
| Пр.47 | Комбинация А | 1,0 | |||
| Пр.48 | Комбинация А | 1,5 | |||
| Пр.49 | Комбинация А | 2,5 | |||
| Пр.50 | Комбинация В | 0,05 | |||
| Пр.51 | Комбинация В | 0,1 | |||
| Пр.52 | Комбинация В | 0,3 | |||
| Пр.53 | Комбинация В | 0,5 | |||
| Пр.54 | Комбинация В | 1,0 | |||
| Пр.55 | Комбинация В | 1,5 | |||
| Пр.56 | Комбинация В | 2,5 |
Сравнительные примеры 1-37. Приготовление смазочной масляной композиции, содержащей нанопористые частицы с физическими свойствами, сходными с физическими свойствами нанопористых частиц из вышеуказанных примеров.
Смазки приготовили с использованием смазочной комбинации A или B, как показано в таблице 2. Нанопористые частицы получили путем преобразования алкоксида кремния в соединение типа геля и последующим высушиванием его с использованием сверхкритической жидкости, такой как двуокись углерода. Приготовленные таким образом нанопористые частицы затем добавляли согласно количественному составу таблицы 4 в расчете на 100 массовых частей смазки, получая, таким образом, смазочные масляные композиции сравнительных примеров от 1 до 37.
Как образец, нанопористый диоксид кремния получали следующим способом. Сначала 50 мл TEOS (тетраэтил-ортосиликата) смешивали с 40 мл этанола, затем последовательно добавляли к нему 35 мл этанола, 70 мл воды, 0,275 мл 30% раствора аммиака и 0,2 мл 0,5 M фторида аммония. Аммиак и фторид аммония работали здесь как катализатор. Полученный раствор полностью смешивали при легком перемешивании, так чтобы вызвать загустевание, в результате которого образовывался гель. Гелеобразование проводилось в течение 2 часов. После того как гелеобразование завершилось, гель алкоксида поместили в автоклав. Двуокись углерода (CO2) ввели в автоклав, а температуру и давление в автоклаве установили выше критической точки для CO2 (31°C и 72,4 атм). Гель алкоксида медленно высвобождали из автоклава на протяжении 12 часов. В течение этого процесса выделенные частицы сушили с сохранением их нанопористой структуры, чтобы таким образом получить силикагель (размер пор: 20 нм, диаметр: 400 нм).
Согласно способу, описанному выше, были получены нанопористые частицы диоксида титана (размер пор: 30 нм, диаметр: 500 нм), приготовленные с использованием алкоксида титана и сверхкритической жидкостью спирта; нанопористые алюминиевые частицы (размер пор: 25 нм, диаметр: 100 нм), приготовленные с использованием алкоксида алюминия, с преобразованием его в соединение типа геля и последующим высушиванием со сверхкритической жидкостью из двуокиси углерода; и нанопористые частицы диоксида олова (размер пор: 40 нм, диаметр: 180 нм), приготовленные с использованием алкоксида олова с преобразованием его в соединение типа геля и последующим высушиванием со спиртовой сверхкритической жидкостью. Полученные таким образом нанопористые частицы добавляли в смазку, согласно количественному соотношению таблицы 4, для получения смазочных масляных композиций.
| Таблица 4 | |||||
| Сравнительный пример | Смазка | Нанопористые частицы (масс. части) | |||
| Диоксид кремния (поры: 20 нм, диаметр: 400 нм) |
Диоксид титана (поры: 30 нм, диаметр: 500 нм) | Алюминий (поры: 25 нм, диаметр: 100 нм) | Диоксид олова (поры: 40 нм, диаметр: 180 нм) | ||
| Сравнит.пр.1 | Комбинация А | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 |
| Сравнит.пр.2 | Комбинация В | 0,00 | 0,00 | 0,00 | 0,00 |
| Сравнит.пр.3 | Комбинация А | 0,005 | |||
| Сравнит.пр.4 | Комбинация А | 3,5 | |||
| Сравнит.пр.5 | Комбинация А | 5,0 | |||
| Сравнит.пр.6 | Комбинация В | 0,005 | |||
| Сравнит.пр.7 | Комбинация В | 3,5 | |||
| Сравнит.пр.8 | Комбинация В | 5 | |||
| Сравнит.пр.9 | Комбинация А | 0,005 | |||
| Сравнит.пр.10 | Комбинация А | 3,5 | |||
| Сравнит.пр.11 | Комбинация А | 5,0 | |||
| Сравнит.пр.12 | Комбинация В | 0,005 | |||
| Сравнит.пр.13 | Комбинация В | 3,5 | |||
| Сравнит.пр.14 | Комбинация А | 5,0 | |||
| Сравнит.пр.15 | Комбинация А | 0,005 | |||
| Сравнит.пр.16 | Комбинация А | 3,5 | |||
| Сравнит.пр.17 | Комбинация А | 5,0 | |||
| Сравнит.пр.18 | Комбинация В | 0,005 | |||
| Сравнит.пр.19 | Комбинация В | 3,5 | |||
| Сравнит.пр.20 | Комбинация В | 5,0 | |||
| Сравнит.пр.21 | Комбинация А | 0,005 | |||
| Сравнит.пр.22 | Комбинация А | 3,5 | |||
| Сравнит.пр.23 | Комбинация А | 5,0 | |||
| Сравнит.пр.24 | Комбинация В | 0,005 | |||
| Сравнит.пр.25 | Комбинация В | 3,5 | |||
| Сравнит.пр.26 | Комбинация В | 5,0 | |||
| Сравнит.пр.27 | Комбинация А | 0,002 | 0,003 | ||
| Сравнит.пр.28 | Комбинация А | 0,003 | 0,002 | ||
| Сравнит.пр.29 | Комбинация А | 0,003 | 0,002 | ||
| Сравнит.пр.30 | Комбинация А | 0,003 | 0,002 | ||
| Сравнит.пр.31 | Комбинация А | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
| Сравнит.пр.32 | Комбинация В | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
| Сравнит.пр.33 | Комбинация В | 0,002 | 0,003 | ||
| Сравнит.пр.34 | Комбинация В | 0,003 | 0,002 | ||
| Сравнит.пр.35 | Комбинация В | 0,003 | 0,002 | ||
| Сравнит.пр.36 | Комбинация В | 0,003 | 0,002 | ||
| Сравнит.пр.37 | Комбинация В | 0,001 | 0,001 | 0,001 | 0,001 |
Сравнительные примеры 38-100. Приготовление смазочной масляной композиции, содержащей нанопористые частицы с физическими свойствами, отличающимися от физических свойств нанопористых частиц из вышеуказанных примеров.
Смазки приготовляли с использованием смазочной комбинации A или B, как показано в таблице 2. Нанопористые частицы получали, путем преобразования алкоксида кремния в соединение типа геля и последующим высушиванием его с использованием сверхкритической жидкости, такой как двуокись углерода. Приготовленные таким образом нанопористые частицы затем добавляли согласно количественному соотношению таблицы 5 в расчете на 100 массовых частей смазки, получая, таким образом, смазочные масляные композиции сравнительных примеров от 38 до 100.
В типичном случае нанопористый диоксид кремния получали следующим способом. Сначала 50 мл TEOS (тетраэтил-ортосиликата) смешивали с 40 мл этанола, затем последовательно добавляли к нему 35 мл этанола, 70 мл воды, 0,275 мл 30% раствора аммиака и 0,2 мл 0,5M фторида аммония. Аммиак и фторид аммония работали здесь как катализатор. Полученный раствор полностью смешивали при легком перемешивании так, чтобы вызвать загустевание, в результате которого образовывался гель. Гелеобразование проводилось в течение 1 часа. После того как гелеобразование завершилось, гель алкоксида поместили в автоклав. Двуокись углерода (CO2) ввели в автоклав, а температуру и давление в автоклаве установили выше критической точки для CO2 (31°C и 72,4 атм). Гель алкоксида медленно высвобождали из автоклава на протяжении 6 часов. В течение этого процесса выделенные частицы сушили с сохранением их нанопористой структуры, чтобы таким образом получить силикагель (размер пор: 400 нм, диаметр: 600 нм).
Согласно способу, описанному выше, были получены нанопористые частицы диоксида титана (размер пор: 200 нм, диаметр: 800 нм), приготовленные с использованием алкоксида титана и сверхкритической жидкости спирта; нанопористые алюминиевые частицы (размер пор: 250 нм, диаметр: 650 нм), приготовленные с использованием алкоксида алюминия, с преобразованием его в соединение типа геля и последующим высушиванием со сверхкритической жидкостью из двуокиси углерода; и нанопористые частицы диоксида олова (размер пор: 300 нм, диаметр: 700 нм), приготовленные с использованием алкоксида олова с преобразованием его в соединение типа геля и последующим высушиванием со сверхкритической жидкостью спирта. Полученные таким образом нанопористые частицы добавляли в смазку согласно количественному соотношению таблицы 5, для получения смазочной масляной композиции.
| Таблица 5 | |||||
| Сравнительный пример | Смазка | Нанопористые частицы (масс. части) | |||
| Диоксид кремния (поры: 400 нм, диаметр: 600 нм) | Диоксид титана (поры: 200 нм, диаметр: 800 нм) | Алюминий (поры: 250 нм, диаметр: 650 нм) | Диоксид олова (поры: 300 нм, диаметр: 180 нм) |
||
| Сравнит.пр.38 | Комбинация А | 0,05 | |||
| Сравнит.пр.39 | Комбинация А | 0,1 | |||
| Сравнит.пр.40 | Комбинация А | 0,3 | |||
| Сравнит.пр.41 | Комбинация А | 0,5 | |||
| Сравнит.пр.42 | Комбинация А | 1,0 | |||
| Сравнит.пр.43 | Комбинация А | 1,5 | |||
| Сравнит.пр.44 | Комбинация В | 2,5 | |||
| Сравнит.пр.45 | Комбинация В | 0,05 | |||
| Сравнит.пр.46 | Комбинация В | 0,1 | |||
| Сравнит.пр.47 | Комбинация В | 0,3 | |||
| Сравнит.пр.48 | Комбинация В | 0,5 | |||
| Сравнит.пр.49 | Комбинация В | 1,0 | |||
| Сравнит.пр.50 | Комбинация В | 1,5 | |||
| Сравнит.пр.51 | Комбинация В | 2,5 | |||
| Сравнит.пр.52 | Комбинация А | 0,05 | |||
| Сравнит.пр.53 | Комбинация А | 0,1 | |||
| Сравнит.пр.54 | Комбинация А | 0,3 | |||
| Сравнит.пр.55 | Комбинация А | 0,5 | |||
| Сравнит.пр.56 | Комбинация А | 1,0 | |||
| Сравнит.пр.57 | Комбинация А | 1,5 | |||
| Сравнит.пр.58 | Комбинация А | 2,5 | |||
| Сравнит.пр.59 | Комбинация В | 0,05 | |||
| Сравнит.пр.60 | Комбинация В | 0,1 | |||
| Сравнит.пр.61 | Комбинация В | 0,3 | |||
| Сравнит.пр.62 | Комбинация В | 0,5 | |||
| Сравнит.пр.63 | Комбинация В | 1,0 | |||
| Сравнит.пр.64 | Комбинация В | 1,5 | |||
| Сравнит.пр.65 | Комбинация В | 2,5 | |||
| Сравнит.пр.66 | Комбинация А | 0,05 | |||
| Сравнит.пр.67 | Комбинация А | 0,1 | |||
| Сравнит.пр.68 | Комбинация А | 0,3 | |||
| Сравнит.пр.69 | Комбинация А | 0,5 | |||
| Сравнит.пр.70 | Комбинация А | 1,0 | |||
| Сравнит.пр.71 | Комбинация А | 1,5 | |||
| Сравнит.пр.72 | Комбинация А | 2,5 | |||
| Сравнит.пр.73 | Комбинация В | 0,05 | |||
| Сравнит.пр.74 | Комбинация В | 0,1 | |||
| Сравнит.пр.75 | Комбинация В | 0,3 | |||
| Сравнит.пр.76 | Комбинация В | 0,5 | |||
| Сравнит.пр.77 | Комбинация В | 1,0 | |||
| Сравнит.пр.78 | Комбинация В | 1,5 | |||
| Сравнит.пр.79 | Комбинация В | 2,5 | |||
| Сравнит.пр.80 | Комбинация А | 0,05 | |||
| Сравнит.пр.81 | Комбинация А | 0,1 | |||
| Сравнит.пр.82 | Комбинация А | 0,3 | |||
| Сравнит.пр.83 | Комбинация А | 0,5 | |||
| Сравнит.пр.84 | Комбинация А | 1,0 | |||
| Сравнит.пр.85 | Комбинация А | 1,5 | |||
| Сравнит.пр.86 | Комбинация А | 2,5 | |||
| Сравнит.пр.87 | Комбинация В | 0,05 | |||
| Сравнит.пр.88 | Комбинация В | 0,1 | |||
| Сравнит.пр.89 | Комбинация В | 0,3 | |||
| Сравнит.пр.90 | Комбинация В | 0,5 | |||
| Сравнит.пр.91 | Комбинация В | 1,0 | |||
| Сравнит.пр.92 | Комбинация В | 1,5 | |||
| Сравнит.пр.93 | Комбинация В | 2,5 | |||
| Сравнит.пр.94 | Комбинация В | 0,05 | |||
| Сравнит.пр.95 | Комбинация В | 0,1 | |||
| Сравнит.пр.96 | Комбинация В | 0,3 | |||
| Сравнит.пр.97 | Комбинация В | 0,5 | |||
| Сравнит.пр.98 | Комбинация В | 1,0 | |||
| Сравнит.пр.99 | Комбинация В | 1,5 | |||
| Сравн.пр.100 | Комбинация В | 2,5 |
Сравнительные примеры 101-158. Приготовление смазочной масляной композиции, содержащей нанопористые частицы с физическими свойствами, отличающимися от физических свойств наночастиц из вышеуказанных примеров.
Смазки приготовили с использованием смазочной комбинации A или B, как показано в таблице 2. Нанопористые частицы получали путем преобразования алкоксида кремния в соединение типа геля и последующим высушиванием его с использованием сверхкритической жидкости, такой как двуокись углерода. Приготовленные таким образом нанопористые частицы затем были добавлены в смазку согласно количественным соотношениям таблицы 6 в расчете на 100 массовых частей смазки, получая, таким образом, смазочные масляные композиции сравнительных примеров от 101 до 158.
В типичном случае нанопористый диоксид кремния получали следующим способом. Сначала 50 мл TEOS (тетраэтил-ортосиликата) смешивали с 40 мл этанола, затем последовательно добавляли к нему 35 мл этанола, 70 мл воды, 0,275 мл 30% раствора аммиака и 0,2 мл 0,5 M фторида аммония. Аммиак и фторид аммония работали здесь как катализатор. Полученный раствор полностью смешивали при легком перемешивании так, чтобы вызвать загустевание, в результате которого образовывался гель. Гелеобразование проводилось в течение 1 часа. После того как гелеобразование завершилось, гель алкоксида поместили в автоклав. Двуокись углерода (CO2) ввели в автоклав, а температуру и давление в автоклаве установили выше критической точки для CO2 (31°C и 72,4 атм). Гель алкоксида медленно высвобождали из автоклава на протяжении 6 дней. В течение этого процесса выделенные частицы сушили с сохранением их нанопористой структуры, чтобы таким образом получить силикагель (размер пор: 20 нм, диаметр: 6 мкм).
Согласно способу, как описано выше, были получены нанапористые частицы диоксида титана (размер пор: 30 нм, диаметр: 8 мкм), приготовленные с использованием алкоксида титана и спиртовой сверхкритической жидкости; нанопористые алюминиевые частицы (размер пор: 25 нм, диаметр: 8,5 мкм), приготовленные с использованием алкоксида алюминия, с преобразованием его в соединение типа геля и последующим высушиванием со сверхкритической жидкостью из двуокиси углерода; и нанопористые частицы диоксида олова (размер пор: 40 нм, диаметр: 10 мкм), приготовленные с использованием алкоксида олова с преобразованием его в соединение типа геля и последующим высушиванием со спиртовой сверхкритической жидкостью. Полученные таким образом нанопористые частицы добавляли в смазку, согласно количественному соотношению таблицы 6, для получения смазочных масляных композиций.
| Таблица 6 | |||||
| Сравнительный пример | Смазка | Нанопористые частицы ( масс. части) | |||
| Диоксид кремния (поры: 20 нм, диаметр: 6 мкм) |
Диоксид титана (поры: 30 нм, диаметр:8 µм) | Алюминий (поры: 25 нм, диаметр: 8,5 мкм) |
Диоксид олова (поры: 40 нм, диаметр: 10 мкм) |
||
| Сравн.пр.101 | Комбинация А | 0,05 | |||
| Сравн.пр.102 | Комбинация А | 0,1 | |||
| Сравн.пр.103 | Комбинация А | 0,3 | |||
| Сравн.пр.104 | Комбинация А | 0,5 | |||
| Сравн.пр.105 | Комбинация А | 1,0 | |||
| Сравн.пр.106 | Комбинация А | 1,5 | |||
| Сравн.пр.107 | Комбинация А | 2,5 | |||
| Сравн.пр.108 | Комбинация В | 0,05 | |||
| Сравн.пр.109 | Комбинация В | 0,1 | |||
| Сравн.пр.110 | Комбинация В | 0,3 | |||
| Сравн.пр.111 | Комбинация В | 0,5 | |||
| Сравн.пр.112 | Комбинация В | 1,0 | |||
| Сравн.пр.113 | Комбинация В | 1,5 | |||
| Сравн.пр.114 | Комбинация В | 2,5 | |||
| Сравн.пр.115 | Комбинация А | 0,05 | |||
| Сравн.пр.116 | Комбинация А | 0,1 | |||
| Сравн.пр.117 | Комбинация А | 0,3 | |||
| Сравн.пр.118 | Комбинация А | 0,5 | |||
| Сравн.пр.119 | Комбинация А | 1,0 | |||
| Сравн.пр.120 | Комбинация А | 1,5 | |||
| Сравн.пр.121 | Комбинация А | 2,5 | |||
| Сравн.пр.122 | Комбинация В | 0,05 | |||
| Сравн.пр.123 | Комбинация В | 0,1 | |||
| Сравн.пр.124 | Комбинация В | 0,3 | |||
| Сравн.пр.125 | Комбинация В | 0,5 | |||
| Сравн.пр.126 | Комбинация В | 1,0 | |||
| Сравн.пр.127 | Комбинация В | 1,5 | |||
| Сравн.пр.128 | Комбинация В | 2,5 | |||
| Сравн.пр.129 | Комбинация А | 0,05 | |||
| Сравн.пр.130 | Комбинация А | 0,1 | |||
| Сравн.пр.131 | Комбинация А | 0,3 | |||
| Сравн.пр.132 | Комбинация А | 0,5 | |||
| Сравн.пр.133 | Комбинация А | 1,0 | |||
| Сравн.пр.134 | Комбинация А | 1,5 | |||
| Сравн.пр.135 | Комбинация А | 2,5 | |||
| Сравн.пр.136 | Комбинация В | 0,05 | |||
| Сравн.пр.137 | Комбинация В | 0,1 | |||
| Сравн.пр.138 | Комбинация В | 0,3 | |||
| Сравн.пр.139 | Комбинация В | 0,5 | |||
| Сравн.пр.140 | Комбинация В | 1,0 | |||
| Сравн.пр.141 | Комбинация В | 1,5 | |||
| Сравн.пр.142 | Комбинация В | 2,5 | |||
| Сравн.пр.143 | Комбинация А | 0,05 | |||
| Сравн.пр.144 | Комбинация А | 0,1 | |||
| Сравн.пр.145 | Комбинация А | 0,3 | |||
| Сравн.пр.146 | Комбинация А | 0,5 | |||
| Сравн.пр.147 | Комбинация А | 1,0 | |||
| Сравн.пр.148 | Комбинация А | 1,5 | |||
| Сравн.пр.149 | Комбинация А | 2,5 | |||
| Сравн.пр.150 | Комбинация В | 0,05 | |||
| Сравн.пр.151 | Комбинация В | 0,1 | |||
| Сравн.пр.152 | Комбинация В | 0,3 | |||
| Сравн.пр.153 | Комбинация В | 0,5 | |||
| Сравн.пр.154 | Комбинация В | 1,0 | |||
| Сравн.пр.155 | Комбинация В | 1,5 | |||
| Сравн.пр.156 | Комбинация В | 2,5 | |||
| Сравн.пр.157 | Комбинация В | 1,5 | |||
| Сравн.пр.158 | Комбинация В | 2,5 |
Тестовый пример 1. Измерение коэффициента трения, коэффициента сцепления, степени износа, кинематической вязкости и индекса вязкости.
У составов смазочного масла, полученных в примерах от 1 до 56, и у сравнительных примеров от 1 до 158 были измерены коэффициенты трения, коэффициенты сцепления и степень износа с помощью тяговой мини-машины (MTM, PCSinstrument). На данном этапе измерение коэффициента трения, коэффициента сцепления и степень износа проводили при приложенной нагрузке 50 Н, SRR 50% при изменении температуры от 40 до 120°C. Соответственно, измеренные средние величины коэффициента трения, коэффициента сцепления и степени износа представлены в таблицах 7 и 8.
Кроме того, измеряли кинематическую вязкость, как одно из важных физических свойств смазки, и показатель вязкости, представляющий изменение вязкости в зависимости от температуры. Вязкость измеряли с помощью вискозиметра (Cannon) при 40°C, а показатель вязкости рассчитывался на основе вязкостей при 40°C и 100°C.
| Таблица 7 | |||||
| Пример | Коэффициент трения (COF) | Коэффициент сцепления (COF) | Степень износа(мкм) | Вязкость (сСт, при 40°С) | Показатель вязкости |
| Пр.1 | 0,06 | 0,06 | 2 | 55 | 151 |
| Пр.2 | 0,04 | 0,05 | 1 | 55 | 152 |
| Пр.3 | 0,04 | 0,04 | 0,6 | 55 | 151 |
| Пр.4 | 0,06 | 0,04 | 0,2 | 54 | 151 |
| Пр.5 | 0,05 | 0,06 | 0,2 | 55 | 151 |
| Пр.6 | 0,05 | 0,05 | 0,1 | 53 | 153 |
| Пр.7 | 0,07 | 0,06 | 0,05 | 55 | 151 |
| Пр.8 | 0,06 | 0,06 | 2 | 55 | 151 |
| Пр.9 | 0,04 | 0,05 | 1 | 55 | 152 |
| Пр.10 | 0,04 | 0,04 | 0,6 | 55 | 151 |
| Пр.11 | 0,04 | 0,06 | 0,2 | 54 | 151 |
| Пр.12 | 0,05 | 0,06 | 0,2 | 55 | 151 |
| Пр.13 | 0,05 | 0,05 | 0,1 | 53 | 153 |
| Пр.14 | 0,07 | 0,06 | 0,05 | 55 | 151 |
| Пр.15 | 0,06 | 0,06 | 2 | 55 | 151 |
| Пр.16 | 0,04 | 0,05 | 1 | 55 | 152 |
| Пр.17 | 0,04 | 0,04 | 0,6 | 55 | 151 |
| Пр.18 | 0,04 | 0,04 | 0,2 | 54 | 151 |
| Пр.19 | 0,05 | 0,06 | 0,2 | 55 | 151 |
| Пр.20 | 0,05 | 0,05 | 0,1 | 53 | 153 |
| Пр.21 | 0,07 | 0,06 | 0,05 | 55 | 151 |
| Пр.22 | 0,06 | 0,06 | 2 | 55 | 152 |
| Пр.23 | 0,04 | 0,05 | 1 | 55 | 151 |
| Пр.24 | 0,04 | 0,04 | 0,6 | 55 | 151 |
| Пр.25 | 0,04 | 0,04 | 0,2 | 54 | 151 |
| Пр.26 | 0,05 | 0,06 | 0,2 | 55 | 151 |
| Пр.27 | 0,05 | 0,05 | 0,1 | 53 | 153 |
| Пр.28 | 0,07 | 0,06 | 0,05 | 55 | 151 |
| Пр.29 | 0,06 | 0,06 | 2 | 55 | 151 |
| Пр.30 | 0,04 | 0,05 | 1 | 55 | 152 |
| Пр.31 | 0,04 | 0,04 | 0,6 | 55 | 151 |
| Пр.32 | 0,04 | 0,04 | 0,02 | 54 | 151 |
| Пр.33 | 0,05 | 0,06 | 0,02 | 54 | 151 |
| Пр.34 | 0,05 | 0,05 | 0,01 | 53 | 153 |
| Пр.35 | 0,07 | 0,06 | 0,05 | 55 | 151 |
| Пр.36 | 0,06 | 0,06 | 2 | 55 | 151 |
| Пр.37 | 0,04 | 0,05 | 1 | 55 | 152 |
| Пр.38 | 0,04 | 0,04 | 0,6 | 55 | 151 |
| Пр.39 | 0,04 | 0,04 | 0,2 | 54 | 151 |
| Пр.40 | 0,05 | 0,06 | 0,2 | 55 | 151 |
| Пр.41 | 0,05 | 0,05 | 0,1 | 53 | 153 |
| Пр.42 | 0,07 | 0,06 | 0,05 | 55 | 151 |
| Пр.43 | 0,06 | 0,06 | 2 | 55 | 151 |
| Пр.44 | 0,04 | 0,05 | 1 | 55 | 152 |
| Пр.45 | 0,04 | 0,04 | 0,6 | 55 | 151 |
| Пр.46 | 0,04 | 0,04 | 0,2 | 54 | 151 |
| Пр.47 | 0,05 | 0,06 | 0,2 | 55 | 151 |
| Пр.48 | 0,05 | 0,05 | 0,1 | 53 | 153 |
| Пр.49 | 0,07 | 0,06 | 0,05 | 55 | 151 |
| Пр.50 | 0,06 | 0,06 | 2 | 55 | 151 |
| Пр.51 | 0,04 | 0,05 | 1 | 55 | 152 |
| Пр.52 | 0,04 | 0,04 | 0,6 | 55 | 151 |
| Пр.53 | 0,04 | 0,04 | 0,2 | 54 | 151 |
| Пр.54 | 0,05 | 0,06 | 0,2 | 55 | 151 |
| Пр.55 | 0,05 | 0,05 | 0,1 | 53 | 151 |
| Пр.56 | 0,07 | 0,06 | 0,05 | 55 | 151 |
| Таблица 8 | |||||
| Сравнительный пример | Коэффициент трения (COF) | Коэффициент сцепления (COF) | Степень износа (мкм) | Вязкость (сСт, при 40°С) | Индекс вязкости |
| Сравнит.пр.1 | 0,16 | 0,15 | 30 | 52 | 150 |
| Сравнит.пр.2 | 0,16 | 0,17 | 28 | 55 | 153 |
| Сравнит.пр.3 | 0,16 | 0,17 | 30 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.4 | 0,10 | 0,11 | 46 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.5 | 0,15 | 0,17 | 100 | 60 | 147 |
| Сравнит.пр.6 | 0,16 | 0,16 | 30 | 55 | 155 |
| Сравнит.пр.7 | 0,13 | 0,14 | 40 | 57 | 150 |
| Сравнит.пр.8 | 0,10 | 0,12 | 130 | 59 | 151 |
| Сравнит.пр.9 | 0,16 | 0,17 | 30 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.10 | 0,13 | 0,11 | 49 | 54 | 155 |
| Сравнит.пр.11 | 0,17 | 0,16 | 100 | 50 | 148 |
| Сравнит.пр.12 | 0,15 | 0,16 | 29 | 49 | 150 |
| Сравнит.пр.13 | 0,12 | 0,11 | 43 | 50 | 149 |
| Сравнит.пр.14 | 0,17 | 0,16 | 88 | 53 | 148 |
| Сравнит.пр.15 | 0,16 | 0,17 | 30 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.16 | 0,13 | 0,11 | 50 | 53 | 155 |
| Сравнит.пр.17 | 0,16 | 0,16 | 120 | 50 | 146 |
| Сравнит.пр.18 | 0,15 | 0,16 | 29 | 49 | 150 |
| Сравнит.пр.19 | 0,12 | 0,11 | 40 | 50 | 149 |
| Сравнит.пр.20 | 0,17 | 0,16 | 180 | 59 | 141 |
| Сравнит.пр.21 | 0,15 | 0,16 | 30 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.22 | 0,13 | 0,11 | 45 | 53 | 154 |
| Сравнит.пр.23 | 0,17 | 0,17 | 200 | 64 | 139 |
| Сравнит.пр.24 | 0,16 | 0,17 | 30 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.25 | 0,11 | 0,10 | 48 | 50 | 155 |
| Сравнит.пр.26 | 0,19 | 0,18 | 190 | 71 | 140 |
| Сравнит.пр.27 | 0,16 | 0,17 | 30 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.28 | 0,15 | 0,15 | 32 | 50 | 152 |
| Сравнит.пр.29 | 0,17 | 0,17 | 38 | 56 | 150 |
| Сравнит.пр.30 | 0,12 | 0,13 | 29 | 50 | 155 |
| Сравнит.пр.31 | 0,16 | 0,17 | 30 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.32 | 0,14 | 0,15 | 31 | 50 | 152 |
| Сравнит.пр.33 | 0,15 | 0,15 | 32 | 50 | 152 |
| Сравнит.пр.34 | 0,16 | 0,17 | 30 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.35 | 0,14 | 0,15 | 31 | 50 | 152 |
| Сравнит.пр.36 | 0,15 | 0,15 | 32 | 50 | 151 |
| Сравнит.пр.37 | 0,16 | 0,17 | 30 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.38 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.39 | 0,14 | 0,14 | 30 | 50 | 152 |
| Сравнит.пр.40 | 0,13 | 0,14 | 32 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.41 | 0,16 | 0,17 | 30 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.42 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.43 | 0,14 | 0,14 | 30 | 50 | 152 |
| Сравнит.пр.44 | 0,13 | 0,14 | 32 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.45 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.46 | 0,14 | 0,14 | 30 | 50 | 152 |
| Сравнит.пр.47 | 0,13 | 0,14 | 32 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.48 | 0,16 | 0,17 | 30 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.49 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.50 | 0,13 | 0,13 | 32 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.51 | 0,13 | 0,14 | 32 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.52 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.53 | 0,14 | 0,14 | 30 | 50 | 152 |
| Сравнит.пр.54 | 0,13 | 0,14 | 32 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.55 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.56 | 0,13 | 0,13 | 32 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.57 | 0,13 | 0,14 | 32 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.58 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.59 | 0,14 | 0,14 | 30 | 50 | 152 |
| Сравнит.пр.60 | 0,13 | 0,14 | 32 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.61 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.62 | 0,13 | 0,13 | 32 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.63 | 0,13 | 0,14 | 32 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.64 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.65 | 0,14 | 0,14 | 30 | 50 | 152 |
| Сравнит.пр.66 | 0,16 | 0,17 | 30 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.67 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.68 | 0,13 | 0,13 | 32 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.69 | 0,13 | 0,14 | 32 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.70 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.71 | 0,14 | 0,14 | 30 | 50 | 152 |
| Сравнит.пр.72 | 0,13 | 0,14 | 32 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.73 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.74 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.75 | 0,13 | 0,13 | 32 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.76 | 0,13 | 0,14 | 32 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.77 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.78 | 0,14 | 0,14 | 30 | 50 | 152 |
| Сравнит.пр.79 | 0,13 | 0,14 | 39 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.80 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.81 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.82 | 0,13 | 0,13 | 32 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.83 | 0,13 | 0,14 | 32 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.84 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.85 | 0,14 | 0,14 | 30 | 50 | 152 |
| Сравнит.пр.86 | 0,13 | 0,14 | 32 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.87 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.88 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.89 | 0,13 | 0,13 | 32 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.90 | 0,13 | 0,14 | 32 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.91 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.92 | 0,14 | 0,14 | 30 | 50 | 152 |
| Сравнит.пр.93 | 0,13 | 0,14 | 39 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.94 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.95 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.96 | 0,13 | 0,13 | 32 | 52 | 153 |
| Сравнит.пр.97 | 0,13 | 0,14 | 32 | 53 | 152 |
| Сравнит.пр.98 | 0,15 | 0,15 | 31 | 55 | 158 |
| Сравнит.пр.99 | 0,14 | 0,14 | 30 | 50 | 152 |
| Сравн.пр.100 | 0,13 | 0,14 | 39 | 53 | 152 |
| Сравн.пр.101 | 0,16 | 0,17 | 30 | 52 | 153 |
| Сравн.пр.102 | 0,16 | 0,15 | 49 | 55 | 158 |
| Сравн.пр.103 | 0,16 | 0,15 | 50 | 54 | 155 |
| Сравн.пр.104 | 0,17 | 0,16 | 60 | 55 | 154 |
| Сравн.пр.105 | 0,16 | 0,16 | 65 | 55 | 154 |
| Сравн.пр.106 | 0,17 | 0,15 | 70 | 55 | 154 |
| Сравн.пр.107 | 0,17 | 0,16 | 78 | 55 | 154 |
| Сравн.пр.108 | 0,16 | 0,17 | 40 | 52 | 153 |
| Сравн.пр.109 | 0,16 | 0,15 | 59 | 55 | 158 |
| Сравн.пр.110 | 0,16 | 0,15 | 60 | 54 | 155 |
| Сравн.пр.111 | 0,17 | 0,16 | 70 | 55 | 154 |
| Сравн.пр.112 | 0,16 | 0,16 | 85 | 55 | 154 |
| Сравн.пр.113 | 0,17 | 0,15 | 90 | 54 | 154 |
| Сравн.пр.114 | 0,17 | 0,16 | 99 | 53 | 153 |
| Сравн.пр.115 | 0,16 | 0,17 | 40 | 52 | 153 |
| Сравн.пр.116 | 0,16 | 0,15 | 49 | 55 | 158 |
| Сравн.пр.117 | 0,16 | 0,15 | 50 | 54 | 155 |
| Сравн.пр.118 | 0,17 | 0,16 | 69 | 55 | 154 |
| Сравн.пр.119 | 0,16 | 0,16 | 77 | 53 | 153 |
| Сравн.пр.120 | 0,17 | 0,15 | 79 | 53 | 154 |
| Сравн.пр.121 | 0,17 | 0,16 | 88 | 55 | 152 |
| Сравн.пр.122 | 0,16 | 0,17 | 50 | 52 | 153 |
| Сравн.пр.123 | 0,16 | 0,15 | 69 | 55 | 158 |
| Сравн.пр.124 | 0,16 | 0,15 | 80 | 54 | 155 |
| Сравн.пр.125 | 0,17 | 0,16 | 99 | 55 | 150 |
| Сравн.пр.126 | 0,16 | 0,16 | 110 | 57 | 151 |
| Сравн.пр.127 | 0,17 | 0,15 | 130 | 59 | 154 |
| Сравн.пр.128 | 0,17 | 0,16 | 140 | 50 | 152 |
| Сравн.пр.129 | 0,16 | 0,17 | 50 | 52 | 153 |
| Сравн.пр.130 | 0,16 | 0,15 | 69 | 55 | 158 |
| Сравн.пр.131 | 0,16 | 0,15 | 80 | 54 | 155 |
| Сравн.пр.132 | 0,17 | 0,16 | 99 | 55 | 150 |
| Сравн.пр.133 | 0,16 | 0,16 | 110 | 57 | 151 |
| Сравн.пр.134 | 0,17 | 0,15 | 130 | 59 | 154 |
| Сравн.пр.135 | 0,17 | 0,16 | 140 | 50 | 152 |
| Сравн.пр.136 | 0,16 | 0,17 | 50 | 52 | 153 |
| Сравн.пр.137 | 0,16 | 0,15 | 69 | 55 | 158 |
| Сравн.пр.138 | 0,16 | 0,15 | 80 | 54 | 155 |
| Сравн.пр.139 | 0,17 | 0,16 | 99 | 55 | 150 |
| Сравн.пр.140 | 0,16 | 0,16 | 110 | 57 | 151 |
| Сравн.пр.141 | 0,17 | 0,15 | 130 | 59 | 154 |
| Сравн.пр.142 | 0,17 | 0,16 | 140 | 50 | 152 |
| Сравн.пр.143 | 0,16 | 0,17 | 50 | 52 | 153 |
| Сравн.пр.144 | 0,16 | 0,15 | 69 | 55 | 158 |
| Сравн.пр.145 | 0,16 | 0,15 | 80 | 54 | 155 |
| Сравн.пр.146 | 0,17 | 0,16 | 99 | 55 | 150 |
| Сравн.пр.147 | 0,16 | 0,16 | 110 | 57 | 151 |
| Сравн.пр.148 | 0,17 | 0,15 | 130 | 59 | 154 |
| Сравн.пр.149 | 0,17 | 0,16 | 140 | 50 | 152 |
| Сравн.пр.150 | 0,16 | 0,17 | 50 | 52 | 153 |
| Сравн.пр.151 | 0,16 | 0,15 | 69 | 55 | 158 |
| Сравн.пр.152 | 0,16 | 0,15 | 80 | 54 | 155 |
| Сравн.пр.153 | 0,17 | 0,16 | 99 | 55 | 150 |
| Сравн.пр.154 | 0,16 | 0,16 | 110 | 57 | 151 |
| Сравн.пр.155 | 0,17 | 0,15 | 130 | 59 | 154 |
| Сравн.пр.156 | 0,17 | 0,16 | 140 | 50 | 152 |
| Сравн.пр.157 | 0,17 | 0,16 | 144 | 55 | 154 |
| Сравн.пр.158 | 0,17 | 0,16 | 150 | 59 | 153 |
Смазки были приготовлены путем добавления различных видов нанопористых частиц в таком количестве, как описано в примерах и сравнительных примерах, к комбинациям, как показано в таблицах 7 и 8, затем были измерены трение и результаты сокращения износа. Данные представлены в таблицах 7 и 8.
В частности, в случае добавления избыточного количества нанопористых частиц вместо надлежащего их количества, как описано в сравнительных примерах с 1 до 37, возникает проблема излишне увеличенного содержания неорганических веществ и тем самым проблема уменьшения их действия по снижению трения и сокращению износа, когда смазка используется в течение длительного времени.
Исходя из вышеупомянутых результатов было подтверждено, что эффекты снижения трения и износа, даваемые смазкой, в значительной степени очень зависят от диаметра, размера пор и количества нанопористых частиц, добавленных к ней. В тех случаях, когда пористая структура нанопористых частиц становится нарушенной под действием постоянной высокой температуры или в условиях давления, не полностью закисленная смазка в пределах полостей в структуре, подобная свежеприготовленной смазке, может привести к частичному восстановлению начального уровня производительности и в некоторых случаях показывать охлаждающий эффект. Кроме того, поскольку полость имеет открытую структуру, то смазка может быть вначале смешана в ней. Однако благодаря капиллярной силе смазка может относительно мало зависеть от повышения температуры или давления, что приводит к стимулированию относительно низкого уровня окисления. Поэтому можно ожидать получение эффекта, такого же, как от притока свежей смазки, и защищать от износа более активно вследствие действия, обеспечивающего между частицами свежую смазку, выполняющую функцию прокладки на поверхности раздела двух тел, где они трутся друг о друга.
Такое воздействие на снижение механического трения и износа являются очень надежными по сравнению с известными методами по уменьшению трения, потому что опираются на механизм химической реакции и могут поддерживать прекрасный эффект уменьшения трения с относительно высокой надежностью даже в чрезвычайно разных условиях.
Как показано в таблицах 7 и 8, если количество нанопористых материалов меньше чем 0,01 части по массе в расчете на 100 частей по массе смазки, то это слишком мало, чтобы показать желаемые эффекты, в то время как, если количество нанопористых материалов превышает 3 части по массе в расчете на 100 частей смазки по массе, то образуются большие количества зольного остатка или же трение скорее увеличивается, чем уменьшается, поскольку появляются избыточные количества неорганических веществ. Поэтому важно поддерживать соответствующее количество нанопористых материалов. Кроме того, когда размер поры слишком большой, то объем ячейки и область поверхности между порами структур значительно снижается, что приводит к снижению их желаемого эффекта. Фигура 1 является увеличенной фотографией типичного нанопористого диоксида кремния (размер пор: 20 нм, диаметр: 400 нм), сделанной с помощью электронного микроскопа, которая показывает, что у нанопористых частиц размер пор приблизительно 20 нм.
Как можно видеть на примерах и сравнительных примерах, описанных выше, хотя основные свойства (например, вязкость и показатель вязкости) смазки могут меняться в зависимости от количества и диаметра нанопористых частиц, их влияние не является слишком большим. Кроме того, поскольку количество нанопористых частиц, добавленных к смазке, можно считать умеренными, они непосредственно не влияют на вязкость и показатель вязкости смазки самой по себе. Таким образом, было найдено, что влияние на основные свойства смазки, такие как вязкость и показатель вязкости, за счет добавления нанопористых частиц не является существенным.
Настоящее изобретение было описано подробно со ссылкой на примеры его осуществления. Тем не менее, специалистам в данной области техники будет понятно, что изменения могут быть сделаны в этих вариантах осуществления, не отступая от принципов и цели изобретения, область которого определена в прилагаемой формуле изобретения и ее эквивалентах.
1. Смазочная масляная композиция, включающая: 100 масс. частей смазки и от 0,01 до 3,0 масс. частей нанопористых частиц, где нанопористые частицы имеют средний размер частиц в интервале от 50 нм до 5 мкм.
2. Смазочная масляная композиция по п.1, в которой нанопористые частицы выбраны из группы, состоящей из диоксида кремния, диоксида титана, оксида алюминия, диоксида олова, оксида магния, оксида церия, диоксида циркония, глины, каолина, диоксида церия, талька, слюды, молибдена, вольфрама, дисульфида вольфрама, графита, углеродной нанотрубки, нитрида кремния, нитрида бора и их смесей.
3. Смазочная масляная композиция по п.1 или 2, в которой нанопористые частицы имеют размер пор от 0,01 нм до 100 нм.
4. Смазочная масляная композиция по п.1, в которой смазка дополнительно содержит базовое масло, антиоксиданты, очистители металла, ингибиторы коррозии, ингибиторы пенообразования, депрессорные присадки, загустители и диспергаторы.
5. Смазочная масляная композиция по п.1, в которой нанопористые частицы имеют объем пор 90% или выше.
