Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов

 

Изобретение относится к составам для приготовления эмульсий смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов. В основу изобретения положена задача создания концентрата СОЖ с повышенной биостойкостью состава в водной среде. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов содержит, мас.%: продукт взаимодействия в среде минерального масла и гликоля алканоламина с олеиновой кислотой или ее смесью с растительным маслом 45 - 66; полиоксиэтилированный алкилфенол с 4 - 6 оксиэтильными группами (неонол АФ 9-4-6) 3 - 6; фенилкарбинол 3 - 6 или нефтяной сульфонат 6 - 12; борная кислота 5 - 9; вода остальное. 3 табл.

Изобретение относится к составам для приготовления эмульсий смазочно-охлаждающих жидкостей, используемых при механической обработке металлов.

Известен эмульсол для приготовления смазочно-охлаждающей жидкости, включающий минеральное масло, триэтаноламин, жирную кислоту, экстракт трансформаторного масла, канифоль, сульфонат натрия, изопропиловый спирт и воду (Справочник. Топливо, масла и технические жидкости. М.: ВО Агропромиздат, 1989, с. 286-287). Недостатком состава является повышенная склонность к пенообразованию.

Известен концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий продукт реакции триэтаноламина с ненасыщенной жирной кислотой или кислотами талового масла, моноэтаноламин, борную кислоту, триэтаноламин, бис-алкилполиоксиэтилен-фосфат, воду (Патент РФ N 1383779, C 10 M 173/00, 1995). Недостатком состава является низкая стабильность эмульсий в водной среде (эмульсии расслаиваются).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, включающий продукт реакции олеиновой кислоты или жирных кислот растительных масел фракции C₁₂ - C₁₈ с диэтаноламином при T = 130-150^oC, нефтяное масло, борную кислоту, полиэтиленгликоль, фенилкарбинол, полиоксиэтилированный алкилфенол с 4-6 оксиэтильными группами и воду (Авторское свидетельство СССР N 1807724, кл. C 10 M 173/00, 1995). Недостатком концентрата является низкая биостойкость, что значительно сокращает срок службы водных эмульсий на его основе.

В основу настоящего изобретения положена задача создания концентрата смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов с повышенной биостойкостью состава в водной среде.

Поставленная задача решается тем, что концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, включающий продукт взаимодействия алканоламина с олеиновой кислотой, борную кислоту, полиоксиэтилированный алкилфенол с 4-6 оксиэтильными группами, добавки и воду, в качестве продукта взаимодействия он содержит продукт взаимодействия в среде минерального масла и гликоля алканоламина с олеиновой кислотой или ее смесью с растительным маслом и в качестве добавки содержит фенилкарбинол или нефтяной сульфонат при следующем соотношении компонентов, мас.%: Продукт взаимодействия в среде минерального масла и гликоля алканоламина с олеиновой кислотой или ее смесью с растительным маслом - 45 - 66 Полиоксиэтилированный алкилфенол с 4-6 оксиэтильными группами (неонол АФ9-4-6) - 3 - 6 Фенилкарбинол - 3 - 6 или Нефтяной сульфонат - 6 - 12 Борная кислота - 5 - 9 Вода - Остальное В качестве минерального масла может быть использовано индустриальное масло типа И-12A ГОСТ 20789-75 или другое минеральное масло вязкостью не более 35 мм²/с при 40^oC. Олеиновую кислоту используют согласно ТУ 9145-172-4731297-94, борную кислоту по ГОСТ 18704-78, неонол АФ9-6, или АФ9-4 по ТУ 38507-63171-91. В качестве гликоля может быть использован этиленгликоль ГОСТ 19710-83, побочные гликоли при производстве окиси этилена. В качестве алканоламина - моноэтаноламин по ТУ 6-02-915-84, или триэтаноламин ТУ 6-02-916-79; растительное подсолнечное масло или рапсовое масло ГОСТ 8988-77. В качестве нефтяного сульфоната могут быть использованы, например, сульфонат натрия HC-Я ТУ 38.5901282-92, НГЛ-205 ТУ 38.101547-80, фенилкарбинол по ГОСТ 8751-72.

Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного заявленной совокупности существенных признаков и обладающего высокими качественными показателями в сочетании с биостойкостью, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого состава критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Продукт взаимодействия алканоламина с олеиновой кислотой в среде минерального масла и гликоля готовят следующим образом.

В реактор при перемешивании загружают масло индустриальное, гликоль, олеиновую кислоту. Поднимают температуру до 60-70^oC и постепенно порциями добавляют алканоламин. После добавления алканоламина температуру поднимают до 110-120^oC и выдерживают при перемешивании 1,5-2 часа. Полученный продукт представляет собой однородную прозрачную массу коричневого цвета, кинематическая вязкость продукта при 50^oC в пределах 100-110 сСт.

Компоненты для получения продукта взаимодействия берутся в соотношении 2-1:2-1,5:1-1,5:1-2 соответственно последовательности загрузки.

Продукт взаимодействия алканоламина с олеиновой кислотой и растительным маслом в среде минерального масла и гликоля готовят следующим образом.

В реактор при перемешивании загружают смесь минерального и растительного масел в соотношении 1: 2 или 2:1 соответственно, повышают температуру до 60-70^oC и постепенно добавляют алканоламин, выдерживают 30 минут. Затем поднимают температуру до 110-120^oC и выдерживают при перемешивании 1 час. Затем добавляют гликоль и олеиновую кислоту и выдерживают при перемешивании и температуре 110-120^oC еще 1,5-2 часа. Полученный продукт представляет собой однородную прозрачную массу коричневого цвета, кинематическая вязкость продукта при 50^oC в пределах 110-120 сСт. Компоненты для получения продукта взаимодействия берутся в соотношении 2-1: 2-1,5:1-1,5:1-2 соответственно последовательности загрузки.

Для доказательства соответствия заявляемого состава критерию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры приготовления концентрата и методы испытания его на свойства.

Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости готовят следующим образом.

В реактор при температуре 90^oC добавляют борную кислоту и перемешивают 40 минут. Затем последовательно при перемешивании с интервалом 10-15 минут добавляют нефтяной сульфонат или фенилкарбинол, неонол, воду. После загрузки всех компонентов содержимое реактора перемешивают еще 40 минут до получения однородной прозрачной жидкости коричневого цвета.

Концентраты N 1-11 предлагаемой СОЖ представлены в таблице N 1.

Испытанию на эффективность подвергают водные эмульсии с массовой долей 3% концентрата предлагаемой СОЖ и известной СОЖ N 11 (см. табл. N 1).

Концентрат по прототипу N 11, мас.%: Продукт обработки олеиновой кислоты диэтаноламином при температуре 130-150^oC - 24
Минеральное масло - 24
Борная кислота - 4
Фенилкарбинол - 4
Полиэтиленгликоль - 15
ОП-4 - 1
Вода - 27
Результаты испытаний физико-химических и технологических свойств предлагаемой и известной СОЖ представлены в табл. N 2 и N 3. Испытания проводились согласно ГОСТ 6243-75 (Эмульсолы и пасты. Методы испытаний). и ГОСТ 9.085-78 (Жидкости смазочно-охлаждающие. Методы испытаний и биостойкость).

Как видно из табл. N 2, предлагаемая СОЖ не уступает известной по технологическим свойствам, но превосходит по стойкости к воздействию бактерий и плесневых грибов (0 баллов полная бактеристойкость, 1 балл состав является бактериостатом, приостанавливает рост микроорганизмов, 2 балла состав небактериостойкий).

Результаты, представленные в таблице N 3, показывают, что применение предлагаемого концентрата СОЖ с массовой долей 3% концентрата в воде в процессаах предварительного и окончательного шлифования подшипников на станках модели БДL-80 обеспечивало соблюдение размера, геометрических параметров и шероховатости обрабатываемых колец.

Формула изобретения

Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий продукт взаимодействия алканоламина с олеиновой кислотой, борную кислоту, полиоксиэтилированный алкилфенол с 4 - 6 оксиэтильными группами, добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве продукта взаимодействия он содержит продукт взаимодействия в среде минерального масла и гликоля алканоламина с олеиновой кислотой или ее смесью с растительным маслом и в качестве добавки содержит фенилкарбинол или нефтяной сульфонат при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Продукт взаимодействия в среде минерального масла и гликоля алканоламина с олеиновой кислотой или ее смесью с растительным маслом - 45 - 66
Полиоксиэтилированный алкилфенол с 4 - 6 оксиэтильными группами - 3 - 6
Фенилкарбинол - 3 - 6
или
Нефтяной сульфонат - 6 - 12
Борная кислота - 5 - 9
Вода - Остальноеч

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3