Эмульсол смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов

 

Изобретение относится к составам для приготовления эмульсии смазочно-охлаждающей жидкости, используемой при обработке металлов резанием. Отличием их от известных является устойчивость к солям жесткости при сохранении высокой биостойкости, пониженной склонности к пенообразованию и устойчивости к коррозии. Поставленная задача решается созданием эмульсола для приготовления смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, включающего минеральное масло, моноэтаноламин, жирную кислоту, борную кислоту и воду, он дополнительно содержит неионогенное поверхностно-активное вещество и комплексон при следующем соотношении компонентов, мас.%: Минеральное масло - 10 - 30 Моноэтиноламин - 6 - 20 Жирная кислота - 4 - 20 Борная кислота - 6,0 - 20 Неионогенное поверхностно-активное вещество - 0,1 - 15 Комплексон - 1 - 5 Вода - Остальное 2 табл.

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

Известен эмульсол смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, включающий минеральное масло, продукт реакции триэтаноламина с ненасыщенной жирной кислотой или кислотами таллового масла, моноэтаноламин, борную кислоту, триэтаноламин, бис-(алкилполиоксиэтилен)-фосфат - оксифос КД-6 и воду (пат. РФ N 1383779, кл. C 10 M 173/00, 1995). Однако он имеет недостаточную биостойкость и недостаточно стойкий к солям жесткости.

Известен эмульсол смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, включающий продукт обработки олеиновой кислоты или жирных кислот растительных масел фракции C₁₂-C₁₈ диэтаноламином при 130-150^oC, нефтяное масло, борную кислоту, полиэтиленгликоль, фенилкарбинол, полиоксиэтилированный алкилфенол с 4-6 оксиэтильными группами и воду (патент РФ N 1807724, кл. C 10 M 173/00, 1995). Он также имеет недостаточную биостойкость и недостаточно стойкий к солям жесткости.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является эмульсол смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, включающий минеральное масло, моноэтаноламин, жирную кислоту, борную кислоту или смесь борной кислоты и неионогенного поверхностно-активного вещества при их массовом соотношении (2,5-14):1 и воду (пат. РФ N 2041252, кл. C 10 M 173/00, 1995). Недостатком данного эмульсола является нестабильность эмульсии при повышенной жесткости воды - концентрации солей жесткости свыше 10 мг-экв./л.

В основу настоящего изобретения положена задача создания эмульсола смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, устойчивого к солям жесткости при сохранении высокой биостойкости, пониженной склонности к пенообразорванию и устойчивости к коррозии.

Поставленная задача решается тем, что эмульсол для приготовления смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, включающий минеральное масло, моноэтаноламин, жирную кислоту, борную кислоту и воду, дополнительно содержит неионогенное поверхностно-активное вещество и комплексон при следующем соотношении компонентов, мас.%: Минеральное масло - 10-30
Моноэтаноламин - 6-20
Жирная кислота - 4-20
Борная кислота - 6,0-20
Неионогенное поверхностно-активное вещество - 0,1-15
Комплексон - 1-5
Вода - Остальное
В качестве минерального масла используют масло индустриальное марки И-12А или И-20А по ГОСТ 20799-75 или другое минеральное масло вязкостью не более 40 мм²/с при 40^oC. Моноэтаноламин используют по ТУ6-02-915-84. В качестве жирной кислоты используют техническую олеиновую кислоту по ГОСТ 7580-91 или ТУ 10-04-02-82-91, или жирные кислоты таллового масла по ГОСТ 14845-79. Борную кислоту - по ГОСТ 18704-78.

В качестве неионогенного поверхностно-активного вещества могут быть использованы: оксиэтилированный алкилфенол (неонол АФ9-6 по ТУ 38.507-63171-91) или оксиэтилированная жирная кислота (стеарокс-6 по ГОСТ 8980-75), или оксиэтилированный жирный спирт (оксанол КД-6) (Поверхностно-активные вещества. Справочник./Под ред. А.А.Абрамзона и Г.М.Гаевого. - Л.: Химия, 1979, с. 302).

В качестве комплексона эмульсол содержит этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТУ) или динатриевой соли дигидрат этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилон Б), или оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФК), или нитрилотриметиленфосфоновую кислоту (НТФ) (см. Химический энциклопедический словарь. - М.: Советская Энциклопедия, 1983, с. 719, 403 и 381).

Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного по заявляемой совокупности признаков и преимуществ, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна" и "изобретательский уровень".

Для доказательства соответствия предлагаемого решения критерию "промышленная применимость" приводим примеры приготовления состава.

Пример 1 (прототип). К 10 г минерального масла добавляют при перемешивании и температуре 70^oC 6 г моноэтаноламина, 6 г олеина, 6 г борной кислоты и 78 г воды. Смесь перемешивают до получения однородного продукта.

Пример 2 (предлагаемый). К 38,9 г воды прибавляют 20 г моноэтаноламина, 20 г борной кислоты и 5 г комплексона (оксиэтилидендифосфоновую кислоту), 0,1 г неонола АФ9-6. Смесь перемешивают до полного растворения твердых продуктов и нагревают до температуры 70-80^oC. Затем добавляют 10 г минерального масла и 20 г олеина. Реакционную массу перемешивают до однородного состава.

Примеры 3 - 12. Выполняют аналогично примеру 2, изменяя количественное и качественное соотношение компонентов.

Полученные составы представляют собой прозрачные жидкости или пасты от светло-желтого до светло-коричневого цвета. Составы полученных эмульсолов представлены в таблице 1.

Из полученных составов готовят 10% водные эмульсии в воде с содержанием солей жесткости 20 мг-экв./л, представляющие собой эмульсии молочного цвета, которые испытывают на коррозионную агрессивность по ГОСТ 6243-75. Для приготовления воды с жесткостью 20 мг-экв./л в 1 л дистиллированной воды растворяют 1710 мг семиводного сернокислого магния и 350 мг хлористого кальция. Склонность к пенообразованию, в см³, определяют по методике, описанной в ТУ 38-101197-82. Определение влияния жесткой воды на качество эмульсолов проводят по ГОСТ 6243-75 п.8 в воде с содержанием солей жесткостью 20 мг-экв. /л. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Испытания на биостойкость проводились по методике, изложенной в ГОСТ 9.085-78, контактирование СОЖ проводили с аэробными культурами тест-бактерий, с анаэробными (сульфатвосстанавливающими) бактериями (СВБ) и с плесневыми грибами.

В качестве аэробной культуры применяли смесь чистых культур следующих видов бактерий: Escherichia coli, Mycobacterium phlei, Pseudomonas aeroginosa, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas oleovorans, Staphilococcus aureus, Bacillis subtilis, Pseudomonas putida.

При испытании на стойкость к воздействию анаэробных сульфатвосстанавливающих бактерий использовали смесь чистых культур рода Desulfovibrio, Pseudоmonas, Achromobacter.

В качестве плесневых грибов были взяты следующие виды: Aspegillus niger, Chaetomium globosum, Cladosporium gossipicola, Cladosporium resinae, Penecillium chrysogenum, Trichoderma koningii, Trichoderma viride, Torula convoluta, Cenhalosporium aeremonium.

Результаты исследований приведены в таблице 2. Оценку биостойкости производили по 3-х бальной шкале: 0, I и II.

0 - при осмотре невооруженным глазом наблюдаются большие (диаметром 1,5 - 2,0 см) четко выраженные зоны отсутствия роста микроорганизмов. Полная бактериостойкость и грибостойкость.

I - при осмотре невооруженным глазом заметны зоны отсутствия роста микроорганизмов, рос грибов едва виден, спорообразование не наблюдается. Удовлетворительная бактериостойкость и грибостойкость.

II - при осмотре не наблюдается зон отсутствия роста бактерий, рост грибов отчетливо виден, сплошное спорообразование. Небактеростойкость и негрибостойкость.

Во всех испытанных образцах при осмотре невооруженным глазом наблюдается полная бактериостойкость и грибостойкость, удовлетворительная стойкость к сульфатвосстанавливающим бактериям.

Анализ данных таблицы 2 показывает, что предлагаемый эмульсол для приготовления смазочно-охлаждающей жидкости устойчив к солям жесткости и при сохранении высокой биостойкости, свойств ингибитора коррозии, пониженной склонности к пенообразованию и стабильности может быть использован для приготовления рабочих растворов на воде с жесткостью 20 мг-экв./л.

Формула изобретения

Эмульсол смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, включающий минеральное масло, моноэтаноламин, жирную кислоту, борную кислоту и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит неионогенное поверхностно-активное вещество и комплексон при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Масло минеральное - 10 - 30
Моноэтаноламин - 6 - 20
Жирная кислота - 4 - 20
Борная кислота - 6 - 20
Неионогенное поверхностно-активное вещество - 0,1 - 15
Комплексон - 1 - 5
Вода - ОстальноеП

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2