Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов

 

Изобретение относится к составам для приготовления эмульсий смазочно-охлаждающих жидкостей, используемых при обработке металлов резанием. Концентрат содержит, мас.%: минеральное масло 100-45, моноэтаноламин 8-15, борная кислота 6-15, жирная кислота 8-21, продукт взаимодействия жирной кислоты или растительного масла с моноэтаноламином или диэтаноламином в массовом соотношении 2-6:1 3-20, смесь на основе диоксановых спиртов и эфиров 2-20, вода - остальное. Концентрат может дополнительно содержать 1-7 мас.% алкилбензолсульфокислоты. Технический результат - высокая стабильность при низких температурах и хранении, высокие антикоррозионные свойства и биостойкость. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

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

Известен концентрат 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, МКИ C 10 M 173/00, 1995 г.). Известный концентрат имеет недостаточную биостойкость и недостаточно стоек к солям жесткости.

Известен концентрат 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, МКИ C 10 M 173/00, 1995 г.). Недостатком концентрата является нестабильность эмульсии, повышенное пенообразование, высокая вязкость при температуре свыше 40^oC, недостаточно высокие антикоррозионные свойства.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, включающий минеральное масло, моноэтаноламин, борную кислоту, жирную кислоту, неионогенное поверхностно-активное вещество, спирт или его смесь с водой (патент N 2135550, МКИ C 10 M 173/00, 1999 г.). Однако концентрат смазочно-охлаждающей жидкости на основе минеральных масел, содержащих в основном парафиновые углеводороды, является нестабильным при хранении и низких температурах (при хранении из него выделяется в отдельную жидкую фазу часть минерального масла), что не позволяет получить рабочую эмульсию для обработки металлов.

Задачей настоящего изобретения является создание концентрата смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, обладающего высокой стабильностью при хранении и низких температурах, позволяющего получить эффективную рабочую эмульсию при сохранении высоких антикоррозионных свойств и биостойкости.

Поставленная задача решается тем, что концентрат для приготовления смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, включающий минеральное масло, моноэтаноламин, жирную кислоту, борную кислоту, неионогенное поверхностно-активное вещество, смесь на основе диоксановых спиртов и эфиров и воду, в качестве неиногенного поверхностно-активного вещества содержит продукт взаимодействия жирной кислоты или растительного масла с моноэтаноламином или диэтаноламином при следующем соотношении компонентов, мас.%: Минеральное масло - 10-45 Моноэтаноламин - 8-15 Жирная кислота - 8-21 Борная кислота - 6-15 Продукт взаимодействия жирной кислоты или растительного масла с моноэтаноламином или с диэтаноламином - 3-20 Смесь на основе диоксановых спиртов и эфиров - 2-20 Вода - Остальное Преимущественным вариантом является концентрат смазочно-охлаждающей жидкости, дополнительно содержащий алкилбензолсульфокислоту в количестве 1-7 мас.%.

В качестве минерального масла используют масло индустриальное марки И-12А или И-20А по ГОСТ 20799-88 или другое минеральное масло вязкостью не более 40 мм²/с при 40^oC. Моноэтаноламин используют по ТУ 6-02-915-84. Диэтаноламин используют по ТУ 6-09-2652-91. В качестве жирной кислоты используют техническую олеиновую кислоту по ГОСТ 7580-91, ТУ 10-04-02-82-91 или ТУ 9145-172-4731297-94, или жирные кислоты таллового масла по ГОСТ 14845-79. В качестве растительного масла используют рапсовое масло по ГОСТ 8988-77, подсолнечное масло по ГОСТ 1129-93 или по ТУ 9141-001-256555331-98. Борную кислоту - по ГОСТ 18704-78. Алкилбензолсульфокислоту используют по ТУ 2481-036-04689375-95 или по ТУ 6-11-63-09-95. Смесь на основе диоксановых спиртов и эфиров представляет собой продукт, доведенный до необходимой кондиции путем дополнительной переработки высококипящих побочных продуктов (ВПП) производства диметилдиоксана, содержащий более 50% диоксановых спиртов и эфиров, имеет техническое название флотореагент-оксаль по ТУ 2452-029-05766801-94.

Продукт взаимодействия получают нагреванием в течение 3-6 часов смеси жирной кислоты или растительного масла с моноэтаноламином или с диэтаноламином, взятых в весовом соотношении (2-6):1 соответственно.

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 критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

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

Пример N 1.

К 82 г олеиновой кислоты прибавляют 18 г моноэтаноламина. Смесь нагревают при перемешивании в течение 3 часов при температуре 140-150^oC.

Примеры N 2-9 выполняют аналогично примеру N 1. Полученные образцы продуктов взаимодействия жирной кислоты или растительного масла с моноэтаноламином или с диэтаноламином приведены в таблице 1.

Пример N 10 (предлагаемый).

К 43 г воды прибавляют 15 г моноэтаноламина, 15 г борной кислоты, 2 г флотореагента-оксаль и смесь перемешивают с нагревом до 70-90^oC до полного растворения борной кислоты. Затем при температуре 70-90^oC добавляют 10 г минерального масла, 12 г олеиновой кислоты и 3 г продукта взаимодействия (пример N 1). Смесь перемешивают до получения однородного продукта при температуре 70-100^oC.

В таблице 2 представлены предлагаемые составы концентратов смазочно-охлаждающей жидкости. Образцы 11-12 и 16-24 получены аналогично примеру N 10.

Пример N 13 (предлагаемый).

К 41 г воды прибавляют 15 г моноэтаноламина, 15 г борной кислоты, 2 г флотореагента-оксаль и смесь перемешивают с нагревом до 70-90^oC до полного растворения борной кислоты. Затем при температуре 70-90^oC добавляют 10 г минерального масла, 7 г алкилбензолсульфокислоты, 8 г олеиновой кислоты и 3 г продукта взаимодействия (пример N 1). Смесь перемешивают до получения однородного продукта при температуре 70-100^oC.

Аналогично получают образцы 14 и 15, представленные в таблице 2. Пример 25 (прототип).

Полученные составы представляют собой однородные жидкости или пасты от светло-коричневого цвета до коричневого цвета. Составы полученных концентратов представлены в таблице 2.

Из полученных составов готовят 3%-ные водные эмульсии в воде с содержанием солей жесткости 7 мг-экв/л, представляющие собой эмульсии молочного цвета, которые испытывают на коррозионную агрессивность по ГОСТ 6243-75 п. 2.2; на стабильность концентрата при низких температурах по ГОСТ 6243-75 п. 5; на стабильность концентрата при хранении по ГОСТ 6243-75 п. 6; на биостойкость по ГОСТ 9.085-78 [испытания проводят на стойкость к воздействию аэробных бактерий, анаэробных (сульфатредуцирующих) бактерий и плесневых грибов].

Для испытаний применяют смесь чистых культур следующих видов аэробных бактерий: Escherichia coli, Mucobacterium phlei, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas oleovorans, Staphilococcus aureus, Pseudomonas fluorescens, Bacillus subtilis, Pseudomonas putida. В качестве сульфатредуцирующих бактерий применяли смесь чистых культур рода Desulfouibrio, Pseudomonas, Achromobacter. В качестве плесневых грибов использовали следующие виды: Aspergillus niger, Chactomlum globosum, Cladosporium gossipicola, Cladosporium resinae, Penicillium chrysogenum, Trichoderma koningii, Trichoderma viride, Torula convoluta, Cehalosporium acremonium. Результаты испытаний оценивались в баллах по ГОСТ 9.085-78 (0 баллов - отсутствие роста микроорганизмов, полная бактериостойкость или полная грибостойкость; I балл - рост микроорганизмов едва виден, заметны зоны отсутствия роста микроорганизмов, удовлетворительная бактериостойкость или грибостойкость; II балла - не наблюдается зон отсутствия роста микроорганизмов, небактериостойкость и негрибостойкость).

Стабильность концентрата при низких температурах и при хранении определяют по ГОСТ 6243-75.

Результаты испытаний представлены в таблице 3.

Анализ данных таблицы 3 показывает, что предлагаемый концентрат для приготовления смазочно-охлаждающей жидкости обладает высокой стабильностью при низких температурах и хранении, достаточно высокими антикоррозионными свойствами и, биостойкостью, позволяя получать эффективную рабочую эмульсию для обработки металлов.

Формула изобретения

1. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий минеральное масло, моноэтаноламин, жирную кислоту, борную кислоту, неионногенное поверхностно-активное вещество, смесь на основе диоксановых спиртов и эфиров и воду, отличающийся тем, что в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества он содержит продукт взаимодействия жирной кислоты или растительного масла с моноэтаноламином или диэтаноламином, взятых в массовом соотношении 2-6:1 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Минеральное масло - 10 - 45
Моноэтаноламин - 8 - 15
Борная кислота - 6 - 15
Жирная кислота - 8 - 21
Продукт взаимодействия жирной кислоты или растительного масла с моноэтаноламином или диэтаноламином в массовом соотношении 2-6:1 - 3 - 20
Смесь на основе диоксановых спиртов и эфиров - 2 - 20
Вода - Остальное
2. Концентрат по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алкилбензолсульфокислоту в количестве 1-7 мас.%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3