Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости на основе отходов масложирового производства для магнитно-абразивной обработки металлов



Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости на основе отходов масложирового производства для магнитно-абразивной обработки металлов
Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости на основе отходов масложирового производства для магнитно-абразивной обработки металлов
Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости на основе отходов масложирового производства для магнитно-абразивной обработки металлов

Владельцы патента RU 2769313:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" (RU)

Изобретение относится к производству смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и их концентратам, используемых при механической обработке металлов, а именно для магнитно-абразивной обработки, и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Концентрат смазочно-охлаждающих жидкостей содержит триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты, гидроокись калия и полиметилсилоксановую жидкость, а в качестве отходов масложирового производства используют смесь жировых гудронов и соапстоки растительных, мас.%: отходы масложирового производства 30,0-40,0; триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 5,0-7,0; гидроокись калия 2,0-3,0; полиметилсилоксановая жидкость 0,1 -0,2; вода 49,8-62,9. Технический результат – повышение производительности при магнитно-абразивной обработке при одновременном снижении шероховатости обрабатываемых поверхностей путем улучшения эксплуатационных характеристик заявляемого концентрата. 3 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к производству смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и их концентратам, используемых при механической обработке металлов, а именно для магнитно-абразивной обработки, и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Изобретение характеризуется доступностью исходных материалов, простотой технологического процесса изготовления и эффективностью использования.

Известен концентрат СОЖ для механической обработки металлов, содержащий, мас.%: минеральное масло 20-35; продукт реакции триэтаноламина с ненасыщенной жирной кислотой борная кислота 3-6; триэтаноламин 10-18; бис-(алкилполиоксиэтилена)-фосфат 9-16 и воду (см. патент РФ №1383779, С10М 173/00).

Недостатком известного концентрата СОЖ является то, что содержащийся в большом количестве триэтаноламин ухудшает экологические свойства СОЖ и вызывает коррозию обрабатываемого металла.

Известен концентрат СОЖ для обработки металлов резанием и давлением, содержащий, мас.%: соапсток светлых растительных масел 10-30; продукт нейтрализации кубового остатка от дистилляции жирных кислот, полученных из светлых растительных масел 10-30 и воду (см. заявка РФ №94019406, С10М 173/02).

Недостатком известного концентрата СОЖ является то, что в конечном продукте в составе присутствуют только жидкие компоненты, которые малоэффективны при обработке металлов резанием.

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является концентрат защитного смазочного материала, использующийся при обработках металлов резанием на операциях шлифования и хонингования, содержащий, мас.%: триэтаноламин 0,5-5,0; диоксановые спирты 1-5; борные эфиры диоксановых спиртов 20-30; соапстоки растительных масел и животных жиров 10-20; продукт взаимодействия триэтаноламина с моноалкил-С1020 фосфорной и/или диалкил-С810 фосфорной кислотами и с моноэфиром малеиновой кислоты или продукт взаимодействия триэтаноламина с диалкилдитиофосфорной кислотой или ее цинковой солью или с дибензил- или алкенилянтарным ангидридом, или продукт взаимодействия триэтаноламина с оксиэтилидендифосфоновой кислотой и сульфатом цинка 2-20; целевая добавка: бактерицид, краситель, отдушка не более 4,5 и воду (см. патент РФ №2050408, С10М 173/02).

Недостатком данного концентрата является то, что он при достаточно высоких эксплуатационных характеристиках не стабилен в присутствии воды и это сказывается на ухудшении ингибирующих свойств. Кроме того, концентрат имеет сложный состав, который приводит к большому разбросу его физико-химических свойств.

Техническая проблема известных технических решений заключается в невысокой эффективности СОЖ при обработке материалов в виду сниженных эксплуатационных и экологических характеристик. Большинство концентратов изготавливают из нефтяного сырья, которое способствует увеличению экологической нагрузки на окружающую среду. Это требует разработки и создания новых составов концентратов на основе биологического продукта, в том числе отходов масложирового производства.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для магнитно-абразивной обработки включает отходы масложирового производства, триэтаноламин, гидроокись калия, полиметилсилоксановую жидкость и воду. В качестве триэтаноламина используют триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты, а в качестве отходов масложирового производства могут использовать жировые гудроны, либо смесь жировых гудронов и соапстоки растительных масел и жиров, мас.%:

отходы масложирового производства 30,0-40,0
триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 5,0-7,0
гидроокись калия 2,0-3,0
полиметилсилоксановая жидкость 0,1-0,2
вода 49,8-62,9

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в повышении производительности при магнитно-абразивной обработке при одновременном снижении шероховатости обрабатываемых поверхностей путем улучшения эксплуатационных характеристик заявляемого концентрата.

Жировой гудрон представляет собой кубовый остаток дистилляции жирных кислот из продукта гидролиза растительных масел, состоящий из смеси предельных и непредельных жирных и оксижирных кислот ряда С1024, а также содержит их сложные эфиры. Жировые гудроны обладают хорошими смазывающими и ингибирующими свойствами по отношению к металлам. При получении СОЖ, для перевода гудрона в водорастворимое состояние, его предварительно омыляют водным раствором щелочи. Основная часть жирных кислот, в процессе омыления переходит в натриевые мыла, хорошо растворима в воде, но вместе с тем в составе омыленного гудрона всегда присутствуют неомыленные свободные жирные кислоты, определяющие высокие экранирующие и смазывающие свойства таких СОЖ. Соапстоки растительных масел и жиров представляют собой побочный продукт производства маргарина, образующийся при рафинировании подсолнечного, рапсового, соевого и животных жиров соответствующих саломасов. Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты является высокоэффективным смачивателем и обеспечивает повышенное обезжиривание металлических поверхностей. Гидроокись калия играет роль щелочного агента. Полиметилсилоксановая жидкость обеспечивает низкую устойчивость пены, что улучшает эксплуатационные свойства жидкости. Предложенное соотношение компонентов концентрата позволяет получить продукт с более высокими эксплуатационными качествами, наименьшими затратами на приобретение исходного сырья в связи с удорожанием нефти и повышенными экологическими свойствами.

Приготовление концентрата исследуемого СОЖ осуществляется следующим образом.

В аппарат с механической мешалкой и подогревом вводится рассчитанное количество неомыленных отходов масложирового производства, таких как, например, соапстоков растительных масел, либо жировых гудронов, либо их смеси, которых при постоянном перемешивании нагревают до 50-60°С. Затем в полученную смесь добавляют 10%-ней водный раствор гидроокиси калия и выдерживают при температуре 110-120°С в течение 1,5-2 часов, осуществляя реакцию омыления. Реакционную массу разбавляют горячей водой до требуемой концентрации, охлаждают до 70-80°С и через 10-15 мин при постоянном перемешивании вводят триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты и полиметилсилоксановую жидкость до получения готового продукта. Концентрат СОЖ легко растворим в воде с образованием стабильных растворов. Рабочие растворы обладают высокими моющими и антикоррозионными свойствами, а также умеренным пенообразованием. Физико-химические свойства указывают на высокую стабильность раствора. Для магнитно-абразивной обработки металлов использовали 3%-ней раствор концентрата в воде.

Для сравнительных испытаний приготовили составы концентратов СОЖ, химические составы и физико-механические свойства которых представлены в таблицах 1 и 2.

Сравнительные испытания предлагаемых и известного концентрата СОЖ проводились на установке, оснащенной специальной наладкой и полюсными наконечниками, созданной на базе токарного станка ТВ-4. Обрабатывались поршневые пальцы с размерами D×d×l=25×16×66 мм, материал - сталь 45 ГОСТ 1050-88. Режимы и параметры процесса магнитно-абразивной обработки: величина магнитной индукции в рабочем зазоре, 0,8 Тл, скорость вращения детали, 40 м/мин, амплитуда осцилляции, 1 мм, величина рабочего зазора, 1 мм, время обработки, 45 с. В качестве ферроабразивного порошка применялся Ж15КТ ТУ 6-09-03-483-81, зернистость которого 200-315 мкм. Исходная шероховатость поверхностей до обработки 1,3-1,4 мкм. В процессе испытаний оценивали удельный массовый съем металла (ΔG) и шероховатость поверхности (Ra), мкм. Изменение шероховатости поверхности осуществлялось на цифровом измерителе шероховатости поверхности TR-200, взвешивание образцов - на весах лабораторных ВЛТ-1, производительность процесса - по величине удельного массового съема, мг/(см2⋅мин). Значения показателей для данных условий магнитно-абразивной обработки определялись как среднее арифметическое результатов замеров на пяти образцах. Результаты испытаний образцов СОЖ приведены в таблице 3.

В результате испытаний установлено, что оптимальным является состав II, который обладает наибольшей устойчивостью и хорошими технологическими свойствами, повышающими производительность магнитно-абразивной обработки и снижающими шероховатость обрабатываемых поверхностей. Анализ показал, что заявляемый состав II по сравнению с I, III и прототипом для стали 45 повышает производительность магнитно-абразивной обработки в 1,05-1,23 раза, а также снижает шероховатость обрабатываемой поверхности в 1,21-1,33 раза. К преимуществам предлагаемых составов СОЖ следует отнести использование основного вещества в виде отходов масложирового производства, что увеличивает моющую, смазывающую и эмульгирующую способность, а также простоту изготовления и недефицитность исходных компонентов.

Таким образом, ряд лабораторных испытаний показал, что заявляемый концентрат СОЖ предлагается к использованию при концентрации 3% в воде на предприятиях машиностроительного комплекса, что приводит к меньшим расходам природных ресурсов и образованию значительного количества нефтесодержащих отходов. Технология приготовления данного концентрата СОЖ безотходна и позволяет снизить экологические риски воздействия СОЖ как загрязнителей биосферы. Заявляемый концентрат СОЖ обладает улучшенными эксплуатационными и экологическими характеристиками, что позволяет повысить производительность обработки материалов с уменьшением шероховатости поверхности и обеспечить защиту окружающей среды соответственно.

Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости, содержащий отходы масложирового производства и воду, отличающийся тем, что концентрат содержит триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты, гидроокись калия и полиметилсилоксановую жидкость, а в качестве отходов масложирового производства используют смесь жировых гудронов и соапстоки растительных масел и жиров, мас.%:

отходы масложирового производства 30,0-40,0
триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 5,0-7,0
гидроокись калия 2,0-3,0
полиметилсилоксановая жидкость 0,1-0,2
вода 49,8-62,9



 

Похожие патенты:
В настоящем изобретении предложена композиция смазочного масла для автомобильной коробки передач, содержащая: в качестве низковязких базовых масел: (i) от 45 до 95% мас. синтетического низковязкого базового масла Фишера-Тропша с кинематической вязкостью при 100°С от 1 мм2/с до 2 мм2/с и от 0 до 25% мас.

Изобретение относится к получению концентрата смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), который применяется в виде водных растворов при механической обработке металлов, в частности на операциях лезвийной и абразивной обработки всех видов черных и цветных металлов, и их сплавов. Предложен способ получения концентрата смазочно-охлаждающей жидкости, включающий последовательное смешение и механическое перемешивание в реакторе при комнатной температуре компонентов: стеарата имидазолина меди, ацетата (олеата триэтаноламина), олеата (стеарат)триэтаноламина, триэтаноламина, с последующим вводом в полученную смесь при постоянном перемешивании с интервалом 5-10 минут компонентов: полиэтиленгликоля, пеногасителя, оксиэтилированного нонилфенола, трилона Б и воды; перемешивание полученного раствора в реакторе в течение 30 минут до получения однородной массы.

Настоящее изобретение относится к композиции смазочного масла, подходящей для смазки двигателей внутреннего сгорания и обеспечивающей пониженный показатель износа, для уменьшения износа в присутствии диалкилдитиофосфатного соединения цинка и сажи, причем азотсодержащий беззольный диспергатор имеет функциональность (F) от 1,5 до 1,9, причем функциональность (F) определена в соответствии со следующей формулой:F = (SAP x Mn)/((1122 x A.I.) - (SAP x MW)) (1), где SAP представляет собой число омыления, причем число омыления представляет собой количество миллиграммов КОН, потребленных при полной нейтрализации кислотных групп в одном грамме содержащего янтарную группу продукта реакции, как определено в соответствии с ASTM D94; Mn обозначает среднечисленную молекулярную массу исходного олефинового полимера; A.I.

Изобретение относится к составам смазочных материалов, в частности смазкам для тяжелонагруженных узлов трения колесных и гусеничных транспортных средств и может быть использовано в бортовых редукторах и приводных механизмах техники, работающей в интервале температур от минус 60°С (кратковременно от минус 65°С) до 150°С.
Настоящее изобретение относится к смазочным композициям, содержащим базовое масло и присадку для уменьшения летучести, для конкретного применения в картере двигателя внутреннего сгорания, в частности двигателя внутреннего сгорания, используемого в пассажирских автомобилях или в фургонах малой грузоподъемности; указанное базовое масло содержит 80% или более одного или более базовых масел, полученных способом Фишера-Тропша, по массе базового масла; полученная в результате композиция, содержащая указанное базовое масло и указанную присадку для уменьшения летучести, имеет кинематическую вязкость при 100°C (в соответствии с ASTM D445) от 3,8 до 16,3 мм2/с, низкотемпературную вязкость при холодном запуске двигателя не более 6200 сП при -35°С (ASTM D5293) и летучесть по NOACK не более 15% в соответствии с ASTM D5800B; указанная присадка для уменьшения летучести выбрана из модификатора трения на основе молибдена, аминного антиоксиданта и их комбинаций; указанная присадка для уменьшения летучести добавляется в количестве в диапазоне от 0,5 мас.% до 5 мас.%, а количество присутствующего базового масла находится в диапазоне от 60 до 99 мас.% по отношению к общей массе указанной смазочной композиции.
Изобретение относится к пластичной смазке, применяемой для смазывания трущихся поверхностей «металл-металл» и «металл-резина», обеспечивающих надежную эксплуатацию автотормозных приборов в диапазоне температур узлов трения от минус 60°С до плюс 120°С (кратковременно до плюс 150°С) и при температуре атмосферного воздуха от минус 60°С до плюс 60°С.
Изобретение относится к способу получения жирового солидола. 1/2 части массы отработанного очищенного моторного масла смешивают с нерафинированным растительным маслом подсолнечника, нагретого до 60-80°С, и прибавляют известковое молоко, омыляют при температуре 95-100°С в течение не менее 1 часа, впоследствии прибавляют оставшуюся 1/2 части отработанного моторного масла.

Изобретение относится к составу смазочных материалов, применяемых в гидравлических системах сельскохозяйственной техники. Смазочная композиция для гидравлических систем сельскохозяйственной техники, содержащая рапсовое масло, отличающаяся тем, что дополнительно содержит в качестве противоизносной и антиокислительной присадки присадку ДФ-11, в качестве противозадирной присадки - присадку ЭФО, в качестве антифрикционной добавки мелкодисперсный графит, в качестве противопенной присадки присадку ПМС-200А, при следующем соотношении компонентов по массе: ДФ-11 - 3…4%; ЭФО - 3…4%; мелкодисперсный графит - 4…5%, ПМС-200А - 0,003…0,004%, рапсовое масло - до 100%.

Настоящее изобретение раскрывает возможности композиции смазочного масла для гидравлических приводов, обеспечивающей превосходную безопасность, и обладающей электрической проводимостью, предотвращающей образование помех, оказывающих неблагоприятное воздействие на устройства, содержащие гидравлические контуры, оборудованные электронными устройствами управления системой клапанов.

Изобретение относится к созданию композиции высокотемпературного синтетического масла для малогабаритных теплонапряженных газотурбинных двигателей, в том числе - с замкнутой системой смазки, работоспособного в широком диапазоне температур от минус 70°С до 300°С. Сущность: синтетическое масло содержит, мас.%: олигодиметил(γ-трифторпропил)силоксановая жидкость - 91,0-98,0; высокотемпературная комплексная антиокислительная присадка - 2,0-9,0.

Изобретение относится к получению концентрата смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), который применяется в виде водных растворов при механической обработке металлов, в частности на операциях лезвийной и абразивной обработки всех видов черных и цветных металлов, и их сплавов. Предложен способ получения концентрата смазочно-охлаждающей жидкости, включающий последовательное смешение и механическое перемешивание в реакторе при комнатной температуре компонентов: стеарата имидазолина меди, ацетата (олеата триэтаноламина), олеата (стеарат)триэтаноламина, триэтаноламина, с последующим вводом в полученную смесь при постоянном перемешивании с интервалом 5-10 минут компонентов: полиэтиленгликоля, пеногасителя, оксиэтилированного нонилфенола, трилона Б и воды; перемешивание полученного раствора в реакторе в течение 30 минут до получения однородной массы.
Наверх