КОНЦЕНТРАТ ВОДОЭМУЛЬСИОННОЙ РАБОЧЕЙ ЖИДКОСТИ Российский патент 1999 года по МПК C10M173/00 C10M173/00 C10M133/16 C10M129/08 C10M129/16 C10M133/08 C10M137/04 C10N40/08 

Изобретение относится к составу концентрата водоэмульсионной рабочей жидкости, предназначенного для использования в виде 2-3%-ных водных эмульсий в качестве рабочей жидкости для гидросистем оборудования, работающего в пожароопасных условиях, например гидросистем шахтных крепей.

Известны концентраты для приготовления водных эмульсий, используемых в качестве рабочих жидкостей для гидросистем, а также в качестве смазочно-охлаждающих жидкостей, применяемых при металлообработке.

Известны, например, водно-гликолевые жидкости, содержащие этиленгликоль, полиэтиленгликоль, воду и антикоррозионные добавки (Справочное руководство под ред. А.М. Сухотина "Негорючие теплоносители и гидравлические жидкости", Л., Химия, 1979 г., с.288-291).

Однако водные эмульсии на основе данного концентрата не обладают в достаточной мере такими эксплуатационными свойствами, как стабильность, антикоррозионные и триботехнические характеристики. Недостаточно высока также и биостабильность таких эмульсий.

Наиболее близким к изобретению является концентрат смазочно-охлаждающей жидкости (патент РФ N 1807724, C 10 M 173/00. 1995 г., Бюлл. N 8), содержащий (мас.%) :
Минеральное масло - 24-38
Алканоламиды жирных кислот фракций C12-C18 - 20-30
Полигликоли - 11-20
Борную кислоту - 2,2-4,9
Оксиэтилированные производные алкилоксибензола в виде полиоксиэтилированного алкилфенола - 0,5-3,0
Фенилкарбинол - 2-6
Вода - Остальное
Водные эмульсии на основе этого концентрата обладают достаточно высокими эксплуатационными характеристиками при использовании в качестве смазачно-охлаждающих жидкостей, однако низкие антикоррозионные и триботехнические свойства таких эмульсий не позволяют использовать их в качестве рабочих жидкостей гидросистем.

Задачей изобретения является создание концентрата для приготовления водоэмульсионных рабочих жидкостей, обладающих более высокими эксплуатационными характеристиками, в частности антикоррозионными и смазочными свойствами, а также биостойкостью.

Эта задача решается за счет того, что концентрат водоэмульсионной рабочей жидкости, содержащий минеральное масло, алканоламиды жирных кислот фракций C₁₂-C₁₈, полигликоли, оксиэтилированные производные алкилоксибензола и воду, дополнительно содержит антикоррозионную добавку - продукт взаимодействия алканоламинов с борной кислотой, алкилфосфорную кислоту и бензотриазол, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Минеральное масло - 20-30
Алканоламиды жирных кислот фракций C₁₂-C₁₈ - 22-30
Полигликоли - 4-10
Оксиэтилированные производные алкилоксибензола - 0,5-3,0
Продукт взаимодействия алканоламинов с борной кислотой - 14-25
Алкилфосфорная кислота - 1-5
Бензотриазол - 0,05-0,15
Вода - Остальное
В качестве алканоламидов жирных кислот может быть использован продукт взаимодействия олеиновой кислоты с диэтаноламином при температуре 130-150^oC. Могут быть использованы также продукты взаимодействия диэтаноламина и сырых жирных кислот.

Продукт взаимодействия алканоламинов с борной кислотой получается путем обработки борной кислоты алканоламинами при 95-105^oC. В качестве алканоламинов целесообразно использовать смесь моно- и диэтаноламина при содержании в ней последнего до 10 мас.%. Могут быть также использованы триэтаноламин и диэтаноламин.

В качестве минерального масла используется нафтеновое или нафтено-парафиновое масло с вязкостью при 50^oC 8-16 сСт, например индустриальное масло И-12А.

Используемые полигликоли представляют собой продукт синтеза окиси этилена с содержанием моноэтиленгликоля от 20 до 80 мас.%.

Концентрат предлагаемого состава водоэмульсионной рабочей жидкости получают путем смешения компонентов в аппаратах с механическим перемешиванием, циркуляцией и паровым обогревом при 50-70^oC до получения однородной массы.

Рабочие жидкости из концентрата готовят на месте эксплуатации путем смешивания 2-3% (от общего объема, смеси) концентрата с водой.

Для оценки эксплуатационных характеристик водных эмульсий на основе предлагаемого концентрата были приготовлены составы, представленные в табл. 1. Составы 8 и 9 концентрата, оказались нестабильными и расслоились, поэтому эмульсии на основе этих составов не испытывались.

Для проведения испытаний были приготовлены 1-3%-ные эмульсии на воде жесткостью 4,6 мг-экв./л. Антикоррозионные характеристики эмульсий, приготовленных на основе составов, приведенных в табл. 1, оценивались различными методами с использованием различных материалов. Результаты испытаний, приведенные в табл. 2, свидетельствуют о том, что эмульсии составов 1-7 значительно превосходят прототип по коррозионным свойствам. Триботехнические свойства 3%-ных водных эмульсий оценивались на машине трения "2070 СМТ-1" по методу, разработанному в ИГД им. А.А. Скочинского. Триботехнические характеристики определялись на следующих парах трения: в качестве вращающихся образцов - кольца из стали ШХ-15, в качестве неподвижных образцов - диски из стали ШХ-15 и латуни Л-63. Частота вращения n = 900 об./мин. Измерение ширины канавки износа производилось при помощи микроскопа отсчетного МПБ-2. Износостойкость [P₁] трибосистемы определялась как значение удельной нагрузки, при которой реализуется зафиксированная интенсивность изнашивания. Противозадирные свойства трибосистемы выражаются характеристикой, равной отношению приращения интенсивности износа к разности нагрузок, которая обозначается как [И₃] . Антифрикционная характеристика трибосистемы оценивалась значением коэффициента трения [fl при нагрузке [Р₁].

Результаты испытаний отражены в табл. 3, из которой следует, что предлагаемый состав по триботехническим характеристикам (противоизносным, противозадирным и антифрикционным) превосходит прототип.

Водные эмульсии на основе предлагаемого концентрата испытывались также на стойкость к поражению бактериями по методу "Long-term-test" (Specification 6570 Daimler-Benz, pos. 10-15): 3%-ные эмульсии заражали соответствующими биокультурами и контролировали их рост в течение 9 недель. Оценка производилась по количеству клеток на 1 мл эмульсии (кл./мл). Результаты, приведенные в табл. 4, показывают, что водные эмульсии на основе предлагаемого концентрата обладают значительно более высокой биостабильностью по сравнению с прототипом.

Исследование водных эмульсий, приготовленных из концентрата предлагаемого состава, показало, что введение в состав концентрата продукта взаимодействия алканоламинов с борной кислотой, алкилфосфорной кислоты и бензотриазола приводит к значительному улучшению антикоррозионных свойств эмульсий, одновременно повышая их триботехнические свойства и биостойкость.

Изобретение относится к концентрату водоэмульсионной рабочей жидкости, предназначенному для использования в виде 2-3%-ной эмульсии в гидосистемах, работающих в пожароопасных условиях, например в гидросистемах шахтных крепей. Концентрат содержит, мас. %: минеральное масло 20 - 30, алканоламиды жирных кислот фракций С12 - С18 22 - 30, полигликоли 4 - 10, оксиэтилированные производные алкилоксибензола 0,5-3,0, продукт взаимодействия алканоламинов с борной кислотой 14-24, алкилфосфорную кислоту 1-5, бензотриазол 0,05-0,15, воду - остальное. Использование изобретения позволяет обеспечить повышeние эксплуатационных свойств рабочей жидкости, в частности триботехнических, антикоррозионных свойств и биостойкости. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Концентрат водоэмульсионной рабочей жидкости, содержащий минеральное масло, алканоламиды жирных кислот фракций С12 - С18, полигликоли, оксиэтилированные производные алкилоксибензола и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит антикоррозионную добавку - продукт взаимодействия алканоламинов с борной кислотой, алкилфосфорную кислоту и бензотриазол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Минеральное масло - 20 - 30
Алканоламиды жирных кислот фракций С12 - С18 - 22 - 30
Полигликоли - 4 - 10
Оксиэтилированные производные алкилоксибензола - 0,5 - 3,0
Продукт взаимодействия алканоламинов с борной кислотой - 14 - 25
Алкилфосфорная кислота - 1 - 5
Бензотриазол - 0,05 - 0,15
Вода - Остальное
2. Концентрат по п.1, отличающийся тем, что в качестве алканоламидов жирных кислот используется продукт взаимодействия олеиновой кислоты с диэтаноламином. 3. Концентрат по п. 1, отличающийся тем, что для получения продукта взаимодействия алканоаламинов с борной кислотой в качестве алканоламинов используется смесь моно- и диэтаноламина при содержании последнего до 10 мас.%.