КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ Российский патент 1999 года по МПК C10M173/00 C10M173/00 C10M125/26 C10M133/08 C10M129/40 C10M129/04 C10N40/20 

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

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

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.). Он также имеет недостаточную биостойкость и недостаточно стойкий к слоям жесткости.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, включающий минеральное масло, моноэтаноламин, жирную кислоту, борную кислоту или смесь борной кислоты и неионногенного 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 данного эмульсола является нестабильность эмульсии при повышенной жесткости воды и недостаточно высокие антикоррозионные свойства.

В основу настоящего изобретения положена задача создания эмульсола смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов при сохранении высокой биостойкости, пониженной склонности к пенообразованию, обладающего высокими антикоррозионными свойствами и стабильностью при повышенной жесткости воды.

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 и растворитель, в качестве растворителя содержит спирт или его смесь с водой при следующем соотношении компонентов, в мас.%:
Минеральное масло - 30 - 40
Моноэтаноламин - 6 - 12
Жирная кислота - 18 - 26
Борная кислота - 6,0 - 10
Неионогенное поверхностно-активное вещество - 0,1 - 15
Растворитель - остальное
Преимущественным вариантом является концентрат смазочно-охлаждающей жидкости, дополнительно содержащий алкилбензолсульфокислоту, при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:
Минеральное масло - 30 - 40
Моноэтаноламин - 6 - 12
Жирная кислота - 18 - 26
Борная кислота - 6,0 - 10
Неионогенное поверхностно-активное вещество - 0,1 - 15
Алкилбензолсульфокислота - 1 - 5
Растворитель - остальное
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. 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. Борную кислоту - по ГОСТ 18704-78. В качестве неионогенного поверхностно-активного вещества могут быть использованы: оксиэтилированный алкилфенол (неонол АФ9-6 или неонол АФ9-4 по ТУ 38.507-63171-91) или оксиэтилированная жирная кислота (стеарокс-6 по ГОСТ 8980-75 или олеокс-5 по ТУ 6-14-314-85), или оксиэтилированный жирный спирт (оксанол КД-6) ("Поверхностно-активные вещества", Справочник, под ред. Абрамзона А. А. и Гаевого Г.М., Л., Химия, 1979 г, с. 302). Алкилбензолсульфокислоту берут в соответствии с ТУ 2481-036-04689375-95 или с ТУ 6-11-63-09-95.

В качестве растворителя предлагаемый состав содержит спирт или смесь спирта с водой. В качестве спирта используется изопропиловый спирт по ГОСТ 9805-76, изобутиловый спирт по ГОСТ 9536-79, бутиловый спирт по ГОСТ 5208-81, бензиловый спирт по ГОСТ 8751-72, флотореагент-оксаль по ТУ 2452-029-05766801-94, представляющий собой продукт, доведенный до необходимой кондиции путем дополнительной переработки высококипящих побочных продуктов (ВПП) производства диметилдиоксана, содержащий более 50% диоксановых спиртов и эфиров.

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 получения прототипа:
К 10 г минерального масла прибавляют 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 N 1 (предлагаемый):
К 30 г минерального масла прибавляют 12 г моноэтаноламина, 10 г борной кислоты, 0,1 г неонола АФ9-4 и смесь перемешивают при 70 - 120^oC до полного растворения борной кислоты. Затем к полученному продукту добавляют последовательно 21,9 г бутилового спирта и 26 г жирной кислоты. Смесь перемешивают до получения однородного продукта.

Пример N 4 (предлагаемый):
К 35 г минерального масла прибавляют 10 г моноэтаноламина, 5 г алкилбензолсульфокислоты, 6 г борной кислоты, 7 г неонола АФ9-4 и перемешивают при 70 - 120^oC до полного растворения борной кислоты. Затем добавляют 14 г бутилового спирта, 2 г воды и 20 г олеиновой кислоты. Смесь перемешивают до получения однородного продукта.

Примеры N 2, 3 выполняются аналогично примеру N 1 (без алкилбензолсульфокислоты). Примеры N 5, 6 выполняются аналогично примеру N 4 (с алкилбензолсульфокислотой).

Пример N 7 (предлагаемый):
К 35 г минерального масла прибавляют 10 г моноэтаноламина, 6 г борной кислоты, 7 г неонола АФ9-6 и 2 г воды. Смесь перемешивают при 70 - 120^oC до полного растворения борной кислоты. Затем добавляют 21 г олеиновой кислоты и 19 г изобутилового спирта. Смесь перемешивают до получения однородного продукта.

Пример N 8 - 14 выполняют аналогично примеру N 7.

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

Из полученных составов готовят 3% водные эмульсии в воде с содержанием солей жидкости 7 мг-экв./л, представляющие собой эмульсии молочного цвета, которые испытывают на коррозионную агрессивность по ГОСТ 6243-75; на биостойкость по ГОСТ 9.085-78 (испытания проводят на стойкость к воздействию аэробных бактерий, анаэробных (сульфатредуцирующих) бактерий и плесневых грибов).

Для испытаний применяли 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, Chactomium 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 бактеристойкость или полная грибостойкость; I балл - рост микроорганизмов едва виден, заметны зоны отсутствия роста микроорганизмов. Удовлетворительная бактериостойкость или грибостойкость; II - балл - не наблюдается зон отсутствия роста микроорганизмов, небактериостойкость и негрибостойкость).

Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Для приготовления воды с жесткостью 7 мг-экв./л в 1 л дистиллированной воды растворяют 600 мг семиводного сернокислого магния и 124 мг хлористого кальция. Склонность к пенообразованию и устойчивость пены, 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 жесткости 20 мг-экв./л. 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. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Анализ данных таблицы 2 показывает, что предлагаемый концентрат для приготовления смазочно-охлаждающей жидкости устойчив к солям жесткости и при сохранении высокой биостойкости обладает высокими антикоррозионными свойствами ингибитора коррозии, пониженной склонностью к пенообразованию и стабильностью.

Использование: на металлообрабатывающих предприятиях при обработке металлов резанием. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости содержит мас.%: минеральное масло 30 - 40, моноэтаноламин 6-12, борная кислота 2- 10, жирная кислота 18 - 26, неионогенное поверхностно-активное вещество 0,1- 10, спирт или его смесь о водой остальное. Концентрат может дополнительно содержать алкилбензолсульфокислоту в количестве 1 - 5 мас.%. Концентрат устойчив к солям жесткости и при сохранении высокой биостойкости обеспечивает высокие антикоррозионные свойства, имеет пониженную склонность к пенообразованию и стабильность пены. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий минеральное масло, моноэтаноламин, борную кислоту, неионогенное поверхностно-активное вещество, жирную кислоту и растворитель, отличающийся тем, что в качестве растворителя он содержит спирт или смесь его с водой при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Минеральное масло - 30 - 40
Моноэтаноламин - 6 - 12
Борная кислота - 2 - 10
Жирная кислота - 18 - 26
Неионогенное поверхностно-активное вещество - 0,1 - 10
Спирт или его смесь с водой - Остальное
2. Концентрат по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алкилбензолсульфокислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Минеральное масло - 30 - 40
Моноэтаноламин - 6 - 12
Борная кислота - 2 - 10
Жирная кислота - 18 - 26
Неионогенное поверхностно-активное вещество - 0,1 - 10
Алкилбензолсульфокислота - 1 - 5
Спирт или его смесь с водой - Остальное