КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2004 года по МПК C10M173/00 C10M173/00 C10M133/08 C10M129/04 C10M145/24 C10M125/20 C10N40/20 

Изобретение относится к области химической технологии, в частности, к составам для приготовления водных эмульсий смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), используемых для механической обработки металлов.

Известен концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий продукт реакции триэтаноламина с ненасыщенной жирной кислотой или их смесью, моноэтаноламин, борную кислоту, бисалкилполиоксиэтиленфосфат и воду (RU патент №1383779, МПК 7 С 10 М 173/00, 1995 г.). Недостатком состава является низкая стабильность водной эмульсии.

Известен концентрат СОЖ, включающий продукт взаимодействия олеиновой кислоты или жирных кислот растительных масел фракции C₁₂-C₁₈ с диэтаноламином, нефтяное масло, борную кислоту, полиэтиленгликоль, фенилкарбинол, полиоксиэтилированный алкилфенол с 4-6 оксиэтильными группами и воду (SU а.с. №1807724, МПК 7 С 10 М 173/00, 1995 г.). Недостатком концентрата является низкая биостойкость.

Наиболее близким по составу и технической сущности к заявленному является концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, включающий продукт взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла, гликоль, полиоксиэтилированный алкилфенол, фенилкарбинол и воду (RU патент №2109801, МПК 7 С 10 М 173/00, 1998 г.) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Продукт взаимодействия олеиновой

и борной кислот с алканоламином

в среде

минерального масла 45,0-66,0

Эмульгатор (Полиоксиэтилированный

алкилфенол) 3,0-6,0

Фенилкарбинол 3,0-6,0

Гликоль 7,0-14,0

Вода Остальное

Однако данный состав недостаточно обеспечивает антикоррозионные свойства разбавленных водных эмульсий на его основе.

Целью изобретения является улучшение антикоррозионных свойств концентрата СОЖ для механической обработки металлов при сохранении технологических свойств в водных растворах.

Поставленная цель достигается тем, что концентрат СОЖ для механической обработки металлов, содержащий продукт взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла, гликоль, эмульгатор и воду, дополнительно содержит нитрит натрия и н-бутиловый спирт, а в качестве эмульгатора - полиоксиэтилированный спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Продукт взаимодействия олеиновой

и борной кислот с алканоламином в

среде минерального масла 66,5-72,0

н-бутиловый спирт 1,0-2,0

Полиоксиэтилированный спирт 2,0-3,0

Гликоль 12,0-14,0

Нитрит натрия 2,5-3,5

Вода Остальное

В качестве минерального масла может быть использовано индустриальное масло типа И-8А (ГОСТ 20799-88) или И-12А (ГОСТ 16728-78). Олеиновую кислоту используют согласно ГОСТ 7580-91, борную кислоту согласно ГОСТ 18704-78.

В качестве полиоксиэтилированного спирта используют синтанол ЭС-3 общей формулы С_nН_2n+1O-(С₂Н₄O)_mН, где n=10-12, m=3 (ТУ 38-5901288-90).

В качестве гликоля используют смесь полиэтиленгликолей по ТУ 6-36-0203335-71-90 и диэтиленгликоля по ГОСТ 10136-77 в соотношении 1:5.

В качестве алканоламина используют триэтаноламин (ТУ 6-02-916-79) или диэтаноламин (ТУ 6-09-2652-91). Нитрит натрия соответствует ГОСТу 19906-74, н-бутиловый спирт - ГОСТу 5208-81.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что данный состав концентрата СОЖ отличается от известного введением новых компонентов, и, таким образом, данное техническое решение соответствует критерию новизны.

Применение в данном составе новых компонентов в сочетании с известными при указанном их соотношении обеспечивает свойства, которые проявляются только в данном техническом решении: высокие антикоррозионные свойства разбавленных водных растворов концентрата СОЖ относительно обрабатываемых материалов при сохранении требуемых технологических свойств и биостойкости. При изучении других технических решений в данной области технологии признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, не были выявлены, что обеспечивает соответствие данного технического решения критерию существенные отличия.

Приготовление концентрата СОЖ данного состава осуществляют в следующем порядке.

Сначала готовят продукт взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла последовательным смешением компонентов в минеральном масле в соотношении, соответственно (1-1,1):(1,1-1,3):(2,0-2,2):(0,5-0,6), при 50-60°С с последующим перемешиванием при 80-90°С в течение 1 ч до получения однородного продукта и, продолжая перемешивание, добавляют последовательно остальные компоненты.

Пример 1

В реактор, содержащий 68 г продукта взаимодействия, при 50-60°С при перемешивании последовательно прибавляют 2,5 г синтанола, 12,5 г гликолей, 15,5 г водного раствора, 3,0 г нитрита натрия в 12,5 г воды и 1,5 г н-бутилового спирта и перемешивают до получения однородной прозрачной жидкости.

Аналогично готовят и другие составы, представленные в таблице 1. Водные эмульсии с массовой долей 2% и 3% концентрата СОЖ подвергают коррозионным испытаниям согласно ГОСТ 6243-75 "Эмульсии и пасты. Методы испытания." Смазывающие свойства исследуют на четырехшариковой машине фирмы “Shinko” при 20°С и числе оборотов 1500 об/мин.

Результаты коррозионных испытаний и смазывающих свойств предлагаемой СОЖ представлены в таблице 2. Испытания проводят согласно ГОСТ 6243-75 “Эмульсии и пасты. Методы испытания”. Физико-химические свойства жидкости приведены в таблице 3.

Как видно из таблиц 1 и 2, составы 1-4 обладают достаточно высокими антикоррозионными и смазывающими свойствами.

Уменьшение содержания продукта взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла ниже 66,5 мас.% вызывает ухудшение антикоррозионных и смазывающих свойств жидкости (пример 5), а увеличение его концентрации выше 72,0 мас.% не приводит к повышению положительного эффекта (пример 6). Кроме того, значение кинематической вязкости такого образца превышает нормативное значение.

При снижении содержания н-бутилового спирта ниже 1,0 мас.% отмечается повышенное пенообразование эмульсии (пример 7), а повышение его содержания выше 2,0 мас.% не приводит к положительному эффекту (пример 8).

Снижение содержания синтанола ниже нижнего предела приводит к расслоению концентрата СОЖ (пример 9), а увеличение его концентрации выше 3,0 мас.% сопровождается повышенным пенообразованием (пример 10).

Уменьшение концентрации гликоля ниже 12,0 мас.% приводит к потере стабильности при низких температурах (пример 11), а при концентрациях, превышающих верхний предел, ухудшаются антикоррозионные свойства жидкости (пример 12).

Уменьшение концентрации нитрита натрия ниже нижнего предела усиливает коррозию металлов (пример 13), а при его концентрациях, превышающих верхний предел, положительный эффект не усиливается (пример 14).

Таким образом, предложенный состав концентрата СОЖ обладает повышенными антикоррозионными свойствами.

Использование: в химической технологии для приготовления водных эмульсий смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов. Сущность: концентрат СОЖ содержит, мас.%: 66,5-72,0 продукта взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла, 1,0-2,0 н-бутилового спирта, 2,0-3,0 полиоксиэтилированного спирта, 12,0-14,0 гликоля, 2,5-3,5 нитрита натрия, остальное - вода. Технический результат – улучшение антикоррозионных свойств при сохранении технологических свойств в водных растворах. 3 табл.

Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий продукт взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла, гликоль, эмульгатор и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит нитрит натрия и н-бутиловый спирт, а в качестве эмульгатора - полиоксиэтилированный спирт, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Продукт взаимодействия олеиновой и

борной кислот с алканоламином в среде

минерального масла 66,5 - 72,0

Гликоль 12,0 - 14,0

Полиоксиэтилированный спирт 2,0 - 3,0

Нитрит натрия 2,5 - 3,5

н-Бутиловый спирт 1,0 - 2,0

Вода Остальное