СМАЗОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2009 года по МПК C10M173/00 C10M159/08 C10M129/56 C10M133/16 B28B7/38 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к составу смазочных композиций, используемых в промышленности строительных материалов, а именно к смазкам для форм при изготовлении бетонных и железобетонных изделий, а также к смазкам узлов машин и механизмов, используемых в нефтехимии при бурении скважин, при производстве и переработке нефтепродуктов, в том числе содержащих серу и т.д.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен эмульсол для приготовления водосмешиваемой смазочно-охлаждающей жидкости, содержащий олеиновую кислоту, триэтаноламин, базовую основу трансформаторного масла или масло трансформаторное, а также антикоррозионную добавку - дитиофосфат цинка и бактерицидную добавку, представляющую собой нейтрализованный продукт взаимодействия смеси ди- и триметилолтиомочевины с динатрийфосфатом [Патент РФ 2259391, опубл. 27.08.2005].

Однако эта композиция оставляет пятна на бетонных и железобетонных изделиях. Кроме того, ее состав достаточно сложен и включает дефицитные и дорогие компоненты.

Известна также смазочная композиция на основе рапсового масла, содержащая стеариновую кислоту, антиокислительную, противоизносную, антикоррозионную и антифрикционную присадку А-22, вязкостную добавку Литол-24 и противопенную присадку ПМС-200А [патент РФ 2235759, опубл. 10.09.2004].

Однако эта композиция обладает жидкой консистенцией, что существенно сужает область ее применения.

Известна также смазка для металлических форм, которая используется при изготовлении бетонных и железобетонных изделий на базе отработанного моторного или машинного масла. Она содержит также эмульгатор - омыленный талловый пек, щавелевую кислоту и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

масло - 15-45, эмульгатор - 1,5-4,5, щавелевая кислота - 0,1-0,3 и вода - остальное [патент РФ 2190526, опубл. 10.10.2002].

Наиболее близким техническим решением, то есть прототипом, является смазка для металлических форм [патент РФ 227747201, опубл. 10.06.2006], содержащая рапсовое масло, жирную (олеиновую или стеариновую) кислоту и триэтаноламин.

Однако эта смазка имеет следующие недостатки:

1. Недостаточная экономичность, так как:

а) расход смазки на 1 м³ опалубки составляет 7-10 г;

б) смазку наносят каждый раз перед заполнением формы бетоном;

в) смазка не является дешевой.

2. Водная эмульсия этой смазки неустойчива при хранении и расслаивается уже через 5 минут.

3. Хотя смазка не расслаивается при хранении, но при этом из-за подверженности окислению и биопоражению она приобретает крайне неприятный запах прогорклых масел в атмосфере производственного помещения, который вызывает раздражение органов дыхания обслуживающего персонала.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является поиск смазочной композиции на основе рапсового масла, которая была бы более экономичной, устойчивой к расслоению в виде 10-20%-ной водной эмульсии и не имела бы сильного запаха прогорклого масла.

Поставленная задача решена смазочной композицией на основе рапсового масла, которая дополнительно содержит натриевые соли высших жирных кислот рапсового масла и капролактам, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

рапсовое масло 79-95% натриевые соли высших жирных кислот рапсового масла 4,5-20% капролактам 0,5-1,0%

Изобретение позволяет получить следующие преимущества:

1. Повысить экономичность смазочной композиции за счет:

а) возможности использования смазки в виде как минимум 10%-ной водной эмульсии. С учетом этого расход смазки снижается до 1,5-2,5 г/м²;

б) возможности нанесения эмульсии на поверхность формы через один или два раза, так как эмульсия обеспечивает высокую адгезию компонентов смазки к металлической поверхности формы за счет структурирования пленки разветвленными молекулами олигомеров капролактама. При пропарке железобетонных изделий в термокамерах происходит полимеризация капролактама, в результате чего образуется сплошная гидрофобная пленка по всей поверхности, которая сохраняет свойства при повторном использовании;

в) для изготовления предлагаемой композиции можно использовать более дешевые и доступные компоненты. Так, карбонат натрия против высших жирных кислот по весовому количеству и стоимости применять в 5 раз выгоднее. А капролактам можно использовать в виде сточных вод как отход производства капролактама и полиамида - 6, которые подлежат утилизации и поэтому отпускаются заводом бесплатно.

2. Водная эмульсия смазки не расслаивается как минимум в течение 12 месяцев.

3. Возможность хранения смазки в виде низко концентрированной эмульсии позволяет исключить появление сильного неприятного запаха прогорклых масел в атмосфере производственного помещения, раздражающего органы дыхания обслуживающего персонала.

Кроме того, изобретение позволяет полностью избежать появления масляных пятен на поверхности бетонных и железобетонных изделий, а также исключить коррозию металлических форм, узлов и механизмов.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Для получения смазочной композиции используют следующие ингредиенты:

Рапсовое масло [ГОСТ 8988 - 2002. Масло рапсовое. Технические условия.].

Na₂CO₃ [ГОСТ 83-79. Натрий углекислый. Технические условия.].

Капролактам [ГОСТ 7850-86. Капролактам. Технические условия.].

Эмульгатор - натриевые соли высших жирных кислот рапсового масла получают известным способом по реакции омыления с использованием карбоната натрия. Для этого в реактор - смеситель при работающей мешалке загружают рапсовое масло. Затем в реактор вводят 20%-ный раствор карбоната натрия при температуре 60-70°С в количестве, необходимом для получения соотношения масло / раствор 10/1-15/1, и выдерживают в течение 25-30 мин.

Заявляемая смазочная композиция может выпускаться в виде концентрата или эмульсии.

Смазка может быть приготовлена с использованием известных смесителей, не требует больших затрат тепловой и электрической энергии.

Для получения концентрата смазочной композиции смешивают до однородной массы эмульгатор и рапсовое масло, затем добавляют ингибитор коррозии - капролактам.

Смазка на основе рапсового масла представляет собой маслообразную жидкость от желтого до темно-желтого цвета, легко наносимую на поверхность формы растиранием, пневмораспылением или разбрызгиванием под давлением. Смазка обладает достаточно высокой адгезией к поверхности металлических форм и обеспечивает нанесение смазки тонким слоем равномерной толщины. Нанесение смазки можно производить как в холодном, так и в горячем состоянии.

Для получения эмульсии готовый концентрат разбавляют до необходимой концентрации (10-20%) водопроводной водой или сточной водой производства полиамида, имеющей температуру 85-90°С и содержащей капролактам, олигомеры капролактама (димеры, тримеры) в количестве 0,05-1%, присутствие которых улучшает однородность и повышает устойчивость эмульсии к расслоению. После перемешивания, например, при помощи циркуляционного вихревого насоса в течение 10-15 мин образуется однородная эмульсия, готовая к применению. Эмульсия также обладает высокой адгезией к поверхности металлических форм.

Испытание 10%-ной эмульсии показало отсутствие расслоения в течение 6 месяцев. Термические испытания в термокамере при 75°С в течение 8 ч показали отсутствие расслоения и появление масляного слоя высотой не более 0,5 мм. Полученная эмульсия характеризуется отсутствием токсического действия, является экологически безопасной, имеет слабый характерный запах, свойственный мылам.

Испытания на коррозионную устойчивость дали следующие результаты: металлическая пластина в растворе эмульсии в течение 60 суток показала отсутствие следов коррозии. Пластина, обработанная в растворе эмульсии и выдержанная на открытом воздухе в течение 60 суток, показала отсутствие следов коррозии и наличие равномерной эластичной защитной пленки.

Примеры составов смазки и качественные показатели представлены в таблице.

Данные таблицы и результаты испытаний с очевидностью доказывают высокое качество заявляемой смазки.

Качественные показатели смазки Примеры Состав, мас.% Показатели Масло рапсовое Натриевые соли высших жирных кислот рапсового масла Ингибирующая добавка - капролактам Удельный расход 10%-нойэмульсии, г/м² Удельный расход безводной эмульсии, г/м² Срок сохранения гомогенности эмульсии, мес Запах 1 79 20 1 25 2,5 12 Слабый мыльный 2 83 16,4 0,6 23 2,3 12               3 87 12,3 0,7 20 2,0 12 4 95 4,5 0,5 15 1,5 12 Прототип Масло рапсовое Олеиновая кислота, Триэтанол амин Митофен       Сильный неприятный   До 100 29,0 1,0         0,001 90 9 5 мин^*) Примечание: * Прототип взят в виде 10%-ной эмульсии.

Использование: преимущественно, в промышленности строительных материалов для смазки форм при изготовлении бетонных и железобетонных изделий. Сущность: композиция содержит, мас.%: рапсовое масло 79-95, натриевые соли высших жирных кислот рапсового масла 4,5-20, капролактам 0,5-1,0. Технический результат - повышение устойчивости к расслоению в виде 10-20%-ной водной эмульсии, снижение расхода в 4-4,6 раза. 1 табл.

Смазочная композиция на основе рапсового масла, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит натриевые соли высших жирных кислот рапсового масла и капролактам при следующем соотношении компонентов, мас.%:
рапсовое масло 79-95 натриевые соли высших жирных кислот   рапсового масла 4,5-20 капролактам 0,5-1,0