ЭМУЛЬСОЛ ДЛЯ СМАЗКИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФОРМ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2012 года по МПК C10M173/00 B28B7/38 

Изобретение относится к получению и составам эмульсолов на основе минеральных масел (нефтепродуктов) и может быть использовано для смазки металлических форм при изготовлении бетонных и железобетонных изделий.

Из (АС СССР 1470529, М. кл. В28В 7/38, 1989, БИ 13) известен эмульсол (водная эмульсия) для смазки металлических форм, включающий, мас.%: минеральное масло - 40-50; алкилариламин - 0,3-0,5; бутиловый спирт - 0,2-0,5; вода - остальное. Показано, что данный эмульсол обладает улучшенными смазывающими свойствами, но недостаточно стабилен.

Известен (АС НРБ 39209, М. кл. С10М 17 3/00; В28В 7/36, 1986) эмульсол, предназначенный для смазки вертикальных и горизонтальных поверхностей форм, используемых при изготовлении строительных деталей. Эмульсол содержит, мас.%: нефтяное масло вязкостью при 50°С 9-22-16,4-17,4; нонилфенилполигликодовый эфир (включающий 4-6 молей окиси этилена) - 0,8-1,2; гач (с вязкостью при 100°С 13-30 сСт, с темп.пл 50-70°С) - 1,8-2,4; известковое молоко - остальное.

Известный эмульсол позволяет легко вынимать изделие из формы после ее заливки. Недостатком является то, что перед использованием следует восстанавливать коллоидное состояние эмульсола, так как он агрегативно нестабилен.

В (Эмульсол ЭКС-А ТУ 38 5901229-90) описан эмульсол ЭКС-А (водная эмульсия) для смазки, содержащий нефтяной масляный компонент - дистиллятное масло Д-20 и соли синтетических жирных кислот С₂₀-С₂₄, стабилизатор (углекислый натрий) и воду.

Данный эмульсол также недостаточно стабилен, поскольку через три часа после приготовления расслаивается. Кроме того, для его приготовления используют дефицитные и дорогие индустриальные масла И-8А или масло типа Д-20.

Известен (АС СССР 1245436, М. кл. В28В 7/38, 1985) эмульсол (водная эмульсия) для смазывания металлических форм при изготовлении бетонных и железобетонных изделий, включающий нефтепродукт - масляный компонент, натриевые соли высокомолекулярных синтетических жирных кислот и воду. В качестве масляного компонента он содержит кислое масло с вязкостью 12-20 сСт, 2-9 мас.% сульфокислот, 0,2-1,0 мас.% нафтеновых кислот, а также концентрированный щелочной отход после кислотно-щелочной очистки масел и керосино-газойлевых фракций при следующем соотношении компонентов, мас.%: масляный компонент - 6-35; конц. щелочные отходы - 4-45; вода - остальное.

Достоинством известного эмульсола является повышенное качество поверхности изделий за счет устранения масляных пятен, повышенная стабильность и низкая стоимость. Вместе с тем данный эмульсол вызывает коррозию металлических форм.

Из патента №2360796 (RU, МПК⁷ В28В 7/38, опубл. 10.07.2009) известен эмульсол для смазки металлических форм при изготовлении бетонных и железобетонных изделий, включающий, мас.%: нефтяные масла, отработанные - 96-98, соли высших жирных кислот - 1-2, гидроксид калия - 1-2. Способ получения эмульсола включает смешивание нефтяных масел, отработанных с солями высших жирных кислот и гидроксидом калия. Полученный состав нагревают до 100-250°С с постоянным перемешиванием в течение 2 часов, затем отстаивают в течение 72 часов и декантируют надосадочную жидкость - эмульсол.

Изобретение позволяет повысить эффективность выгрузки бетонных и железобетонных изделий из металлических форм. Однако известный эмульсол имеет многокомпонентный состав, а при его изготовлении необходимо использовать высокие температуры.

В патенте (прототип) №2210496 (RU, МПК⁷ В28В 7/38, опубл. 20.08.2003) описан эмульсол (водная эмульсия) для смазки металлических форм, содержащий, мас.%: атмосферный газойль с пределами кипения 290-350°С 8,0-10,0; стабилизатор 0,3-0,5; синтетические жирные кислоты C₂₀-С₂₄ или кубовые остатки синтетических жирных кислот 0,7-1,5; вода - остальное. Способ получения эмульсола заключается в смешивании нефтяных масел с солями высших жирных кислот и реагентом. При этом атмосферный газойль необходимо нагреть до 90°С. Способ приготовления позволяет увеличить стабильность эмульсола, снижает его стоимость, но при этом необходимо использовать стабилизатор и термическую обработку атмосферного газойля.

Задачей изобретения является расширение ассортимента эмульсолов для смазки металлических форм при изготовлении бетонных и железобетонных изделий, эмульсолов с хорошими физико-химическими и потребительскими свойствами, получаемых из недорогих и доступных реагентов по экономичной и простой технологии.

Технический результат, достижение которого обеспечивает реализация заявляемого изобретения, заключается в упрощении технологии приготовления, уменьшении материальных затрат (используют побочный продукт, а процесс приготовления осуществляют при низких температурах) и улучшении эксплуатационных свойств эмульсола (защитных и смазывающих свойств, при сохранении стабильности).

Устранение указанных недостатков и достижение заявляемого технического результата от реализации эмульсола для смазки металлических форм при изготовлении бетонных и железобетонных изделий, включающего нефтяной масляный компонент и жирные кислоты, достигают за счет того, что в качестве нефтяного масляного компонента используют побочный продукт производства масла компрессорного К2-20, а в качестве жирных кислот - жирные кислоты таллового масла (ЖКТМ), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жирные кислоты таллового масла 5,0-7,0 Побочный продукт производства   масла компрессорного К2-20 Остальное.

Сопоставительный анализ прототипа и предложенного изобретения показывает, что общим является использование в составе эмульсола нефтяного масляного компонента и жирных кислот. Отличительной особенностью заявляемого эмульсола является то, что в качестве нефтяного масляного компонента используют побочный продукт производства масла компрессорного К2-20, а в качестве жирных кислот - жирные кислоты таллового масла (ЖКТМ), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жирные кислоты таллового масла 5,0-7,0 Побочный продукт производства   масла компрессорного К2-20 Остальное.

При этом достигают улучшение смазывающих свойств и высокую устойчивость при хранении эмульсола, что не вытекает явным образом из известных теоретических положений, т.к. предлагаемые компоненты ранее для этих целей совместно не применялись.

Ниже представлены характеристики компонентов, которые используют для приготовления эмульсола, представляющего собой композицию побочного продукта производства масла К2-20 и поверхностно-активных веществ - жирных кислот таллового масла.

1. Жирные кислоты талловые марка «ЛК» (по ТУ 13-0281078-83-90), выделяемые из дистиллированного таллового масла, имеют следующие физико-химические показатели: кислотное число, мг КОН/г - в пределах 192-202, температура вспышки, °С - в пределах 194-199, массовая доля смоляных кислот, мас.% - в пределах 1,4-2,0.

2. Побочный продукт производства масла К2-20 (по СТО 46693103-ОПУиС-022-2009) имеет следующие физико-химические показатели: плотность при 20°С, г/см³ - в пределах - 0,850-0,890; температура вспышки, °С - в пределах 30-50.

В качестве побочного продукта производства компрессорного масла К2-20 в составе эмульсола используют смесь головного и бокового погонов. Процесс производства компрессорного масла К2-20 осуществляют следующим образом. В качестве сырья используют остаточный (вязкий) компонент базовых масел. Сырье подают в трубное пространство пароподогревателя, где нагревают до температуры 100-120°С. Из пароподогревателя сырье поступает в электроподогреватель, в котором нагревается до температуры 180-350°С. Из электроподогревателя поступает в верхнюю часть первой царги насадочной колонны, в которой поддерживается остаточное давление 1-5 мм рт.ст.

Создание парового потока в колонне осуществляют за счет кипения кубовой жидкости в кубе испарителе, в котором жидкость нагревается до кипения, а пары поднимаются вверх по колонне.

Пары продукта, поднимаясь вверх колонны через насадку, встречаются с сырьем в виде жидкой фазы. В результате тепло- и массообмена с верха колонны в дефлегматор поступают пары, содержащие низкокипящую фракцию (головной погон - побочный продукт) производства компрессорного масла К2-20, которую отводят в сборник.

Легкокипящие продукты (боковой погон - побочный продукт), конденсируясь в дефлегматоре, поступают из него в делитель флегмы, из которого часть поступает на орошение вверх колонны, а другая часть, дополнительно охлаждаясь в холодильнике, поступает в сборник головного погона. Боковой погон отбирают с тарелки, расположенной между 2 и 3 царгами. Охлаждаясь в холодильнике, он самотеком поступает в сборник.

Кубовый остаток - целевой продукт (компрессорное масло К2-20) из куба испарителя через гидрозатвор и холодильник самотеком поступает в сборник кубового остатка.

Реализация изобретения и возможность получения заявляемого технического результата при этом показана на следующих примерах.

Пример 1. Приготовление эмульсола

Заявляемый эмульсол получают в реакторе следующим образом. К расчетному количеству побочного продукта производства масла К2-20 добавляют расчетное количество ЖКТМ. Полученную смесь перемешивают в течение одного двух часов. Процесс осуществляют при температуре 30-40°С. В результате реализации изобретения получают эмульсол, соотношение компонентов в котором показано в таблице 1.

Готовый продукт представляет собой однородную маслянистую жидкость от светло-бежевого до темно-коричневого цвета и имеет следующие физико-химические показатели: Кислотное число, мг КОН/1 г продукта - в пределах 10,0-15,0; водородный показатель (рН) 10%-ной водной эмульсии - в пределах 6,5-8,5; стабильность 10%-ной водной эмульсии в течение 3 часов (выделение масла, %) - в пределах 0,3-0,5.

Пример 2. Определение потребительских свойств водной эмульсии на основе заявляемого эмульсола

Приготовление водной эмульсии осуществляют путем смешивания исследуемого эмульсола с водой в соотношении (по объему) соответственно 1:9 (10%-ная водная эмульсия).

Антикоррозионные свойства эмульсий оценивают по методике, изложенной в (Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием/ Справочник /Под общей ред. С.Г. Энтелиса, Э. М. Бер-линера. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1995, с.357, 358). В результате проведенных испытаний установлено, что приготовленные эмульсии имеют балл, равный 0, что соответствует отсутствию коррозии. Показатели патентуемого эмульсола в сравнении с прототипом представлены в таблицах 2, 3.

Заявляемый эмульсол реализован в качестве смазки металлических поверхностей силовых форм. Проверку на трех формах осуществляли в течение 4-х оборотов. Нанесение эмульсола на теплые формы (+40°С) - легкое, равномерное. После распалубки изделий, обработанные поверхности форм чистые, влажные. На горизонтальных поверхностях изделий выявлены незначительные жировые пятна. Результаты испытания эмульсола как в чистом виде, так и в виде водной эмульсии хорошие, в связи с этим его используют в промышленном масштабе. Одну и ту же порцию эмульсола используют многократно, т.к. его физико-химические свойства сохраняются длительное время. Применение смазки из заявляемого эмульсола или приготовленной на его основе водной эмульсии позволяет повысить эффективность выгрузки бетонных и железобетонных изделий из опалубки, при этом получают хорошее качество поверхности изделий. Высокая стабильность и низкая стоимость улучшают технико-экономические показатели процесса приготовления эмульсола и его использования.

Таблица 1 Образцы композиций эмульсола Компонент Примеры 1 2 3 Кислоты жирные талловые, мас.% 5,0 6,0 7,0 Побочный продукт производства масла компрессорного К2-20 95,0 94,0 93,0

Таблица 2 Стабильность эмульсола Показатели По прототипу (10%-ная водная эмульсия) Заявляемый в виде 10%-ной водной эмульсии (состав по примерам таблицы 1.) 1 2 3 Стабильность 10%-ной водной эмульсии в течение 3 часов (выделение масла, %) 0,50 0,27 0,30 0,45

Таблица 3 Кислотные свойства эмульсола Показатели По прототипу (органическая основа эмульсла) Заявляемый (состав по примерам таблицы 1.) 1 2 3 Кислотное число, мг КОН/1 г продукта 7,1-11,8 11,0 10,0 15,0

Использование: для смазки металлических форм при изготовлении бетонных и железобетонных изделий. Сущность: эмульсол содержит, в мас.%: жирные кислоты талового масла 50-70, побочный продукт производства масла компрессорного К2-20 - остальное. Предпочтительно используют жирные кислоты талловые, выделяемые из дистиллированного таллового масла, с пределами кислотного числа 192-202 мг КОН/1 г продукта, температуры вспышки 194-199°С, массовой доли смоляных кислот 1,4-2,0%. Используют побочный продукт производства масла компрессорного К2-20 с пределами плотности при 20°С 0,850-0,890 г/см³; температуры вспышки 30-50°С. Технический результат - расширение сырьевой базы для приготовления эмульсолов, упрощение технологии приготовления, повышение стабильности водной эмульсии. 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.

1. Эмульсол для смазки металлических форм при изготовлении бетонных и железобетонных изделий, включающий нефтяной масляный компонент и жирные кислоты, отличающийся тем, что в качестве нефтяного масляного компонента содержит побочный продукт производства масла компрессорного К2-20, а в качестве жирных кислот включает жирные кислоты таллового масла при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Жирные кислоты таллового масла 5,0-7,0 Побочный продукт производства   масла компрессорного К2-20 Остальное

2. Эмульсол для смазки металлических форм по п.1, отличающийся тем, что используют жирные кислоты талловые, выделяемые из дистиллированного таллового масла, с пределами кислотного числа 192-202 мг КОН/1 г продукта, температуры вспышки 194-199°С, массовой доли смоляных кислот 1,4-2,0%.

3. Эмульсол для смазки металлических форм по п.1, отличающийся тем, что используют побочный продукт производства масла компрессорного К2-20 с пределами плотности при 20°С - 0,850-0,890 г/см³; температуры вспышки 30-50°С.