Смазочно-охлаждающая жидкость на масляной основе Российский патент 2023 года по МПК C10M101/00 C10M129/00 C10M133/00 

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) предназначенным для использования в стекольной промышленности, а именно для смазывания ножниц капельного питателя стеклоформующих машин.

Лезвия ножниц капельных питателей стеклоформующих машин работают в условиях термического и химического воздействия расплавленного стекла, механического и абразивного износа рабочей поверхности при трении.

При этом необходимо обеспечить сохранение высоких исходных свойств материала лезвий ножниц в процессе эксплуатации при контакте со стекломассой, нагретой до температуры 1050-1250°С.

Обеспечению высокой работоспособности лезвий ножниц способствует применение в процессе эксплуатации смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ).

Известна смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) для ножей среза стекла (см. патент RU 960229), содержащая минеральное масло, этиловый спирт, кремнийорганическую жидкость и полиоксиэтилированный алкифенол.

В этой СОЖ кремнийорганическая жидкость применена для возможности создания более прочной адсорбционной температуростойкой пленки на поверхности металла, облегчающей трение, а полиоксиэтилированный алкифенол (смачивающее вещество) применен для возможности стабилизирования состава и распределения в нем составляющих компонентов, для улучшения смачиваемости ножей среза стекла.

Однако применение известной СОЖ неэффективно для смазывания ножниц капельного питателя стеклоформующих машин в существенно изменившихся в настоящее время условиях эксплуатации современных стеклоформующих машин, использующихся в стекольной промышленности.

В последующий период создано ряд СОЖ, которые также могут быть рассмотрены в качестве аналогов предлагаемого изобретения.

Известно смазочно-охлаждающее технологическое средство (СОТС) для механической обработки металлов (см. патент RU 2708084), содержащее минеральное масло и дополнительно имеющее в своем составе пальмовое масло, полиэтиленгликоль низкомолекулярный и триэтаноламин.

Применение СОТС позволяет увеличить производительность труда за счет улучшения смазочных и противоизностных свойств, приводящих к повышению эффективности его использования, возможность осуществления технологии изготовления на действующем оборудовании по производству СОТС и на доступном сырье.

Известна также смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) на масляной основе (см. патент RU 2702353), содержащая пакет присадок и применяемая в процессе металлообработки.

В качестве базовой масляной основы СОЖ содержит композицию нефтяного масла или смеси нефтяных масел различной вязкости.

При этом могут использоваться индустриальные масла без присадок И-20А, И-40А их смеси, а при необходимости их смеси с другими маслами.

В качестве пакета присадок СОЖ содержит многофункциональный пакет следующего состава: ди-трет-бутилполисульфид, трибутилфосфат и углеродный растворитель.

Известная СОЖ, получаемая в простом технологическом процессе, обладает, в частности, высокими противозадирными характеристиками.

Известна масляная смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) для механической обработки металлов (см. патент RU 2635329), которая содержит базовую масляную основу и пакет присадок в зависимости от требуемого режима обработки металла.

В качестве базовой масляной основы СОЖ содержит смесь индустриальных масел (И-8А, И-12А, И-15А, И-40А, И-50А).

В качестве пакета присадок СОЖ содержит присадку, представляющую собой смесь смазывающих, серосодержащих и антиокислительных компонентов, или модификатор - присадку, представляющую собой специально обработанную смесь противозадирных серо-фосфат-азот содержащих компонентов.

СОЖ применяется для стандартных и тяжелых операций мехобработки углеродных и легированных сталей, а также способствует расширению арсенала выпускаемых масляных СОЖ.

Известен концентрат смазочно-охлаждающей жидкости (см. патент RU 2597599), содержащий продукты взаимодействия триэтаноламина с олеиновой кислотой, борной кислотой, моноалкилфосфорной кислотой.

Концентрат предназначен для использования в виде водного раствора на операциях лезвийной и абразивной обработки черных, цветных металлов, сталей, их сплавов, титановых материалов.

Анализ приведенных известных составов СОЖ, созданных в последнее время, показывает, что они направлены на повышение стойкости инструмента, форсирование режимов резания, повышение производительности труда и уменьшение трудозатрат при механической обработке.

При этом основным направлением применения СОЖ являются операции лезвийной (сверление, фрезерование, токарная обработка, отрезка, резьбонарезание) и абразивной (шлифование), обработки металлов.

Таким образом, при создании СОЖ известных составов разработчики в первую очередь учитывали на каком металлообрабатывающем оборудовании будет использоваться СОЖ и какой металл будет обрабатываться.

Эффективное применение известных СОЖ для смазывания ножниц капельного питателя стеклоформующих машин не возможно, так как СОЖ разработаны без учета особенностей эксплуатации ножниц при отрезке капель стекломассы.

Известные СОЖ не учитывают особенности эксплуатации ножниц капельного питателя стеклоформующих машин и не предусматривают использование при отрезке капель стекломассы

Следовательно, применение известной СОЖ для ножей среза стекла, также как и использование других разработанных в последнее время известных СОЖ, неэффективно для смазывания ножниц капельного питателя стеклоформующих машин, использующихся в стекольной промышленности.

Известна смазочно-охлаждающая жидкость на масляной основе, предназначенная преимущественно для смазывания лезвий ножниц капельного питателя стеклоформующей машины (см. изобретение RU 2790224 C1 от 15.02.2023), по которой принято решение о выдаче патента), являющаяся наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению.

СОЖ содержит индустриальное масло И-20А, растительное масло, оксиэтилированный жирный спирт, бактерицид, антиоксидант 1010 и азотсодержащий ингибитор коррозии.

Известная СОЖ нашла применение в стекольной промышленности для смазывания ножниц капельного питателя стеклоформующих машин.

Однако практическое применение показало, что в ряде случаев известная СОЖ не обеспечивает высокую работоспособность лезвий ножниц, особенно при обработке жаропрочной и жаростойкой труднообрабатываемой стекломассы.

Кроме того, известная СОЖ обладает недостаточно высоким водородным индексом 1% раствора, РН, является многокомпонентной композицией и требует усовершенствования.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретения, является разработка СОЖ для смазывания ножниц капельного питателя стеклоформующих машин, обеспечивающей высокую работоспособность лезвий ножниц в сложных условиях эксплуатации.

При разработке изобретения решалась также техническая проблема по расширению арсенала СОЖ, создания новых более рациональных СОЖ, предназначенных преимущественно для смазывания лезвий ножниц капельного питателя стеклоформующей машины.

Технический результат заключается в повышении качества СОЖ за счет введения в состав СОЖ компонентов, позволяющих высокоэффективно использовать СОЖ для смазывания лезвий ножниц капельного питателя стеклоформующей машины при обработке жаропрочной и жаростойкой труднообрабатываемой стекломассы.

Для достижения технического результата смазочно-охлаждающая жидкость на масляной основе, предназначенная преимущественно для смазывания лезвий ножниц капельного питателя стеклоформующей машины, содержит парафиновое минеральное масло, растительное масло, этоксилированный жирный спирт и этоксилированный жирный амин, при следующем соотношении компонентов, мас. %: парафиновое минеральное масло 55,0-65,0, растительное масло 15,0-25,0, этоксилированный жирный спирт 8,0-12,0, этоксилированный жирный амин 8,0-12,0.

Технический результат достигается разработанной совокупностью заявляемых компонентов, с предлагаемым количественным соотношением, позволяющим обеспечить оптимальные параметры, а также получить необходимые физико-механические свойства и структуру СОЖ.

Для реализации изобретения использовались следующие вещества:

Парафиновое минеральное масло представляет собой смесь очищенных, сухих, насыщенных углеводородов, является прозрачным маслообразным жидким и текучим веществом без вкуса и запаха.

Введено в состав СОЖ для обеспечения смазки, теплоотвода и защиты поверхностей.

Растительное масло введено в состав СОЖ для улучшения смазки, теплоотвода и защиты поверхностей.

Этоксилированный жирный спирт является неиногенным поверхностно-активным веществом, представляет собой эффективное моющее средство, обладающее хорошими смачивающими свойствами, эмульгатор.

Этоксилированный жирный амин является неиногенным поверхностно-активным веществом, ионный характер которого изменяется в зависимости от степени этоксилирования, эмульгатор, ингибирует коррозию.

Введение в состав СОЖ этоксилированного жирного спирта и этоксилированного жирного амина в сочетании с парафиновым минеральным маслом позволяет получить СОЖ, обладающую повышенными антибактериальными свойствами. Кроме того, данная СОЖ работает при низких рабочих концентрациях.

В связи с этим не требуется дополнительного введения в состав предлагаемой СОЖ ингибитора коррозии, бактерицида и антиоксиданта и тем самым уменьшить количество компонентов, входящих в состав СОЖ, без снижения качества.

В результате многочисленных опытов, при проведении которых использовались ранее применяемые в известных СОЖ компоненты, вводились новые компоненты, а так же варьировалось массовое соотношение компонентов, разработана предназначенная для смазывания лезвий ножниц капельного питателя стеклоформующей машины высококачественная СОЖ с оптимальными составом и количественными значениями компонентов.

Исследования показали, что предлагаемая совокупность компонентов СОЖ позволяет сочетать антикоррозионные свойства присадок и смачивающие свойства ПАВ, что приводит к созданию защитного слоя за счет адсорбции компонентов СОЖ на поверхности металла лезвий ножниц капельного питателя стеклоформующей машины, устраняющего причины коррозии.

Разработанная СОЖ обладает наилучшей адсорбцией к стали ножниц, наилучшими антикоррозионными свойствами, сниженной склонностью к нагарообразованию, что подтверждено при практическом применении предлагаемой СОЖ в соответствии со специально разработанным технологическим регламентом.

Экспериментально подтверждено, что количественные значения компонентов в предлагаемых пределах соотношений, способствуют повышению качества СОЖ.

В процессе экспериментов была проведена оптимизация химического состава, не требующего дополнительного введения ингибитора коррозии, бактерицида и антиоксиданта в состав СОЖ, предназначенной для смазывания лезвий ножниц капельного питателя стеклоформующей машины.

Предлагаемое изобретение осуществляется следующим образом.

Для приготовления СОЖ в условиях лабораторных условиях используют реактор из стекла объемом 10 дм³, оборудованный мешалкой и рубашкой для подогрева.

Предварительно разогревают компоненты до однородного состояния.

Загружают компоненты в реактор и перемешивают до полного усреднения в течение 2 часов при температуре 60-65°С.

При разработке изобретения в лабораторных условиях были изготовлены восемь образцов СОЖ с различным массовым процентным составом компонентов.

Результаты варьирования массовыми процентными составами компонентов и свойства СОЖ, полученные на образцах, приведены в таблице 1.

Полученные лабораторные образцы СОЖ проанализированы по основным показателям качества и функциональным свойствам.

Из таблицы 1 следует, что значимыми для настоящего изобретения, с точки зрения удовлетворения предъявляемых к свойствам СОЖ требованиям, являются концентрации компонентов, примененные для изготовления образцов номер семь и номер восемь.

В полупромышленных масштабах СОЖ изготовляют следующим образом.

Предварительно разогревают составляющие компоненты до однородного состояния.

Для изготовления партии СОЖ в количестве 8,0 кг осуществляют загрузку компонентов в реактор из нержавеющей стали в количествах, приведенных в таблице 2.

Перемешивают загруженные компоненты до полного усреднения в течение 2 часов при температуре 60-65°С.

Отбирают арбитражную пробу для определения основных показателей качества.

При соответствии норме сливают полученную СОЖ в бочки по 50 кг через несколько слоев вуали.

Полученная СОЖ представляет собой стабильную, плотную эмульсию, не допускающую расслоение масла, обеспечивает превосходное охлаждение и смазку ножниц, превосходную защиту от коррозии.

Технические характеристики полученной СОЖ приведены в таблице 3.

Полученная СОЖ для смазывания ножниц капельного питателя, распыляется на лезвия, обеспечивая их охлаждение и смазку в процессе резки расплава стекла.

Использование изобретения позволяет получать высококачественные СОЖ в полупромышленных масштабах, что подтверждено при практическом применении.

Осуществление изобретения обеспечивает повышение качества изготавливаемых СОЖ при обеспечении требуемых технических характеристик полученной СОЖ, с учетом особенностей эксплуатации в стекольной промышленности, что позволяет высокоэффективно использовать СОЖ для смазывания лезвий ножниц капельного питателя стеклоформующей машины.

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), предназначенным для использования в стекольной промышленности. Предложена смазочно-охлаждающая жидкость на масляной основе для смазывания лезвий ножниц капельного питателя стеклоформующей машины, содержащая в мас.%: 55,0-65,0 парафинового минерального масла, 15,0-25,0 растительного масла, 8,0-12,0 этоксилированного жирного спирта и 8,0-12,0 этоксилированного жирного амина. Технический результат – реализация назначения и расширение ассортимента СОЖ. 3 табл., 2 пр.

Смазочно-охлаждающая жидкость на масляной основе, предназначенная преимущественно для смазывания лезвий ножниц капельного питателя стеклоформующей машины, содержащая парафиновое минеральное масло, растительное масло, этоксилированный жирный спирт и этоксилированный жирный амин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Парафиновое минеральное масло 55,0-65,0 Растительное масло 15,0-25,0 Этоксилированный жирный спирт 8,0-12,0 Этоксилированный жирный амин 8,0-12,0