СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ Советский патент 1971 года по МПК C10M173/02 

Известны смазочно-охлаждающие жидкости Для холодной обработки металлов на основе воды с введением различных добавок и ингибитора коррозии, например аминовой соли ароматической кислоты. Однако в рабочих условиях известные эмульсии изменяют свой состав, во многих случаях они расслаиваются, разрушаются под действием высокой температуры или подвергаются воздействию бактерий, обладают недостаточными защитными свойствами. Кроме того, эмульсия непрозрачна, вследствие чего обрабатываемый предмет не поддается визуальному наблюдению в процессе обработки. Наконец, использованная эмульсия должна отделяться от сточных вод с помощью специального устройства.

Были сделаны попытки получить свободные От масла, растворимые в воде охлаждающие смазочные материалы, обладающие защитным действием от коррозии изделий из железа или сплавов, содержащих железо, которые были бы применимы даже при сильном разбавлении и не обладали бы недостатками известных эмульсий.

Сцелью повыщения эффективности жидкости предлагается в качестве ингибитора коррозии использовать соль органического или неорганического основания ароматической сульфонамидокарбоновой кислоты общей формулы

О II

(Ri)(R2)-Аг-(S-N-R4-СО2Н)п,

II I О R,

где RI и R2 - атомы водорода, фтора, хлора,

брома, алкильные или алкоксильные группы, которые содержат 1-4 углеродных атома, причем сумма углеродных атомов в Ri и Ra не превышает число 7, преимущественно это число равно 3;

Аг - остатки бензола, нафталина, антрацена, дифенила, дифенилметана, дифенилоксида, дифенилсульфида, дифенилсульфоксида или дифенилсульфона; Ra - атом водорода, алкильный радикал,

содержащий не более 4 атомов углерода,

р-цианэтильный остаток или гидроксиалкильный остаток, содержащий 2-4 углеродных

атома;

R4 - алкиленовый остаток, содержащий 4 -

15 атомов углерода в цепи, который может быть замещен внутри цепи одним или несколькими метильными или этильными радикалами;

п равно 1, но для случая, когда Аг обозначает остатки бензола, нафталина или антрацена, его значение может равняться 1 или 2.

Для получения солей с указанными .сульфонамидокарбоновыми кислотами берут любые неорганические или органические основания, носкольку они позволяют получать водорастворимые материалы. При этом к «водорастворимым здесь следует отнести также и те нродукты, которые способны образовывать коллоидные, суспензионные или эмульсионные системы. Для образования солей могут применяться, например, щелочи или главным образом органические основания, такие как МОНО-, ди- и триметиламин, моно-, ди- и триэтиламин, моноизопропиламин, монобутиламин и дибутиламин, 3-метоксипропиламин, моно-2-этилгексиламин, диметиламинопрониламин, моноэтаноламин, диэтаноламин и триэтаноламин, 3-аминопропанол, монометилэтаноламин, диметилэтаноламин, моноизопропаноламин, триизонропаноламин, циклогексиламин, N, N-диметилциклогексиламин,. морфолин, пиридин, хинолин, этилендиамин, диэтилентриамин, пентаэтилен гексамин или жирные амины, которые замещают алкиленоксидами, содержащими 2-4 углеродных атома.

При получении солей исходные комноненты могут браться в стехиометрическом соотношении или один из компонентов может браться в избытке.

Для получения водных жидкостей, использующихся при обработке металлов, могут применяться как эмульсии, так и дисперсные «системы. В больщинстве случаев достаточны концентрации вспомогательных веществ порядка 10 вес. %. Существенным преимуществом предлагаемых средств является то, что они уже при незначительных концентрациях обладают очень хорощим действием. Так, во многих случаях достигается достаточное действие уже при незначительных концентрациях, порядка 0,1 вес. %. Применяемые концентрации предлагаемых средств прежде всего зависят от сложности процесса обработки изделия, для больщинства случаев они находятся в интервале 0,1-2 вес. %, но в некоторых случаях указанные значения концентраций могут быть превыщены или несколько занижены.

Предлагаемые водные жидкости могут применяться п-ри обычных процессах обработки деталей из железа ,и железосодержащих сплавов в качестве охлаждающих, смазывающих и промывающих жидкостей и т. д. Они могут использоваться при обработке металлов с помощью режущих инструментов, например при сверлении, -нарезке резьбы, точении, фрезеровании, распиловке и щлифовании заготовок, а также при такой обработке металлов как волочение, вальцевание, прессование и, кроме того, для мгновенного охлаждения деталей при закалке.

металлов, например, при проведении процесса щлифования деталей, так как в этом случае не происходит засаливания щлифовального диска, которое всегда наблюдается при использоваНИИ маслосодержащих вспомогательных средств. Одновременно, благодаря применению иовых вспомогательных средств, уменьщается коррозия щлифовальных деталей, которые особенно ей подвержены.

Предлагаемьге соединения, в виде их солей, могут использоваться в водных жидкостях, которые находятся в контакте с деталями из железа или железосодержащих сплавов, пр.и обработке металлов в качестве высокоэффективных ингибиторов коррозии, .например, в ох лаждающей жидкости. При этом они способны проявлять ингибирующее действие уже при незначительных концентрациях, как ив случае использования их в качестве средств, которые

применяются при обработке металлов.

В указанной формуле сульфонамидокарбоновых кислот алкиленовый остаток R4 представляет собой цепь, .содержащую минимум 4 углеродных атома. В больщинстве случаев .используют соединения, в которых длина цепи доходит до 15 углеродных атомов, желательны соединения, содержащие в алкиленовой цепи 6-15 углеродных атомов. Особенно предпочтительны соединения, в которых Rs не атом

водорода, а алкильный остаток, лучще метильный .или этильный. Ниже приводятся кислоты, соответствующие указанной формуле: бензолсульфонил-6 - аминовалериановая, бензолсульфонил-Ы-метил - 6 - аминовалериановая,

бензолсульфонил - е - аминокапроновая, бензолсульфонил-Ы-метил - е - аминокапроновая, и - толуолсульфонил - е - аминокапроновая, /г-толуолсульфонил - N - метил-е-аминокапроновая, бензолсульфонил-Н-ЭТИл - е - аминокапроновая, бензолсульфонил-Н-бутил-е-аминокапроновая, ксилолсульфонил-М-метил - е аминокапроновая, бензол-(1,3) - ди-N- метил сульфонамидокапроновая, нафталин - (1,6) ди-N - метилсульфонамидокапроновая, антрацен-(2) - сульфонил - N - метил-е-аминокапроновая, бензолсульфонил - N - метил - ц аминокаприловая, п-толуолсульфонил - N метил - V - аминооктан-а - карбоновая, бензолсульфонил - т - аминононан - а - карбоновая,

п - толуолсульфонил - со - аминоундекановая, 4 - метоксибензолсульфонил - N - метил - еаминокапроновая, 4 - хлорбензолсульфонилN-метил - б - аминовалериановая, 2,4-дихлорбензолсульфонил - N - метил - s - аминокапроновая, гексилбензол-М-метил - е - аминокапроновая, изопропилбензол-Ы-метил - е -.аминокапроновая, дифенилсульфонамидовалериановая, дифенил-Н-метилсульс|)онамидовалериановая, дифенилсульфонамидокапроновая, дифенил-Ы-метилсульфонамидокапроновая, 2,2-диметилдифенилсульфонам.идоваЛериа«овая 2,4диметилдифенил - N - метилсульфонамидокапроновая, 2-бромдифенилсульфонамидоундекановая, З-бромдифенил-Н-метилсульфонамидоамидокапроновая, 2-фтордифенилсульфонамидокапроновая, дифенилсульфонамидоундекановая, дифенилоксидсульфонамидовалерианавая, дифенилоксид-N - бутилсульфонамидовалериановая, дифенилоксидсульфонамидокапроновая, дифенилоксид - N - метилсульфонамидокапроновая, 4-хлордифенилоксидсульфонамидовалериановая, дифенилоксидсульфонамидоундекановая, дифенилоксид-М-метилсульфонил-я-аминокаприловая,дифенилметансульфонамидовалериановая, дифенилметан N - метиЛСульфонамидокапроновая, дифенилметансульфонамидоундекановая, дифенилсульфидсульфонамидовалериановая, дифенилсульфидсулвфонамидокапроновая, дифенилсульфид - N - метилсульфонамидокапроновая, дифенилсульфонсульфонамидовалериановая, дифенилсульфон - N - метилсульфонамидокапроновая, 4-хлордифенилсульфонамидокапроновая, дифенилсульфонсульфонамидоундекановая, дифенилсульфоКСид - N - метилсульфонамидокапроновая, дифенилсульфоксидсульфонамидоундекановая, 2,2 - дихлордифенилсульфонамидовалериановая,

Полученные соединения эффективны при использовании их в качестве коррозионнозащитных средств, а также проявляют очень хорошее смазывающее действие и явную неспособность к образованию пен. Перечисленные свойства неожиданным образом проявляются даже у продуктов на основе длинноцепных аминокарбоковых кислот, например бензолсульфонил-ю-аминоундекановой кислоты.

Преимущество предлагаемых продуктов в отнощении защиты от коррозии, смазывающего действия и неспособности образовывать пены проявляется, например, при сравнении с обычно применяемыми для этих целей продуктами на основе длинноцепных алифатических сульфонамидокарбоновых кислот. Превосходство предлагаемых продуктов проявляется также при сравнении с соединениями, построенными аналогично соединениям, соответствующим указанной формуле у которых алкиленовый остаток Ri содержит в цепи менее 4 атомов углерода. Эти преимущества ясно видны из результатов исследований, которые сведены в приводимые ниже таблицы.

Таблица 1

Продолжение

Оценку защиты от коррозии по обоим использованным методам производили в соответствии со следующей щкалой:

Очень хорошая

Таблица 2

+Н- Удовлетворительная

Н Имеет место, однако

неудовлетворительная

(-) Лишь незначительная