Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов Советский патент 1974 года по МПК C10M3/22 C10M3/32 

(54) СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

Фшдшш р аз

1

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям, применяемым для механической обработки металлов.

Известны смазочно-охлаждающие жидкости для механической обработки металлов, представляющие собой водные растворы аминовых солей арилсульфонамидоалкиленкарбоновых кислот общей формулы I

О

1К(Вг)- АГ- (|-}J-R4-C02H)« О RJ

где RI и Кг - водород, фтор, хлор, бром, нитрогруппа, или алкильный или алкоксильный остаток с 1-4 углеродными атомами, причем сумма атомов углерода в Ri и R2 не превышает 7, АГ - бензольный, нафталиновый, антраценовый, дифениловый, дифенилметановый, дифенилоксидный, дифенилсульфидный, дифенилсульфоксидный или дифенилсульфоновый остатки, Rs - водород, алкильный остаток с 1-4 атомами углерода, р - цианэтиловый остаток или гидроксиалкильный остаток с 2-4 атомами углерода, R4 - алкиленовый остаток с 4-15 атомами углерода в цепи, п означает 1 или 2.

Однако известные жидкости обладают недостаточными смазывающими свойствами.

Для разработки рецептуры охлаждающей жидкости, обладающей как хорошими защитными, так и хорошими смазывающими свойствами, по предлагаемому способу рекомендуется в состав жидкости на основе водного раствора аминовых солей арилсульфонамидоалкиленкарбоновых кислот (формула I) вводить водорастворимые продукты полиприсоединения окисей алкиленов с 2-4 атомами углерода к алифатическим или ароматическим соединениям с числом атомов углерода до 30, которые содержат 1-8 атомов водорода, способных вступать в реакцию с окисями алкиленов, причем продукты полиприсоединения содержат в цепи молекулы в любой иоследовательности один или несколько остатков - (С2Н40)-, - (СзНбО)- и/или - (CiHgO) -

И имеют молекулярный вес 1000-30000, преимущественно 2500-20 000. Для этиленокисных остатков в этих продуктах полиприсоединений составляет большей частью приблизительно 15-85% преимущественно 40-60 вес. %

при содержании по меньшей мере 10 вес.% пропилен- или бутиленокисных остатков в молекуле.

Смазывающие компоненты в предлагаемой смазочноохлаждающей жидкости, представляющие собой продукты полиприсоединений, несмотря на их высокий молекулярный вес, растворимы в воде. Их получают по известному способу присоединения окиси этилена и окиси пропилена и/или окиси бутилена к указанным выше органическим основным соединениям с подвижными атомами водорода.

Большим преимуществом новой водной охлаждающей жидкости является также то, что она обладает большим диапазоном концентраций и при этом в течение всего рабочего процесса остается эффективной и стабильной. Соединение формулы I используется в концентрации 0,1-5 вес.%, продукты полиприсоединения окисей алкиленов к ароматическим и алифатическим соединениям в концентрации 0,5-12 вес.%. Далее соединение I будет называться компонентом А, продукт полипрнсоединения - компонентом Б. Преимущественные пределы концентраций новой охлаждающей жидкости: компонентов А 1-3 вес.% и смазывающих компонентов Б 2-8 вес.%. Охлаждающие свойства жидкости с большей концентрацией компонентов также пригодны, однако по экономическим соображениям применение таких концентраций невыгодно. Поэтому концентрации выше 5 вес.% для компонента А и выше 12 вес.% для компонентов Б не рекомендуются.

В качестве компонентов А предлагаемой .жидкости можно использовать следующие кислоты, соответствующие формуле I: бензолсульфонил-б-аминовалериановая, бензолсульфонил-М-метил-б-аминовалериановая, бензолсульфонил-8-аминокапроновая, бензолсульфонил-Н-метил-е-аминокапроновая, «-толуолсульфонил-е-аминокапроновая, п-толуолсульфонил-М-метил-8-аминокапроновая, бензолсульфонил-Ы-этил-8-аминокапроновая, бензолсульфонил-М-бутил-е-аминокапроновая, ксилолсульфонил - N - метил-8-аминокапроновая, бензол-(1,3)-ди- (М-метилсульфонамидо-8-капроновая), нафталин-(1,6)-ди-(М-метилсульфонамидо-е-капроновая), антрацен- (2) -сульфонил-Ы-метил-е-аминокапроновая, бензолсульфонил-Ы-метил-т -аминокапроновая, л-толуолсульфонил-N - мeтил-v-aминooктaн-a-кapбоновая, бензолсульфонил-т-аминононан-сскарбоновая, л-толуолсульфонил-со-аминоундекановая, 4-метоксибензолсульфонил-М-метил8-аминокапроновая, 4-хлорбензолсульфонил-Мметил-б-аминовалериановая, 2,4-дихлорбензолсульфонил-М-метил-8-аминокапроновая, гексилбензол- и изопропилбензол-сульфонил-Nметил-8-аминокапроновая, дифенилсульфонамидо-б-валериановая, дифенил-М-метилсульфонамидо-8-капроновая, 2,2-диметилдифенилсульфоноамидо-б-валериановая, 2,4-диметилдифенил-N- метидсульфонамидо-8-капроновая, 2-бромдифенилсульфонамидо - ш-ундекановая, З-бромдифенил-N - метилсульфонамидо-б-валериановая, 2-хлордифенил-Ы-метилсульфонамидо-8-капроновая, 2-фтордифенилсульфонамидо-8-капроновая, дифенилсульфонамидо-шундекановая, дифенилоксидсульфонамидо-бвалериановая, дифенилоксид-Ы-бутилсульфон

амидо-б-валериановая, дифенилоксидсульфонамидо-8-капроновая, дифенилоксид-Ы-метилсульфонамидо-8-капроновая, 4-хлордифенилоксидсульфонамидо-б-валериановая, дифенилоксидсульфонамидо-со-ундекановая, дифенилоксид-Ы-метилсульфонил-т1 - аминокаприловая,

дифенилметансульфонамидо - б-валериановая,

дифенилметан-N - метилсульфонамидо-8-капроновая, дифенилметансульфонамидо-ш-ундекановая, дифенилсульфидсульфонамидо-б-валериановая, дифенилсульфидсульфонамидо-екапроновая, дифенилсульфид-Ы-метилсульфонамидо-8-капроновая, дифенилсульфонамидо-бвалериановая, дифенилсульфон-М-метилсульфонамидо-8-капроновая, 4-хлордифенил-4сульфонамидо-8-капроновая, дифенилсульфонсульфидаМидо-со-ундекановая, дифенилсульфоксидсульфонамидо-б-валериановая, дифенилсульфоксид-N- метилсульфонамидо-8-капроновая, дифенилсульфоксидсульфонамидо-со-ундекановая, 2,2-дихлордифенилсульфонамидо-бвалериановая, о-нитробензолсульфонил-б-аминовалериановая, о-нитробензолсульфонил-Nметил-б-аминовалериановая, л -нитробензолсульфонил-8-аминокапроновая, о-нитробензолсульфонил-М-этил-8-аминоканроновая, м-нитробензолсульфонил-N - бутил-8-аминокапроновая, 4-метокси-2-нитробензолсульфонил-б-аминовалериановая, 4-метокси-2-нитробензолсульфонил-е-аминокаороновая, 3,5-динитро-4-хлорбензолсульфонил-б-аминовалериановая, 3,5-динитро-4-хлорбензолсульфонил-К - метил-8-аминокапроновая, ж-нитробензолсульфонил-Ы-метил-в-аминооктан-сс-карбоновая, 1-нитронафталинсульфонил-8-аминокапроновая, 1-нитронаф..

талинсульфонил-N- метил-ш-аминокапроновая,

.и-нитробензолсульфонил-ю - ами-ноундекановая, нитротолуолсульфонил-М-метил-е-аминокапроновая, л-нитробензолсульфонил-у-аминомасляная кислоты.

Для образования аминовых солей указанных выше арилсульфонамидоалкиленкарбоновых кислот пригодны любые амины при условии, что их соединения с арилсульфонамидоалкиленкарбоновыми кислотами приведут к соединениям, растворимым в воде. Аминами, пригодными для образования солей, являются, например моно-, ди- и триметиламин, моно-, ди- и триэтиламин, моноизопропиламин, монои дибутиламин, 3-метоксипропиламин, моно-2этилгексиламин, диметиламинопропиламин, моно-, ди- и триэтаноламин и соответствующие изопропаноламины, 3-амииопропанол, монометилэтаноламин, диметилэтаноламин, диизопропиламин, триизопропиламин, циклогексиламин, Ы,М-диметилциклогексиламин, морфолин, пиридин, хинолин, этилендиамин, диэтилентриамин, пентаэтиленгексамин. Можно применять также амины жирного ряда или для улучшения растворимости в воде можно применять продукты взаимодействия аминов жирного ряда с окисью этилена. Для образования солей кислоты и амины можно брать в стехиометрическом соотношении; можно также применять амин в избытке. По экономическим причинам, а также в связи с меньшей токсичностью предпочитают моно-, ди-, или триэтаноламины или изопропаноламины. Применяемые по предлагаемому способу аминовые соли арилсульфонамидоалкиленкарбоновых кислот (компоненты А) прежде всего служат для защиты от коррозии; продукты присоединения окиси этилена и окиси пропилена и/или окиси бутилена к соединениям с активным атомом водорода (компоненты Б) придают смазывающие свойства предлагаемой охлаждающей жидкости. О хороших смазочных свойствах, а также о синергетическом действии обоих компонентов предлагаемой охлаждающей жидкости можно судить из приведенных опытов, где для определения износа при трении по способу Райхерта проводили измерение удельного давления на единицу поверхности (Руд) в кг/см, определение смазочного эффекта водных растворов проводили при содержании указанных ниже продуктов 2 вес.%. Для опытов, результаты которых приведены в табл. 1, берут 2%-ные растворы равных весовых количеств компонентов А (соединения а и б) и компонентов Б (соединения 1-10). Таблица 1 Смазочное действие компонентов А и Б и их смесей Компоненты А: триэтаноламмониевая соль бензолсульфонил-N- метил-е-аминокапроновой кислоты (соединение а) и триэтаноламиновая соль л-нитробензолсульфонил-М-метил-е-аминокапроновой кислоты (соединение б). Компоненты Б: 1.Продукт присоединения окиси этилена к пропиленгликолю с молекулярным весом 2000 до молекулярного веса конечного продукта полиприсоединений 2500. 2.Продукт реакции полиприсоединения окиси этилена к полипропиленгликолю молекулярного веса 1900 до молекулярного веса конечного продукта полиприсоединений 4200. 3.Продукт реакции присоединения окиси пропилена к этилендиамину до молекулярного веса 750 и далее реакции с окисью этилена до общего молекулярного веса продукта полиприсоединений 1365. 4.Продукт реакции присоединения окиси пропилена к этилендиамину до молекулярного веса 2750 и далее реакции с окисью этилена до общего молекулярного веса 3235. 5.Продукт реакции присоединения окиси пропилена к этилендиамину до молекулярного веса 2750 и далее реакции с окисью этилена до общего молекулярного веса 3670. 6.Продукт реакции присоединения окиси пропилена к этилендиамину до молекулярного веса 2750, далее реакции с окисью этилена до общего молекулярного веса продукта полиприсоединений 5000. 7.Продукт реакции присоединения окиси пропилена к этилендиамину до молекулярного веса 2750 и далее реакции с окисью этилена до конечного молекулярного веса продукта полиприсоединений 11 000. 8.Продукт реакции присоединения окиси пропилена к этилендиамину до молекулярного веса 4000, далее реакции с окисью этилена до конечного молекулярного веса продукта полиприсоединений 7270. 9.Продукт реакции присоединения окиси пропилена к этилендиамину до молекулярного веса 4000, далее реакции с окисью этилена до конечного молекулярного веса продукта полиприсоединений 26 650. 10.Продукт реакции присоединения окиси пропилена к этилендиамину до молекулярного веса 3540, далее реакции с окисью этилена до конечного молекулярного веса продукта полиприсоединений 4860. Сравнение характеристик отдельных компонентов продуктов 1 -10 с соответствующими характеристиками смесей 1+а-10 + а и 1+6-10 + 6 показывает, что несмотря на снижение наполовину концентрации смазывающих компонентов смеси характеристика смазочного эффекта сохраняется или только незначительно снижается. Смазочное действие смесей значительно выше, чем это можно было ожидать на основании величины отдельных компонентов. Результаты этих опытов показывают неожиданный синергитический эффект обоих комоонентов предлагаемой охлаждающей жидкости относительно смазочного действия.