Концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов

 

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым при механической обработке металлов, в частности при лезвийной обработке и шлифовании конструкционных и инструментальных материалов. Изобретение позволяет повысить антифрикционные свойства СОЖ и стабильность водных эмульсий, снизить пенообразование и улучшить санитарно-гигиенические свойства. Концентрат имеет следующий состав, мас.%: нейтрализованная триэтаноламином олеиновая кислота 14,5-20; ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевая соль 5-8; полиметилсоликсановая жидкость 0,3-0,8; хлорированный парафин 4-6; 6-этокситетрагидрохинолин 0,06-0,1; ингибитор коррозии, выбранный из группы алифатических жирноароматических или ароматических аминов 0,3-1,5; едкий натр 0,5-1,0; минеральное масло остальное, 1 табл.

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым при механической обработке металлов, в частности при лезвийной обработке и шлифовании конструкционных и инструментальных материалов.

Известны многочисленные составы СОЖ на масляной основе с хлорпарафинами, использующиеся при механической обработке металлов, куда входят углеводородные жидкости (минеральные масла) с добавками хлор-, азот-, серу- и фосфорсодержащих соединений [1] Известен способ получения концентрата смазки для механической обработки металла в виде состава на основе натриевых солей сульфокислот, сульфированного масла, хлорпарафина, калиевого мыла олеиновой кислоты, тяжелого остатка производства эпихлоргидрина, тринатрийфосфата и продукта нейтрализации оксидом магния смеси алкилфенола с фосфоросерненным сополимером изобутилена со стиролом, вода остальное [2] Смазка обладает хорошими антифрикционными свойствами, повышает производительность процесса обработки и стойкость инструмента, однако для ее производства используется дефицитное сырье. Технологическая форма применения под названием СОЖ СТБ-80 в виде 5-ной водной эмульсии характеризуется недостаточной стабильностью при хранении.

Наиболее близкой по составу к изобретению является СОЖ, полученная путем нейтрализации олеиновой кислоты морфолином (тетрагидро-1,4-оксазин) с последующим последовательным добавлением бис(алкилполиоксиэтилен) фосфата-(оксифоса КД-6), полиоксиэтилированного алкилфенола (ОП-4), минерального масла И-12А и хлорированного парафина ХП-470 [3] Применение этой СОЖ позволяет в 1,5-1,7 раза увеличить стойкость режущего инструмента и обеспечивает легкое удаление на деталях остаточной пленки путем смыва водой, но обладает невысокой стабильностью при температуре ниже 0^oC (с точки зрения сепарации фаз), сильным пенообразованием. Кроме того, для получения используют дефицитный и высокотоксичный компонент морфолин.

Повышение требования к качеству изделий при обработке металлов требует разработки новых способов получения концентратов СОЖ, базирующихся на доступном крупнотоннажном сырье с низкой токсичностью (не ниже IV класса опасности) и характеризующихся высокой стабильностью, в том числе и при отрицательных температурах, низким коэффициентом трения, хорошими экранирующими свойствами и низким пенообразованием эмульсий на ее основе.

Цель изобретения повышение антифрикционных свойств СОЖ, снижение пенообразования, повышение стабильности водных эмульсий и улучшение санитарно-гигиенических свойств.

Указанная цель достигается за счет того, что концентрат СОЖ, содержащий минеральное масло, хлорированный парафин и эфир фосфорной кислоты, дополнительно содержит в качестве эфира фосфорной кислоты ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевую соль и дополнительно содержит нейтрализованную триэтаноламином олеиновую кислоту, полиметилсилоксановую жидкость, 6-этокситетрагидрохинолин, едкий натр и ингибитор коррозии, выбранный из группы, включающей алифатический амин, алкилароматический амин, азотсодержащее гетероциклическое соединение при следующем соотношении компонентов, мас.

Нейтрализованная триэтаноламином олеиновая кислота 14,5-20 Ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевая соль - 5-8 Полиметилсилоксановая жидкость 0,3-0,8 Хлорированный парафин 4-6 6-Этокситетрагидрохинолин 0,06-0,1 Ингибитор коррозии, выбранный из группы, включающей алифатический амин, алкилароматический амин, азотсодержащее гетероциклическое соединение 0,3-1,5 Едкий натр 0,5-1,0
Минеральное масло остальное
Предлагаемый концентрат СОЖ отличается от прототипа тем, что в свой состав включает дополнительно поверхностно-активные вещества (ПАВ) - нейтрализованную триэтаноламином олеиновую кислоту (триэтаноламинное мыло), ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевую соль и полиметилсилоксановую жидкость, а также азотсодержащую присадку 6-этокситетрагидрохинолин, ингибитор коррозии, выбранны из группы, включающей алифатический амин, алкилароматический амин, азотсодержащее гетероциклическое соединение и едкий натр.

Ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевая соль (оксифос Б-1) выполняет роль ингибитора агломерации, который стабилизирует дисперсию крупных частиц масляной основы в воде при получении рабочих водных эмульсий СОЖ. Совместное действие двух ПАВ триэтаноламинного мыла и оксифоса Б-1 создает возможность получать долговременную стабильность эмульсий, даже сильно разбавленных. Кроме того, оксифос Б-1 является противозадирной присадкой из группы производных фосфорной кислоты.

Введение в состав концентрата СОЖ полиметисилоксановой жидкости позволяет снизить зависимость вязкости концентрата от температуры в интервале от +60^oC до -30^oC. Кроме того, полиметилсилоксановая жидкость позволяет получить устойчивые эмульсии с практически отсутствием пены.

Для приготовления концентрата СОЖ в качестве базовой основы целесообразно использовать масло индустриальное марки И5А ГОСТ 20799-88, олеиновую кислоту ГОСТ 7586-91, триэтаноламин ТУ 6-02-916-79, в качестве азотсодержащей присадки 6-этокситетрагидрохинолин (сантохин) ТУ 6-02-1288-84, хлорпарафин марки ХП 470А ТУ 6-01-16-90, ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевую соль (оксифос Б-1) ТУ 6-02-1336-86, натр едкий марки РД ГОСТ 2263-79, жидкость полиметилсилоксановую (ПГКО 1001) ТУ 6-00-05763441-64-92, ПГКО 1003, ПМС-200 и т.п.

В качестве ингибитора коррозии из указанной группы используют предпочтительно промышленно освоенные, например, И-25-ДМ, представляющий собой метанольный раствор алкилпиридинов С₇-C₉ (ТУ 6-02-712-87), "эмулин" продукт взаимодействия таллового масла и аминоспиртов с минеральным маслом; препарат В-2 основное действующее вещество гексабензотриазин (СТП 5763450-81-88 Волгоградского производственного объединения "Химпром"), "Тюмень-1" спиртовый раствор четвертичной аммонийной соли взаимодействия алкилфенола, эпихлоргидрина и метилдиэтаноламина (ТУ Украины 264-04-92).

Концентрат СОЖ готовят следующим способом.

В реактор с мешалкой загружают 25 мас. от общего количества индустриального масла, олеиновую кислоту и триэтаноламин, перемешивают до полного растворения компонентов, получая "триэтаноламинное мыло", затем добавляют сантохин, едкий натр в виде 46-47%-ного водного раствора, жидкость ПГКО-1001, перемешивают в течение 30 мин и далее добавляют остаточное количество минерального масла, оксифос Б-1, хлорированный парафин ХП-470А. Получают продукт в виде однородной маслянистой жидкости с показателями:
Вязкость кинематическая при 20^oC, мм²/c 10-45
Водородный показатель (рН) в пределах 8,8-10,0
Массовая доля щелочи, не менее 1,8-2,5
Примеры составов предлагаемого концентрата СОЖ приведены в таблице.

Формула изобретения

Концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий минеральное масло, хлорированный парафин и эфир фосфорной кислоты, отличающийся тем, что концентрат в качестве эфира фосфорной кислоты содержит ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевую соль и дополнительно содержит нейтрализованную триэтаноламином олеиновую кислоту, полиметилсилоксановую жидкость, 6-этокситетрагидрохинолин, едкий натр и ингибитор коррозии, выбранный из группы, включающей алифатический амин, алкилароматический амин, азотсодержащее гетероциклическое соединение, при следующем соотношении компонентов, мас.

Нейтрализованная триэтаноламином олеиновая кислота 14,5 20,0
Ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевая соль 5 8
Полиметилсилоксановая жидкость 0,3 0,8
Хлорированный парафин 4 6
6-этокситетрагидрохинолин 0,06 0,1
Ингибитор коррозии, выбранный из группы, включающей алифатический амин, алкилароматический амин, азотсодержащее гетероциклическое соединение 0,3 - 1,5
Едкий натр 0,5 1,0
Минеральное масло Остальноеи

РИСУНКИ

Рисунок 1