Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов

 

Изобретение относится к составам для приготовления эмульсий смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов. В основу изобретения положена задача создания концентрата СОЖ с повышенной биостойкостью состава в водной среде. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов содержит, мас.%: продукт взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла 45 - 66; полиоксиэтилированный алкилфенол 3 - 6; гликоль 7 - 14; вода - остальное. В преимущественном варианте концентрат дополнительно содержит фенилкарбонил при соотношении компонентов, мас.%: продукт взаимодействия 45 - 66; полиоксиэтилированный алкилфенол 3 - 6; фенилкарбинол 3 - 6; гликоль 7 - 14; вода - остальное. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к составам для приготовления эмульсий смазочно-охлаждающих жидкостей (COЖ), используемых при механической обработке металлов.

Известен эмульсол для приготовления смазочно-охлаждающей жидкости, включающий минеральное масло, триэтаноламин, жирную кислоту, экстракт трансформаторного масла, канифоль, сульфонат натрия, изопропиловый спирт и воду (Справочник. Топливо, масла и технические жидкости, М.: ВО "Агропромиздат", 1989 г., с 286-287). Недостатком состава является повышенная склонность к пенообразованию.

Известен концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий продукт реакции триэтаноламина с ненасыщенной жирной кислотой или с кислотами таллового масла, моноэтаноламин, борную кислоту, триэтаноламин, бисалкилполиоксиэтиленфосфат, воду (Патент РФ N 1383779, кл. C 10 M 173/00, 1995 г.). Недостатком состава является низкая стабильность эмульсии в водной среде (эмульсия расслаивается).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, включающий продукт взаимодействия олеиновой кислоты или жирных кислот растительных масел фракции C₁₂-C₁₈ с диэтаноламином при Т=130-150^oC, нефтяное масло, борную кислоту, полиэтиленгликоль, фенилкарбинол, полиоксиэтилированный алкилфенол с 4-6 оксиэтильными группами и воду (Авт. свид. СССР N 1807724, кл. C 10 M 173/00, 1995 г.). Недостатком концентрата является низкая биостойкость, что сокращает срок службы водных эмульсий на его основе.

В основу настоящего изобретения положена задача создания концентрата смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов с повышенной биостойкостью состава в водной среде при сохранении технологических свойств.

Поставленная задача решается тем, что концентрат смазочно- охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, включающий продукт взаимодействия олеиновой кислоты с алканоламином, гликоль, полиоксиэтилированный алкилфенол и воду, в качестве продукта взаимодействия содержит продукт взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла при следующем соотношении компонентов, мас.%: Продукт взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла - 45-66 Полиоксиэтилированный алкилфенол (неонол АФ9-4 или неонол АФ9-6) - 3-6 Гликоль - 7-14 Вода - остальное В преимущественном варианте концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для обработки металлической поверхности дополнительно содержит фенилкарбинол при следующем соотношении компонентов, мас.%: Продукт взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла - 45-66 Полиоксиэтилированный алкилфенол (неонол АФ9-4 или неонол АФ9-6) - 3-6 Фенилкарбинол - 3-6 Гликоль - 7-14
Вода - остальное
В качестве минерального масла могут быть использованы индустриальное масло типа И-12А или И-20А по ГОСТ 20799-75 или любое другое минеральное масло вязкостью не более 40 мм² при 40^oC.

Олеиновую кислоту используют согласно ТУ 9145-172-4731297-94, борную кислоту - по ГОСТ 18704-78.

Полиоксиэтилированный алкилфенол - неонол АФ9-4 или неонол АФ9-6 по ТУ 38.507-63171-91.

В качестве гликоля используются моноэтиленгликоль по ГОСТ 19710- 83, полиэтиленгликоль ПЭГ-4 по ТУ 6-06-0147-82 или полиэтиленгликоль ПЭГ-9 по ТУ 6-14-714-79.

В качестве алканоламина используются триэтаноламин по ТУ 6-02- 916-79 или диэтаноламин по ТУ 6-09-2652-91.

Фенилкарбинол используют согласно ГОСТ 8751-72.

Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного заявленной совокупности существенных признаков и обладающего высокими качественными показателями в сочетании с биостойкостью, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого концентрата критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Продукт взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла готовят следующим образом.

В реактор при перемешивании загружают индустриальное масло и олеиновую кислоту. Поднимают температуру до 70-100^oC, постепенно добавляют алканоламин и выдерживают при перемешивании 30-40 минут. Затем добавляют борную кислоту, поднимают температуру до 120-130^oC и выдерживают при этой температуре и перемешивании 1-2 часа. Компоненты для получения продукта взаимодействия берут в соотношении (1-1,5): (0,8-1,2):(1-1,3):(0,2-0,5) соответственно последовательности загрузки.

Продукт взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла представляет собой однородную прозрачную массу коричневого цвета, кинематическая вязкость продукта при 50^oC в пределах 120-140 мм²/с.

Для доказательства соответствия заявляемого концентрата критерию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры приготовления концентрата и методы испытания его свойств.

Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов готовят следующим образом.

В реактор, где находится продукт взаимодействия, при температуре 85^oC последовательно при перемешивании с интервалами 15-20 минут добавляют неонол, воду, гликоль. После загрузки всех компонентов содержимое реактора перемешивают еще 40 минут до получения однородной прозрачной жидкости коричневого цвета.

При получении концентрата согласно п.2 формулы фенилкарбинол добавляют перед гликолем.

Составы концентратов 1-11 и свойства предлагаемой смазочно-охлаждающей жидкости представлены в таблице 1.

Испытаниям на эффективность подвергают водные эмульсии с массовой долей 3% концентрата.

Концентрат по прототипу (образец 12), мас.%:
Продукт взаимодействия олеиновой кислоты с диэтаноламином при Т=130-150^oC - 24,0
Минеральное масло - 24,0
Борная кислота - 4,0
Фенилкарбинол - 4,0
Полиэтиленгликоль - 15,0
Неонол АФ9-4 - 1,0
Вода - 27,0
Результаты испытаний физико-химических и технологических свойств предлагаемой и известной COЖ представлены в таблицах 2 и 3. Испытания проводят согласно ГОСТ 6243-75 "Эмульсолы и пасты. Методы испытания" и ГОСТ 9.085-78 "Жидкости смазочно-охлаждающие. Методы испытаний на биостойкость".

Как видно из представленной таблицы 2, предлагаемый COЖ не уступает известной по технологическим свойствам, но превосходит по стойкости к воздействию бактерий и плесневых грибов (0 баллов - полная бактериостойкость; 1 балл - состав является бактериостатом; 2 балла - состав небактериостойкий).

По результатам, представленным в таблице 3, можно заключить, что применение заявленного концентрата COЖ с массовой долей 3% в воде в процессах предварительного и окончательного шлифования подшипников на станках модели BDL-80 обеспечивает соблюдение размера, калибрических параметров и шероховатости обрабатываемых колец.

Формула изобретения

1. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий продукт взаимодействия олеиновой кислоты с алканоламином, гликоль, полиэксиэтилированный алкилфенол и воду, отличающийся тем, что в качестве указанного продукта взаимодействия он содержит продукт взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Продукт взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла - 45 - 66
Полиоксиэтилированный алкилфенол - 3 - 6
Гликоль - 7 - 14
Вода - Остальное
2. Концентрат по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фенилкарбинол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Продукт взаимодействия олеиновой и борной кислот с алканоламином в среде минерального масла - 45 - 66
Полиоксиэтилированный алкилфенол - 3 - 6
Фенилкарбинол - 3 - 6
Гликоль - 7 - 14
Вода - Остальноео

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2