Концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов

 

Использование: при механической обработке металлов, в частности при абразивной и лезвийной обработке сталей. Концентрат содержит, мас.%: олеиновая кислота 4,5-21; триэтаноламин 3-11; вода 0,2-0,5; минеральное масло до 100. Отношение олеиновой кислоты к триэтаноламину составляет 1,50-1,90 и отношение минерального масла к сумме олеиновой кислоты и триэтаноламина составляет 2,2-8,9. Технический результат - расширение области применения, повышение качества обрабатываемых деталей, повышение устойчивости концентрата во время хранения, повышение устойчивости эмульсий, приготовленных на основе концентрата. 6 табл.

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), применяемым при механической обработке металлов, в частности для абразивной и лезвийной обработки сталей.

Известен концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий минеральное масло, олеиновую кислоту, триэтаноламин, продукт конденсации диметилолмочевины с моноэтаноламином, алкиловый эфир полиэтиленгликоля, гидрохинон и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Минеральное масло с вязкостью

12-30 сСт при 50°C 40-60

Олеиновая кислота 6-10

Триэтаноламин 5-7

Продукт конденсации диметилолмочевины

с моноэтаноламином 5-9

Алкилфениловый эфир полиэтиленгликоля 0,3-0,9

Гидрохинон 0,015-0,025

Вода Остальное

(описание изобретения к патенту РФ № 2133261 МПК С 10 М 173/00, публикация 20.07.99).

Недостатком известного концентрата является то, что он многокомпонентен и, следовательно, не технологичен в приготовлении, содержит много воды, поэтому концентрат может быть неустойчивым при хранении и транспортировке, предназначен для узкого применения.

Известен также концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий олеиновую кислоту, триэтаноламин, этиленгликоль, гидроокись калия, присадку ЛЗ-23К, депарафинированное минеральное масло при следующем соотношении ингредиентов, маc.%:

Олеиновая кислота 9-11

Триэтаноламин 2-4

Этиленгликоль 2-4

Гидроокись калия 0,5-1,5

Присадка ЛЗ-23К 0,5-1,5

Депарафинированное минеральное масло Остальное

(описание изобретения к патенту РФ № 2123516 МПК С 10 М 173/00, публикация 20.12.98).

Недостатком известного концентрата является то, что, являясь смазкой, он не предназначен для приготовления эмульсий для механической обработки металлов и, следовательно, не образует устойчивых эмульсий в воде.

Известен также концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий продукт взаимодействия в среде минерального масла и гликоля алканоламина с олеиновой кислотой или ее смесью с растительным маслом, полиоксиэтилированный алкилфенол с 4-6 оксиэтильными группами, фенилкарбинол или нефтяной сульфонат, борную кислоту и воду при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Продукт взаимодействия

в среде минерального масла

и гликоля алканоламина с

олеиновой кислотой или ее смесью

с растительным маслом 45-66

Полиоксиэтилированный

алкилфенол с 4-6 oксиэтильными

группами 3-6

Фенилкарбинол 3-6

или

Нефтяной сульфонат 6-12

Борная кислота 5-9

Вода Остальное

(описание изобретения к патенту РФ № 2119534 МПК С 10 М 173/00, публикация 27.09.98).

Недостатком известного концентрата является то, что концентрат многокомпонентен, содержит до 40% воды, имеет сложную технологию приготовления, требующую температуры до 70 или 120°С.

Известен также концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий триэтаноламин, триэтаноламиновое мыло жирной кислоты, моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов, кальциевое и/или натриевое мыло кислот касторового масла, минеральное масло, воду при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Триэтаноламин 4-10

Триэтаноламиновое мыло жирной кислоты 8-20

Моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля

на основе первичных жирных спиртов 2-6

Кальциевое и/или натриевое мыло кислот

касторового масла 2-12

Минеральное масло 1-7

Вода До 100

(описание изобретения к патенту РФ № 2148622 МПК С 10 М 173/00, публикация 10.05.2000).

Недостатком известного концентрата является то, что он более чем на 50% состоит из воды, не универсален, так как содержит низкий % масла, не экономичен для транспортировок.

Наиболее близкий по составу и назначению к предлагаемому изобретению является концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий олеиновую кислоту, триэтаноламин, ди(алкилполиэтиленгликолевый) эфир фосфорной кислоты калиевую соль, трис(β-хлорпропил)фосфат, минеральное масло при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Олеиновая кислота 12,0-18,0

Триэтаноламин 4,0-10,0

Ди(алкилполиэтиленгликолевый) эфир

фосфорной кислоты калиевая соль 4,0-9,0

Трис(β-хлорпропил) фосфат 0,5-5,0

Минеральное масло Остальное

(описание изобретения к патенту РФ № 2160305 МПК С 10 М 173/00, публикация 10.12.2000).

Недостатком этого известного концентрата, являющегося прототипом, является то, что он содержит присадочные масла марок ИГП, имеет узкое применение, эффективными являются 5%-ные концентрации, которые для больших производств с абразивной и лезвийной обработкой металлов неэкономичны.

Задача изобретения концентрата водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов - расширить область применения, повысить качество обрабатываемых поверхностей металлов, создать оптимальную реологическую структуру концентрата для повышения его устойчивости во время его хранения, повысить устойчивость эмульсий, приготовленных на основе концентрата.

Сущность изобретения заключается в том, что концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий олеиновую кислоту, триэтаноламин и минеральное масло, дополнительно содержит воду при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Олеиновая кислота 4,5-21

Триэтаноламин 3-11

Вода 0,2-0,5

Минеральное масло Остальное

Кроме того, отношение олеиновой кислоты к триэтаноламину равно 1,50-1,90.

Кроме того, отношение минерального масла к сумме олеиновой кислоты и триэтаноламина равно 2,2-8,9.

Это позволяет расширить область применения, повысить качество отрабатываемых поверхностей металлов, создать оптимальную реологическую структуру концентрата для повышения его устойчивости во время хранения, повысить устойчивость эмульсий, приготовленных на основе концентрата.

В качестве исходных компонентов используют следующие товарные продукты:

триэтаноламин технический по ТУ 6-02-916-79,

триэтаноламин улучшенный по ТУ 38.602-22-51-95,

олеиновая кислота техническая марки Б-115 по ТУ 9145-1724731297-94 или марки Б 14 по ГОСТ 7580-91;

минеральные масла: масло индустриальное И-20А по ГОСТ 20799-88, масло дистиллятное М20У по ТУ 38.301-29-27-89, масло трансформаторное по ГОСТ 982-88,

вода по ГОСТ 2874-82.

Роль олеиновой кислоты заключается в том, что ее используют как стабилизатор устойчивости концентрата, а в сочетании с триэтаноламином в отношении 1,50-1,90 она играет роль структурообразователя концентрата и эмульгатора масла в воде при приготовлении эмульсий.

Роль триэтаноламина заключается в том, что его используют в сочетании с олеиновой кислотой как эмульгатор, обеспечивающий образование высокодисперсных и высокоустойчивых эмульсий масло/в воде с хорошими моющими свойствами, бактерицидную и антикоррозионную защиту эмульсий при длительной эксплуатации.

Роль воды в указанных количествах заключается в создании оптимальной реологической структуры концентрата, обеспечивающей его высокую устойчивость против расслоения при хранении.

Роль минерального масла заключается в том, что его используют как смазочный компонент.

Приготовление концентрата осуществляется простым механическим смешиванием компонентов при температуре окружающей среды. Полученный концентрат представляет собой однородную жидкость темно-коричневого цвета с плотностью при 20±5°C 850-950 кг/м³ и кислотным числом не более 20 мг КОН/1г концентрата. При хранении в течение длительного времени не расслаивается.

Примеры составов предлагаемого концентрата приведены в табл. 1-5.

Для сравнительных испытаний были приготовлены 2%-ные эмульсии с добавкой 0,3% соды кальцинированной из 5 составов предлагаемых концентратов с коэффициентом пеногашения 4,02-4,69 и прототипа. Эмульсии готовятся на холодной воде. Высокоустойчивы.

Эксплуатационные свойства эмульсий оценивались по результатам предварительного и тонкого шлифования роликовой дорожки внутренних колец подшипников из стали ШХ-15 инструментом из электрокорунда белого на керамической связке, пропитанного элементарной серой.

Результаты испытаний приведены в табл. 6.

Из таблицы 6 следует, что эмульсии на основе предлагаемых концентратов снижают шероховатость обрабатываемой поверхности в 1,35-2,4 раза по сравнению с требованиями технологии, улучшают геометрические параметры в 1,3-2,6 раза по волнистости и в 1,1-2,7 раза по гранности.

Эти же параметры имеют преимущество по сравнению с прототипом в 1,1-1,5 раза по шероховатости и улучшенные геометрические характеристики.

Эмульсии на основе предлагаемых концентратов не оказывают аллергических реакций, раздражения кожи работающих, что соответствует санитарно-гигиеническим условиям труда.

Эмульсии хорошо подвергаются химическому реагентному разложению с получением очищенной воды с низким содержанием нефтепродуктов, что улучшает экологическое состояние стоков производств.

Заявленное изобретение позволяет расширить область применения, повысить качество обрабатываемых поверхностей металлов, создать оптимальную реологическую структуру концентрата для повышения его устойчивости во время хранения, повысить устойчивость эмульсий, приготовленных на основе концентрата.

Формула изобретения

Концентрат водоэмульсионной смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий олеиновую кислоту, триэтаноламин и минеральное масло, отличающийся тем, что он дополнительно содержит воду при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Олеиновая кислота 4,5-21

Триэтаноламин 3-11

Вода 0,2-0,5

Минеральное масло До 100

при отношении олеиновой кислоты к триэтаноламину 1,50-1,90 и при отношении минерального масла к сумме олеиновой кислоты и триэтаноламина 2,2-8,9.