Эмульсол для приготовления водосмешиваемой смазочно-охлаждающей жидкости для прокатки цветной ленты

Изобретение относится к области смазок для обработки металлов давлением, в частности для прокатки ленты из цветных металлов и сплавов. Сущность: в качестве эмульсола для приготовления водосмешиваемой смазочно-охлаждающей жидкости для прокатки цветной ленты применяют мыльно-глицериновый концентрат, получаемый при обработке подсолнечного масла раствором щелочи в метиловом спирте. Технический результат - улучшение антифрикционных свойств эмульсола, повышение стабильности водных эмульсий, снижение коррозионной агрессивности эмульсий и расширение сырьевой базы для приготовления прокатных эмульсолов. 2 табл.

 

Изобретение относится к области смазок для обработки металлов давлением, в частности для прокатки ленты из цветных металлов и сплавов.

Известна смазка на основе продуктов омыления отходов производства себациновой кислоты (ОПЕК), получаемых в процессе гидролиза касторового масла (Россия, а.с. №279841, С 10 М 5/14, 1970 г.).

Водные эмульсии этой смазки эффективны в процессах деформации профилей из цветных металлов при многопроходном волочении без покрытий: из углеродистых и низколегированных сталей - в сочетании с фосфатным покрытием. Однако при прокатке ленты из цветных металлов, проявляя высокие антифрикционные свойства, эмульсии этой смазки сильно загрязняют поверхность ленты после деформации и не предохраняют ленту от коррозии.

Известен концентрат смазки на основе продуктов омыления высококислотного технического жира с добавкой гудронов от дистилляции жирных кислот, выделенных из технического жира (Россия, патент №2174537, С 10 М 173/00, 2001 г.).

Водные эмульсии этой смазки эффективны в жестких режимах деформации высокоребристых труб из алюминиевых сплавов. Однако использование высокотитровых жировых компонентов приводит к загрязнению поверхности металла после прокатки и не обеспечивает высокого качества поверхности при прокатке цветной ленты.

По тем же причинам затруднено применение при прокатке цветной ленты концентрата поверхностно-активных веществ на основе мыла и неомыленных кубовых остатков синтетических жирных кислот, недостатки которого несколько смягчены использованием смеси натриевых и триэтаноламиновых мыл кубовых остатков синтетических жирных кислот (Россия, патент №2175657, С 10 М 173/00, 2001 г.).

Для различных процессов обработки металлов применяют смазочно-охлаждающие жидкости на основе минеральных масел, улучшенные добавкой продуктов полной или частичной нейтрализации жировых компонентов.

Эмульсол, в котором минеральное масло эмульгируется продуктами нейтрализации гудронов от дистилляции жирных кислот и полиоксиэтилированными жирными кислотами, обладает хорошими смазочными свойствами и высокой стабильностью водных эмульсий (Россия, а.с.№1342915, С 10 М 173/00, 1987 г.).

Этот эмульсол эффективен в процессах литья металлов под давлением, однако, при прокатке ленты из цветных металлов вызывает сильную коррозию и не обеспечивает высокого качества поверхности готового проката.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является эмульсол для приготовления водосмешиваемой смазочно-охлаждающей жидкости на основе минерального масла, который дополнительно содержит продукт нейтрализации таллового масла каустической содой и этиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Масло И-20А	70,0-74,0
Талловое масло	19,0-23,0
Сода каустическая	3,5-4,5
Этиленгликоль	Остальное

К эмульсолу указанного состава добавляют антикоррозионную и бактерицидную присадки в количестве 4-10 мас.%. (Россия, патент №2175667, С 10 М 173/00, 2001 г.).

Этот эмульсол принят нами за прототип.

Недостатком этого эмульсола является относительно низкая стабильность водных эмульсий, высокая коррозионная активность основной рецептуры, требующая добавки антикоррозионной присадки, и невысокие антифрикционные свойства разбавленных эмульсий.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение сырьевой базы прокатных эмульсолов, повышение стабильности водных эмульсий, снижение их коррозионной активности и повышение антифрикционных свойств эмульсола.

Техническое решение задачи достигается тем, что в качестве эмульсола для приготовления водосмешиваемой смазочно-охлаждающей жидкости для прокатки цветной ленты применяют мыльно-глицериновый концентрат, получаемый обработкой подсолнечного масла раствором щелочи в метиловом спирте.

При обработке подсолнечного масла 2-4% раствором щелочи (NaOH) в метиловом спирте при температуре 65-75°С в течение 3-6 часов при соотношении метанол-масло 1:3-1:4 проходит процесс переэтерификции. При этом получают смесь сложных эфиров, солей жирных кислот (мыла), глицерина и метанола. Полученную смесь отстаивают, всплывшие сложные эфиры отделяют, а метанол отгоняют под вакуумом, в результате чего в реакторе получают смесь солей жирных кислот и глицерина - мыльно-глицериновый концентрат (МГК) (Россия, патент №2184139, С 11 Д 13/00, 2002 г.).

Приводим характеристику получаемого мыльно-глицеринового концентрата:

1. Цвет и внешний вид концентрата при температуре (20±2)°С	Мазеобразная или твердая масса от желтого до коричневого цвета
2. Внешний вид при температуре (50±2)°С	Однородная вязкотекучая жидкость
3. Массовая доля мыла, %	40-60
4. Массовая доля глицерина, %	60-40
5. Число омыления, мг КОН/г	2-10
6. Температура застывания жирных кислот, выделенных из концентрата, °С	18-22
7. Массовая доля влаги, %	Не более 2
8. Содержание метилового спирта (качественная реакция)	Отсутствие

Составы предлагаемого в качестве эмульсола мыльно-глицеринового концентрата в примерах 3-5, а также эмульсола, принятого за прототип, в примерах 1, 2 приведены в таблице 1.

Таблица 1
Компоненты	Содержание компонентов в эмульсолах, мас.%
	1 прототип	2 прототип	3 МГК	4 МГК	5 МГК
Масло И-20А	70	70	-	-	-
Талловое масло	20	20	-	-	-
Сода каустическая	4	4	-	-	-
Этиленгликоль	6	6	-	-	-
Глицерин	-	-	60	50	40
Соли жирных кислот (мыла)	-	-	40	50	60
Антикоррозионная присадка	4	-	-	-	-

Составы и показатели качества мыльно-глицеринового концентрата, предлагаемого в качестве эмульсола, определяются технологией его получения, и поэтому не имеют запредельных значений.

При проведении анализа уровня техники заявителем не обнаружен аналог, идентичный всем существенным признакам заявляемого изобретения, а анализ прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, и заявляемого концентрата позволил выявить совокупность существенных отличительных признаков в заявляемом объекте.

Результаты испытаний предлагаемого эмульсола (МГК) в сравнении с эмульсолом, принятым за прототип, приведены в таблице 2.

Антифрикционые свойства эмульсолов определялись при прокатке полос из сплава ЛС-59 на ДУО-стане. Толщина полос 1 мм, концентрация эмульсий 5%. Об эффективности смазки судят по величине коэффициента вытяжки (большая вытяжка соответствует большей эффективности эмульсола).

Таблица 2
Примеры № п/п	Концентрация водных эмульсий, мас.%	Стабильность водных эмульсий, % отстоя	Коррозионная агрессивность эмульсий	Марка сплава	Толщина полосы, мм	Коэффициент вытяжки
1.	5	10	Выдерживает*	лс-59	1.0	1.18
2.	5	9	Не выдерживает**	лс-59	1,0	1,20
3.	5	1,0	Выдерживает	лс-59	1.0	1,26
4.	5	1,0	Выдерживает	лс-59	1,0	1,28
5.	5	1,0	Выдерживает	лс-59	1,0	1,31
*Отсутствие следов коррозии. **Наличие следов коррозии.

Стабильность и коррозионная агрессивность водных эмульсий определялись согласно ГОСТ 6243-75 "Эмульсолы и пасты. Методы испытаний".

Как видно из таблицы 2, применение водных эмульсий мыльно-глицеринового концентрата (МГК), примеры 3-5, позволяет по сравнению с эмульсиями состава, принятого за прототип, примеры 1, 2, увеличить коэффициент вытяжки при прокатке цветной ленты с 1,18-1,20 до 1,26-1,31; уменьшить процент отстоя эмульсий с 9-10% до 1,0%; снизить коррозионную активность эмульсий без применения специальных антикоррозионных добавок.

Таким образом, применение мыльно-глицеринового концентрата (МГК) в качестве эмульсола для приготовления водосмешиваемой смазочно-охлаждающей жидкости для прокатки цветной ленты позволяет:

- улучшить антифрикционные свойства эмульсола;

- повысить стабильность водных эмульсий;

- снизить коррозионную агрессивность эмульсии;

- расширить сырьевую базу для приготовления прокатных эмульсолов.

Применение мыльно-глицеринового концентрата, получаемого при обработке подсолнечного масла раствором щелочи в метиловом спирте, в качестве эмульсола для приготовления водосмешиваемой смазочно-охлаждающей жидкости для прокатки цветной ленты.