Смазочная композиция
Владельцы патента RU 2355743:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) (RU)
Использование: преимущественно, в промышленности строительных материалов для смазки форм при изготовлении бетонных и железобетонных изделий. Сущность: композиция содержит, мас.%: рапсовое масло 79-95, натриевые соли высших жирных кислот рапсового масла 4,5-20, капролактам 0,5-1,0. Технический результат - повышение устойчивости к расслоению в виде 10-20%-ной водной эмульсии, снижение расхода в 4-4,6 раза. 1 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к составу смазочных композиций, используемых в промышленности строительных материалов, а именно к смазкам для форм при изготовлении бетонных и железобетонных изделий, а также к смазкам узлов машин и механизмов, используемых в нефтехимии при бурении скважин, при производстве и переработке нефтепродуктов, в том числе содержащих серу и т.д.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известен эмульсол для приготовления водосмешиваемой смазочно-охлаждающей жидкости, содержащий олеиновую кислоту, триэтаноламин, базовую основу трансформаторного масла или масло трансформаторное, а также антикоррозионную добавку - дитиофосфат цинка и бактерицидную добавку, представляющую собой нейтрализованный продукт взаимодействия смеси ди- и триметилолтиомочевины с динатрийфосфатом [Патент РФ 2259391, опубл. 27.08.2005].
Однако эта композиция оставляет пятна на бетонных и железобетонных изделиях. Кроме того, ее состав достаточно сложен и включает дефицитные и дорогие компоненты.
Известна также смазочная композиция на основе рапсового масла, содержащая стеариновую кислоту, антиокислительную, противоизносную, антикоррозионную и антифрикционную присадку А-22, вязкостную добавку Литол-24 и противопенную присадку ПМС-200А [патент РФ 2235759, опубл. 10.09.2004].
Однако эта композиция обладает жидкой консистенцией, что существенно сужает область ее применения.
Известна также смазка для металлических форм, которая используется при изготовлении бетонных и железобетонных изделий на базе отработанного моторного или машинного масла. Она содержит также эмульгатор - омыленный талловый пек, щавелевую кислоту и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
масло - 15-45, эмульгатор - 1,5-4,5, щавелевая кислота - 0,1-0,3 и вода - остальное [патент РФ 2190526, опубл. 10.10.2002].
Наиболее близким техническим решением, то есть прототипом, является смазка для металлических форм [патент РФ 227747201, опубл. 10.06.2006], содержащая рапсовое масло, жирную (олеиновую или стеариновую) кислоту и триэтаноламин.
Однако эта смазка имеет следующие недостатки:
1. Недостаточная экономичность, так как:
а) расход смазки на 1 м3 опалубки составляет 7-10 г;
б) смазку наносят каждый раз перед заполнением формы бетоном;
в) смазка не является дешевой.
2. Водная эмульсия этой смазки неустойчива при хранении и расслаивается уже через 5 минут.
3. Хотя смазка не расслаивается при хранении, но при этом из-за подверженности окислению и биопоражению она приобретает крайне неприятный запах прогорклых масел в атмосфере производственного помещения, который вызывает раздражение органов дыхания обслуживающего персонала.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей изобретения является поиск смазочной композиции на основе рапсового масла, которая была бы более экономичной, устойчивой к расслоению в виде 10-20%-ной водной эмульсии и не имела бы сильного запаха прогорклого масла.
Поставленная задача решена смазочной композицией на основе рапсового масла, которая дополнительно содержит натриевые соли высших жирных кислот рапсового масла и капролактам, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| рапсовое масло | 79-95% |
| натриевые соли высших жирных кислот рапсового масла | 4,5-20% |
| капролактам | 0,5-1,0% |
Изобретение позволяет получить следующие преимущества:
1. Повысить экономичность смазочной композиции за счет:
а) возможности использования смазки в виде как минимум 10%-ной водной эмульсии. С учетом этого расход смазки снижается до 1,5-2,5 г/м2;
б) возможности нанесения эмульсии на поверхность формы через один или два раза, так как эмульсия обеспечивает высокую адгезию компонентов смазки к металлической поверхности формы за счет структурирования пленки разветвленными молекулами олигомеров капролактама. При пропарке железобетонных изделий в термокамерах происходит полимеризация капролактама, в результате чего образуется сплошная гидрофобная пленка по всей поверхности, которая сохраняет свойства при повторном использовании;
в) для изготовления предлагаемой композиции можно использовать более дешевые и доступные компоненты. Так, карбонат натрия против высших жирных кислот по весовому количеству и стоимости применять в 5 раз выгоднее. А капролактам можно использовать в виде сточных вод как отход производства капролактама и полиамида - 6, которые подлежат утилизации и поэтому отпускаются заводом бесплатно.
2. Водная эмульсия смазки не расслаивается как минимум в течение 12 месяцев.
3. Возможность хранения смазки в виде низко концентрированной эмульсии позволяет исключить появление сильного неприятного запаха прогорклых масел в атмосфере производственного помещения, раздражающего органы дыхания обслуживающего персонала.
Кроме того, изобретение позволяет полностью избежать появления масляных пятен на поверхности бетонных и железобетонных изделий, а также исключить коррозию металлических форм, узлов и механизмов.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для получения смазочной композиции используют следующие ингредиенты:
Рапсовое масло [ГОСТ 8988 - 2002. Масло рапсовое. Технические условия.].
Na2CO3 [ГОСТ 83-79. Натрий углекислый. Технические условия.].
Капролактам [ГОСТ 7850-86. Капролактам. Технические условия.].
Эмульгатор - натриевые соли высших жирных кислот рапсового масла получают известным способом по реакции омыления с использованием карбоната натрия. Для этого в реактор - смеситель при работающей мешалке загружают рапсовое масло. Затем в реактор вводят 20%-ный раствор карбоната натрия при температуре 60-70°С в количестве, необходимом для получения соотношения масло / раствор 10/1-15/1, и выдерживают в течение 25-30 мин.
Заявляемая смазочная композиция может выпускаться в виде концентрата или эмульсии.
Смазка может быть приготовлена с использованием известных смесителей, не требует больших затрат тепловой и электрической энергии.
Для получения концентрата смазочной композиции смешивают до однородной массы эмульгатор и рапсовое масло, затем добавляют ингибитор коррозии - капролактам.
Смазка на основе рапсового масла представляет собой маслообразную жидкость от желтого до темно-желтого цвета, легко наносимую на поверхность формы растиранием, пневмораспылением или разбрызгиванием под давлением. Смазка обладает достаточно высокой адгезией к поверхности металлических форм и обеспечивает нанесение смазки тонким слоем равномерной толщины. Нанесение смазки можно производить как в холодном, так и в горячем состоянии.
Для получения эмульсии готовый концентрат разбавляют до необходимой концентрации (10-20%) водопроводной водой или сточной водой производства полиамида, имеющей температуру 85-90°С и содержащей капролактам, олигомеры капролактама (димеры, тримеры) в количестве 0,05-1%, присутствие которых улучшает однородность и повышает устойчивость эмульсии к расслоению. После перемешивания, например, при помощи циркуляционного вихревого насоса в течение 10-15 мин образуется однородная эмульсия, готовая к применению. Эмульсия также обладает высокой адгезией к поверхности металлических форм.
Испытание 10%-ной эмульсии показало отсутствие расслоения в течение 6 месяцев. Термические испытания в термокамере при 75°С в течение 8 ч показали отсутствие расслоения и появление масляного слоя высотой не более 0,5 мм. Полученная эмульсия характеризуется отсутствием токсического действия, является экологически безопасной, имеет слабый характерный запах, свойственный мылам.
Испытания на коррозионную устойчивость дали следующие результаты: металлическая пластина в растворе эмульсии в течение 60 суток показала отсутствие следов коррозии. Пластина, обработанная в растворе эмульсии и выдержанная на открытом воздухе в течение 60 суток, показала отсутствие следов коррозии и наличие равномерной эластичной защитной пленки.
Примеры составов смазки и качественные показатели представлены в таблице.
Данные таблицы и результаты испытаний с очевидностью доказывают высокое качество заявляемой смазки.
| Качественные показатели смазки | ||||||||
| Примеры | Состав, мас.% | Показатели | ||||||
| Масло рапсовое | Натриевые соли высших жирных кислот рапсового масла | Ингибирующая добавка - капролактам | Удельный расход 10%-нойэмульсии, г/м2 | Удельный расход безводной эмульсии, г/м2 | Срок сохранения гомогенности эмульсии, мес | Запах | ||
| 1 | 79 | 20 | 1 | 25 | 2,5 | 12 | Слабый мыльный | |
| 2 | 83 | 16,4 | 0,6 | 23 | 2,3 | 12 | ||
| 3 | 87 | 12,3 | 0,7 | 20 | 2,0 | 12 | ||
| 4 | 95 | 4,5 | 0,5 | 15 | 1,5 | 12 | ||
| Прототип | Масло рапсовое | Олеиновая кислота, | Триэтанол амин | Митофен | Сильный неприятный | |||
| До 100 | 29,0 | 1,0 | ||||||
| 0,001 | 90 | 9 | 5 мин*) | |||||
| Примечание: * Прототип взят в виде 10%-ной эмульсии. |
Смазочная композиция на основе рапсового масла, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит натриевые соли высших жирных кислот рапсового масла и капролактам при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| рапсовое масло | 79-95 |
| натриевые соли высших жирных кислот | |
| рапсового масла | 4,5-20 |
| капролактам | 0,5-1,0 |
