Способ получения смазочного концентрата для обработки металлов давлением


 


Владельцы патента RU 2535495:

Общество с ограниченной ответственностью "Промтехэксперт" (RU)

Настоящее изобретение относится к способу получения смазочного концентрата для обработки металлов давлением, представляющего собой эмульсию масла в воде, заключающемуся в том, что смесь гудрона от дистилляции жирных кислот с кислотным числом 40-60 мгКОН/г (жировой гудрон), выделенных из соапстоков растительных масел, представляющего собой смесь триглицеридов и свободных жирных кислот, и водного раствора гудрона от дистилляции глицерина (глицериновый гудрон), подвергают омылению водным раствором щелочи (NaOH) до полной нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в жировом гудроне, с получением мыльно-глицериновой эмульсии в виде дистиллята, при этом соотношение глицеринового и жирового гудронов в омыляемой смеси составляет 1:3-1:2, причем в полученную мыльно-глицериновую эмульсию дополнительно вводят свободные жирные кислоты, полученные в процессе физической рафинации подсолнечного масла (ЖКФР), в соотношении с мылами, полученными при нейтрализации смеси гудронов, в массовом соотношении 0,5:1-1:1. Техническим результатом настоящего изобретения является получение смазочного концентрата с улучшенными антифрикционными свойствами, со сниженным значением вязкости и с повышенной стабильностью водных эмульсий. 2 табл.

 

Изобретение относится к области получения технологических смазок и смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), в частности смазок, применяемых для обработки металлов давлением.

Известен способ получения смазки для холодной обработки металлов давлением путем дистилляции жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных масел, с получением гудронного остатка, содержащего до 30% продуктов полимеризации и конденсации, омыление которого ведут водным раствором щелочи на глубину нейтрализации 35-40% из расчета по кислотному числу. (А.С. СССР №407942, кл. C10M 5/14. «Способ получения смазки для холодной обработки металлов давлением». Бюл. №47, 1974 г.).

Недостатком способа является то, что подвергаемый нейтрализации гудрон имеет высокое содержание полимеризата и относительно низкое кислотное число.

Наличие до 30% полимеризата увеличивает вязкость смазки, загрязнение поверхности металла после деформации, затрудняет удаление смазки.

Известен способ получения смазки для обработки металлов, представляющий собой эмульсию масла в воде, в котором смесь триглицеридов, моноглицеридов, жирной кислоты и жирного амина эмульгируется водным раствором щелочного мыла жирной кислоты. (Патент США №4206059, кл. C10M 3/18, 1980 г.)

Существенным недостатком данного способа является использование дефицитного сырья.

Условием высокой стабильности эмульсий является высокое содержание в концентрате мыла, что приводит к загущению концентрата, затрудняющее их растворение и использование СОЖ в циркуляционных охлаждаемых системах.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения концентрата технологической смазки путем омыления водным раствором щелочи (NaOH) дистиллята от процесса дистилляционной рафинации подсолнечного масла (ЖКРФ) из расчета по кислотному числу 60-150 мг КОН/г (Патент РФ №2213130, МКИ: C10M 177/00. «Способ получения концентрата технологической смазки для обработки металлов». Бюл. №27, 2003 г.), который принят за прототип.

Достаточно высокое кислотное число омыляемого дистиллята позволяет получить концентрат с различной глубиной омыления при высоком содержании свободных жирных кислот и достаточном количестве продуктов омыления, обеспечивающих стабильность водных эмульсий.

Недостатком получаемой смазки является отсутствие в ее составе триглицеридов, моно- и диглицеридов, продуктов полимеризации жирных кислот и полиглицеридов, что снижает ее смазочные свойства.

В связи с вышеизложенным смазка применяется в процессах деформации профилей из цветных металлов и сплавов, но недостаточно эффективна в процессах волочения и штамповки изделий из углеродистых и легированных сталей.

Кроме того, наличие в смазке мыльно-масляных композиций обуславливает высокую вязкость омыляемой жировой основы, что определяет низкое содержание в концентрате смазочного вещества.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение антифрикционных свойств смазки, снижение вязкости концентрата и повышение содержания в концентрате смазочного вещества, повышение стабильности водных эмульсий смазки.

Для достижения этой цели смесь гудрона от дистилляции жирных кислот с кислотным числом 40-60 мг КОН/г (жировой гудрон), выделенных из соапстоков растительных масел, представляющего собой смесь триглицеридов и свободных жирных кислот, и водного раствора гудрона от дистилляции глицерина (глицериновый гудрон), подвергают омылению водным раствором щелочи (NaOH) до полной нейтрализациии свободных жирных кислот, содержащихся в жировом гудроне, с получением мыльно-глицериновой эмульсии в виде дистиллята, при этом соотношение глицеринового и жирового гудронов в омыляемой смеси составляет 1:3-1:2, причем в полученную мыльно-глицериновую эмульсию дополнительно вводят свободные жирные кислоты, полученные в процессе физической рафинации подсолнечного масла (ЖКФР) в соотношении с мылами, полученными при нейтрализации смеси гудронов, в массовом соотношении 0,5:1-1:1.

Глицериновый гудрон представляет собой вязкую подвижную жидкость от светло-коричневого до коричневого цвета с массовой долей глицерина и полиглицеринов не менее 30%.

Гудрон от дистилляции жирных кислот содержит в своем составе 30-50 мас.% триглицеридов, 30-50 мас.% свободных жирных кислот и до 30 мас.% продуктов полимеризации и конденсации.

Дистиллят, получаемый в процессе физической рафинации подсолнечного масла, представляет собой смесь преимущественно жирных кислот и нейтрального масла с массовой долей жирных кислот 70-80%, кислотное число 130-160 мг КОН/г, число омыления 170-180 мг КОН/г, температура застывания жирных кислот 18-22°C.

Рецептуры смазочных основ и составы получаемых концентратов приведены в таблице 1.

Таблица 1
Рецептуры смазочных основ и составы получаемых концентратов
Наименование способа Рецептура исходного сырья и состав получаемых концентратов, мас.% Соотношение компонентов смеси Число омыления, кислотные числа и глубина нейтрализации, мгКОН
Глицериновый гудрон Жировой гудрон ЖКФР Вода Содержание смазочного вещества ЖКФР: мыло Глицериновый гудрон: жировой гудрон Жировой гудрон ЖКФР
Число омыления Кислотное число Глубина нейтрализации Кислотное число Глубина нейтрализации
Способ получения мыльно-глицеринового концентрата (предлагаемый)
1 10 30 12-9 48 52 1:1 1:3 150 60 60 150 0
2 12 30 8-6 50 50 0,8:1 1:2,5 150 50 50 150 0
3 15 30 4-3 51 49 0,5:1 1:2 150 40 40 150 0
Способ получения мыльно-масляного концентрата (прототип)
4 - - 30 40 30 - - - - 150 60

Проводились испытания 10% эмульсии смазок, которые соответствуют концентрации смазок, применяемых в процессах штамповки и волочения изделий из углеродистых и низколегированных сталей.

В процессе испытаний определяли коэффициент трения, характеризующий антифрикционные свойства смазки.

Коэффициент трения определяли при осадке металлических колец из ст.20. Высота колец 50 мм, наружный диаметр 25 мм, толщина стенки 2 мм. Исходная температура колец и штампа 20°C. Величина разовой деформации кольца - 20%.

Определяли также содержание смазочных веществ в концентратах, вязкость полученных концентратов и стабильность 10% водных эмульсий.

Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Таблица 2
Результаты испытаний смазочных концентратов
№№ пп Содержание в концентрате, мас.% Вязкость концентра
та при 50°C, сП
Концетрация водных эмульсий, мас.% Стабиль
ность водных эмульсий, % отстоя
Коэффи
циент трения, (f)
Смазочно
го вещества
Свободных жирных кислот
1 52 12 100 10 12 0,26
2 50 8 92 10 10 0,30
3 49 4 84 10 8 0,35
4 30 18 110 10 20 0,38

Как видно из таблиц 1 и 2, содержание смазочного вещества в концентрате, получаемом по предлагаемому способу, выше, чем при омылении жирных кислот физической рафинации, взятому в качестве прототипа (до 51 мас.% вместо 30 мас.%).

При этом вязкость получаемого концентрата ниже, чем у прототипа (84-100 сП вместо 110 сП).

При увеличении содержания в рецептуре гудрона от дистилляции жирных кислот (жирового гудрона) выше 30 мас.% и снижении содержания глицеринового гудрона ниже 10 мас.% вязкость получаемого концентрата увеличивается до уровня прототипа (110 сП) и выше.

Снижение содержания в рецептуре жирового гудрона ниже 30 мас.% и увеличение содержания глицеринового гудрона выше 15 мас.% ухудшает антифрикционные свойства смазки (коэффициент трения с 0,26-0,35 растет до уровня прототипа - 0,32 и выше).

Таким образом, оптимальное соотношение глицеринового и жирового гудрона в рецептуре составляет 1:3-1:2.

При омылении по кислотному числу жирового гудрона (40-60 мг КОН/г) обеспечивается стабильность водных эмульсий концентрата выше, чем у прототипа (8-12% отстоя при 20% отстоя у прототипа).

Снижение кислотного числа жирового гудрона ниже 40 мг КОН/г не позволяет провести омыление на глубину, обеспечивающую высокую стабильность водных эмульсий.

Получение жирового гудрона с кислотным числом выше 60 мг КОН/г нецелесообразно с точки зрения выхода основного продукта - дистиллированных жирных кислот.

Концентрат, полученный по предлагаемому способу, обеспечивает более высокие антифрикционные свойства водных эмульсий по сравнению с прототипом при соотношении свободных жирных кислот (ЖКФР) с мылами,полученными при нейтрализации жировых гудронов, 0,5:1-1:1.

Увеличение содержания свободных жирных кислот (ЖКФР) по отношению к мылу более 1:1 (выше 12 мас.%) снижает стабильность водных эмульсий до уровня прототипа.

Снижение содержания ЖКФР по отношению к мылу менее 0,5:1 (ниже 4 мас.%) снижает до уровня прототипа антифрикционные свойства водных эмульсий.

Таким образом, предлагаемый способ получения смазочного концентрата позволяет:

- получить концентрат с повышенным содержанием смазочного вещества;

- снизить вязкость смазочного концентрата;

- повысить стабильность водных эмульсий;

- улучшить антифрикционные свойства водных эмульсий;

- получить эффективную смазку на основе жировых отходов различных производств.

Способ получения смазочного концентрата для обработки металлов давлением, представляющего собой эмульсию масла в воде, заключающийся в том, что смесь гудрона от дистилляции жирных кислот с кислотным числом 40-60 мгКОН/г (жировой гудрон), выделенных из соапстоков растительных масел, представляющего собой смесь триглицеридов и свободных жирных кислот, и водного раствора гудрона от дистилляции глицерина (глицериновый гудрон), подвергают омылению водным раствором щелочи (NaOH) до полной нейтрализациии свободных жирных кислот, содержащихся в жировом гудроне, с получением мыльно-глицериновой эмульсии в виде дистиллята, при этом соотношение глицеринового и жирового гудронов в омыляемой смеси составляет 1:3-1:2, причем в полученную мыльно-глицериновую эмульсию дополнительно вводят свободные жирные кислоты, полученные в процессе физической рафинации подсолнечного масла (ЖКФР) в соотношении с мылами, полученными при нейтрализации смеси гудронов, в массовом соотношении 0,5:1-1:1.



 

Похожие патенты:
Настоящее изобретение относится к смазочно-охлаждающей жидкости для обработки металлов давлением, содержащей воду и масло с числом омыления не менее 130 мг КОН/г, при содержании механических примесей не более 100 мг/л на 1% общей концентрации масла, при этом дополнительно содержит углеродные нанотрубки типа «Таунит» при их концентрации - 1-1,2% и общей концентрации масла 1,25-1,5%.
Настоящее изобретение относится к защитной смазке для стыковых и сварных соединений металлических деталей сельскохозяйственной техники при хранении ее на открытых площадках, которая содержит отработанное моторное масло, при этом дополнительно содержит фосфатидный концентрат и порошок цинка, при следующем соотношении компонентов, мас.%: отработанное масло - 88; фосфатидный концентрат - 10; порошок цинка - 2.
Настоящее изобретение относится к смазочно-охлаждающей жидкости для шлифования плазменных покрытий на никелевой основе, содержащей эмульсол «ЭПМ-1ш» и воду, отличающейся тем, что смазочно-охлаждающая жидкость дополнительно содержит присадку ML - RM 20 и присадку ML - 5331 при следующем соотношении компонентов, мас.%: Эмульсол «ЭПМ-1ш» 2,0-3,2 Присадка ML - RM 20 0,45-0,65 Присадка ML - 5331 0,05-0,08 Вода остальное Техническим результатом настоящего изобретения является достижение высокой производительности обработки и высокой стойкости абразивного инструмента, а также получение удовлетворительной шероховатости обрабатываемой поверхности.
Настоящее изобретение относится к смазочно-охлаждающей жидкости для алмазной обработки стекла, включающей воду и соль полимерных производных аминогуанидинов, отличающейся тем, что она дополнительно содержит арабиногалактан при следующем соотношении компонентов, мас.%: соль полимерных производных аминогуанидинов - 0,1-0,3; арабиногалактан - 1.0-1.1; вода - остальное.
Изобретение относится к созданию композиционного антифрикционного твердого смазочного покрытия. Композиция антифрикционного твердою смазочного покрытия содержит дисульфид молибдена, азотную кислоту, фосфорную кислоту, азотнокислое серебро, оксид меди, дополнительно содержит тетраэтилтиурамдисульфида медный комплекс, суспензию фторопласта Ф-4Д и компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: дисульфид молибдена 50-56; тетраэтилтиурамдисульфида медный комплекс 4-8; азотнокислое серебро 2-4; азотная кислота 3-7; фосфорная кислота 10-12; оксид меди 1-3; суспензия фторопласта Ф-4Д 13-15; вода остальное.
Изобретение относится к алмазно-абразивной обработке широкого класса материалов, а именно к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ), и может быть использовано в оптико-механической, электронной и других отраслях промышленности при шлифовании стекла, керамики, сапфира, кварца, кремния, арсенида галлия, карбида кремния и других материалов.
Изобретение относится к получению и составам эмульсолов на основе минеральных масел (нефтепродуктов) и может быть использовано для смазки металлических форм при изготовлении бетонных и железобетонных изделий.

Изобретение относится к композиции консистентной смазки. .

Настоящее изобретение относится к смазочному веществу для цилиндров, имеющему ЩЧ (щелочное число), определенное в соответствии со стандартом ASTM D-2896, больше или равное 15 миллиграмм гидроксида калия на грамм смазочного вещества, содержащему: - одно или более смазочное базовое масло для судовых двигателей, - по меньшей мере один детергент, основанный на щелочных или щелочноземельных металлах, сверхзащелоченный карбонатами металлов, возможно в комбинации с одним или более нейтральным детергентом, - один или более маслорастворимый жирный амин, содержащий от 16 до 22 атомов углерода и имеющий ЩЧ, определенное в соответствии со стандартом ASTM D-2896, составляющее от 150 до 600 миллиграмм гидроксида калия на грамм.

Настоящее изобретение относится к цилиндровому маслу, имеющему BN, не менее 40 миллиграмм гидроксида калия на грамм масла, содержащему базовое масло для судового двигателя и по меньшей мере один сверхщелочной детергент на основе щелочных или щелочноземельных металлов, характеризующееся тем, что оно дополнительно содержит от 0,01 масс.% до 10 масс.% от общей массы масла одного или нескольких соединений (А), выбранных из сложных эфиров насыщенных жирных монокислот, содержащих не менее 14 атомов углерода, и спиртов, содержащих не более 6 атомов углерода, где соединения (А) выбраны из моноэфиров одноатомных спиртов и диэфиров, и где по меньшей мере один сверхщелочной детергент на основе щелочных или щелочноземельных металлов выбран из группы, состоящей из фенолятов, сульфонатов, салицилатов и смесей указанных детергентов, где указанный детергент является сверхщелочным за счет карбоната кальция.

Изобретение относится к способу защиты металлоизделий от атмосферной коррозии в условиях солевого тумана, хранящихся в межсезонный период на открытых площадках, под навесом и в неотапливаемом помещении, в том числе при повышенном содержании в воздухе микропримесей хлоридов при наличии переменных температурных (20-40°С) и влажностных (относительная влажность воздуха 70-100%) нагрузок, а также при воздействии хлоридных нейтральных сред посредством нанесения покрытия, состоящего из низкоэрукового рапсового масла, содержащего 20±5 масс.% синтетических жирных кислот.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве добавки к смазочным материалам, преимущественно в приводах стационарных устройств и двигателях транспортных средств, в узлах трансмиссий и ходовых частей машин.

Изобретение относится к смазочным материалам и может быть использовано в области машино- и приборостроения для смазки узлов трения машин и механизмов. .
Изобретение относится к химическим веществам, а именно к смазочно-охлаждающим технологическим средам (СОТС) для обработки цветных металлов. .
Наверх