Смазочно-охлаждающая жидкость с углеродными нанотрубками

Изобретение относится к области механической обработки металлов и может быть использовано на предприятиях машиностроения. Предлагается смазочно-охлаждающая жидкость, содержащая модификатор, отличающаяся тем, что в качестве модификатора использована полученная при действии ультразвука водная дисперсия многостенных углеродных нанотрубок, поверхность которых функционализирована четвертичной аммониевой солью, при следующем соотношении компонентов, масс. %: масло индустриальное - 1,0-1,7; карбомол - 0,36-0,6; кислота олеиновая - 0,3-0,5; триэтаноламин - 0,3-0,5; присадки - 0,05-0,08; углеродные нанотрубки - 0,01-0,1; вода - остальное. Технический результат - повышение стабильности смазочно-охлаждающей жидкости и устойчивости к биопоражению. 2 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к области механической обработки металлов и может быть использовано на предприятиях машиностроения.

Для механической обработки металлов применяются смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). Существенными недостатками эмульсионных СОЖ являются их невысокая стабильность и низкая устойчивость к биопоражению. Для решения этих проблем в СОЖ вводят различные модификаторы.

Известен эмульсол для приготовления водорастворимой смазочно-охлаждающей жидкости, содержащий олеиновую кислоту, триэтаноламин и базовую основу трансформаторного масла или масло трансформаторное [1]. Эмульсол содержит тетраборат этилендиаммония при следующем соотношении компонентов, масс. %:

олеиновая кислота 12,0-14,0
триэтаноламин 6,0-8,0
тетраборат этилендиаммония 6,5-9,0
базовая основа трансформаторного
масла или масло трансформаторное остальное

Недостатком является невысокая антикоррозионная эффективность эмульсола и низкая устойчивость к биопоражению.

Наиболее близкой к заявляемому решению по технической сущности является синтетическая смазочно-охлаждающая жидкость, содержащая смешанные в воде триэтаноламин, соду кальцинированную, нитрит натрия, противопенную присадку и модификатор [2]. В качестве модификатора использован дисперсный водный раствор углеродных нанотрубок при их концентрации 170-300 млн/мл, полученный с помощью ультразвука, при следующем соотношении компонентов, масс. %:

триэтаноламин 0,8-1,6
сода кальцинированная 0,25-0,35
нитрит натрия 0,25-0,5
противопенная присадка 0,08-0,1
модификатор 0,01-1,0
вода остальное

Недостатком является присутствие в составе СОЖ токсичного нитрита натрия и невысокая эффективность модификатора по отношению к биопоражению.

Технический результат, на который направлено предлагаемое изобретение, - повышение стабильности смазочно-охлаждающей жидкости и устойчивости к биопоражению.

Указанный результат достигается тем, что в смазочно-охлаждаюшую жидкость, содержащую смешанные в воде масло индустриальное, карбомол, кислоту олеиновую, триэтаноламин, присадки, добавляют модификатор при следующем соотношении компонентов, масс. %:

масло индустриальное 1,0-1,7
карбомол 0,36-0,6
кислота олеиновая 0,3-0,5
триэтаноламин 0,3-0,5
присадки 0,05-0,08
углеродные нанотрубки 0,01-0,1
вода остальное

В качестве модификатора использована полученная при действии ультразвука водная дисперсия многостенных углеродных нанотрубок.

Особенностью является то, что в качестве модификатора используются многостенные углеродные нанотрубки, поверхность которых функционализирована четвертичной аммониевой солью.

Использование предлагаемого модификатора позволит повысить стабильность СОЖ и устойчивость к биопоражению, уменьшить экологическую опасность за счет отсутствия в ее составе нитрита натрия.

Способ приготовления СОЖ осуществляется следующим образом. В экспериментах использовались многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ), которые получают методом химического осаждения из паровой фазы (метод MOCVD) с использованием прекурсоров толуола и ферроцена при 850°C. Для модифицирования поверхности МУНТ и уменьшения адгезии МУНТ друг к другу применяют обработку смесью концентрированных серной и азотной кислот в соотношении 3:1 при 90°C в течение 80 мин (функционализация поверхности карбоксильными группами, МУНТ-СООН) [3].

Поверхность МУНТ-СООН способна за счет карбоксильных групп химически связываться с аминами (в частности, с триэтаноламином) с образованием четвертичной аммониевой соли МУНТ-ТЭА [4]:

МУНТ-C(O)-O-H++:N(CH2CH2OH)3

→МУНТ-C(O)-O-NH+(CH2CH2OH)3

К 1,0 г МУНТ-СООН добавляли 0,5 г триэтаноламина, смесь перетирали до получения однородной массы, добавляли 50 мл воды. Суспензию при перемешивании нагревали в течение 60 мин при температуре не более 80°C. После окончания реакции полученную смесь отфильтровывали, промывали водой, высушивали при 80°C в течение 2 ч.

МУНТ в количестве 0,1-1,0 г диспергировали в 10-50 мл воды при ультразвуковом воздействии с частотой 22 кГц в течение 3-5 мин, полученную дисперсию добавляли к расчетному количеству эмульсии СОЖ для получения концентрации МУНТ 0,01-0,1 мас. %, смесь механически перемешивали в течение 5 мин.

Пример 1.

0,1 г МУНТ-СООН диспергировали в 10 мл воды при ультразвуковом воздействии в течение 3 мин, полученную дисперсию добавляли к расчетному количеству эмульсии СОЖ (исходный состав СОЖ, масс. %:

состав 1 - масло индустриальное - 1,0; карбомол - 0,36; кислота олеиновая - 0,3; триэтаноламин - 0,3; присадки - 0,05; углеродные нанотрубки - 0,01; вода - остальное

состав 2 - масло индустриальное - 1,7; карбомол - 0,6; кислота олеиновая - 0,5; триэтаноламин - 0,5; присадки - 0,08; углеродные нанотрубки - 0,1; вода - остальное) для получения концентрации МУНТ 0,05 мас. %, смесь механически перемешивали в течение 5 мин.

Пример 2.

Смазочно-охлаждаюшую жидкость получали аналогично примеру 1, но вместо МУНТ-СООН использовали МУНТ-ТЭА.

0,1 г МУНТ-ТЭА диспергировали в 10 мл воды при ультразвуковом воздействии в течение 3 мин, полученную дисперсию добавляли к расчетному количеству эмульсии СОЖ (исходный состав СОЖ, масс. %:

состав 1 - масло индустриальное - 1,0; карбомол - 0,36; кислота олеиновая - 0,3; триэтаноламин - 0,3; присадки - 0,05; углеродные нанотрубки - 0,01; вода - остальное

состав 2 - масло индустриальное - 1,7; карбомол - 0,6; кислота олеиновая - 0,5; триэтаноламин - 0,5; присадки - 0,08; углеродные нанотрубки - 0,1; вода - остальное) для получения концентрации МУНТ 0,05 мас. %, смесь механически перемешивали в течение 5 мин.

Полученную СОЖ подвергали испытанию на биопоражение с помощью индикатора 2,3,5-трифенилтетразолия хлористого. Результаты для 2 составов эмульсий СОЖ представлены в таблицах 1 и 2.

Из полученных результатов следует, что модифицирование СОЖ четвертичной аммониевой солью МУНТ-ТЭА приводит к повышению стабильности смазочно-охлаждающей жидкости и устойчивости к биопоражению. Через 180 сут при использовании МУНТ-ТЭА биопоражение отсутствует для СОЖ обоих составов, при использовании МУНТ-СООН балл биопоражения равен II (неудовлетворительная биостойкость). Для контрольных образцов без МУНТ через 150 сут балл биопоражения равен IV, что соответствует полному биопоражению.

Литература

1. Патент №2426772, Россия. Эмульсол для приготовления смазочно-охлаждающей жидкости / А.Н. Литвиненко, Н.С. Родионов, Е.С. Климов и др. - 2011.

2. Патент №2417253, Россия. Синтетическая смазочно-охлаждающая жидкость с углеродными нанотрубками / А.А. Фомин, В.А. Мышкин. - 2011.

3. Климов, Е.С. Изучение поверхности и свойств многостенных углеродных нанотрубок при физико-химическом модифицировании / Е.С. Климов, М.В. Бузаева, О.А. Давыдова и др. // Журнал прикладной химии. - 2015. - Т. 88. - №8. - С. 1105-1110.

4. Макарова, И.А. Модифицирование смазочно-охлаждающей жидкости функционализированными углеродными нанотрубками // Вестник ЮУрГУ. - Серия «Химия». - 2015. - Т. 7. - №3. - С. 5-10.

Смазочно-охлаждающая жидкость, содержащая модификатор, отличающаяся тем, что в качестве модификатора использована полученная при действии ультразвука водная дисперсия многостенных углеродных нанотрубок, поверхность которых функционализирована четвертичной аммониевой солью, при следующем соотношении компонентов, масс. %:

масло индустриальное 1,0-1,7
карбомол 0,36-0,6
кислота олеиновая 0,3-0,5
триэтаноламин 0,3-0,5
присадки 0,05-0,08
углеродные нанотрубки 0,01-0,1
вода остальное



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области обработки строительных конструкций. Изобретение может быть использовано для обработки, в частности сверления, железобетона при ремонте, реконструкции и разрушении зданий, для резки арматуры, или в любых других случаях, при которых требуется получить отверстия в железобетоне.

Изобретение относится к водорастворимому смазочному агенту для обработки металлов, содержащему компонент А, компонент В, компонент С и компонент D, где компонент А представляет собой минеральное масло, которое обладает характеристической температурой, измеренной в соответствии с JIS K2242, 570°С или выше, и содержится в количестве 10% мас.

Настоящее изобретение относится к концентрату СОЖ для механической обработки металлов, содержащему в качестве основного компонента электрохимический активированный католит с pH≥11,5 и с окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП) ϕ≤-300 мВ (pH≥11,5), а в качестве добавки применяется гексамин и карбоксипав при следующем соотношении компонентов, масс.

Настоящее изобретение относится к концентрату смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), содержащему продукты взаимодействия триэтаноламина с олеиновой кислотой, борной кислотой, моноалкилфосфорной кислотой, целевые добавки - пеногаситель и отдушку и воду, при этом в качестве продукта взаимодействия триэтаноламина с олеиновой кислотой используют триэтаноламиновые мыла олеиновой кислоты и триэтаноламиновые мыла оксиэтилированной олеиновой кислоты на 7 молей окиси этилена, в качестве продукта взаимодействия триэтаноламина с борной кислотой используют продукт взаимодействия триэтаноламина с модифицированной борной кислотой, в качестве продукта взаимодействия триэтаноламина с моноалкилфосфорной кислотой используют продукт, где в качестве спиртового агента служит полиэтиленгликоль 400, концентрат дополнительно содержит водный раствор полиэтиленгликоля 1500 в концентрации 30-35% масс, и ингибитор меди, в качестве которого используют продукт взаимодействия бензотриазола с триэтаноламином в массовом соотношении 1:5, при следующем соотношении компонентов, мас.%: триэтаноламиновые мыла олеиновой кислоты - 10,0-20,0; триэтаноламиновые мыла оксиэтилированной олеиновой кислоты на 7 молей окиси этилена - 10,0-12,0; продукт взаимодействия триэтаноламина с модифицированной борной кислотой - 25,0-28,0; продукт взаимодействия триэтаноламина с моноалкилфосфорной кислотой, где в качестве спиртового агента служит полиэтиленгликоль 400, - 25,0-30,0; водный раствор 30-35% полиэтиленгликоля 1500 - 10,0-12,0; продукт взаимодействия бензотриазола с триэтаноламином в массовом соотношении 1:5 - 0,3-0,5; пеногаситель - 0,05-0,07; отдушка - 0,003-0,005; вода - до 100%.

Настоящее изобретение относится к смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки, содержащей воду и триэтаноламин, при этом с целью повышения качества обрабатываемой поверхности, повышения бактериологической стойкости и снижения энергозатрат при шлифовании, жидкость дополнительно содержит олеиновую кислоту, трансформаторное масло и фурацилин и при следующем соотношении компонентов, мас.%: триэтаноламин - 0,15-7,5; олеиновая кислота - 0,1-5,0; трансформаторное масло - 3,0-10,0; фурацилин - 0,04-0,07; вода - остальное.

Настоящее изобретение относится к водорастворимому смазочному составу для обработки конвейерных лент, содержащему четвертичную аммониевую соль, в качестве которой он содержит алкилдиметилбензиламмоний хлорид, и дополнительно содержит кокоамфоацетат натрия, при следующем соотношении, мас.%: алкилдиметилбензиламмоний хлорид 5-14, кокоамфоацетат натрия 2-5, вода - остальное.

Настоящее изобретение относится к жидкости для прокатки, включающей: от 50 до 90 масс.%, относительно общей массы жидкости для прокатки, углеводородной основы (a), включающей по меньшей мере 50 масс.% изопарафинов, от 5 до 20 масс.%, относительно общей массы жидкости для прокатки, одного или нескольких модификаторов трения (b), выбранных из жирных спиртов, жирных кислот, жирных аминов, сложных эфиров жирных кислот или полимерных сложных эфиров, полученных этерификацией спиртами сополимеров альфа-олефинов и двухосновных карбоновых кислот, от 0,5 до 7 масс.%, относительно общей массы жидкости для прокатки, одной или более противоизносных и/или противозадирных фосфорсодержащих присадок, выбранных из фосфорорганических соединений, являющихся производными фосфористой кислоты (c), причем содержание фосфора в указанной жидкости, измеренное согласно стандарту NFT 60-106, составляет по меньшей мере 500 м.д.
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.
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.

Концентрат водосмешиваемой смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов относится к области машиностроительной промышленности и может быть использован в индивидуальных и централизованных системах подачи смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) для лезвийной и абразивной обработки всех видов черных, цветных металлов и сплавов, а также жаростойких сплавов.

Настоящее изобретение относится к смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки, содержащей воду и триэтаноламин, при этом с целью повышения качества обрабатываемой поверхности, повышения бактериологической стойкости и снижения энергозатрат при шлифовании, жидкость дополнительно содержит олеиновую кислоту, трансформаторное масло и фурацилин и при следующем соотношении компонентов, мас.%: триэтаноламин - 0,15-7,5; олеиновая кислота - 0,1-5,0; трансформаторное масло - 3,0-10,0; фурацилин - 0,04-0,07; вода - остальное.
Настоящее изобретение относится к смазке для холодной обработки металлов давлением, включающей отходы производства полиэтилена 10-30 мас.%; хлорпарафин 5-20 мас.%; осерненное масло с содержанием серы 1-20% 5-20 мас.%; хлористую медь 0,5-1,0 мас.%; триэтаноламин 3,0-3,5 мас.%; олеиновую кислоту 2,0-3,0 мас.%; бис(2-гидроксиэтил)олеиламин 3,0-6,0 мас.%; низкоэтерифицированный пектин 10,0-15,0 мас.%; масло минеральное И-12 до 100.
Изобретение относится к химическим веществам, а именно к смазочно-охлаждающим технологическим средам (СОТС) для обработки цветных металлов. .
Изобретение относится к химическим веществам, а именно к смазочно-охлаждающим технологическим средам (СОТС) для обработки серебра и серебряных сплавов. .
Изобретение относится к составам СОЖ и может быть использовано в прокатном производстве на дрессировочных станах при влажной дрессировке оцинкованных стальных лент, на скоростных линиях перед пассивацией.

Изобретение относится к синтетическим смазочно-охлаждающим жидкостям для механической обработки металлов и может быть использовано на машиностроительных предприятиях различных отраслей народного хозяйства.
Изобретение относится к средствам, обеспечивающим технологические процессы обработки металлов резанием в машиностроительном производстве, в частности процессов металлообработки с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей, и может быть использовано на операциях лезвийной и абразивной обработки черных металлов.

Изобретение относится к области смазочных средств, в частности к водорастворимому смазочному средству для обработки цепных ленточных транспортеров, и может быть использовано в пищевой промышленности при розливе соков, вина, пива, воды и др.

Концентрат водосмешиваемой смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов относится к области машиностроительной промышленности и может быть использован в индивидуальных и централизованных системах подачи смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) для лезвийной и абразивной обработки всех видов черных, цветных металлов и сплавов, а также жаростойких сплавов.

Изобретение относится к области механической обработки металлов и может быть использовано на предприятиях машиностроения. Предлагается смазочно-охлаждающая жидкость, содержащая модификатор, отличающаяся тем, что в качестве модификатора использована полученная при действии ультразвука водная дисперсия многостенных углеродных нанотрубок, поверхность которых функционализирована четвертичной аммониевой солью, при следующем соотношении компонентов, масс. : масло индустриальное - 1,0-1,7; карбомол - 0,36-0,6; кислота олеиновая - 0,3-0,5; триэтаноламин - 0,3-0,5; присадки - 0,05-0,08; углеродные нанотрубки - 0,01-0,1; вода - остальное. Технический результат - повышение стабильности смазочно-охлаждающей жидкости и устойчивости к биопоражению. 2 табл., 2 пр.

Наверх