концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов

Формула изобретения

Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий гликоли, продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламином при температуре 95-105°С, отличающийся тем, что дополнительно содержит продукт взаимодействия высших жирных кислот с алканоламином при температуре 130-150°С, ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевую соль, минеральное масло, бензойную кислоту, полиэтиленоксид и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

продукт взаимодействия высших
жирных кислот с алканоламином
при температуре 130-150°С	16-30
гликоли	2-6
продукт взаимодействия борной
кислоты с алканоламином при
температуре 95-105°С	20-40
ди(алкилполиэтиленгликолевого)
эфира фосфорной кислоты калиевая соль	0,2-1
минеральное масло	1-4
бензойная кислота	0,2-2,0
полиэтиленоксид	15-30
вода	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) и может быть использовано для приготовления рабочих растворов СОЖ, используемых для обработки металлов резанием на металлообрабатывающих предприятиях.

Известны концентраты для приготовления СОЖ, используемые при механической обработке металлов, представляющие собой водные растворы активных компонентов, например гликоли, высшие жирные кислоты, триэтаноламин, соль циклогексиламина и синтетических жирных кислот фракции C₁₀ -C₁₃ [1].

Однако рабочие растворы, приготовленные из таких компонентов, при эксплуатации их на предприятиях, снабженных централизованными системами подачи СОЖ, где происходит их интенсивное перемешивание, вызывают обильное пенообразование выше нормы, что в свою очередь затрудняет технологический процесс механообработки. Добавление же пеногасителя в рабочие растворы требуемого эффекта не дает, к тому же может ухудшать остальные свойства СОЖ.

Наиболее близким к заявляемому изобретению составом того же назначения по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является концентрат СОЖ для механической обработки металлов, содержащий высшие жирные кислоты, триэтаноламин, гликоли, синтетические жирные кислоты фракции С₁₀-C₁₆, продукт взаимодействия борной кислоты с моноэтаноламином при температуре 95-105°С [2].

Недостатком такой СОЖ является то, что водные растворы, приготовленные из этого концентрата, не обладают удовлетворительными пенообразующими показателями, являющимися важными составляющими эксплуатационных свойств СОЖ в процессе использования при механообработке.

Задачей заявляемого изобретения является создание концентрата синтетической СОЖ с пониженной пенообразующей способностью при сохранении и улучшении остальных технологических свойств.

Указанный технический результат достигается тем, что концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, содержащий гликоли, продукт взаимодействия борной кислоты с алканоламином при температуре 95-105°С, дополнительно содержит продукт взаимодействия высших жирных кислот с алканоламином при температуре 130-150°С, ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевую соль, минеральное масло, бензойную кислоту, полиэтиленоксид и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Продукт взаимодействия высших жирных
кислоты с алканоламином
при температуре 130-150°С	16-30
Гликоли	2-6
Продукт взаимодействия борной
кислоты с алканоламином
при температуре 95-105°С	20-40
Ди(алкилполиэтиленгликолевого)
эфира фосфорной кислоты калиевая соль	0,2-1
Минеральное масло	1-4
Бензойная кислота	0,2-2,0
Полиэтиленоксид	15-30
Вода	остальное

Исследование склонности к пенообразованию и технологических свойств СОЖ, приготовление на основе заявляемого концентрата показали, что введение в состав продукта взаимодействия высшей жирной кислоты с алканоламином при температуре 130-150°С, ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевой соли, масла, бензойной кислоты и полиэтиленоксида в сочетании с остальными компонентами приводит к стабилизации пены и улучшению технологических свойств СОЖ. При этом в данный концентрат не требуется введение пеногасителя.

Для приготовления концентратов были использованы:

- для приготовления продукта взаимодействия высших жирных кислот с алканоламином при температуре 130-150°С в качестве жирных кислот использованы олеиновая кислота - ТУ 9145-172-473197-94, или миристиновая кислота - ТУ 6-09-127-70, или стеариновая кислота - ГОСТ 9419-60, в качестве алканоламинов использованы моноэтаноламин - ТУ 6-02-915-84, или диэтаноламин - ТУ-09-2652-86, или триэтаноламин - ТУ 6-02-916-79;

- в качестве гликолей: этиленгликоль - ГОСТ 19710-83; или диэтиленгликоль - ГОСТ 1016-77;

- продукт взаимодействия борной кислоты ГОСТ 18704-78 с алканоламином (в качестве алканоламина также использованы моноэтаноламин, ТУ 6-09-215-84, или триэтаноламин ТУ 6-02-916-79) при температуре 95-105°С;

- ди(алкилполиэтиленгликолевого) эфира фосфорной кислоты калиевая соль - ТУ 6-02-1177-79(оксифос Б);

- минеральное масло И-12А - ГОСТ 20799-88;

- бензойная кислота - ГОСТ 10521-63;

- полиэтиленоксид-400 - ФС 42-1242-96.

Концентрат получают путем смешения компонентов при температуре 60-80°С при перемешивании до получения однородной массы.

Для работы используют 2%-ные растворы, приготовленные на воде общей жесткостью 4,6 мг-экв/л.

Составы заявляемого и известного концентратов приведены в таблице 1.

Метод определения склонности к пенообразованию и устойчивости пены заключается в следующем.

В мерный цилиндр вместимостью 1000 мл наливают 190 мл рабочего раствора СОЖ.

Включают микрокомпрессор, подсоединенный к прибору для определения склонности к пенообразованию.

Пропускают воздух через испытуемый раствор с постоянной скоростью 94±5 см³/мин в течение 5 минут, отсчет времени ведут с момента появления первых пузырьков воздуха. По истечении указанного времени прекращают подачу воздуха и измеряют объем пены в см³ .

После 10 минут отстоя снова замеряют объем пены.

Испытание повторяют три раза.

За окончательный результат принимают среднее арифметическое трех параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 20% от среднего значения.

Результат испытаний на пенообразующую способность известного и предлагаемого составов СОЖ приведены в таблице 2.

Исследование технологических свойств предлагаемого состава по сравнению с известным проводилось при точении алюминиевого сплава АЛ2 на токарном станке 16К20 инструментом из быстрорежущей стали Р6АМ5 при скорости резания 40 м/мин, подаче 0,05 мм/об, глубине резания 1 мм. Оценивалась шероховатость обработанной поверхности, которая определялась на приборе "Talysurf".

Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Как видно из таблицы, пенообразующая способность предлагаемого состава гораздо ниже, чем у известного состава, и отвечает всем требованиям по склонности к пенообразованию и по устойчивости.

Технологические свойства заявляемого варианта не только сохраняются, но и улучшаются, что указывает на то, что заявляемый состав обладает более высокими смазывающими свойствами.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания и формулы изобретения:

1. Патент РФ №2109036

2. Патент РФ №2115699

Табл.1
Компоненты	Составы, мас.%
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
Олеиновая кислота	15	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Триэтаноламин	20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Продукт взаимодействия олеиновой кислоты с моноэтаноламином при Т 130-140°	-	16	22	30	16	16
Продукт взаимодействия олеиновой кислоты с диэтаноламином при Т 130-140°	-	-	-	-	-	-	16	22	30	16	16
Продукт взаимодействия олеиновой кислоты с триэтаноламином при Т 130-140°	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-		16	22	30	16	16
Продукт взаимодействия миристиновой кислоты с моноэтаноламином при Т 130-140°	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-			16	22	30	16	16
Продукт взаимодействия миристиновой кислоты с диэтаноламином при Т 130-140°																						16	22
Продукт взаимодействия миристиновой кислоты с триэтаиоламином при Т 130-140°
Продукт взаимодействия стеариновой кислоты с моноэтаноламином при Т 130-140°
Продукт взаимодействия стеариновой кислоты с диэтаноламином при Т 130-140°
Продукт взаимодействия стеариновой кислоты с триэтаноламином при Т 130-140°
Этиленгликоль	20	2	3	6	6	2	2	3	6	6	2	2	3	6	6	2	2	3	6	6	2	2	3
Дизтиленгликоль	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	2	3
Продукт взаимодействия борной кислоты с моноэтаноламином при температуре 95-105°С	15	40	26	30	20	20	40	26	30	20	20	40	26	30	20	20	40	26	30	20	20	-	-
Продукт взаимодействия борной кислоты с триэтаноламином при температуре 95-105°С																						20	26
Синтетические жирные кислоты фракции C 10-C16	1,0	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Ди(алкилполизтиленгликолевого)эфира фосфорной кислоты калиевая соль	-	0,2	0,5	1	1	0,2	0,2	0,5	1	1	0,2	0,2	0,5	1	1	0,2	0,2	0,5	1	1	0,2	0,2	0,5
Минеральное масло	-	1	2	3	4	1	1	2	3	4	1	1	2	3	4	1	1	2	3	4	1	1	2
Бензойная кислота	-	0,2	0,7	1	2	0,2	0,2	0,7	1	2	0,2	0,2	0,7	1	2	0,2	0,2	0,7	1	2	0,2	0,2	0,7
Полиэтиленоксид	-	15	20	15	15	30	15	20	15	15	30	15	20	15	15	30	15	20	15	15	30	15	20
Вода	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100

Продолжение табл.1
Компоненты	Составы, мас.%
	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33	34	35	36	37	38	39	40	41	42	43	44	45	46
Олеиновая кислота	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Триэтаноламин	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Продукт взаимодействия олеиновой кислоты с моноэтаноламином при Т 130-140°	-
Продукт взаимодействия олеиновой кислоты с диэтаноламином при Т 130-140°
Продукт взаимодействия олеиновой кислоты с триэтаноламином при Т 130-140°
Продукт взаимодействия миристиновой кислоты с монозтаноламнном при Т 130-140°
Продукт взаимодействия миристиновой кислоты с диэтаноламином при Т 130-140°	30	16	16	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Продукт взаимодействия миристиновой кислоты с триэтаноламином при Т 130-140°	-	-		16	22	30	16	16	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Продукт взаимодействия стеариновой кислоты с моноэтаноламином при Т 130-140°						-	-		16	22	30	16	16	-	-	-	-
Продукт взаимодействия стеариновой кислоты с диэтаноламином при Т 130-140°											-	-		16	22	30	16	16					-
Продукт взаимодействия стеариновой кислоты с триэтаноламином при Т 130-140°																			16	22	30	16	16
Этиленгликоль	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Диэтиленгликол	6	6	2	2	3	6	6	2	2	3	6	6	2	2	3	6	6	2	2	3	6	6	2
Продукт взаимодействия борной кислоты смоноэтаноламином при температуре 95-105°С	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-			16
Продукт взаимодействия борной кислоты с триэтаноламином при температуре 95-105°С	30	20	20	40	26	30	20	20	40	26	30	20	20	40	26	30	20	20	40	26	30	20	20
Синтетические жирные кислоты фракции С10-C16	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Ди(алкилполиэтиленгликолевого)эфира фосфорной кислоты калиевая соль	1	1	0,2	0,2	0,5	1	1	0,2	0,2	0,5	1	1	0,2	0,2	0,5	1	1	0,2	0,2	0,5	1	1	0,2
Минеральное масло	3	4	1	1	2	3	4	1	1	2	3	4	1	1	2	3	4	1	1	2	3	4	1
Бензойная кислота	1	2	0,2	0,2	0,7	1	2	0,2	0,2	0,7	1	2	0,2	0,2	0,7	1	2	0,2	0,2	0,7	1	2	0,2
Полиэтиленоксид	15	15	30	15	20	15	15	30	15	20	15	15	30	15	20	15	15	30	15	20	15	15	30
Вода	до 100	До 100 о	До 100о	До 100о	До 100о	До 100 о	До 100о	До 100о	До 100о	До 100 о	До 100о	До 100о	До 100о	До 100 о	До 100о	До 100о	До 100о	До 100 о	До 100о	До 100о	До 100о	До 100 о	До 100о

Таблица 2
№ состава концентрата в соответствии с табл.1	Шероховатости поверхности Ra, мкм	Склонность к пенообразованию, см3	Устойчивость пены, см3
№1	9	580	370
№2	4	40	0
№3	4,5	45	0
№4	5	50	0
№5	4,3	45	0
№6	4,6	50	0
№7	4,7	40	0
№8	4,3	50	0
№9	4,1	50	0
№10	4	50	0
№11	4,4	40	0
№12	4	45	0
№13	4,3	45	0
№14	4,0	40	0
№15	5	35	0
№16	5,1	40	0
№17	4,9	35	0
№18	4,6	45	0
№19	4,3	50	0
№20	5	35	0
№21	4,7	40	0
№22	4,3	40	0
№23	4,6	45	0
№24	4,4	50	0
№25	4,3	55	0
№26	4,8	50	0
№27	4,9	45	0
№28	5	45	0
№29	4,1	40	0
№30	4,5	40	0
№31	4,7	50	0
№32	4,9	45	0
№33	4,2	35	0
№34	5,1	40	0
№35	5	40	0
№36	4,4	45	0
№37	40	50	0
№38	4,6	45	0
№39	4,3	50	0
№40	4,2	45	0
№41	4,4	40	0
№42	4,5	40	0
№43	4,2	45	0
№44	4,7	50	0
№45	4,3	40	0
№46	4	45	0