Емулзол за приготвяне на водосмесима срязваща течност

Употреба: в машиностроителната индустрия, по-специално за приготвяне на водосмесими флуиди за рязане, използвани при обработката на метали. Същност: емулсолът съдържа 30-50 тегл.% базово масло с кинематичен вискозитет при 50 o С 5-40 mm 2 /s, 25-45 тегл. % смес от полиоксиетиленгликолови етери на синтетични първични мастни алкохоли от фракцията С16-С20, 0,06-0,12 тегл.% полиметилсилоксан, 4-10 тегл.% натриев триполифосфат, 4-10 тегл.% бактерицидна и антикорозионна добавка, която е продукт на взаимодействието на естерифицирана смес от ди- и триметил ол урея със сол на фосфорна киселина, а останалото е етилен гликол. ЕФЕКТ: подобряване на антикорозионните и бактерицидни свойства и запазване на функционалните свойства при ниски температури (от -10 до -30 o C). 2 табл.

Изобретението се отнася до областта на приложение на смазочни и охлаждащи технологични средства в процесите на обработка на метали. Може да се използва в машиностроителната промишленост, а именно в смесими с вода режещи течности (охлаждащи течности), използвани при обработката на метали.

Известно е, че различни видове емулзоли (течности, пасти), съдържащи маслена основа, емулгатор (повърхностно активни вещества от различни видове), стабилизатор (алкохоли, гликоли), различни специфични добавки и добавки (противопенители, антикорозионни, бактерицидни) се използват широко за приготвяне на охлаждащи течности.

Например, в (Дубровски Ю.С., Румянцева Т.А., Чугай Г.Н. Експлоатационни свойства на водосмесващи се флуиди за рязане. - К .: UkrNIITI, 1991, брой 2, стр.широко използвани емулзоли, съдържащи минерални масла, емулгатор на основата на талово масло, стабилизатори (алкохоли и гликоли) и добавки (например бактерицидни - хексахлорофен). Недостатъците на тези емулзоли включват: - корозивност на охлаждащата течност, базирана на тях, - загуба на функционалните свойства на емулзола по време на съхранение при ниски температури поради наличието на вода в него.

- монофункционалност, токсичност и лоша разтворимост във вода на добавката хексахлорофен.

За редица металообработващи операции се използва охлаждаща течност на базата на емулзол, описана в (N.N. Kurchik, V.V. Vainshtok, Yu.N. Shekhter. Смазки за рязане на метали. - М .: Химия, 1972, стр. да). Недостатъците на този емулсол включват: - монофункционалност на добавките.

- токсичност на натриев нитрит, - ниска биостабилност, - нестабилност при съхранение (утаяване).

Най-близкият (прототип) до предложения от нас емулзол е емулзолът, описан в (Бердичевски Е. Г. Охлаждащи течности за обработка на материали. - Наръчник. М.: Машиностроение, 1984, стр. 82), който е смес от минерално масло; емулгатор - натриеви петролни сулфонати, екстракт от трансформаторен дестилат, триетаноламин; антикорозионна добавка (натриев нитрит). Основните недостатъци на прототипа включват: - токсичност на натриев нитрит и триетаноламин, - загуба на функционални свойства на емулсола по време на съхранение при ниски температури поради наличието на вода в него.

- използване като основен смазочен компонент на минерално масло с кинематичен вискозитет при 50 o C в тесен диапазон от 9,5-12,5mm 2 /s, което не позволява използването на охлаждаща течност на базата на този емулсол в широк спектър от приложени металообработващи операции - висока цена.

Целта на изобретението е да се получи емулсол за получаване на водосмесими охлаждащи течности с подобрени експлоатационни свойства.

Техническата същност на изобретението се състои в получаването на емулсол, съдържащ следните компоненти, тегл.%: Базово масло с кинематичен вискозитет при 50 o C 5-40 mm 2 /s - 30-50 Емулгатор - 25-45 Противопенителна добавка PMS-200A или еквивалент - 0,06-0,12 Натрий триполифосфат - 4 -10 Бактерицидна и антикорозионна добавка - 4-10 Етиленгликол - Останалото Като емулгатор се използва синтанол клас ACSE-12, който е смес от полиоксиетиленгликолови етери на синтетични първични висши мастни алкохоли от фракцията C16-C20.

Бактерицидната и антикорозионна добавка е неутрализиран продукт от взаимодействието на естерифицирана смес от ди- и триметилолкарбамид със сол на фосфорна киселина.

Добавка против пяна PMS-200A или еквивалент - органосиликонова течност или в противен случай полиметилсилоксан.

Общо за прототипа и изобретението е наличието на минерално масло в състава им.

Отличителни черти на прототипа и изобретението са следните: - в прототипа като емулгатори се използват натриеви петролни сулфонати, екстракт от трансформаторен дестилат, триетаноламин, в изобретението емулгаторът е синтанол AC-SE-12; - в прототипа натриевият нитрит се използва като антикорозионна добавка и няма бактерицидна добавка; - визобретението използва етиленгликол, който е стабилизатор, етиленгликолът отсъства в прототипа; - изобретението използва добавка против пяна PMS-200A (или еквивалент), последната отсъства в прототипа.

Получаването на проби от емулзоли и бактерицидно-антикорозионни добавки, както и тестването на функционалните свойства на предложения емулзол са показани в следните примери.

Пример 1. Синтез на бактерицидно-антикорозионна добавка.

За да се получи смес от ди- и триметилол уреи, 10 ml от 70 тегл.% разтвор на урея и 40 ml 37 тегл.% формалин се зареждат в реакционна колба с бъркалка и обратен хладник, нагряват се до кипене и се държат за 40 минути.

За естерификация на сместа се въвеждат 100 ml n-бутанол и се оставят за 7 часа. След задържане естерифицираната смес се охлажда до 40-45 o С и се инжектира 60 ml загрят до 20-30 o С 50 тегл.% разтвор на сол динатриев фосфат. След 4 часа сместа се охлажда, алкохолът се отделя на делителна фуния и към водоразтворимия (долния) слой се добавят 100 ml 15 тегл.% разтвор на сода каустик. Получената флокулентна утайка се филтрува под вакуум и се суши при стайна температура до постоянно тегло. В резултат на това получихме 40 грама от продукта. Структурата на веществото не е недвусмислено установена.

Пример 2. Получаване на емулзоли.

Емулзолите се получават, както следва: - на първия етап, в контейнер с бъркалка, базата на базовото масло и синтанолът ACSE-12, нагрят до течно състояние, се смесват при температура 40-60 o C в продължение на 20-60 минути, - след това при същата температура последователно се въвеждат етиленгликол и добавка против пяна и се разбъркват в продължение на 20-60 минути, - на третия етап сместа се охлажда до температура 25-30 o C, добавя се последователно бактерицидно-антикорозионна добавка инатриев триполифосфат и се разбърква до хомогенно пастообразно състояние за 20-60 минути.

Съставът на две проби от емулзоли, получени в пример 2, е представен в таблица.1.

Експериментите показват, че използването на синтанол ACSE-12 като емулгатор прави възможно получаването на водосмесими охлаждащи течности, като се използват масла от различни марки (в широк диапазон на промени във вискозитета) и произход.

Получените проби от емулзоли не съдържат вода в състава си и следователно, за разлика от повечето използвани емулзоли, те запазват своите функционални свойства в ниския температурен диапазон (-10-30 o C). Това е потвърдено в изследвания.

Пример 3. Определяне на бактерицидните свойства на охлаждащата течност.

Определянето на бактерицидните свойства на охлаждащите течности, приготвени от емулзоли съгласно пример 2, се извършва съгласно метода, описан в (Смазочни и охлаждащи технологични инструменти за рязане на метал: Наръчник / Под общата редакция на S. G. Entelis, E. M. Berliner. - 2-ро издание, преработено и добавено., М .: Машиностроене, 1995, стр. 361).

Тествана охлаждаща течност, приготвена с помощта на емулзолен състав съгласно пример 2 (виж таблица 1, проба 1, 2) и същата емулсия, но без бактерицидни и антикорозионни добавки.

Приготвянето на охлаждащата течност се извършва чрез смесване на емулзоли с вода в съотношение (по обем) съответно 1:9 (при използване на проба 1) или 1:19 (при използване на проба 2). Тези съотношения се дължат на необходимите характеристики на охлаждащата течност.

След това пробите от охлаждащата течност се подлагат на инфекция с бактерии и се държат няколко дни при температура 305 o C. След това се определя степента на биоувреждане на пробите от охлаждащата течност.

В резултат на тестовете беше установено, че охлаждащата течност, приготвена от емулсол без бактерицидни и антикорозионни свойствадобавки, имаше гранична IV-та оценка на биоувреждане (напълно замърсена охлаждаща течност, неподходяща за по-нататъшна употреба) по V-точкова скала (от 0 до IV), а охлаждащата течност, приготвена от емулсол с бактерицидно-антикорозионна добавка, имаше оценка 0-I, което съответства на добрите експлоатационни свойства на охлаждащата течност.

Пример 4. Определяне на антикорозионните свойства на охлаждащата течност.

Антикорозионните свойства на охлаждащите течности, приготвени от емулсол съгласно пример 2, бяха оценени съгласно метода, описан в (Смазочни и охлаждащи технологични инструменти за рязане на метал / Наръчник / Под общата редакция на S. G. Entelis, E. M. Berliner. - 2-ро издание, преработено и добавено., М .: Машиностроене, 1995, стр. 357, 358).

Тествана охлаждаща течност, приготвена с помощта на емулзолен състав съгласно пример 2 (виж таблица 1, проба 1, 2) и същите емулзоли, но не съдържащи бактерицидни и антикорозионни добавки и натриев триполифосфат.

В резултат на тестовете беше установено, че охлаждащата течност, приготвена от емулсол без бактерицидно-антикорозионна добавка и натриев триполифосфат, има оценка на корозия IV (по V-точкова скала от 0 до IV точки), което съответства на силна степен на корозия. Охлаждащата течност, приготвена на базата на емулсол с бактерицидно-антикорозионна добавка и натриев триполифосфат (виж таблица 1), има оценка 0, което съответства на липсата на корозия.

Пример 5. Промишлено изпитване на охлаждаща течност.

Условията и резултатите от промишлените тестове на охладители, приготвени от емулзоли съгласно пример 2, са представени в таблица. 2.

Показано е, че режещите течности на базата на предложените емулзоли имат високиексплоатационни свойства. В допълнение, самите емулзоли нямат токсични добавки и също така запазват функционалните си свойства след съхранение при ниски температури. В емулзолите се използва многофункционална бактерицидна и антикорозионна добавка, която позволява да се придадат високи антикорозионни свойства и биостабилност на охлаждащата течност. Чрез промяна на основната маслена основа на емулсола е възможно да се използват охлаждащи течности в много по-широк диапазон от металообработващи операции. Методът за получаване на емулсол е прост и не изисква значителна консумация на енергия.

Емулзол за приготвяне на водосмесима срязваща течност, съдържаща следните компоненти, тегл. %: Основно базово масло с кинематичен вискозитет при 50 o C 5-40 mm 2 / s - 30-50 Смес от полиоксиетилен гликол етери на синтетични първични мастни алкохоли фракция C16-C20 - 25-45>Бактерицидна и антикорозионна добавка, която е неутрализиран продукт от взаимодействието на естерифицирана смес от ди- и трим етилол урея със сол на фосфорна киселина - 4-10 Етилен гликол - Останалото