RU2016056C1 - Lubricating fluid concentrate for mechanical treatment of metals - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building. SUBSTANCE: the concentrate comprises (wt %): 2-10 monoethanol or diethanolamine or triethanolamine or mixture thereof; 15-30 a product of condensation of monoethanolamine or diethanolamine or triethanolamine or mixtures thereof containing a fatty acid; and a still residue at the stage of rectification of dimethyldioxane in the manufacture of synthetic rubber, the balance. EFFECT: improved properties of the concentrate. 2 tbl

Description

Изобретение относится к концентрату смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для обработки металлов и может быть использовано при хонинговании, шлифовании, токарной обработке конструкционных углеродистых сталей, чугуна, алюминия и его сплавов взамен маловязких нефтяных масел на металлообрабатывающих и машиностроительных предприятиях различных отраслей народного хозяйства. The invention relates to a concentrate of cutting fluid (coolant) for metal processing and can be used for honing, grinding, turning of structural carbon steels, cast iron, aluminum and its alloys instead of low-viscosity petroleum oils at metalworking and machine-building enterprises of various sectors of the national economy.

Маловязкие нефтяные масла (керосин, дизельное топливо, керосино-масляные смеси и др.). используемые при обработке металлов, обеспечивают достаточно высокий уровень обработки. Однако использование этих пожароопасных продуктов создает неблагоприятные санитарно-гигиенические условия труда, поэтому замена их на водосмешиваемые СОЖ является проблемой чрезвычайно актуальной [1]. Low viscosity petroleum oils (kerosene, diesel fuel, kerosene-oil mixtures, etc.). used in the processing of metals, provide a fairly high level of processing. However, the use of these fire hazardous products creates unfavorable sanitary and hygienic working conditions, so replacing them with water-miscible coolant is an extremely urgent problem [1].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является концентрат технологической жидкости для финишной абразивной обработки металлов [2] , в состав которого входит, мас.%: Нитрит натрия 0,5-1,5 Триэтаноламин 3,0-12,0
Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 1,0-5,0
Моноалкиловые эфиры
полиэтиленгликоля на
основе первичных
жирных спиртов фракции С₁₀-С₁₆ 20,0-40,0 Вода Дo 100,0
Данная жидкость обеспечивает повышение режущей способности инструмента, обладает удовлетворительной смачивающей способностью, однако осаждение шлама происходит медленно, что препятствует его выведению из зоны обработки и отрицательно сказывается на качестве обработанной поверхности. Кроме того, к ее недостаткам можно отнести невысокие антикоррозионные свойства, дефицитность и высокую стоимость компонентов, входящих в ее состав.The closest in technical essence to the claimed invention is a technological fluid concentrate for finishing abrasive metal processing [2], which includes, wt.%: Sodium nitrite 0.5-1.5 Triethanolamine 3.0-12.0
Oleic acid triethanolamine soap 1.0-5.0
Monoalkyl esters
polyethylene glycol on
primary
fatty alcohols fraction C ₁₀ -C ₁₆ 20.0-40.0 Water Up to 100.0
This liquid provides an increase in the cutting ability of the tool, has a satisfactory wetting ability, however, the sedimentation of the sludge occurs slowly, which prevents it from being removed from the treatment zone and adversely affects the quality of the treated surface. In addition, its disadvantages include low anti-corrosion properties, scarcity and high cost of the components that make up its composition.

Заявляемое изобретение решает задачу создания концентрата СОЖ для обработки металлов, обладающего повышенными антикоррозионными свойствами, способностью легко смачивать и осаждать шлам, что обеспечивает высокие требования, предъявляемые к металлообработке. The claimed invention solves the problem of creating a coolant concentrate for metal processing with enhanced anti-corrosion properties, the ability to easily wet and precipitate sludge, which provides high requirements for metal processing.

Достигается это тем, что концентрат СОЖ, содержащий алканоламин и продукт конденсации алканоламина с жирной кислотой, в качестве алканоламина содержит моноэтаноламин и/или диэтаноламин, и/или триэтаноламин, в качестве продукта конденсации алканоламина с жирной кислотой содержит продукт конденсации моноэтаноламина и/или диэтаноламина, и/или триэтаноламина с жирной кислотой и дополнительно содержит кубовый продукт стадии ректификации диметилдиоксана при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Моноэтаноламин, или
диэтаноламин, или три-
этаноламин, или их смеси 2,0-10,0
Продукт конденсации
моноэтаноламина или
диэтаноламина, или
триэтаноламина, или
их смесей с жирной кислотой 15,0-30,0
Кубовый остаток стадии
ректификации диметилди-
оксана при производстве синтетического каучука До 100,0
Для усиления антикоррозионных свойств рабочих растворов по защите черных металлов от атмосферной коррозии в межоперационный период в концентрат может быть введен 33%-ный водный раствор нитрита натрия (3-5 мас.%).This is achieved in that the coolant concentrate containing alkanolamine and the condensation product of alkanolamine with a fatty acid contains monoethanolamine and / or diethanolamine and / or triethanolamine as the condensation product of alkanolamine and fatty acid and contains the condensation product of monoethanolamine and / or and / or triethanolamine with a fatty acid and further comprises a cubic product of a dimethyldioxane rectification step in the following ratio of components, wt.%:
Monoethanolamine, or
diethanolamine, or tri-
ethanolamine, or mixtures thereof 2.0-10.0
Condensation product
monoethanolamine or
diethanolamine, or
triethanolamine, or
mixtures thereof with fatty acid 15.0-30.0
VAT residue stage
rectification of dimethyldi
Oksana in the production of synthetic rubber Up to 100.0
To enhance the anticorrosive properties of working solutions for the protection of ferrous metals from atmospheric corrosion during the interoperational period, a 33% aqueous solution of sodium nitrite (3-5 wt.%) Can be introduced into the concentrate.

В качестве алканоламинов могут быть использованы:
триэтаноламин по ТУ 6-02-916-79, прозрачная жидкость от желтого до светло-коричневого цвета с плотностью при 20^оС - 1,095-1,124 г/см³;
диэтаноламин по ТУ 6-02-1086-77, прозрачная бесцветная или слабо-желтого цвета жидкость с плотностью при 20^оС - 0,887-0,889 г/см³;
моноэтаноламин по ТУ 6-02-915-84, прозрачная жидкость с плотностью при 20^оС - 1,015 - 1,050 г/см³.As alkanolamines can be used:
triethanolamine according to TU 6-02-916-79, a clear liquid from yellow to light brown in color with a density at 20 ^about C - 1,095-1,124 g / cm ³ ;
diethanolamine TU 6-02-1086-77, transparent, colorless or slightly yellow liquid with a density at ²⁰ ° C - 0,887-0,889 g / cm ^3;
TU 6-02-915-84 monoethanolamine, transparent liquid with a density at ²⁰ ° C - 1,015 - 1,050 g / cm ^3.

Перечисленные алканоламины могут быть использованы в концентрате СОЖ в отдельности или в смеси. The listed alkanolamines can be used alone or as a mixture in a coolant concentrate.

В качестве жирных кислот могут быть использованы:
олеиновая кислота по ГОСТ 7580-55, вязкая жидкость темно-коричневого цвета с кислотным числом не менее 175 мг КОН/г;
кислоты таллового масла по ГОСТ 14845-79, вязкая жидкость темно-коричневого цвета с кислотным числом не менее 185 мг КОН/г;
синтетические жирные кислоты фракции С₁₀-С₁₃, С₁₀-С₁₆, С₁₂-С₁₆ по ГОСТ 23239-78, пастообразная масса от белого до светло-желтого цвета с кислотным числом 240-265 мг КОН/г.As fatty acids can be used:
oleic acid according to GOST 7580-55, a viscous liquid of a dark brown color with an acid number of at least 175 mg KOH / g;
tall oil acids according to GOST 14845-79, a viscous dark brown liquid with an acid number of at least 185 mg KOH / g;
synthetic fatty acids of the fraction C ₁₀ -C ₁₃ , C ₁₀ -C ₁₆ , C ₁₂ -C ₁₆ according to GOST 23239-78, pasty mass from white to light yellow in color with an acid number of 240-265 mg KOH / g

Продукт конденсации алканоламина с жирными кислотами получают путем взаимодействия исходных компонентов при температуре 120-140^оС. Полученный продукт представляет собой вязкую жидкость от желтого до темно-коричневого цвета.The condensation product of alkanolamine with fatty acids is obtained by reacting the starting components at a temperature of 120-140 ^about C. The resulting product is a viscous liquid from yellow to dark brown.

Кубовый продукт стадии ректификации диметилдиоксана при производстве синтетического каучука является побочным продуктом и представляет собой смесь различных спиртов и эфиров. Кроме того, можно также использовать этот продукт, доведенный до необходимой кондиции путем дополнительной переработки и выпускаемый как флотореагент-оксаль по ТУ 38. 103129-83. Данные продукты в качестве базовой основы СОЖ ранее не использовались. The bottoms product of the rectification stage of dimethyldioxane in the production of synthetic rubber is a by-product and is a mixture of various alcohols and ethers. In addition, you can also use this product, brought to the necessary condition by additional processing and produced as flotation reagent-oxal according to TU 38. 103129-83. These products have not been previously used as a base coolant.

Производство концентрата СОЖ осуществляется смешением компонентов при температуре 20-50^оС до однородной массы. Применяется в виде водных растворов различной концентрации в зависимости от обрабатываемого материала, вида и режимов обработки.Coolant concentrate production is carried out by mixing the components at a temperature of 20-50 ^{° C} until a homogeneous mass. It is used in the form of aqueous solutions of various concentrations depending on the material being processed, the type and processing conditions.

В соответствии с изобретением были изготовлены образцы заявляемой СОЖ (обр. 1-8), состав которых приведен в табл.1. В той же табл.1 приводятся примеры образцов СОЖ (обр. 9-10), содержание компонентов которых выходит за пределы заявляемого интервала концентраций. In accordance with the invention, samples of the inventive coolant were prepared (samples 1-8), the composition of which is given in table 1. The same table 1 gives examples of coolant samples (samples 9-10), the content of the components of which falls outside the claimed range of concentrations.

Изготовленные образцы были испытаны в сравнении с прототипом - концентратом СОЖ по а.с. N 1525204 следующей рецептуры, мас.% (обр.11): Нитрит натрия 1,5 Триэтаноламин 12,0
Триэтаноламиновое мыло олеиновой кислоты 5,0
Моноалкиловые эфиры
полиэтиленгликоля на
основе первичных
жирных спиртов фрак- ции С₁₀-С₁₆ 40,0 Вода До 100,0
Испытаниям подвергались концентраты СОЖ и 5% -ные водные растворы (эмульсии). Результаты проведенных испытаний представлены в табл.2. Стабильность концентрата при низких температурах, стабильность раствора и корродирующее действие на металлы определялись по ГОСТ 6243-75. Смачивающее действие и скорость полного осаждения определялись по методике, разработанной ВНИПКнефтехим: навеску графита погружали в раствор. Смачивающее действие оценивается временем исчезновения графита с поверхности раствора, а скоростью осаждения считается время полного осаждения графита.The fabricated samples were tested in comparison with the prototype - coolant concentrate as. N 1525204 of the following formulation, wt.% (Sample 11): Sodium nitrite 1.5 Triethanolamine 12.0
Oleic Acid Triethanolamine Soap 5.0
Monoalkyl esters
polyethylene glycol on
primary
fatty alcohols fraction C ₁₀ -C ₁₆ 40.0 Water Up to 100.0
Tests were made with coolant concentrates and 5% aqueous solutions (emulsions). The results of the tests are presented in table.2. The stability of the concentrate at low temperatures, the stability of the solution and the corrosive effect on metals were determined according to GOST 6243-75. The wetting effect and the rate of complete deposition were determined according to the method developed by VNIPKneftekhim: a sample of graphite was immersed in a solution. The wetting effect is estimated by the time of graphite disappearance from the surface of the solution, and the time of complete deposition of graphite is considered the rate of deposition.

Как видно из данных табл.2, заявляемая СОЖ (обр.1-8) превосходит известные жидкости по корродирующему действию на металлы и скорости осаждения. В то же время выход за пределы заявляемых количественных соотношений компонентов приводит к ухудшению физико-химических свойств концентрата СОЖ. Так, образец 10 не удовлетворяет требованиям по антикоррозионным свойствам. Испытания образца 9 показывают, что дальнейшее увеличение содержания продукта конденсации нецелесообразно, так как приводит к значительному удорожанию СОЖ, существенно не влияя на физико-химические свойства. As can be seen from the data in table 2, the claimed coolant (samples 1-8) surpasses known liquids in the corrosive effect on metals and deposition rates. At the same time, going beyond the claimed quantitative proportions of the components leads to a deterioration in the physicochemical properties of the coolant concentrate. So, sample 10 does not meet the requirements for anticorrosion properties. Tests of sample 9 show that a further increase in the content of the condensation product is impractical, since it leads to a significant rise in the cost of coolant, without significantly affecting the physicochemical properties.

Таким образом, заявляемый концентрат СОЖ обладает улучшенными антикоррозионными свойствами, способностью легко смачивать и осаждать шлам в процессе обработки металлов. Улучшенные антикоррозионные свойства дают возможность использовать его при обработке чугуна, углеродистых сталей, алюминия и его сплавов. Способность легко смачивать и осаждать шлам дает возможность быстро и наиболее полно удалять его из зоны обработки, так как скопление частиц шлама приводит к снижению стойкости инструмента и ухудшению качества обработанной поверхности. Это свойство позволяет использовать заявляемый концентрат СОЖ на ответственных операциях финишной и суперфинишной обработки металлов. Thus, the inventive coolant concentrate has improved anti-corrosion properties, the ability to easily wet and precipitate sludge during metal processing. Improved anti-corrosion properties make it possible to use it in the processing of cast iron, carbon steels, aluminum and its alloys. The ability to easily wet and precipitate the sludge makes it possible to quickly and most completely remove it from the treatment zone, since the accumulation of sludge particles leads to a decrease in tool life and deterioration in the quality of the treated surface. This property allows the use of the inventive coolant concentrate in critical operations of finishing and superfinishing of metals.

Кроме того, использование в составе заявляемого концентрата СОЖ отходов производства синтетических каучуков позволило значительно снизить его стоимость. In addition, the use of the composition of the inventive coolant concentrate of waste from the production of synthetic rubbers has significantly reduced its cost.

Claims (1)

КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ, содержащий алканоламин и продукт конденсации алканоламина с жирной кислотой, отличающийся тем, что концентрат в качестве алканоламина содержит моноэтаноламин, или диэтаноламин, или триэтаноламин, или их смеси, в качестве продукта конденсации алканоламина с жирной кислотой содержит продукт конденсации моноэтаноламина, или диэтаноламина, или триэтаноламина, или их смесей с жирной кислотой и дополнительно концентрат содержит кубовый остаток стадии ректификации диметилдиоксана при производстве синтетического каучука при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Моноэтаноламин, или диэтаноламин, или триэтаноламин, или их смеси 2 - 10
Продукт конденсации моноэтаноламина, или диэтаноламина, или триэтано
ламина, или их смесей с жирной кислотой 15 - 30
Кубовый остаток стадии ректификации диметилдиоксана при производстве синтетического каучука ОстальноеLUBRICANT COOLANT CONCENTRATE FOR MECHANICAL METAL PROCESSING, containing alkanolamine and a condensation product of alkanolamine with a fatty acid, characterized in that the concentrate contains monoethanolamine, or diethanolamine, or triethanol ethanol, as a product or triethanol, the condensation product of monoethanolamine, or diethanolamine, or triethanolamine, or mixtures thereof with fatty acid and additionally the concentrate contains still residue of the rectification stage tion of dimethyldioxane in the production of synthetic rubber in the following ratio of components, wt.%:
Monoethanolamine, or diethanolamine, or triethanolamine, or mixtures thereof 2 to 10
The condensation product of monoethanolamine, or diethanolamine, or triethano
lamin, or mixtures thereof with fatty acid 15 - 30
VAT residue of the rectification stage of dimethyldioxane in the production of synthetic rubber

Images