Спосіб одержання технологічного мастила для холодної обробки металів тиском

Спосіб одержання технологічного мастила для холодної обробки металів тиском шляхом етерифікації жирнокислотної основи, який відрізняється тим, що як жирнокислотну основу використовують суміш жирних кислот, виділених із соапстоків світлих олій і гудрону жирового стеаринового в співвідношенні 9:1, а етерифікацію суміші здійснюють пентаеритритом, додаючи його в кількості 6-10% від маси жирнокислотної основи, при цьому процес етерифікації проводять при температурі 200-220°С до значення кислотного числа 2040 мг КОН/г. (19) (21) 97094816 (22) 11.12.1997 (24) 16.10.2000 (33) UA (46) 16.10.2000, Бюл. № 5, 2000 р. (72) Брескіна Алла Іллівна, Хаустов Георгій Йосипович, Бут Олександр Володимирович, Кіріченко Юрій Алімович, Максименко Анатолій Савелювич, Македонов Сергій Іванович, Гречаник Лілія Володимирівна, Македонський Олег Олександрович, Пігульська Раїса Іванівна, Школа Олег Іванович (73) ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ І КОНСТРУКТОРСЬКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ ТРУБНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ (ДЕРЖАВНИЙ ТРУБНИЙ ІНСТИТУТ) "ДТІ", АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "АЗОВСЬКІ МАСТИЛА ТА ОЛИВИ" (АТ АЗ 28814 Технічним результатом використання запропонованого способу є підвищення антифрикційних і протизадирних властивостей мастила при одночасному досягненні його термостабільності в діапазоні температур 350-400°С. Це пов'язане з тим, що в процесі одержання мастила утворюються пентаеритритові ефіри жирних кислот, які більш стійкі до дії високих температур, ніж ефіри кислот за прототипом. Водночас, наявність в мастилі вільних жирних кислот (К. Ч.20-40 мг КОН/г) поліпшує адсорбційні властивості мастила і сприяє зниженню сил тертя, що і визначає її високі антифрикційні та протизадирні властивості. Запропоновані співвідношення компонентів суміші жирних кислот з гудроном, а також кількість уведеного до неї пентаеритриту, температура процесу етерифікації і значення кислотного числа визначені дослідним шляхом. Одержання мастила відповідно до запропонованого способу здійснювалось таким чином. При одержанні мастила були використані такі речовини: - жирні кислоти, одержані з соапстоків світлих олій (К. Ч. 179-196 мг КОН/г) за ТУ 10-04-0280-01; - гудрон жировий стеариновий - твердий продукт (К. Ч. 50-60 мг КОН/г) за ТУ 10-04-11/7-87; - пентаеритрит за ГОСТ 9286-89. Спочатку одержують суміш жирних кислот і стеаринового гудрону, для цього в реактор з мішалкою та оболонкою для обігріву та охолодження завантажують жирні кислоти і стеариновий гудрон в співвідношенні 9:1. Піднімають температуру до 80°С і переміщують протягом 30 хв. Потім здійснюють етерифікацію, для чого в одержану суміш невеликими порціями (в 3-4 заходи) додають розрахункову кількість пентаеритриту 6-10% мас.) від маси жирнокислотної суміші. Після завантаження всіх компонентів проводять нагрів і збезводнювання суміші, підіймаючи температуру до 110-120°С і витримуючи реакційну масу протягом 2 годин. Подальший нагрів та виведення на температурний режим етерифікації, а саме: 200-220°С, проводять протягом 2 годин. Проведення процесу здійснюють з контролем якості продукту за показником "кислотне число". Після одержання значення кислотного числа в границях 20-40 мг КОН/г вмикають охолодження і охолоджують готовий продукт до 70-90°С, вимикають перемішування і розливають в ємкості. Кількість компонентів, використаних при здійсненні запропонованого способу, їх співвідношення та зміни температурного режиму при випробуванні, а також варіанти способу з викорис танням співвідношень компонентів, які виходять за запропоновані границі, і режими наведені в табл. 1. Для порівняння був випробуваний і прототип, для чого в реактор, споряджений мішалкою та оболонкою для обігріву, завантажували еквімолярні кількості трибутілфосфату і триетаноламіну, нагрівали до 170°С і витримували при цій температурі протягом 6 год. Потім в реакційну масу додавали попередньо збезводнені ОПКС і HP, які необхідні по реакції як каталізатори в кількості 0,1% від ваги ОПСК. Температуру реакційної маси знижували до 160°С і витримували при цій температурі 4 год. Кінець реакції визначали по значенню кислотного числа, яке складало 75 мг КОН/г. Отримані зразки мастил були випробувані в лабораторних умовах. Антифрикційні і протизадирні властивості мастил випробували на машині тертя SRV-900 (фірма "Optimol") при таких умовах: - нормальне навантаження, Н 100 - частота руху, Гц 50 - амплітуда, мкм 1000 80 - температура, °С - час випробувань, хв 60 Антифрикційні властивості оцінювали за величиною коефіцієнту тертя fуст, а протизадирні - за граничним тиском та налипанням. Результати наведені в табл. 2. Випробування термостабільності мастил проводили на дериватографі системи Паулік-Паулік Ерфей (фірма МСМ) при нагріванні 100 мг речовини в платиновому тарілчастому тримачі зразку на повітрі при підвищенні температури зі швидкістю 5 град/хв від кімнатної температури до 500°С. Для співставної оцінки зразків визначили температуру піків кривих ДТА і температуру втрати маси 50%. Результати наведені також в табл. 2. Аналіз наведених даних показує, що застосування запропонованого способу (позиції 1-3 табл. 2) забезпечує одержання технологічного мастила з антифрикційними і протизадирними властивостями в 1,2-1,6 рази вище, ніж у прототипу (позиція 6 табл. 2). Крім того, значно зростає (на 50-60%) стійкість мастила до дії високих температур порівняно з прототипом. При виході за запропоновані границі (позиція 4-5 таблиць 1 і 2) спостерігаються явища налипання і зростає значення коефіцієнту тертя, що говорить про неможливість використання одержаних продуктів як технологічних мастил при жорстких режимах деформації, які мають місце при холодній прокатці труб на чотиривалкових станах ХПТ. 2 28814 Таблиця 1 №№ пп Суміш, використана як жирнокислотна основа,% мас. Температура процесу етерифікації °С Пентаеритрит, % мас. Кислотне число мастила, мг КОН/г 1 94 6 200 40 2 92 8 210 33,4 3 90 10 220 20,0 4 92 5 180 51,5 5 88 12 240 10,1 6 160 75 Примітка Рідкотекучий продукт темнокоричневого кольору Рідкотекучий продукт темнокоричневого кольору Рідкотекучий продукт темнокоричневого кольору Процес не йде Смолоподібний продукт Смолоподібний продукт Таблиця 2 №№ пп 1 2 3 Термостабільність Температура, Температура відповідна піку ДТА втраті маси, °С 50%,°С 416 436 416 439 420 464 Антифрикційні та протизадирні властивості Коефіцієнт тертя, fуст Граничний тиск налипання, Рс, Н 0,090 0,085 0,080 339 349 350 4 235 264 Випроб. не витримала (працювала 35 хв) 170 5 420 440 0,117 250 6 250 285 Випроб. не витримала (працювала 38 хв) 220 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3 Примітка Має місце налипання (схоплення) Має місце налипання (схоплення) Має місце налипання (схоплення)