Концентрат мастильно-охолоджувальної рідини

Концентрат мастильно-охолоджувальної рідини, що складається з моноетанолів, борної кислоти, етаноламінів і води , який відрізняється тим, що концентрат додатково містить олію рослинну, 3 цинковий комплекс ОЕДФ 0,3-1,0 мінеральне масло 3-10 і воду до 100. Технічний результат - підвищення стійкості робочого інструменту, забезпечення ефективного захисту оброблюваного матеріалу від корозії не тільки в процесі обробки, але і при зберіганні. Проте термін зберігання виробів не перевищує 15-20 днів, що неприпустимо мало особливо у випадках експортних поставок, коли час перевезень виробів збільшується до 40 днів. Крім цього, концентрат має низьку біостійкість і стабільність через незворотні зміни, що відбуваються при взаємодії компонентів МОР з продуктами забруднення привнесених з металом. Задачею корисної моделі є створення концентрату мастильно-охолоджувальної рідини універсального призначення, що використовується при обробці різних видів сталей різанням, шліфуванням, виготовленням зварних труб, а також при роботі з кольоровими металами, із збереженням їх антикорозійних властивостей при тривалому зберіганні. Іншою задачею є підвищення стабільності емульсії МОР як при використанні, так і при тривалому зберіганні без втрати експлуатаційних характеристик. Поставлена задача вирішена заявленим концентратом, який поряд з моноетаноламіном, борною кислотою, етаноламіновим милом жирних кислот і водою, додатково містить олію рослинну, етилгексанат натрію, змочувач, триазол, соду каустичну при наступному співвідношенні компонентів в концентраті, мас.%: олія рослинна 1-5 етаноламінове мило жирних кислот 8-15 моноетаноламін 4-8, етилгексанат натрію 8-14 нітрит натрію 6-8 борна кислота 1-2 змочувач 1-3 триазол 0,05-0,1 сода кальцинована 3-4 вода решта. При розробці та застосуванні МОР зовсім не враховувався той фактор, що на МОР впливає висока температура і вплив тих домішок металів, які надходять від оброблюваної деталі й коригування складів при розведенні водою. Особливо це помітно при виробництві зварних труб. Постійне коригування концентрації розчину за рахунок відльоту води, що випарувалася , збільшує вміст солей жорсткості, що призводить до порушення стабільності МОР (коагуляції розчину). При впливі високої температури іони металів вступають у хімічну взаємодію з компонентами розчину видозмінюючи його склад і як наслідок втрати якісних показників. Введення етилгексанату натрію до складу композиції блокує ці недоліки. По-перше він сам є гарним диспергатором, по-друге при дії високих температур протікає реакція іонного обміну натрію на більш важкі метали (Са, Mg, Fe і т.д.) з утворенням нових плівкоутворюючих сполук сприяють надалі збільшенню захисних властивостей до атмосферної корозії. Натрієве мило етилгексанової кислоти 25% концентрації (2-етилгексанат 59934 4 натрію) отримують омиленням 2-етилгексанової кислоти розчином гідроксиду натрію з концентрацією 14-16% при температурі 70-75°С протягом 11,5 год. Введення його в концентрат менше 8% не дозволяє домогтися бажаного результату при застосуванні води для приготування емульсії зага3 льною жорсткістю більше 10 ммоль/дм , а збільшення концентрації більше 14% економічно недоцільно через дорожнечу етилгексанової кислоти. Тіозоли в МОР виступають як бактерицидна добавка і як антикорозійний захист для кольорових металів. Швидкість корозії мідних трубок, що йдуть на приготування високочастотних індукторів, при зварюванні труб при утриманні тіозолу в концентраті нижче 0,05% становить 1 мм/год, при 0,1% 0,001 мм/рік. Подальше збільшення недоцільно з економічної точки зору. Як тіозоли можуть бути використані як бензотриазол так і голілтриазол. Емульсійна стабільність МОР підвищується при введенні змочувача поліоксіетиленового ефіру алкілфенол (ОП-7, ОП-10). Зниження концентрації змочувача нижче 1% призводить до нестабільності концентрату МОР (розшарування), а збільшення більше 3% до утворення стійкої піни у розведених розчинах. Запас антикорозійних властивостей створюється за рахунок застосування нітриту натрію, який у поєднанні з кальцинованою содою, взятих у співвідношенні 2:1 має підвищену стабільність. Збільшення їх концентрації більше 8:4 хоч і сприяє збільшенню антикорозійних властивостей, однак призводить до збільшення електропровідності розчину і як наслідок - пробоїв на індукторі при зварюванні труб. Зміна співвідношення нітрит натрію:сода кальцинована в більшу сторону, ніж 2:1 призводить до того, що (за рахунок розкладу нітриту натрію у водному середовищі прирН менше 9), гарантійний термін зберігання концентрату зменшується до півтора місяців. Використання в МОР рослинної олії збільшує змащувальні властивості завдяки високій критичній температурі руйнування масляної плівки, крім цього, утворюється на поверхні металу плівка, яка сприяє захисту металу від атмосферної корозії. При концентрації олії в МОР нижче 1% ці властивості нівелюються, а при концентрації більше 5%, хоча і збільшуються змащувальні властивості, але це призводить до нестабільності концентрату і прослизанню стрічки штрипс на валках при виробництві зварних труб. Як рослинне масло при синтезі продукту використовують соняшникове, лляне, рапсове або соєве масло. При виробництві концентрату МОР необхідне застосування сировинних матеріалів у відповідності з вимогами: для моноетаноламіну за ТУ 6-02-915-84, для масла рослинного - ГОСТ 1129-93 або ГОСТ 5791-81, для борної кислоти - ГОСТ 18704-78, для бензотриазол ТУ 6-09-1291-87, для нітриту натрію - ГОСТ 1990674, для змочувача - ГОСТ 8433-88, для соди кальцинованої - ГОСТ 5100-85, для води питної - ДСТУ 2603-94. Спосіб отримання концентрату МОР в кількості 1 т. включає: 1. Отримання продукту конденсації борної кислоти моноетаноламіну і рослинного масла, взя 5 59934 тих у ваговому співвідношенні 1: 4: 1 відповідно. У реактор, забезпечений мішалкою і сорочкою для нагрівання реакційної маси, завантажують розрахункову кількість моноетаноламіну і рослинного масла. Суміш розігрівається до 60°С і порційно довантажують необхідну кількість борної кислоти. Реакційна маса розігрівається до 85-90°С і витримується протягом 2-3 годин. 2. Отримання етаноламінового мила жирних кислот. У реактор, аналогічний за п. 1 завантажують розрахункову кількість моноетаноламіну і рослинного масла, взятих у ваговому співвідношенні 6 1:1. Суміш розігрівається до температури 95-110°С і витримується при цій температурі 3-5 годин. 3 3. У змішувач V=1,5 м послідовно завантажують в кг.: вода - 550 з температурою 50-60°С, етилгексанат натрію -120, сода - 35, нітрит натрію 70, ОП-7-10, бензотриазол - 0,5, продукт конденсації -100, етаноламінового мило - 135. Аналогічним чином приготовлявся концентрат з різним вмістом компонентів. Дані представлені в таблиці 1. Характеристика отриманих зразків представлена в таблиці 2. Таблиця 1 Компоненти Склад зразків 1 4,7 2 3,3 3 4,0 4 5,2 11,7 10,0 14,0 6,0 10,0 8,1 2,0 1,0 0,063 3,6 Олія рослинна Етаноламінне мило жирних кис12,5 лот Моноетаноламін 4,0 Етилгексанат натрію 6,0 Нітрит натрію 7,0 Борна кислота 1,7 Змочувач ОП-7 2,0 Триазоли 0,1 Сода кальцинована 3,5 3 Вода до 100. Загальна жорсткість води 17 ммоль/дм 4,5 12,0 7,7 2,0 3,0 0,07 3,8 7,0 11,0 8,0 1,5 2,5 0,06 4,0 Таблиця 2 Показники Зразки СОЖ 7% концентрації 2 3 4 Зовнішній вигляд Однорідна емульсія ясно-коричневого кольору Стабільність при розшарування на 45 розшарування на 5 діб стійка піна стабільна 6 місяців зберіганні діб рН емульсії 9,5 10,2 10,3 10,5 Лужність, мг.екв./г 155 162 176 188 1 Перевірка антикорозійних властивостей отриманих зразків концентратів МОР проводилася так. Спочатку готували 7% емульсії розведенням концентрату при кімнатній температурі артезіанською 3 водою із загальною жорсткістю 17 ммоль/дм . Заготівлі профільних труб двократно оброблялися етиловим спиртом для очищення поверхні від хімі чного забруднення і після висихання занурювалио ся в розчин при температурі 35-45 С протягом 30 секунд. Натурні випробування проводилися на вулиці під навісом з визначенням початку появи корозії в днях. Дані за результатами корозійних випробувань отриманих зразків та зразка МОР по прототипу представлені в таблиці 3. Таблиця 3 Показники Час протикорозійного захисту при зберіганні на повітрі, в днях 1 Зразки пропонованого СОЖ 2 3 9 Як бачимо з наведених даних в таблицях 1, 2, 3 - концентрат МОР приготований за пропонованим способом (зразок 4) забезпечує збереження Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 20 32 4 Інкомет-1 прототип 48 15 концентрату і виробів від атмосферної корозії на час достатній для тривалих перевезень. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601