Концентрат мастильно-охолоджувальної рідини для механічної обробки металів

Изобретение относится к смазочным материалам, а именно: смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) для металлообработки, в том числе для лезвийной и абразивной обработки металлов. Известна СОЖ для механической обработки металлов [1], содержащая масло индустриальное, натриевое мыло жирных, нефтяных и смоляных кислот, спирта этилового, имеющая следующую рецептур у, %: службы этой СОЖ низок и продлить его можно введением в эмульсию корректирующи х добавок и биоцидов, что усложняет и удорожает применение СОЖ. В основу изобретения поставлена задача разработки концентрата смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов устойчивой к различным факторам внешней среды, что будет способствовать сохранению ее основных свойств (физико-химических, технологических и санитарно-гигиенических) на протяжении длительного времени, за счет этого увеличится срок службы жидкости. Поставленная задача решается тем, что в состав концентрата смазочно-охлаждающей жидкости, содержащий минеральное масло и мыло щелочных металлов согласно изобретения, концентрат в качестве мыла щелочных металлов содержит калиевые или натриевые мыла, смеси кислот таллового масла и нефтяных кислот в их массовом соотношении 1 : 1 и концентрат дополнительно содержит натрий тетраборнокислый, продукт конденсации 1,2гликоля или 1,3-гликоля с формальдегидом и 1,3,5-три-(b-гидроксиэтил) гексагидро-S-триазин при следующем соотношении компонентов, мас.%: Свежеприготовленная эмульсия этой СОЖ имеет удовлетворительные эксплуатационные свойства, однако срок службы ее очень короткий (1 - 2 недели). Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов [2] следующего состава, мас.%: Свежеприготовленная эмульсия этой СОЖ обладает хорошими смазывающими, антикоррозионными, эмульгирующими и моющими свойствами, но после непродолжительной эксплуатации (2 - 3 недели) указанные свойства ухудшаются. Отсутствие в этой СОЖ биостойких компонентов, а также компонентов, выполняющих роль стабилизаторов эксплуатационных свойств эмульсии во времени, приводит к тому, что срок Калиевые или натриевые мыла жирных смоляных и нефтяных кислот готовят смешением при комнатной температуре таллового масла (смесь смоляных и жирных кислот, ОСТ 13 - 184 83, с числом омыления 156) и асидола (кислоты нефтяные с кислотным числом не более 210мг KOH, ГОСТ 13302 - 77 в соотношении 1 : 1 и едкого калия или едкого натрия (ГОСТ 2226 - 79). Продукт конденсации 1,2- или 1,3-гликолей с формальдегидом (ТУ 38 1011081 - 86) выпускается Дрогобычским опытным заводом. Натрий тетраборнокислый (ГОСТ 4199 - 66) и 1,3,5-три-(b-гидроксиэтил) гексагидро-S-триазин (ТУ 6 - 09 - 4735 - 80) выпускаются отечественной промышленностью в больших количествах. В качестве масла минерального рекомендуется использовать индустриальное масло И-20А (ГОСТ 20799 - 75), которое широко используется при изготовлении эмульсионных СОЖ и не является дефицитным. В соответствии с изобретением концентрат предлагаемой СОЖ готовят смешением компонентов при комнатной температуре или с подогревом до 25 - 30°C. В табл.1 приведены образцы заявляемой СОЖ (1 6), подтверждающие предельные и оптимальные значения концентраций компонентов; образцы (7 11) на запредельные значения концентрации. В табл.2 представлены физико-химические показатели указанных образцов в сравнении с прототипом. Ниже приведены доказательства причинноследственной связи между совокупностью существенных признаков данного изобретения и достигаемым техническим результатом. При обосновании пределов концентраций компонентов заявляемого состава СОЖ выявлено, что уменьшение количества мыла приводит к ухудшению стабильности концентрата и эмульсии, снижению антикоррозионных свойств и показателя pH (обр.7). Увеличение содержания мыла приводит к уменьшению "текучести" концентрата СОЖ и превращению его в пастообразную массу, что затрудняет загрузку и выгрузку готового продукта (обр.8). Снижение концентрации натрия тетраборнокислого, продуктов конденсации, 1,2или 1,3-гликолей с формальдегидом и 1,3,5-три(b-гидроксиэтил) гексагидро-S-триазина вызывает снижение ряда показателей качества СОЖ; стабильности, антикоррозионных свойств, показателя pH устойчивости к биоповреждению (9, 11). Увеличение концентраций натрия тетраборнокислого, продуктов конденсации 1,2или 1,3-гликолей с формальдегидом и 1,3,5-три(b-гидроксиэтил) гексагидро-S-триазина за счет снижения минерального масла приводит к. удорожанию СОЖ и ухудшению стабильности концентрата (обр.10). Антимикррбные свойства образцов предлагаемой СОЖ определяли по ГОСТ 9.085 78, а также по общепринятым методам в отношении основных физиологических групп микроогранизмов, поражающих СОЖ. С ущность методик заключается в помещении испытуемых СОЖ в питательные среды, предварительно заинфицированные тест-микробами с последующей выдержкой их в течение определенного времени, благоприятствующего и х росту и развитию. Физико-химические свойства образцов предлагаемой СОЖ определены по ГОСТу 6243 75. Из данных, приведенных в табл.3 и 4 видно, что использование указанных выше компонентов в композиции предлагаемой СОЖ, благодаря синергизму их действия, позволяет в сравнении с прототипом значительно повысить срок службы СОЖ, улучши ть стабильность рабочих эмульсий, повысить антикоррозионные и другие свойства СОЖ. Так, по сравнению с прототипом производство заявляемой СОЖ более технологично. Полученный концентрат стабилен, что очень важно при транспортировке СОЖ, а также при приготовлении и эксплуатации эмульсии. Следует отметить, что стабилизация важнейших свойств СОЖ (pH, антикоррозионных свойств, стабильности эмульсии, биостойкости) происходит за счет введения в композицию продуктов конденсации 1,2- или 1,3-гликолей с формальдегидом, 1,3,5-три-(b-гидроксиэтил) гексагидро-S-триазина и тетрабората натрия. Причем, каждая из добавок в отдельности не обеспечивают предлагаемой СОЖ необходимых свойств по физико-химическим и микробиологическим показателям. Только в установленном сочетании, проявляя синергизм действия, указанные свойства проявляются в полной мере. Предлагаемая СОЖ в течение длительного времени (2мес.) была испытана на рециркуляционной установке, которая позволяет максимально воспроизвести условия циркуляции в системах эксплуатации СОЖ на металлообрабатывающих предприятиях. Необходимым условием данного метода является введение в используемую СОЖ металлической стружки, загрязнителей, специфической микрофлоры (смеси микроорганизмов), выделенной из пораженной эмульсии. При испытании было выявлено, что физикохимические показатели образцов предлагаемой СОЖ в течение всего времени испытания изменяются в очень незначительной степени, тогда как образцы других СОЖ, испытанные для сравнения, значительно меняли свою физикохимические и микробиологические свойства. Кроме того, предлагаемая СОЖ обладает полной биостойкостью. На протяжении всего периода испытания рост микроорганизмов в эмульсии этой СОЖ отсутствовал (количество равно 0), что выгодно отличает эту СОЖ от прототипа и других известных СОЖ, взяты х для сравнения. Следовательно, введение новых компонентов способствует стабилизации физикохимических, технологических, микробиологических свойств СОЖ. Такие показатели как pH, антикоррозионные свойства, стабильность эмульсии, ее смазывающие свойства после 2месячиых испытаний оставались стабильными. В табл.2 показано, что все взятые для сравнения СОЖ - интенсивно поражаются микроорганизмами, количество которых в и х эмульсии через короткий промежуток времени достигало 1 × 106 - 1 × 109кл/мл, что значительно превышает предельно допустимые нормы (1 × 105кл/мл) [2]. Физико-химические свойства таких СОЖ также заметно ухудшаются - падает значение pH, эмульсия становится коррозионноактивна, нарушается ее стабильность, изменяется цвет, появляется неприятный запах разложения. Без регулярного введения биоцидных присадок и корректирующих добавок такие СОЖ не могут использоваться. Следовательно, разработанная нами эмульсионная СОЖ обладает новыми свойствами - устойчивостью в отношении различных факторов окружающей среды, в том числе микробопоражения, что является важнейшей предпосылкой ее продолжительного срока службы. Приведенные свойства предлагаемой СОЖ позволяют расширить, по сравнению с прототипом, области ее применения. Эта СОЖ может стать продуктом общего назначения и использоваться на операциях лезвийной и абразивной обработки, протяжки и прокатке металлов.