close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY1715

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 1715
(13)
C1
(51)6 C 10M 173/02//
(C 10M 173/02, 125:20,
125:24, 133:08, 133:04), C
10N 40:20
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ
(21) Номер заявки: 950742
(22) 26.06.1995
(46) 30.09.1997
(71) Заявитель: Химико-технологический центр
АН Беларуси (BY)
(72) Авторы: Шляшинский Р.Г., Клюев А.Ю., Эрдман
А.А., Стромский А.С., Пуят С.С., Можейко
Ф.Ф. (BY)
(73) Патентообладатель: Химико-технологический
центр АН Беларуси (BY)
(57)
Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов, содержащая моноэтаноламиновую соль терпеноидномалеинового аддукта, тринатрийфосфат и воду, отличающаяся тем, что в качестве
указанной соли она содержит моноэтаноламиновую соль канифолетерпеномалеинового аддукта и дополнительно - нитрит натрия и катамин АБ, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
моноэтаноламиновая соль
канифолетерпеномалеинового аддукта
1-5
тринатрийфосфат
0,1-0,5
нитрит натрия
0,1
катамин АБ
0,1-0,5
вода
остальное.
(56)
1. А.с. СССР 1595890, МКИ С10 М 173/02, 1990.
Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к смазочно-охлаждающим жидкостям
(СОЖ) для механической обработки металлов.
Предлагаемая смазочно-охлаждающая жидкость СОЖ-ЛХ предназначается для повышения стойкости
инструмента и качества обработанной поверхности. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является СОЖ для механической обработки металлов, содержащая моноэтаноламиновую
соль терпеномалеинового аддукта, стеариновую кислоту, тринатрийфосфат и воду [1].
Недостатком этой СОЖ является: невысокая стойкость инструмента после механической обработки металлов и высокая шероховатость поверхности обработанной детали. СОЖ обладает недостаточно высокой
моющей способностью вследствие неполной растворимости в воде моноэтаноламиновой соли терпеномалеинового аддукта. Моноэтаноламиновую соль ТМА получают из расплава ТМА, обработкой его моноэтаноламином при температуре 100-150°С. Однако, при температурах 135-150°С эти реагенты могут частично
образовывать N-оксиэтилимид ТМА, который не растворим в воде.
BY 1715 C1
Задача изобретения - создание СОЖ, которая повышала бы качество обработанной поверхности металла
за счет увеличения ее моющей способности и усиления смачиваемости металла при сохранении некоррозионности и санитарно-гигиенических условий труда, а также повышала бы стойкость инструмента.
Указанная задача достигается тем, что состав СОЖ-ЛХ для механической обработки металлов, содержащий
моноэтаноламиновую соль терпенoидномалеинового аддукта, тринатрийфосфат и воду, в качестве указанной
соли содержит моноэтаноламиновую соль канифолетерпеномалеинового аддукта и дополнительно нитрит
натрия и катамин АБ, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
моноэтаноламиновая соль
канифолетерпеномалеинового аддукта
1-5
катамин АБ
0,1-0,5
тринатрийфосфат
0,1-0,5
нитрит натрия
0,1
вода
остальное.
Впервые в рецептуре СОЖ используются моноэтаноламиновая соль канифолетерпеномалеинового аддукта и катамин АБ. Канифолетерпеномалеиновый аддукт (КТМА) для этой цели используется впервые.
КТМА представляет собой продукт конденсации полупродукта канифольно-терпентинного производства
- терпентина с малеиновым ангидридом при температуре 190±5°С в присутствии катализатора - йодистого
амила СН3(СН2)4I (Т.к. 156°С). Иодистый амил применяется для увеличения выхода КТМА и уменьшения
длительности процесса. Ранее для этих целей СН3(СН2)4I не использовался. Терпентин представляет собой
раствор смоляных кислот сосновой живицы (30-70 мас.%) в живичном скипидаре (70-30 мас.%). КТМА сложная многокомпонентная система, состоящая из малеопимаровой кислоты 20-52 мас.%, аддуктов терпеновых углеводородов 71-35 мас.%, смоляных кислот, не реагирующих с малеиновым ангидридом 7-11 мас.%
и неомыляемых веществ 2 мас.%.
Катамин АБ (ТУ 6-01-816-75) представляет собой алкиламин и четвертичное аммониевое основание, содержащее углеродные радикалы нормального строения с числом углеродных атомов С10-С20. Катамин АБ
(алкилдиметилбензиламмоний хлорид) получают путем конденсации алкилдиметиламина и бензилхлорида:
R(СН3)2N + С6Н5СН2С1 --> [RСН2С6Н5N+(СН3)2]С1Средняя молекулярная масса катамина АБ составляет 346-376. Катамин АБ обладает хорошими моющими и антисептическими свойствами. Промышленность выпускает катамин АБ в виде водных растворов с
массовой долей основного вещества не менее 48%, третичного амина не более 0,7% и соли третичного амина
не более 2% (ТУ 6-01-816-75).
Моноэтаноламиновая соль получается обработкой КТМА моноэтаноламином. С целью усиления моющей
способности СОЖ, моноэтаноламиновую соль КТМА в отличие от моноэтаноламиновой соли ТМА, получают не из расплава при 100-150°С, а в водном растворе. При этом исключается образование Nоксиэтилимидов ТМА и малеопимаровой кислоты, которые не растворимы в воде.
Тринатрийфосфат применяется в качестве противоизносной присадки. Нитрит натрия используется в качестве антикоррозийной добавки.
Изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами.
Пример 1. 100 г терпентина (в массовом соотношении: 30 мас.% смоляных кислот и 70 мас.% скипидара)
загружают в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром. Загружают 57,7 мас.% малеинового ангидрида и 0,1 мас.% йодистого амила. Колбу помещают в термостат, при достижении 190±5°С реакцию ведут в течение 6,5 часов. Реакцию считают законченной, когда в реакционной
смеси содержится не более 2,5 мас.% свободного несвязанного малеинового ангидрида. Затем при 190±5°С
перегретым острым паром или под вакуумом (Р=20 мм.рт.ст.) отгоняют непрореагировавшие скипидар и малеиновый ангидрид. Выход КТМА составляет 93,8%. КТМА - твердое стекловидное вещество светложелтого цвета с температурой размягчения 65°С и кислотным числом 278,6 мг КОН/г. Продукт растворим в
ацетоне, спиртах, эфирах.
Остальные примеры выполнены аналогично примеру 1, отличаются массовым соотношением смоляных
кислот и скипидара, массовой долей вводимого малеинового ангидрида и приведены в табл. 1.
Как видно из данных табл. 1, у продукта КТМА, получаемого из терпентина состава: смоляные кислоты
30-70 мас.% и скипидар 70-30 мас.% путем обработки его малеиновым ангидридом в количестве соответственно 57,7-38,3 мас.% в присутствии катализатора 0,1 мас.%, йодистого амила физико-химические свойства
находятся в интервале: к.ч. 278,6-266,4 мг КОН/г и т.р. 67-72,5°С. Выход целевого продукта составляет 93,897,3%. При этом длительность процесса составляет 6-6,5 часа.
По параметрам острой внутрижелудочной токсичности КТМА согласно ГОСТ 12.1.007-76, относится к 3му классу опасности - умеренно опасным веществам, что делает его перспективным в плане внедрения в народное хозяйство.
Сопоставляемый анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая СОЖ-ЛХ отличается от
известного не только применением нового продукта - КТМА для синтеза моноэтаноламиновой соли, такая
2
BY 1715 C1
соль КТМА в рецептурах СОЖ ранее не была использована, но и более упрощенной технологией ее получения. Моноэтаноламиновая соль КТМА получается в водном растворе непосредственно в процессе получения
СОЖ-ЛХ.
В таблице 2 приведены составы получаемых СОЖ-ЛХ. СОЖ-ЛХ представляет собой прозрачную от
светло-желтого до светло-коричневого цвета маслянистую жидкость с запахом леса.
Пример 1. В реакционную двухгорлую колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником, загружают 99,25 г воды и 0,2 г моноэтаноламина.
Затем в реактор при включенной мешалке загружают 0,3 г измельченного канифолетерпеномалеинового
аддукта (КТМА30/70) и реакцию ведут в течение 1,5 часа при тщательном перемешивании.
По окончании реакции образования моноэтаноламиновой соли КТМА, производится отбор пробы для
определения однородности раствора. Затем в реактор загружают 0,05 г катамина АБ, 0,1 г тринатрийфосфата
и 0,1 г нитрита натрия. Перемешивают до полного растворения всех компонентов. Далее СОЖ-ЛХ фильтруют и разливают в тару.
Остальные примеры выполнены аналогично примеру 1 и отличаются только массовыми долями вводимых: моноэтаноламиновой соли КТМА и катамина АБ, а также составом КТМА (на основе которого была
получена аминовая соль).
Испытания предлагаемой СОЖ-ЛХ проводят в производственных условиях на токарных автоматах продольного фасонного точения марки 1Б10А, 1МБА. Обрабатывают деталь из углеродистой стали А-75. Материалы резца - вольфрамокобальтовый сплав ВК-6, материал сверла - быстрорежущая сталь Р-6.
Автомат точения. Режим резания 10-20 м в минуту, подача 0,005-0,002 мм/об., резцы твердосиловые - 5
шт.
Автомат сверления. Сверла стальные У-12, инструментальная сталь, подача 0,005 мм/об., скорость 8-15
м/мин.
Результаты испытаний приведены в табл.3. Как видно из данных табл.3, предлагаемая СОЖ-ЛХ снижает
шероховатость поверхности с 1,0 мкм до 0,8 мкм. Все составы СОЖ-ЛХ не оказывают корродирующего
действия на чугун и сталь, в том числе и в межоперационный период, склонность к пенообразованию и устойчивость пены не более 400-500 мм.
Оценка стабильности эмульсии по ГОСТ 6243-75 показала, что за 3 часа выделяется 0,5-0,6% масла.
Кроме того, предлагаемые составы СОЖ-ЛХ стабильны без применения специальных бактерицидов, так
как содержащиеся в них моноэтаноламиновая соль КТМА и катамин АБ являются бактерицидами. За счет их
присутствия в СОЖ-ЛХ, она обладает также хорошей моющей способностью и повышенной смачиваемостью металла.
Антимикробную активность предлагаемой СОЖ-ЛХ исследовали на стандартных штаммах условнопатогенных микроорганизмов - золотистом стафилококке и кишечной палочке. В результате опытов установлено, что СОЖ-ЛХ обладает выраженной антимикробной активностью в разведении препарата 1:10000
по отношению к обоим микроорганизмам.
Таким образом, при использовании в рецептуре СОЖ-ЛХ моноэтаноламиновой соли КТМА и катамина
АБ, можно значительно увеличить моющую способность и усилить смачиваемость металла. Предлагаемая
СОЖ-ЛХ по таким параметрам, как шероховатость и стойкость инструмента, значительно превосходит прототип.
3
BY 1715 C1
Таблица 1
Физико-химические свойства КТМА
№№
п/п
1
2
3
4
5
Групповой состав терпентина, мас. %
Смоляные кислоты
Скипидар
30
40
50
60
70
70
60
50
40
30
Условия реакции
КоличеКоличество
ство
малеиновокаталиго ангидрида,
затора,
мас.%
мас.%
0,10
57,7
0,10
52,8
0,10
48,0
0,10
43,1
0,10
38,3
4
Температура,
°С
190±5
190±5
190±5
190±5
190±5
Время,
час
Название
смолы
6,5
6,0
6,5
6,0
6,0
КТМА30/70
КТМА40/60
КТМА50/50
КТМА60/40
КТМА70/30
Физико-химические свойства
Темпе- КислотВязВыход
ратуное
кость
смолы,
ра раз- число мг 20υсст
%
мягчеКОН/г
ния,°С
67,0
278,6
77,8
93,8
68,3
275,4
103,8
94,7
69,4
272,7
123,0
95,6
70,8
269,1
142,2
96,1
72,5
266,4
158,6
97,3
BY 1715 C1
Таблица 2
Состав СОЖ-ЛХ
Содержание компонентов, мас.%
Моноэтаноламиновая соль на основе
№№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
КТМА30/70
0,5
1,0
3,0
5,0
6,0
КТМА40/60
КТМА50/50
КТМА60/40
КТМА70/30
0,5
1,0
3,0
5,0
6,0
0,5
1,0
3,0
5,0
6,0
0,5
1,0
3,0
5,0
6,0
0,5
1,0
3,0
5,0
6,0
Примечание: во всех составах вода до 100 мас.%.
5
Катамин
АБ
0,05
0,1
0,5
0,3
0,6
0,6
0,5
0,3
0,1
0,03
0,05
0,5
0,1
0,3
0,6
0,6
0,5
0,1
0,3
0,05
0,05
0,1
0,3
0,5
0,6
Тринатрий
фосфат
0,1
0,1
0,3
0,5
0,6
0,6
0,1
0,5
0,3
0,1
0,1
0,2
0,3
0,5
0,6
0,1
0,3
0,5
0,3
0,6
0,1
0,3
0,5
0,5
0,6
Нитритнатрия
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
0,1
BY 1715 C1
Таблица 3
Свойства обрабатываемых поверхностей металлов
Состав СОЖ-ЛХ
Поверхность,
Класс чистоты,
мкм
V
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Прототип
5
1,05
0,8
1,0
4,6
5
1,0
0,8
0,9
4,0
4,9
1,0
0,9
1,0
4,1
5
0,9
0,8
1,0
4,2
5
1,0
0,8
0,9
4,25
1,0-1,2
4
7
7
7
5
4
7
7
7
5
4
7
7
7
5
4
7
7
7
5
4
7
7
7
5
7
Cоставитель А.Ф. Фильченкова
Редактор В.Н. Позняк
Корректор Т.Н. Никитина
Заказ 2082
Тираж 20 экз.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
Стойкость
инструмента,
мин.
80
200
240
220
180
70
220
230
210
160
60
220
220
210
170
60
220
220
210
170
70
200
230
210
160
160-200
BY 1715 C1
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
129 Кб
Теги
by1715, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа