Смазочно-охлаждающая жидкость для механической обработки металлов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ(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.(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 -оксиэтилимид ТМА, который не растворим в воде. 1715 1 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 терпенидномалеинового 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 1905 С в присутствии катализатора - йодистого амила СН 3(СН 2)4 (Т.к. 156 С). Иодистый амил применяется для увеличения выхода КТМА и уменьшения длительности процесса. Ранее для этих целей СН 3(СН 2)4 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 С 10-С 20. Катамин АБ(алкилдиметилбензиламмоний хлорид) получают путем конденсации алкилдиметиламина и бензилхлорида(СН 3)2 С 6 Н 5 СН 2 С 1 СН 2 С 6 Н 5(СН 3)2 С 1 Средняя 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 оксиэтилимидов 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 1905 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 1905 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 3 му 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 1715 1 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 (КТМА 30/70) 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 1 Б 10 А, 1 МБА. 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 110000 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. 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 Физико-химические свойства Темпе- КислотВязВыход ратуное кость смолы,ра раз- число мг 20 сст 1715 1 Таблица 2 Состав СОЖ-ЛХ Содержание компонентов, мас. Моноэтаноламиновая соль на основе Примечание во всех составах вода до 100 мас 1715 1 Таблица 3 Свойства обрабатываемых поверхностей металлов Состав СОЖ-ЛХ Поверхность,Класс чистоты,мкм оставитель А.Ф. Фильченкова Редактор В.Н. Позняк Корректор Т.Н. Никитина Заказ 2082 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь.