PL116794B2 - Emulsion type cutting fluid - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest emulsja wodno-olejowa stosowana do wiórowej i bezwiórowej obróbki stali, zeliwa i metali kolorowych.Obecnie do procesów obróbki metali stosuje sie przewaznie emulsje wodno-olejowe oparte glównie na anionowych emulgatorach takich jak: alkilobenzenosulfoniany, alkilosulfoniany, sulfonowane zwiazki naftenowe i podobnych. Emulsje wodno-olejowe oparte na anionowych emulgatorach nie spelniaja wyma¬ gan stawianych cieczom obróbkowym, wykazujac w czasie eksploatacji malejace wlasciwosci smarne, przeciwkorozyjne i zmywajace, spowodowane rozkladem emulsji przez mikroorganizmy.Wydzielajace sie w wyniku rozkladu grup sulfonowych zwiazki takie jak: siarkowodór i merkaptany, powoduja zakwaszenie chlodziwa i silna korozje obrabianych detali oraz czesci maszyn. Zwiazki te stymuluja rozwój bakterii beztlenowych i ciemnienie emulsji w wyniku wydzielania sie siarkowodoru, który z metalami tworzy czarne, trudnorozpuszczalne w wodzie siarczki: zelaza (FeS), miedzi (CuS). Aby zapobiec stosunkowo szybkiemu rozkladowi mikrorobiologicznemu chlodziw emulsyjnych, zwlaszcza sulfonowych grup emulgatorów, sto¬ suje sie dodatki biocydów, hamujacych rozwój tlenowych i beztlenowych mikroorganizmów.Wsród niewielu biocydów, których dodatek do emulsji wodno-olejowych opartych na anionowych emulgatorach nie powo¬ duje destabilizacji emulsji (rozbicia tych emulsji) sa glównie produkty reakcji formaldehydu z pierwszo- i drugorzedowymi aminami alifatycznymi lub drugorzedowymi aminami heterocyklicznymi. Otrzymane w wyniku reakcji zwiazki takie jak: szesciowodoro-l,3,5-trój-(2-hydroksyetylo)-S-triazyna, szesciowodoro- 1,3,5-trójetylo-S-triazyna, metyleno-bis-morfolina, dzialaja w emulsji jako biocydy na zasadzie odszczepia- nia formaldehydu, który odznacza sie wysokimi wlasciwosciami bakteriobójczymi. Formaldehyd chociaz efektywnie hamuje rozwój bakterii, stymuluje jednak rozwój grzybów i glonów, a szczególnie drozdzy, dla których stanowi pozywke. Formaldehyd i kwas mrówkowy powstajacy jako produkt jego utlenienia (w intensywnie napowietrzanych roztworach) zakwaszaja chlodziwo emulsyjne, dzialaja drazniaco na skóre i drogi oddechowe pracowników. Powstajaca w wyniku rozpadu biocydu amina latwo reaguje z azotynem sodu stosowanym powszechnie do emulsji wodno-olejowych jako inhibitor korozji tworzac rakotwórcze nitroaminy i nitrozoaminy. Azotyn sodu jest substancja toksyczna i stosowanie go razem z reaktywnymi aminami jest w wielu panstwach ustawowo zabronione.Celem rozwiazania wedlug wynalazku jest opracowanie w oparciu o krajowa baze surowcowa taniej, nietoksycznej, odpornej na rozklad mikrobiologiczny emulsyjnej cieczy obróbkowej.Cel ten zostal osiagniety przez opracowanie emulsyjnej cieczy obróbkowej zawierajacej: l-100g/dm3 gleboko odaromatyzowanych weglowodorów parafinowych i/lub naftenowych i/lub chloroparafinowych o2 116794 lepkosci kinematycznej 5 • 10"3-5 • 10"5 m2/s w temperaturze 323K, 0,5-50g/dm3 zwiazków z grupy oksyetylowanych amin kwasów tluszczowych o ogólnych wzorach l i 2, w których R — jest alkilem o zawartosci 8-20 atomów wegla w lancuchu, x + y = 2— 20zasx + y + z = 3 — 30,0,001-10g/dm3heterocykli- cznego zwiazku o ogólnym wzorze przedstawionym na rysunku 3, w którym X — oznacza NR3 lub =S, A — jest grupa —CNCRsk =N, =C=S, =C—S—R3, =CH2, Ri, R2 i R3 — sa grupami alkilowymi zawierajacymi 1-4 atomy wegla w lancuchu, podstawnikami fenylowymi lub wodorem, n — ma wartosc 0 lub l, 0,0001-1 g/dm3 zwiazków o ogólnych wzorach 4, 5 i 6, w których R —jest alkilem o zawartosci 10-20 atomów wegla w lancuchu, Ri —jest grupa —CH3, —C2H5 —C3H7 badz grupa benzylowa ArCH2—, X— jest anionem: Cl", Br", J", lub CHaS04=, zas x + y = 2 — 20 oraz srodki przeciwpienne takie jak silikony w ilosci 0,00001-0,001 g/dm3. Ponadto emulsyjna ciecz obróbkowa wedlug wynalazku moze zawierac inne znane dodatki wplywajace korzystnie na poszczególne parametry eksploatacyjne cieczy emulsyjnej. Do substancji tych naleza: srodki zapachowe, barwiace, zmywajace, kompleksujace, drugo- i trzeciorzedowe alifatyczne, alkanoloaminy, heterocykliczne aminy, weglany, borany, azotyny, sole kwasów organicznych itp. Wszystkie wyzej wymienione zwiazki chemiczne przez selektywne i/lub synergetyczne dzialanie w emulsyjnej cieczy obróbkowej nadaja jej korzystne parametry technologiczne takie jak: dobra smarnosc, zmywalnosc i odpornosc korozyjna oraz wysoka odpornosc na rozklad mikrobiologiczny.Emulsyjna ciecz obróbkowa zalecana jest do wiórowej i bezwiórowej obróbki metali w miejsce dotych¬ czas stosowanych zwlaszcza importowanych cieczy obróbkowych. Z powodzeniem moze byc równiez stosowana jako niepalna ciecz hydrauliczna, zwlaszcza w górnictwie do takich urzadzen jak: kombajny chodnikowe, ladowarki, popycharki hydrauliczne obudowy zmechanizowane, stojaki indywidualne i prze- suwniki. Emulsyjna ciecz obróbkowa poza wymienionymi juz wyzej cechami, charakteryzuje sie dobrymi wlasciwosciami zwilzania powierzchni narzedzia i obrabianego detalu, dobra zmywalnoscia wiórów i pylu szlifierskiego ze wzgledu na specyficzna obudowe chemiczna uzytych skladników, a zwlaszcza chemicznie i fizycznie absorbujacymi sie na powierzchni metalu atomami azotu. W wyniku powyzszych wlasciwosci cieczy obróbkowej kilkakrotnie zwieksza sie zywotnosc narzedzi skrawajacych oraz zmniejsza sie czestotli¬ wosc diamentowania sciernic i tarcz szlifierskich przy obróbce szlifierskiej.Przyklad I. Do mieszalnika o pojemnosci 3000dm3 odwazono 55kg oleju parafinowego o lepkos¬ ci 1 ¦¦• 10"5m2/s w temperaturze 323 K i punkcie anilinowym powyzej 370 K, 5 kg ehloroparafiny 40 o lepkosci 2- 10"5m2/s w temperaturze 373 K, 18kg aminy oleinowej oksyetylowanej tlenkiem etylenu w stosunku molowym 1:10, 7 kg aminy lojowej oksyetylowanej tlenkiem etylenu w stosunku molowym l: 16, 11 kg N-kokoilotrójmetylenodwuaminy oksyetylowanej tlenkiem etylenu w stosunku molowym 1:3, 2,8 kg 2- metylobenzotiazolu oraz 0,2 kg oleju metylosilikonowego. Calosc ogrzano do temperatury 320-360 K mie¬ szajac do~ calkowitego rozpuszczenia skladników. Mieszanine uzupelniono woda wodociagowa do pojemnosci 3000dm3 i wprowadzono do niej 2 kg 50% roztworu bromku laurylodwu(etoksyhydroksylo)me- tyloamoniowego, 13 kg benzoesanu dwuetanoloaminy orazczteroboranu sodowego do uzyskania pH = 9,l.Sporzadzona wedlug podanej receptury emulsyjna ciecz obróbkowa posiada napiecie powierzchniowe 38mN/m, obciazenie zespawania 1275 N, a jej odpornosc korozyjna wg PN-65/M-55789 jest zachowana nawet przy dwukrotnym rozcienczeniu woda.Przyklad II. Do zbiornika o pojemnosci 3000dm3 wprowadzono 60kgoieju naftenowegoo lepkos¬ ci 1,6 • 10"5m2/s w temperaturze 323 K i punkcie anilinowym powyzej 370 K, 25 kg N-oleilotrójmetylenodwu- aminy oksyetylowanej tlenkiem etylenu w stosunku molowym 1: 3,9 kg N-stearyloczterometylenodwuaminy oksyetylowanej tlenkiem etylenu w stosunku molowym 1 :15,4kgbenzotriazolui 2kg benzotiazolu. Miesza¬ nine ogrzano do temperatury 320-360 K, mieszajac do calkowitego rozpuszczenia skladników. Zbiornik uzupelniono woda do pojemnosci 3000dm3 i dodano 3 kg 50%/ chlorku stearylotrójmetyloamoniowego, 8 kg boranu trójetanoloaminy i skorygowano pH do wartosci 9.2 dodatkiem weglanu sodowego. Tak sporza¬ dzona emulsyjna ciecz obróbkowa posiada napiecie powierzchniowe 42 mN/m, obciazenie zespawania 1226N, a jej odpornosc korozyjna wg norm PN-65/M-55789 jest zachowana nawet przy dwukrotnym rozcienczeniu woda.Zastrzezenie patentowe Emulsyjna ciecz obróbkowa do wiórowej i bezwiórowej obróbki stali, zeliwa i metali kolorowych sporzadzona przy uzyciu wody o twardosci do 30°N, w której rozpuszczone sa powszechnie stosowane sole nieorganiczne, organiczne, aminy, alkanoloaminy, srodki zapachowe i barwiace, znamienna tym, ze zawiera l-100g/dm3 odaromatyzowanych weglowodorów parafinowych i/lub naftenowych i/lub chloroparafino- wych o lepkosci kinematycznej 5 • lO^-5 • 10"5 m2/s w temperaturze 323 K, 0,5-50g/dm3 zwiazków z grupy oksyetylowanych amin kwasów tluszczowych o ogólnych wzorach 1 i 2, w których Rjest alkilem o zawartosci116794 3 8-20 atomów wegla w lancuchu, x + y =2 — 20 zas x + y + z = 3 — 30; 0,001-10g/dm3 heterocyklicznego zwiazku o ogólnym wzorze przedstawionym na rysunku 3, w którym X oznacza NR3 lub =S, A jest grupa —CN(R3)2, =C=S, ^C—S—R3, =N, =CH2, Ri. Rii R3 —sa grupami alkilowymi zawierajacymi 1-4atomów wegla w lancuchu, podstawnikami fenylowymi lub wodorem, n — ma wartosc 0 lub 1, 0,0001-1 g/dm3 zwiazków o ogólnych wzorach 4, 5, 6, w których R —jest alkilem o zawartosci 10-20 atomów wegla w lancuchu, Ri —jest grupa —CH3, —C2H5, —C3H7 badz grupa benzylowa ArCHj—, X —jest anionem Cl", Br", J", lub CH3SO4, zas x + y =2 — 20 i 0,00001-0,001 g/dm3 oleju metylosilikonowego./(CHjCHjO^- R Ns(CH2CH20)y Wzórj /(CH^CHjO^H RN/(CH2)n-NX(c^cH^H \ (CH2CH20)z wzór.2 X.Ris/ \ R k wzór.3 IR,).116 794 |R-N—PM V2H40)yJ i + X Ir- n - i T + X wzór.4 wzór.5 R~NdJ - -:• X wzór.6 Prac. Poligraf. UP PRL. Naklad 120 egz.Cena 100 zl PL

Claims (3)

1. Zastrzezenie patentowe Emulsyjna ciecz obróbkowa do wiórowej i bezwiórowej obróbki stali, zeliwa i metali kolorowych sporzadzona przy uzyciu wody o twardosci do 30°N, w której rozpuszczone sa powszechnie stosowane sole nieorganiczne, organiczne, aminy, alkanoloaminy, srodki zapachowe i barwiace, znamienna tym, ze zawiera l-100g/dm3 odaromatyzowanych weglowodorów parafinowych i/lub naftenowych i/lub chloroparafino- wych o lepkosci kinematycznej 5 • lO^-5 • 10"5 m2/s w temperaturze 323 K, 0,5-50g/dm3 zwiazków z grupy oksyetylowanych amin kwasów tluszczowych o ogólnych wzorach 1 i 2, w których Rjest alkilem o zawartosci116794 3 8-20 atomów wegla w lancuchu, x + y =2 — 20 zas x + y + z = 3 — 30; 0,001-10g/dm3 heterocyklicznego zwiazku o ogólnym wzorze przedstawionym na rysunku 3, w którym X oznacza NR3 lub =S, A jest grupa —CN(R3)2, =C=S, ^C—S—R3, =N, =CH2, Ri. Rii R3 —sa grupami alkilowymi zawierajacymi 1-4atomów wegla w lancuchu, podstawnikami fenylowymi lub wodorem, n — ma wartosc 0 lub 1, 0,0001-1 g/dm3 zwiazków o ogólnych wzorach 4, 5, 6, w których R —jest alkilem o zawartosci 10-20 atomów wegla w lancuchu, Ri —jest grupa —CH3, —C2H5, —C3H7 badz grupa benzylowa ArCHj—, X —jest anionem Cl", Br", J", lub CH3SO4, zas x + y =2 — 20 i 0,00001-0,001 g/dm3 oleju metylosilikonowego. /(CHjCHjO^- R Ns(CH2CH20)y Wzórj /(CH^CHjO^H RN/(CH2)n-NX(c^cH^H \ (CH2CH20)z wzór.

2. X. Ris/ \ R k wzór.

3. IR,).116 794 |R-N—PM V2H40)yJ i + X Ir- n - i T + X wzór.4 wzór.5 R~NdJ - -:• X wzór.6 Prac. Poligraf. UP PRL. Naklad 120 egz. Cena 100 zl PL