PL150860B1 - Ciecz do obróbki metali - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

OPIS PATENTOWY 150860

URZĄD

PATENTOWY

RP

CZYTELNIA

U ędu Patentowego >ιί5Μ' * 6| Llristflj

Patent dodatkowy do patentu nrZgłoszono: ^{87 38 28} /P· 266473/

Pierwszeństwo -—

Int. Cl.⁵ C10M 169/06

Zgłoszenie ogłoszono: 89 oi 05

Opis patentowy opublikowano:

1990 11 30

Twórca wynalazku: Stanisław Szczepaniak

Uprawniony z patentu: Stanisław Szczepaniak, Kielce /Polska/

CIECZ DO OBRÓBKI METALI

Przedmiotem wynalazku jest ciecz do obróbki metali, przeznaczona do stosowania do wiórowej lub bezwiórowej obróbki metali·

Znane jest stosowanie do wiórowej i bezwiórowej obróbki metali emulsyjnych chłodziw, zawierających oleje mineralne parafinowe i/lub naftenowe, inhibitory korozji i anionowoczynne emulgatory· Azotyn sodu i aminy powszechnie stosowane jako inhibitory korozji podlegają różnorakim reakcjom i tworzą rakotwórcza nitroaminy i nitrozaminy. Grupy sulfonowe lub siarczanowe zawarte w anionowych emulgatorach łatwo rozkładają się i produkty tego rozkładu siarkowodór i tiole - zakwaszają chłodziwo wpływając niekorzystnie na właściwości chłodziwa·

Z opisu patentowego USA nr 4 414 125 znana jest kompozycja inhibitująca korozję, która jednocześnie jest środkiem stosowanym przy wierceniu, obróbce wiórowej lub polerowaniu·

W skład jej wchodzą woda, glikol, poliglikol, eter poliglikolowy, zagęszczacz do kompozycji wodnych lub olej mineralny i emulgator, sól metalu alkalicznego lub sól rozpuszczalnej w wodzie aminy alifatycznej mieszaniny kwasów 2- oraz 3-alkiloadypinowych· Z opisu tego też znane jest użycie, jako substancji do testów, soli kwasów alkilobursztynowych· Jednak przy ich użyciu nie można wykonać testu porównawczego w zakresie inhibitowania korozji, gdyż w wodzie twardej tworzą się nierozpuszczalne sole wapniowe i magnezowe· Z opisu tego wiadomo, że sole kwasów alkilobursztynowych są dobrymi inhibitorami korozji w olejach węglowodorowych i w olejach smarowych· Natomiast w mediach wodnych tworzą nierozpuszczalna sole·

Z opisu patentowego USA nr 4 277 366 znana jest kompozycja przeznaczona do użycia w płynach hydraulicznych, smarach do obróbki metali, preparatach obróbkowych itp· Stosowana w obecności aromatycznych związków wykazuje dobrą odporność na utlenianie i inhibitowanie korozji Zawiera tlenek poliakilenowy 100% lub jego roztwór wodny oraz aromatyczne nitrozwlązki· Przy

150 860

150 860 obróbce wiórowej, w podwyższonej temperaturze następuje utlenienie tlenków polialkilenowych· Produktami utlenienia sę kwasy i one przyspieszają korozję, ograniczają smarność i żywotność kompozycji polimerowych. Zastosowanie aromatycznych nltrozwiązków zapobiega utlenianiu, chociaż ich wpływ jest szkodliwy· Aromatyczne nitrozwiązki, podobnie jak azotyn sodowy są szkodliwe dla ludzi 1 środowiska. Stąd też można je stosować w płynach hydraulicznych, ala w cieczach obróbkowych, gdzie występują kontakt z ludzką skórą,nie należy Ich stosować·

Z opisu patentowego USA nr 4 344 862 znane są jako słabo pieniące inhibitory korozji, produkty reakcji kwasów sulfonamidokarboksylowych lub karboksyamidokarboksylowych z alkanoloaminami lub produktami kondensacji alkanoloamin z kwasem borowym· Do celów przemysłowych powyższe kwasy aromatyczne otrzymuje się z wyniku reakcji halogenku kwasu aromatycznego z aromatycznym kwasem karboksylowym. Kwasy te posiadają ograniczoną rozpuszczalność w wodzie z uwagi na duży ciężar cząsteczkowy i dwa aromatyczne ugrupowania·

W opisie patentowym USA nr 4 348 302 przedstawiono środek antykorozyjny trwały w twardej wodzie· środek ten składa się z soli metalu alkalicznego, soli metali ziem rzadkich lub soli aminowej kwasów alkilokarboksyamidokarboksylowych· Sól ta zawiera rozgałęziony Cg-Ci3 alkil lub Cg - lub Cg -cykloalkil lub polialkil posiadający od 6 do 13 atomów węgla, optymalnie podstawionych przez 1 lub 2 grupy C^ - C4 -alkilowe, zawiera też wodór lub C^ - Cg -alkil, a także C^ - C^ alkil w łańcuchu liniowym lub rozgałęzionym. Kwasy te otrzymuje się znanymi metodami, przykładowo w reakcji kwasów araino-karboksylowych z chlorkami kwasów karboksylowych w obecności alkalii, zgodnie z reakcją Schotten-Baumann· Zobojętnione kwasy alkilokarboksyanidokarbokeylowe są odporne na twardą wodę. Są też dobrymi inhibitorami korozji, ale znacznie się pienią i posiadają niewielkie właściwości smarne i praktycznie nie nadają się do współczesnej, szybkościowej obróbki wiórowej metali· Opisane ciecze obróbkowe wykazują słabą odporność na korozję i rozkładają się pod wpływem temperatury·

Celem wynalazku jest opracowanie cieczy do obróbki metali, nietoksycznej dla ludzi i środowiska, o dużej odporności na korozję· Dalszym celem jest opracowanie takiej cieczy, która nadawałaby się do zastosowania przy każdej obróbce metali - wiórowej i bezwiórowej, a ponadto dającej się wykonać z surowców krajowych, łatwo dostępnych i tanich.

Istota wynalazku polega na tym, że w roztworze wodnym ciecz zawiera, korzystnie 0,5 - 5 części wagowyeh soli aminowych kwasów amidokarboksylowych, o ogólnym wzorze i, w którym X jest grupą określoną wzorem 2 lub grupą określoną wzorem 3, R jest grupą alkilową lub alkenylową posiadającą 14 - 22 atomów węgla, R^ jest alkilenem o łańcuchu liniowym lub rozgałęzionym zawierającym 1-10 atomów węgla, Rg wskazane we wzorze 2 i 3 jest wodorem, niższą grupą alkilową lub hydroksyalkilową posiadającą 1-4 atomów węgla,oraz zawiera 0,01 - 2 części wagowyeh kopolimerów blokowych tlenku etylenu i propylenu o ogólnym wzorze 4, w którym x, y, z, są liczbami całkowitymi od 5 do 100, a także zawiera 0,001 - 0,1 części wagowyeh związków heterocyklicznych posiadających przynajmniej 1 atom azotu i siarki, o ogólnym wzorze 5, w którym Rg oznacza atom siarki, tlenu, selenu lub grupę «ΝΗ, R^, Rg, Rg, oznacza atom wodoru, grupę alkilową lub hydroksyalkilową o zawartości 1-4 atomów węgla, n jest liczbą całkowitą 2 lub 3, zaś uzupełnieniem do 100 części wagowyeh cieczy jest woda·

W cieczy do obróbki metali według wynalazku, jak wykazały badania i próby, sole aminowe kwasów amidokarboksylowych nia wytrącają się w obecności kopolimerów blokowych tlenku etylenu i propylenu. Rozkład tych kopolimerów jest prawie zahamowany w obecności związków heterocyklicznych zawierających przynajmniej jeden atom siarki i azotu. Użyte do sporządzania cieczy według wynalazku kwasy amidokarboksylowe są zobojętniane rozpuszczalnymi w wodzie pierwszo-, drugo-, i trzeciorzędowymi aminami i/lub alkanoloaminami alifatycznymi, korzystnie do pH 8 - 9.

Ciecz do obróbki metali według wynalazku doskonale zabezpiecza przed korozją obrabiane detale, wykazuje bardzo dobrą smarność, zdecydowanie przewyższającą smarność powszechnie stosowanych chłodziw emulsyjnych. Ciecz ponadto słabo się pieni i ma długi okres użytkowania· Wynika to stąd, że w skład cieczy nie wchodzą oleje mineralne ani inne substancje organiczne, które mogą odżywiać mikroorganizmy·

150 860

Przykład I· Badania fizykochemiczne cieczy według wynalazku przeprowadzono na cieczy o następującym składzie: woda wodociągowa o twardości ogólnej 18 N ···

97,5 cz.wag. sól trietanoloaminy kwasu oktadecylo-N-metyło-£ -aminokapronowego ,····· 2 cz· wag· kopolimer blokowy tlenku etylenu i propylenu o ogólnym wzorze 4, gdzie x+z=160, y=35 ·········· 0,4 cz· wag. sól N,N-dietylo-etanoloaminowa-2-merkapto-5-metoksybenzotiazolu

.. ........0,1 cz· wag ·

Składniki te wymieszano aż do uzyskania przeźroczystej, lekko opalizującej cieczy· Parametry fizykochemiczne tej cieczy były następujące: kwasowość pH około 8,7, odporność na korozję - 0/00 wg PN-65/M-55789, napięcie powierzchniowe 38 mN/m wg BN-65/ 0530-10, smarność mierzona obciążeniem zespawania na aparacie czterokulowym wg PN-76/C-04147 przedstawia poniższa tabelka:

r - -	Obciążenie	/ N / , 1	Śednia średnica skaz na kulkach , / mm / i
	618	1 1	0,30 J
	785		0,45 i
	981	1 |	0,60 1
	1236	1	0,90 ,
	1570	1	1,80 1
	1962	1	zespawanie
		------ -1 - -

Przykład II. Badanie fizykochemiczne cieczy według wynalazku przeprowadzono na cieczy o następującym składzie: woda wodociągowa o twardości ogólnej 16°N ···· 97 cz· wag· sól dietanoloaminowa monoheksadecyloamidu kwasu bursztynowego ······· 2,3 cz.wag.

kopolimer blokowy tlenku etylenu i propylenu o ogólnym wzorze 4, gdzie x+z=40, y=30 ········

0,65 cz· wag· sól trietanoloaminowa 2-aminobenzotiazolu ....... 0,05 cz· wag· Składniki te wymieszano aż do uzyskania przeźroczystej, lekko opalizującej cieczy. Parametry fizykochemiczne tej cieczy były następujące: kwasowość - pH około 8,8, odporność na korozję - 0/00 wg PN-65/M-55789, napięcie powierzchniowe = 42 mN/m wg BN-65/0530-10, smarność mierzona obciążeniem zespawania na aparacie czterokulowym wg PN-76/C-04147 przedstawia poniższa tabelka

	Obciążenie	1 / N / 1 1	Średnia średnica skaz na kulkach / mm /
	618	1 1	0,30
	785	1	0,40
	981	1	0,50
	1236	1 1	0,80
	1570	1	1,40
	1Θ62	1	2,30
	2450	1 1	zespawanie

Claims (2)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Ciecz do obróbki metali, znamienna tym, że w roztworze wodnym zawiera, korzystnie 0,5 - 5 części wagowych soli aminowych kwasów amidokarboksylowych o ogólnym wzorze 1, w którym X jest grupą określoną wzorem 2 lub 3, R jest grupą alkilową lub alkenylową posiadającą 14 - 22 atomów węgla, jest alkilenem o łańcuchu liniowym lub rozgałęzionym zawierającym 1-10 atomów węgla, R₂ wskazane we wzorze 2 i 3 jest wodorem, niższą grupą alkilową lub hyd roksyalkilową' posiadającą 1-4 atomów węgla oraz zawiera 0,01 4

   150 860
2. 2 części wagowych kopolimerów blokowych tlenku etylenu i propylenu o ogólnym wzorze 4, w którym x, y, z, są liczbami całkowitymi od 5 do 100, a także zawiera 0,001 - 0,1 części wagowych związków heterocyklicznych posiadających przynajmniej 1 atom azotu i siarki, o ogólnym wzorze 5, w którym R3 oznacza atom siarki, tlenu, selenu lub grupę =NH, R4, R5, Rg oznacza atom wodoru, grupę alkilową lub hydroksyalkilową o zawartości 1-4 atomów węgla, n jest liczbą całkowitą 2 lub 3, zaś uzupełnieniem do 100 części wagowych cieczy jest woda·

   R-X- R^OOH wzór 1

   R_o 0 0 R₉ l²ll II I²

   -Ν-c- -C-Nwzdr2 wzdr 3

   HO^kH.OHCHCH OHC H OtH ζαχι z y L a ^L wzdr4 wzór 5

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz. Cena 1500 zł