PL158757B1

PL158757B1 - Kompozycja chlodzaco-smarujaca do obróbki metali PL PL PL

Info

Publication number: PL158757B1
Application number: PL27599188A
Authority: PL
Inventors: Stanislaw Szczepaniak
Original assignee: Stanislaw Szczepaniak
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1988-11-25
Publication date: 1992-10-30
Also published as: PL275991A1

Abstract

1 - 5 % wago- wych monoamidu kwasu alkenobursztynowego o ogólnym wzorze 1, zobojetnionego alifatyczna i/lub heterocykliczna amina i/lu b alkanoloamina i/lu b estra- mi kwasu borowego i/lub fosforowego z alkanoloami- na, w którym to wzorze 1 R 1 oznacza atom wodoru, fluoru, chloru, bromu lub grupe -C= N, - COOH, -COOR i R jest alkoholem lub wieloalkoholem o 1 - 4 atomach wegla, R2i 1 R3 sa niezaleznie wodorem, alkilem lub hydroksyalkilem o zawartosci 2 - 4 ato- mów wegla lub R2 i R3 lacznie z azotem tworza piecio lub szescioczlonowy pierscien heterocykliczny, a n+m jest liczba calkowita o wartosci od 8 do 25, zawiera 0,001 - 1% wagowych rozpuszczalnych w wodzie kopolimerów blokowych tlenku etylenu i pro- pylenu i/lub tlenku butylenu o ciezarze czasteczko- wym 1000 - 10000,korzystnie 2000 - 3000, oraz zawiera 0,0001 - 0,1 % wagowych zwiazku heterocy- klicznego o ogólnym wzorze 2, w którym R4, R5, R6 sa grupami alkilowymi zawierajacymi 1 - 4 atomów wegla w lancuchu, podstawnikami fenolowymi lub wodorem, X oznacza NR6 lub = S, A jest grupa CN(R6)2, = C= S, = C-S-R6, = N, =CH2,p ma wartosc 0 lub 1, zas uzupelnieniem do 100% wagowych kom- pozycji jest woda. WZÓR 2 PL PL PL

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej © OPIS PATENTOWY © PL @158757 @ B1 (2Ϊ) Numer zgłoszenia: 275991 „ _ς @ IntCl³

C10M 169/06 (22) Data zgłoszenia: 25.11.1988

CZrTfLHfA ffÓlfA

Kompozycja chłodząco-smarująca do obróbki metali

Zgłoszenie ogłoszono:

28.05.1990 BUP 11/90

Uprawniony i twórca wynalazku: Stanisław Szczepaniak, Kielce, PL

O udzieleniu patentu ogłoszono:

30.10.1992 WUP 10/92

PL 158757 Β1

Kompozycja chłodząco-smarująca do obróbki metali, znamienna tym, ze zawiera 0,1 - 5% wago52) wych monoamidu kwasu alkenobursztynowego o ogólnym wzorze 1, zobojętnionego alifatyczną i/lub heterocykliczną aminą l/lubalkanoloaminą i/lubesirami kwasu borowego i/lub fosforowego z alkanoloaminą, w którym to wzorze 1 Ri ozziacza atom wodoru, fluoru, chloru, bromu lub grupę -O N, - COOH, -COOR i R jest alkoholem lub wieloalkoholem o 1- 4 atomach węgla, R2 1 R3 są niezależnie wodorem, alkilem lub hydroksyalkilem o zawartości 2 - 4 atomów węgla lub R21R3 łącznie z azotem tworzy pięcio lub sześcioczJonowy pierścień heterocykliczny, a n+m jest liczbą całkowitą o wartości od 8 do 25, zawiera 0,001 - 1% wagowych rozpuszczalnych w wodzie kopolimerów blokowych tlenku etylenu 1 propylenu t/lub tlenku butylenu o ciężarze cząsteczkowym 1000 - 10000,korzystnic 2000 - 3000, oraz zawiera 0,0001 - 0,1 % wagowych związku heterocyklicznego o ogólnym wzorze 2, w którym Ra, R5, Rf są grupami alkilowymi zawierającymi 1 - 4 atomów węgla w łańcuchu, podstawnikami fenolowymi lub wodorem, X oznacza NRó lub - S, A jest grupą CN(R<s)2, = C-S-Rń, = N, =CH2,p ma wartość lub 1, zaś uzupełnieniem do 100% wagowych kompozycji jest woda.

H-fc—fH-CC-ę-KC-j-R ₍ 2™

Ć-COOH wzed 1

R.

c-c-n; 2 s X 0 3 ^Rx/^Xv •5 X^R6>p

W2(5r2

KOIzPOZYCJa CriŁODZĄCO-MIARUJACA DO OBROBKI METALI

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Kompozycja chłodząct-smarująca dt obróbki metali, znamienna tym, ze zaoiera 0,1 - 5 % oagooych monoamidu koasu alkenobursztynowego t ogólny ozorze 1, zztojętnlonego aliJ^^^^c^zną i/lub heterocykliczną aminą i/lub alkanoloaminą i/lu'o estrami koasu btrooegt i/uub fosforowego z alkanoloaminą, o którym to ozorze 1 R^ tznacza atom oodoru, fluoru, chlm, bromu lub grupę -C=M, -COOH, -C00R i R jest alkoholem lub oieloa^^l^c^hioem o 1 - 4 atomach oęgla, R₂ 1 Rj są niezależnie wodorem, alkieem lub htdrtkstalkieem t zaoartości 2-4 atomóo oęgla lub Rg i Rj łącznie z azttem toorzą pięcio lub sześciocztotowy pierścień heterocykliczny, a n+m jest liczbą całkooitą t oarttści td 8 dt 25, zaolera 0,001 - 1 % oagooych rozpuszczalnych o oodzie krorlpmeróo blokooych tlenku etylenu i propylenu i/uub tlenku butylenu o ciężarze cząaeecztooym 1000 - 10000, korzystnie 2000 - 3000, traz zaCera 0,0001 - 0,1 % oagooych zolązku heterocyklicznego o ogólnym ooirza 2, o którym R^, R^, Rg są grupami alkilowymi zaoierającymi 1-4 atomóo oęgla o łańcuchu, podstaonikami fenotowymi lub oodorem, Z oznacza HRg lub 3, A jeet grupą CR (Rg) ₂, »C»S, =C-S-Rg, =N, “CHgi p ma oartość 0 lub 1, zaś uzupełnieniem do 100 % oagtoych kompozyii jest ooda.

* * *

Przedmiotem oynalazku Jest kompozycja chłtdząco-smarująca do obróbki młali, przeznaczona do oiórooej lub bezoióronej obróbki meal^.

Znane jeat stosooanie dt oiórooej i bezo.ói^ooej obróbki mf^li emulsyjnych chłodziw, zaoierających oleje mineralne parafnnooe i/lub naftenooe, inhibitory korozji i anionowocztooe emulatory. Azotyn sodu i aminy ptozechnie stosowane jako inhibitory korozji podlegają różnorakim reakcjom i toorzą rakotwórcze nitroaminy i oitrozapliny. Grupy sulfonowe lub siaΓczonooe zaoarte o anionowych emulgatorach łatwo rozkładają się i produkty tego rozkładu - siarkooodór i tiole zakoaezają chłodziwo opływając niekorzystnie na ołaścioości chłodd^wa.

Z opisu patentowego USA nr 4 414 125 znana jest kompozycja inhibitująca korozję, która jednocześnie jest śroakeem stosowanym przy wierceniu, obróbce wiórowej lub polerowaniu. W skład jej wchodzą woda, glikol, poliglikol, eter poliglkoooowy, zagęszczacz do korappozyj!. wodnych lub olej minęraliy i emulgator, sól alkalccznego lub sól rozpuszczalnej w w od zie aminy alifatycznej, mieszaniny kwasów 2- oraz J-alkioaddypioowych. Z opisu tego znane jest też użycie, jako subetancci do testów, soli kwasów αlkizolurcztizowych. Jednak przy ich użyciu nie malina wykonać testu porównawczego w zakresie inhibiowania korozj, gdyż w wodzie twardej tworzą się nierozpuszczalne sole wapniowe i magnezowe. Z opisu tego wiadomo też, że sole kwasów alkilblurzztizowych są dobrymi lihlbizotapli korozj w olejach węglowodorowych i w olejach smarowych. Natomiast w medach wodnych tworzą nierozpuszczalne sole.

Z polskiego opisu patentowego nr 114 826 znany jest środek do chłodzenia oparty na wodnych cez olejowych roztworach związków organicznych. Zawiera on fosforoamid lub produkty jego hydrolizy, związek heterocykliczny zawierający m.in. grupę alkioową oraz sole kwasów dwuatkiZddwutOoaaΓtpminowych lub alki-heno-bie dwuHokarbaminowych albo ich pochodne.

158 757

Natomiast z polskiego opisu patentowego nr 116 794 znana jest ciecz obróbkowa zawierająca powszechnie stOBOwane sole nieorganiczne, orga^l.czne, aminy, alkanoloaminy, środki zapachowe i barwiące. W jej skład wchodzą też odaromatyzowane węglowodory parafinowe i/lub naftenowe i/Uub chloroparafinowe, związki z grupy oksyetylowanych amin kwasów tluzzczowycn, a także związki heterocykliczne i olej meeylosiliOinowy. Inny środek smirriąco-chłodzący do obróbki mealiL znany jest z polskiego opisu patentowego nr 133 366. Jest on wodnym roztworem i zawiera kwas 6 /trójchlorobenzenosulfonylo/ aminoklpΓonooy, aminę, kwas borowy oraz polimery. Jako aminę wskazano etanoloaminę, zaś jako polimer - glikol pnlloksyetyeenowy oraz produkt hydrolizy po li akrylonitrylu.

Znana jest także btcnlentta woάooozcitńczalia knmponzcJa chłodząco-smarująca zawierająca aciuy kwasu flanwwegn, urotropinę, azotyn sodowy, sole amoniowe kwasu wersowego i/uub borowego oraz alkohol alifatyczny, korzystnie propanol-2, rozpuszczalny w wodzie. Jako sole fκ^ninwt kwasu wskazano sole tΓÓtetinonaiminowt.

Ponadto, z opisu patenoowego USA nr 4 192 769 znana jest komponccya, będąca -ωίϋΜΜ korozzi, służąca oo sporządzania płynów wodnych używanych przy operacjach skrawania metli oraz przy obróbce plastycznej. Kompozyja ta naΓtm.^ywfna jest przez przetasowanie co najmnej jedi.ego alfatyyznnego kwasu polikamoksy lowego z podstawnikom hydrokarbyowwym, co najmniej jednej i111 ayycznej aminy z podstlwnikeem hydroksyoowym i co najmiej jednego związku mealu alkan^nego.

Celem wynalazku jest opracowanie cieczy do obróbki meeaai, nietoksycznej dla ludzi l środowiska, o dużej odporności na korozję. Dalszym celem jest opracowanie takiej komiPnytJi, która nadawałaby sLę ao zastosowania przy każdej ob^oce meesli - wiórowej i bezwόórnwej, a ponadto dającej się wykonać z surowców krajowych, łatao dostępnych i alnLch.

Istota wynalazku polega na tym, ze kompołycja zawiera 0,1 - 5 % wagowych monnlmidl kwasu llkθnnbuΓsztinwwegn o ogólnym wzorze 1, znoonętnionego a 1:ϊ1 ayyzzi^ą i/Lb heterocykliczną aminą i/uub llkanoloamiią i/Lb estrami kwasu borowego i/uub foafoownego z alkanoloaminą, w którym to wzorze 1 R oznacza atom wodoru, iuuoru, chloru, bromu lub grupę -C=N, -COOH, -COOR i R jest llkohoeem lub wieloalkohotim o 1 - 4 atomach węgla, R2 i ^3 są niezależnie wodorem, alkiemm lub hydroksyalkitii> o clwaftości 2-4 atomów węgla, lub R2 1 ^3 łącznie z azotom tworzą pięcio lub 3Ześcioccnonowt pierścień heterocykliczny, a n+m Jest lcczbą całkowitą o wartońci od 8 do 25, zawiera 0,001 - 1 % nagowych rozpuszczalnych w wodzie kopolimerów, blokowych teenku etylenu i propylenu i/uub teenku butylenu o ciężarze ycąstaczOwwym 1000 - 10000, korzystnie 2000 - 3000, oraz zawiera 0,0001 - 0,1 % sagowych związku heterocyklczznego o ogólnym wzorze 2, w którym R^, R^, Rg są grupami llkino«ymi zawierającymi 1-4 atomów węgla w łańcuchu, podstawnikami fenolowymi lub wodorem,

X oznacza NRg lub =5 , A jest grupą CN (dg^, = C°S , =C-S-Rg , =N , »CH2, p ma wartość 0 1 ub 1, zaś uzupełniciem do 100 % wagowych kom^ozyci jeat woda.

W komionctyi do obróoki meeta! według wynalazku, jak wykazały badania i próby, sole aminowe kwasów alktnoburs¢tynooyyh nLe wytrącają sLę w obecności kopoime-^ó^w blokowych teenku etylenu i propylenu. Rozkład tych kopolimerów jest prawie zahamowany w obecności związków heterocyklicznych zawierających przynajmniej jeden atom siarki 1 azotu. Użyte do sporządzenia kompozyci według wynalazku sole aminowe kwasów alkenobursz^nowych są produktami reakcji na rozpuszczalnych w wodzie pierwszo-, drugo- 1 trzecOoΓzęnowyyh aminach i/Lb llkainloamLiach aliaatycznych.

KomiPnccJa według wynalazku doskonale zabezpiecza przed korozją obrabiane detale, wykazuje bardzo dobrą smamość, zlectlnoanit przewyższającą smarność powszechnie stosowanych chłodziw emisyjnych. Komipnctya ponadto słabo pieni się i ma długi okres użytkowania. Wynka to stąd, ze w skład kompo^ci nie wchodzą oleje mineralne ani mne substancje organiczne, które mogą odżywiać M.krnoΓgln)^^^mt.

158 757

Przykład I. Badania fizykocnemiczne kompozycji według wynalazku przeprowadzono r.a następującej cieczy: Sporządzono koncentrat o następującym składzie:

konoamid kwasu alkenobursz^nowego o ogólnym ...................... 30 cz.wag.

wzorze 1, gdzie alkenyl średnio zawierał

16-18 atomów węgla, Rr był grupą karboksylową,

Rg i R-j był grupą hydrokscetyZową frittanoooanina ................................................... 25 cz.wag.

Produkt przyłączenia tler.ku etylenu i tlenku ...................... 15 cz.wag .

propylenu do propylenooriolu, którego ciężar cząsteczkowy wynoosł około 3 500, a stosunek molowy teenku etylenu ao teenku propylenu wynosśi jak 3:1
2-meiylo-5-ΓyetoksybeiaonΓiozol .................................... 0,25 cz.wag .

Uzuppenienie do 100 cz.wagowych stanowiła woda technologiczna. KonccπaΓot dokładnie wymieszano w temperaturze 300 K i otrzymano przezroczystą, jasnozółtą ciecz o charakterystycznym, orzyieπjnyE zapachu. Z tak prz/gonowaaigo koncennratu sporządzono 2,5 % ciecz do obróbki mees^, która posiadała następujące para^ery fizykochemiczne: kwasowość pH~8,6 , odporność na korozję - 0/00 wg PK-65/M-55 789, napięcie oowWerzchniowe = 29 mN'/m wg BN-65/0530-10, smarność mierzona obciążeniem zespawania na aparacie czterokuoowym wg PK-76/CO4147 przedstawia poniższa tabela:

1------ obciążenie w N ----__r--- l 1 1 1 1 średnia średnica skaz na kulkach * mm 1 785 1 1 - 981 1 ł - 12 36 1 1 0,6 1570 1 1 0,75 1962 1 t 1,10 2450 1 1 1 zespalanie

Przykład XI. Sporządzono koncenartt komponycJi według wynalazku o następującym składzie:

Monoamid kwasu alkeaobuΓszCnnowego o ogólnym ......................... 25 cz.wag.

wzorze 1, gdzie alkenyl średnio zawierał 18 -20 atomów węgla, Rr i Rg oznacza atom wodoru, a R- grupą hydroksyetynową

Diitaaoloamlat ....................................................... 25 cz.wag.

Kopooimer blokowy teenku etylenu i teenku ............................ 20 cz^ag.

propylenu, którego ciężar cząsteczkowy wynoosł 2400, a stosunek molowy teenku etylenu do teenku propylenu był 1:1

2-meikat0onitzolint .................................................. 0,5 cz.wag.

Uzupoenleaie do 100 cz .wagowych stanowiła woda technologiczna. Powyższy kor.cenntrat rozcieńczono wodą o twardości 20°N w stosunku 1:33. Roztwór ten orzetesnwwαno laboratoryjnie i oΓodukcyc nie. Wyynki testów były następujące: kwasowość pH~9,l, odpor ność na korozję - 0/00 wg PU-65/K-55789, napięcie powierzchniowe = 25mN/m wg BN-65/ 0 5 30-10, smarność mierzona obciążeniem zesp^enia na aparacie czterokunowym wg PK-76/C-O4147 przedstawia poniższa tabela:

158 757 obciążenie w N —-_r— 1 1 l 1 1 1 średnia średnica skaz na kulkach λ mm 785 1 1 1 981 l - 12 36 1 1 0,4 1570 l 0,5 1962 1 1 0,6 24 50 1 l 1,0 2943 l 1 zespawanie 1_____ _____L___ __ J

Eksploatowana produkcyjnie przez 3 miesiące kompozycja według wynalazku o składzie wskazanym w przykładzie 2, wykazywała bardzo dobre parametry obróbkowe takie jaki większą gładkość obrabianych detali stalowych, miejsze zuzycie narzędzi i kilkakrotnie większą trwałość cieczy w stosunku do powszechnie stosowanych cieczy emulsyjnych.

Ciecz - kompozycję do obróbki metali według wynalazku można uzupełniać znanymi inhibitorami korozji takimi jaki azotyny, borany, benzoesany, fosforany, winiany, cytryniany, środkami przeciwpiennymi, zapachowymi., biobójczymi i innymi znanymi specjalittom tej dziedziny.