PL158758B1

PL158758B1 - Kompozycja chlodzaco-smarujaca do obróbki metali PL

Info

Publication number: PL158758B1
Application number: PL27599288A
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: PL275992A1

Abstract

metali, znamienna tym, ze zawiera 0,1 - 5% wago- wych karboksylowego imidu kwasu alkenoburszty- nowego o ogólnym wzorze 1, zobojetnionego alifatyczna i/lub heterocykliczna amina i/lub alkano- loamina i/lub estrami kwasu borowego i/lub fosforo- wego z alkanoloamina, w którym to wzorze 1 R1 oznacza atom wodoru, fluoru, chloru, bromu lub grupe -C =N, -COOH -COOR i R jest alkoholem lub wie- loalkoholem o 1 - 4 atomach wegla, n+m jesl liczba calkowita o wartosci od 8 do 25, p jest liczba naturalna od 1 do 10, zawiera 0,001 - 1% wagowych rozpusz- czalnych w wodzie kopolimerów blokowych tlenku etylenu i propylenu i/lub tlenku butylenu o ciezarze czasteczkowym 1000-10000, korzystnie 2000-3000, oraz zawiera 0,0001 - 0,1% wagowych zwiazku hete- rocyklicznego o ogólnym wzorze 2, w którym R2, R3, R4 sa grupami alkilowymi zawierajacymi 1 - 4 ato- mów wegla w lancuchu, podstawnikami fenolowymi lub wodorem, X oznacza NR4 lub = S, A jest grupa CN(R4)2 , =C=S, = C-S-R4, = N, =CH2, r ma wartosc 0 lub 1, zas uzupelnieniem do 100% wagowych kom- pozycji jest woda. WZÓR 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku Jest kzmpooycja chłodząco - smarująca do obróbki metal., przeznaczona do wiórowej lub bezwiórowej obróbki meetli.

Znane Jest stosowanie do wiórowej i bezwiórowej obróbki meeali emuusyjnych chłodziw, zawierających oleje mineralne parafinowe i/uub naftenowe, inhibitory korozji i aniononoczynne emulatory. Azotyn sodu i aminy powszechnie stosowane Jako inhibitory korozji podlegają różnorakim reakcjom i tworzą rakotwórcze nitroaminy i n^^zaminy. Grupy sulfonowe lub siarczanowe zawarte w anionowych emulatorach łatwo rozkładają się i produkty tego rozkładu - siarkowodór 1 tiole - zakwaszają chłodziwo wpływając niekorzystnie na właściwości chłodziwa.

Z opisu patent owego USA nr 4 414 125 znana jest kompozycja lnhibitująca korozję która jednocześnie Jest środkiem stosowanym przy wierceniu, obróbce wiórowej lub polerowaniu. W skład jej wchodzą woda, glikol, pollgliirl, eter poliglikooowy, zagęszczacz do iompozytji wodnych lub olej mineralny 1 emulator, sól meealu alkaUcznego lub sól rozpuszczalnej w wodzie aminy alifatycznej, Meszaniny kwasów 2oraz 3-alkiZadtypirtwych. Z opisu tego znane jest też użycie, Jako substancji do testów, soli kwasów alkiZbbua8Ztnrotych. Jednak przy ich użyciu nie wykonać testu porównawczego w zakresie lihibiZowaiia korozji, gdyż w wodzie twardej tworzą aię nierozpuszczalne sole wapniowe i ω^j^ι^^^rt0. Z opisu tego wiadomo też, że sole kwasów alklLobdurwych są dobrymi inhib^c^mi korozji w olejach węglowodorowych i w olejach smarowych. Natomiast w mediach wodnych tworzą nierozpuszczalne sole.

Z polskiego opisu patentowego nr 114 826 znany jest środek do chłodzenia oparty na wodnych bezolejowych roztworach związków organicznych. Zawiera on fosforoamid lub produkty jego hydrolizy, związek heterocykliczny zawierający m.in. grupę alkilową oraz sole kwasów dwualiiZodwutżikarbpminowych lub alkil^no-bis dwuliokarbaMnowych albo ich pochodne.

158 758

Natomiast z polskiego opisu patentowego nr 116 794 znana jest ciecz obróbkowa zawierająca powazecłuiie stosowane sole nieorganiczne, organiczne, aminy, alkanoloaminy, środki zapacjowe i barwiące. W jej skład wchodzą też odaromatyzowane węglowodory parafinowe i/Uub naftenowe i/Uub chloroparafinowe, związki z grupy eksyetylowanych amin kwasów tłuszczowych, a także związki heterocykliczne i olej metylo silikonowy .

Inny środek smarująco - chłodzący do obróbki mtali znany jest z polskiego opisu patentowego nr 133 366. Jest on wodnym roztworem i zawiera kwas 6 trójchloΓOlenzβno8ul^foi^ylo^famlnokapΓonowy, aminę, ^kwas borowy ^or^az ^polim^ery. J^ak^owskazano etriklkaminę, zaś jako polimer - glikol polioksyetyeikowy oraz produkt hydrolizy poliakrylmitrylu.

Znana jest także btzoltlowa wodorozcieńczalna kompoo/cja chłodząco - smeaująca zawierająca amidy kwasu iJι^lMegk, urotropinę, azotyn sodowy, sole amoniowe kwasu wersenowego i/lub borowego oraz alkohol alifatyczny, korzystnie propanGo-S, rozpuszczalny w wodzie. Jako sole amoniowe kwasu wskazano sole trójθtikolaeQlinowt.

Ponadto, z opisu patentowego USA nr 4 192 769 znana jest kkαeοlycja, będąca inhibilotem korozji, służąca do sporządzania płynów wodnych używanych przy operacjach skrawania meeali oraz przy obróbce plastyczne;]. Komeplycjα ta otrzymywana jest przez przereagowanie co najmniej jednego aHaty cznego kwasu polikarboksylowego z podstawnikiem hydrkkaΓbylowye, co najmniej jednej alifyyycznej aminy z podstawnikiem hydroksyoowym 1 co najmniej Jednego związku meealu alkαlCzznegk.

Celem wynalazku jest opracowanie cieczy do obróbki meetai, nietoksycznej dla ludzi i środowiska, o dużej odporności na korozję. Dalszym celem Jest opracowanie takiej komeοlycji, która nadawałaby się do zastosowania przy każdej obróbce metali - wiórowej 1 bezwiórowej, a ponadto dającej się wykonać z surowców krajowych, łatwo dostępnych 1 tanich.

Istota wynalazku polega na tym, że kompolycjα zawiera 0,1 - 5 % wagowych karboksylowego imldu kwasu alkenobuΓ8ztnlowegk o ogólnym wzorze 1, zobojętnionego alffayyczną i/uub heterocykliczną aminą i/uub alkanoloaminą i/uub estrami kwasu borowego i/lub fksfokowegk z αlkαioloamlną, w którym to wzorze 1 A^ oznacza atom wodoru, fluoru, chloru, bromu, lub grupę -C=N, -COOH, -COOA i A Jest alkoholem lub witioαlkohklem o 1 - 4 atomach węgla, n«m Jest liczbą całkowitą o wartości od 8 do 25, p jest liczbą naturalną od 1 ao 10, zawiera 0,001 - 1 % wagowych rozpuszczalnych w wodzie kkpklemerÓΏ blokowych tlenku etylenu i propylenu i/uub tlenku butylenu o ciężarze cząstecz^nym 1000 - 10000, korzystnie 2000 - 3000, oraz zawiera 0,0001-0,1 S wagowych związku heterocyklicznego o ogólnym wzorze 2, w którym A,,

A^ , A^ są grupami alkUwnymi zawierającymi 1-4 atomów węgla w łańcuchu, p«lB^fwnikaml fenolowymi lub wodorem, X oznacza NA^ lub °S, A jest grupą CNfR^g» “C=3 , =C-S-A^ , =N , «CHg , r ma wartość 0 lub 1, zaś uzupełnieniem do 100 % wagowych ^ι^^^Ι Jest woda.

W kump^cj! do obróbki metali według wynalazku, jak wykazały badania i próby, sole aminowe kwasów flkenoburβztikowyjh nie wytrącają się w obecności kopolimerów blokowych tlenku etylenu i propylenu. Rozkład tych kopolimerów jest prawie zahamowany w obecności związków heterocykiccznych zawierających przynajmniej jeden atom siarki i azotu. Użyte do sporządzania klmeοlycji według wynalazku sole οΛίιΐΜβ kwaaów alken^^sz tynowych są produktami reakcji na rozpuszczalnych w wodzie pierwszo-, drugo- i tχj^θcOoΓęzOwwc ch aminach l/uub al^^anol^c^^minach alfastycznych.

Kompozycja według wynalazku doskonale zabezpiecza przed korozją obrabiane detale, wykazuje bardzo dobrą smarność, zdecydowanie przewyższającą smarność powszechnie stosowanych chłodziw emisyjnych. Komppzycja ponadto słabo pieni się i ma długi okres użytkowania. Wyyika to stąd, że w skład kzmpozycjl nie wchodzą oleje mineralne ani inne substancje organiczne, które mogą odżywiać mikroorganizmy.

158 758

Przykład I. Badania fizykochemiczna kompozycji według wynalazku przeprowadzono na następującej cieczy do obróbki metoU. Sporządzono koncentrat cieczy chłodząco - emmaującej o następującym składzie:

Karboksylowy cykliczny imid kwasu alkeno-......................... 20 cz.wag.

bursz Cynowego o ogólnym ^^oirze 1, gdzie alkenyl średnio zawierał 18 - 20 atomów węgla, była grupą karboksylową, a p jest luczbą 4

Dietanoloamina ................................................... 20 cz.wag.

Estry kwasu borowego i dietano^aml-ny w .......................... 20 cz.wag .

stosunku molowym 2:3

Kopolimer blokowy tlenku etylenu i ............................... 9 cz.wag.

tlenku butylenu, którego ciężar cząsteczkowy wynoosł 1800, a stosunek molowy tlenku etylenu do tleniu butylenu był 2:1

2-meΓkaa0okiazklina .............................................. 1 cz.wag.

Uzuppinienie do 100 cz.wag. stanowiła woda technologiczna.

Konccntrat dokładnie wy^^eszano w temperaturze 320 K i otrzymano jasnożółtą, klarowną ciecz o charakterystycznym, oryyippmym, owocowym zapachu. Powyższy kontontrat rozcieńczono wodą ^tnohnolk^glcin^ą o toatoości ¹⁸°N, w stosunto ¹:40 i żr^ mano 2,5 % roboczy roztwór cieczy do obróbki metoH, który posiadał następujące parametry fizykochemiczne: kwasowość pH*8,9 , odporność na korozję 0/00 wg PN-65/ 1455789, napięcie powierzchniowe - a 32 mN/m wg BK-65/0530-10, smarność mierzona obciążeniem zespawania na aparacie czterokuowwym wg PK-76/C-O4147 przedstawia poniższa tabela:

	ł j j średnia średnica skaz na kulkach *
	obciążenie w N
i a mm 1
		. ._f_. ....... , , · ¹ ^{1 1} · ·
	785	1 _
	981	! 0,2
	1236	! °·7
	1570	{ 1,8
L__	1962	i zespalanie 1

Przykład II. Sporządzono yoncenCrat kompokycOi według wynalazku o następuj^cym składzie:

Karboksylowy cykliczny imid kwasu alkeno- ......................... 15 cz.wag.

burszCynowegk o ogólnym wzorze 1, gdzie alkeny!

średnio zawierał 16-18 atomów węgla,

R^ było chlorem, a p lcczbą 1

Trietcnokoapina ................................................... 20 cz.wag.

Ester kwasu fosforowego z trista^lo-.............................. 20 cz .wag.

aminą w stosunku molowym 1:3

Produkt przyłączenia tlenku etylenu ............................... 15 cz.wag.

i tlenku propylenu do propyleno^^lu, którego ciężar cząsteczkowy wynossł około

3200, a stosunek molowy tlenku etylenu do tlenku propylenu był 2:1

2-merkaptobonnzMazo! ....................................

Uzupełnieniem do 100 cz.wagowych była woda technologiczna.

0,2 cz.wag.

158 758

Koncentrat dokładnie wymieszano w temperaturze 330 K i otrzymano Jasnożółtą klarowną ciecz o charakterystycznym nieokreśoonym, przyjimnym zapachu. Koncentrat ten rozcieńczono wodą technologiczną o twardości 20°N w stosunku li 33. Otrzymano 3 % - owy roboczy roztwór cieczy do obróbki metali. Przetestowano go laboratory;)nie i produkcyjnie. Wyynki testów laboratoryjnych były następujące: kwasowość pH~ 9,2, odporność na korozję 0/00 wg Pli-65/M-55789, napięcie powierzchniowe = mK/m wg 3K-6 5/0 530-10, smarność Merzona obciążeniem zespawania na aparacie czterkkuowwym wg PK-76/CO4147 przedstawia poniższa tabela:

Γ—	---------------------------_r- ł obciążenie λ N ! 1 1 . ....... L_	średnia średnica skaz na kulkach 9 ou	-----_\| 1 ł 1 1 1 . J
r---·	---------------------- ---j-		1
	785 !	-	1 1
	981 !	-	1 1
	1236 ;	0,3	1
	1570 J	0,4	1 1
	1962 !	0,5	1 1
	24 50 ;	0,8	1
	2943 !	1,7	1 1
	3139 !	ztspaianie	1 1
L____	1		_____1

Eksploatowana pΓodukcyjnit kompo^cja według wynalazku o składzie wskazanym w przykładzie 2, do głębokiego wiercenia żeliwa i stall stopowych, wykazywała bardzo dobre parametry obróbkowe takie jak: większa gładkość 1 szybkość wierconych otworów 1 kilkukrotnie mnnejaze zużycie wierteł oraz kilkukrotnie większą trwałość cieczy oraz brak nieprzy^c^^go zapachu, w stosunku do powszechnie. stosowanych cieczy emuusyjnych. Ciecz - knnpooycję do obróbki metal według wynalazku można uzupełniać znanymi inhibitorami korozji takimi Jak: azotyny, borany, benzoesany, fosforany, winiany, cytryniany, środkami przeciwpiennymi, zapachowymm, biobójczymi 1 innymi znanymi 8pθcJali8rom tej dziedziny.

158 758

CH (CH^n^CH-CHCH^-R

I I o=c_x/c=o

NICH ) COOH wzórl

wzór 2

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Kompozycja chłodząco - smarująca do obróbki mettai, znamienna tym, że zańtra 0,1 - 5 % wagowych karboksylowego imidu kwasu alktnobursztynowtgo o ogólnym nzorzt 1, zobojętnionego alifatyczną i/lub heterocykliczną aminą i/lub alkanolo· aminą i/lub estrami kwasu borowego i/lub fosfoocwego z alkanoloaminą, w którym to wzorze 1 R^ oznacza atom wodoru, fluoru, chloru, bromu lub grupę -C=K, -COOH -COOR i R jest alkohoeBm lub wieloalkohoeem o 1 - 4 atomach węgla, n+m jest liczbą całkowitą o wartości od 8 do 25, p jest liczbą naturalną od 1 do 10, zawiera 0,001 - 1 % wagowych rozpuszczalnych w wodzie kopolmmerów blokowych tlenku etylenu i propylenu i/uub tlenku butylenu o ciężarze cząsteczowwym 1000 - 10000, korzystnie 2000 - 3000, oraz zawiera 0,0001 - 0,1 % wagowych związku heterocyklicznego o ogólnym wzorze 2, w którym R2, Rp R^ są grupami alkiowwymi zawierającymi 1-4 atomów węgla w łańcuchu, podstawnikami fenooowymi lub wodorem, X oznacza NR^ lub S , A Jest grupą CN² , “^C=S , sC~^S-R4 , SN , =^CH2 , r ma war-tośó ⁰ ].ub i, zaś uzupełⁿl^tniθ^m d^o100 % wagowych ko^^ozyj! Jest woda.