PL210498B1 - Chłodziwo do obróbki metali - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest chłodziwo do obróbki metali, przeznaczone do stosowania we wszystkich dziedzinach wiórowej i bezwiórowej obróbki metali, w cyrkulacyjnych układach chłodzących oraz cieczach hydraulicznych, szczególnie zaś tam, gdzie metal ma kontakt z układem wodnym i/lub glikolowym i/lub poliglikolowym i/lub olejowym.

Znane są skuteczne ciecze obróbkowe bezpieczne dla ludzi i naturalnego środowiska w postaci kompozycji opartych na różnorakich związkach alkenobursztynowych, otrzymanych korzystnie z bioodnawialnych surowców.

W opisie patentowym m US 4 053 426 przedstawiono wodorozpuszczalną kompozycję smarną o dobrych właściwościach antykorozyjnych i biobójczych, otrzymaną w wyniku reakcji estru metylowego kwasu alkilo- lub alkenobursztynowego z trietanoloaminą.

W patencie nr US 4 185 485 opisano wodne kompozycje smarne o dobrych właściwościach antykorozyjnych, otrzymywane w wyniku reakcji bezwodnika alkenobursztynowego lub jego kwasu z trzeciorzędową alkiloaminą zawierającą od 2 do 100 atomów węgla oraz grupę hydroksylową lub hydroksypolieteroaminą zawierającą od 1 do 150 moli tlenku etylenu lub propylenu. Kompozycja ta zawiera ponadto mydło kalafoniowe lub 0,5 - 15% wagowych kwasu monokarboksylowego zawierającego od 2 do 10 atomów węgla.

Autorzy patentu m US 4 609 531 przedstawili antykorozyjny środek smarny, który jest pół amidem otrzymywanym w reakcji kwasu lub bezwodnika alkenobursztynowego z amoniakiem, zobojętnionego następnie aminą lub hydroksyaminą.

W opisie patentowym nr US 4 705 666 przedstawiono inhibitor korozji działający w wodnych roztworach, otrzymywany w wyniku reakcji bezwodnika alkenobursztynowego z dialkiloaminami obejmującymi dwa rodniki zawierające od 1 do 10 atomów węgla w stosunku molowym 1:1, w temperaturze 70 - 90°C, które następnie zobojętnia się alkanoloaminami.

W kolejnym opisie patentowym nr US 4 724 124 zaprezentowano półamidy kwasów alkenobursztynowych jako skuteczne inhibitory korozji w układach wodnych cieczy do obróbki metali. Otrzymuje się je w wyniku ogrzewania bezwodnika alkenobursztynowego z pierwszorzędową aminą alifatyczną w stosunku równomolowym, w temperaturze 70 - 80°C, a następnie zobojętnia się wodorotlenkiem sodowym lub alkanoloaminami.

W polskim opisie patentowym m PL 151 006 przedstawiono ciecz do obróbki metali zawierają c ą między innymi 0,1 - 5,0% wagowych soli aminowych kwasów alkenobursztynowych, 0,05 - 2,0% wagowych kopolimerów blokowych tlenku etylenu i propylenu oraz 0,001 - 0,1% wagowych związków heterocyklicznych zawierających co najmniej jeden atom azotu i siarki.

W kolejnym polskim patencie nr PL 158 757 przedstawiono kompozycję chłodzą ce - smarują c ą do obróbki metali, zawierającą między innymi 0,1 - 5,0% wagowych monoamidu kwasu alkenobursztynowego zobojętnionego alifatyczną i/lub heterocykliczną aminą i/lub alkanoloaminą i/lub estrami kwasu borowego i/lub fosforowego z alkanoloaminami oraz 0,001 - 1,0% wagowych rozpuszczalnych w wodzie kopolimerów blokowych tlenku etylenu i propylenu i/lub tlenku butylenu.

Autor patentu m PL 158 758 opisał ciecz do obróbki metali zawierającą 0,1 - 5,0% wagowych karboksylowego imidu kwasu alkenobursztynowego zobojętnionego alifatyczną i/lub heterocykliczną aminą i/lub alkanoloaminą i/lub estrami kwasu borowego i/lub fosforowego z alkanoloaminami oraz 0,001 - 1,0% wagowych rozpuszczalnych w wodzie kopolimerów blokowych tlenku etylenu i/lub propylenu i/lub tlenku butylenu o ciężarze cząsteczkowym 1000 - 10000.

W opisie patentowym nr US 4 144 182 ujawniono biodegradowalne sole kwasów diaminokarboksylowych jako efektywne chłodziwa o wysokiej odporności na korozję oraz jako dodatki do kompozycji stosowanych w obróbce metali. Kwasy alkilenodiaminokarboksylowe otrzymuje się poprzez addycję estrów akrylowych do diaminy, a następnie kondensację z chlorkami alkanoilowymi w środowisku szkodliwych, wybuchowych i toksycznych rozpuszczalników (np. eter etylowy) w obecności stechiometrycznej ilości wodorotlenku sodowego. Produktem ubocznym powyższej metody otrzymywania chłodziw jest chlorek sodowy, który jest silnym czynnikiem korozyjnym.

PL 210 498 B1

Opisy patentowe nr US 6 004 914, US 6 200 938 i US 6 369 007 ujawniają pochodne amfoteryczne z szerokiego zakresu poliamin tłuszczowych, amidoamin tłuszczowych, imidazolinoamin, które są reagowane z nienasyconymi kwasami karboksylowymi, halogenokwasami karboksylowymi, epoksyzwiązkami karboksylowymi, bezwodnikami kwasowymi lub kwasami polikarboksylowymi. Te nowe pochodne amfoteryczne mają różnorakie zastosowanie, między innymi do modyfikacji podłoży takich jak papier, tekstylia, jako dodatki do kosmetyków oraz w procesach obróbki metali.

W patencie nr US 4 743 388 przedstawiono amfoteryczny inhibitor korozji, który dodawano do syntetycznych i/lub semisyntetycznych roztworów do obróbki metali. Ten inhibitor korozji otrzymuje się w wyniku kondensacji dwóch moli kwasów tł uszczowych z dietylenotriaminą , a nastę pnie reakcji addycji z bezwodnikami kwasowymi lub kwasem akrylowym.

Z opisu patentowego m US 5 300 235 znane są amfolityczne inhibitory korozji stosowane w przetwórstwie petrochemicznym. Amfolityczne inhibitory korozji s ą produktem kondensacji di- lub poliaminy i kwasu tłuszczowego z nienasyconym kwasem karboksylowym lub kwasem halogenokarboksylowym.

Z kolejnego opisu patentowego nr US 5 322 630 znane są amfolityczne inhibitory korozji, które dodawane są do kwasów stosowanych w odwiertach ziemnych. Inhibitory te otrzymuje się w reakcji nienasyconego kwasu karboksylowego z tłuszczową amidoaminą lub poliaminą lub tłuszczową imidazoliną.

Niskotoksyczne, biodegradowalne, wodnorozpuszczalne lub dyspergujące inhibitory korozji są opisane w patencie nr US 6 475 431. Te amfolityczne inhibitory korozji otrzymuje się w reakcji kwasu akrylowego i chlorooctowego z imidazoliną kwasu tłuszczowego lub pierwszo-, drugo- lub trzeciorzędowych amin z nasyconymi lub nienasyconymi węglowodorami o długości łańcucha od 12 do 22 atomów węgla. Autorzy patentu w kilku przykładach przeprowadzili reakcję amidu aminoetylopiperazyny z olejem talowym, a następnie z kwasem akrylowym, po czym produkt reakcji poddali czwartorzędowaniu za pomocą kwasu monochlorooctowego.

Z literatury patentowej znane są amfeteryczne związki typu gemini. Związki te inaczej zwane są związkami dimerycznymi lub bliźniaczymi, ponieważ zawierają przynajmniej dwa identyczne łańcuchy hydrofobowe, dwa identyczne ugrupowania hydrofilowe i łącznik zwany też mostkiem.

Celem wynalazku jest opracowanie chłodziwa do obróbki metali, które byłoby niepieniące, a jednocześnie spełniało wymagania stawiane cieczom do obróbki powierzchni metali jak i w układach chłodniczych, hydraulicznych i innych.

Kolejnym bardzo ważnym celem jest użycie głównej bazy alkilowej - tłuszczowej pochodzenia roślinnego i/lub zwierzęcego, a synteza amfoterycznych związków gemini przebiegała bez użycia trujących, palnych i wybuchowych rozpuszczalników oraz bez bardzo szkodliwych i korozyjnych związków halogenowych.

W wyniku wieloletnich badań i róż norakich prób niespodziewanie udał o się wynale źć niskopieniące, odporne na twardą i zasoloną wodę oraz ekologiczne i wysoce efektywne chłodziwo, sporządzone na bazie amfoterycznych, heterocyklicznych związków gemini, które oparte jest na bioodnawialnych surowcach pochodzenia roślinnego i/lub zwierzęcego, takich jak kwasy tłuszczowe, estry lub triglicerydy o długości łańcucha od kwasu mlekowego do erukowego. Synteza amfoterycznych związków gemini jest niezwykle prosta, nie wymaga konieczności stosowania palnych rozpuszczalników i zwią zków zawierają cych chlor i/lub brom. Chł odziwo wedł ug wynalazku znajdzie zastosowanie we wszystkich dziedzinach wiórowej i bezwiórowej obróbki metali, w cyrkulacyjnych układach chłodzących oraz cieczach hydraulicznych, a szczególnie tam, gdzie metal ma kontakt z układem wodnym i/lub glikolowym i/lub poliglikolowym i/lub olejowym.

Ponadto te nowe amfoteryczne, heterocykliczne związki gemini, zwłaszcza o długich łańcuchach pochodnych kwasów tłuszczowych, należą do grupy surfaktantów, które mogą stanowić potencjalne składniki środków myjących, piorących, czyszczących, solubilizujących, emulgujących, dyspergujących, indywidualnie lub w ich mieszaninach, korzystnie w mieszaninach z innymi substancjami powierzchniowoczynnymi w wyrobach dla chemii gospodarczej, a praktycznie we wszystkich gałęziach przemysłu, szczególnie w przemyśle włókienniczym i metalowym.

PL 210 498 B1

Chłodziwo do obróbki metali zawierające wodę oraz środki uzupełniające, według wynalazku charakteryzuje się tym, że oparte jest na amfoterycznych, heterocyklicznych związkach gemini o ogólnym wzorze:

O II Rj R₂ R₃

R-C-N-A-N-C-CH-COOMe

C=O

M

R-C-N-A-N-C-CH-COOMe

Rl R₂ R₃ gdzie R jest prostym lub rozgałęzionym, nasyconym lub nienasyconym alkilem, hydroksyalkilem, halogenoalkilem, epoksyalkilem o zawartości od 2 do 21 atomów węgla, A oznacza grupę alkilenową o zawartości atomów węgla od 2 do 6 lub grupę hydroksyalkilenową o zawartości atomów węgla od 3 do 4, M jest liniowym lub rozgałęzionym, wielofunkcyjnym hydroksy - ugrupowaniem zawierającym w swoim łańcuchu substrat wybrany z grupy zawierającej: glikol etylenowy, glikol dietylenowy, poliglikole etylenowe, glikole propylenowe, glikole polipropylenowe, blokowe polimery glikolu etylenowego i propylenowego, glikole butylenowe, glikol neopentylowy, trimetylopentenodiol, pentaerytritiol, heksadienol, glicerynę, diglicerynę, poligliceryny, sorbit, sorbitan i inne cukry lub mieszaniny powyższych, R1 jest wodorem, krótkim alkilem o zawartości od 1 do 4 atomów węgla, hydrosyalkiem, grupą cyjanoetylową, karboksylową lub amidową o zawartości od 2 do 4 atomów węgla R2 i R3, niezależnie od siebie oznaczają wodór lub grupę alkilową o zawartości od 1 do 3 atomów węgla, a Me jest nieorganicznym lub organicznym kationem.

Chłodziwo według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako uzupełnienia zawiera jednowartościowe kationy, wodorotlenki metali alkalicznych, węglany metali alkalicznych i inne związki korzystnie tlenki metali i/lub sole zasadowe, użyte w ilościach stechiometrycznych lub tylko jeden ze składników może być użyty w nadmiarze.

Chłodziwo według wynalazku charakteryzuje się również tym, że jako uzupełnienia korzystnie zawiera alifatyczne i/lub heterocykliczne aminy i/lub alkanoloaminy i/lub poliaminy i/lub ich estry i/lub amidy z kwasem borowym, cytrynowym, mlekowym, winowym, fumarowym, maleinowym, fosforowym lub ich mieszaninami, użyte w ilościach stechiometrycznych lub tylko jeden ze składników może być użyty w nadmiarze.

Korzystnym jest, że chłodziwo według wynalazku zawiera dodatkowo jako uzupełnienia inhibitory metali kolorowych korzystnie benzotriazole, benzimidazole, benzotiazole, merkaptobenzotiazole, benzooxazole, indole, imidazole, imidazoliny, tiouracyl, tiobarbiturowe kwasy i ich pochodne i/lub mieszaniny, a także produkty reakcji z aldehydami i aminami i/lub związkami alfa, beta nienasyconymi i/lub epoksydowymi.

Korzystnie jest, że chłodziwo według wynalazku zawiera dodatkowo jako uzupełnienia alifatyczne i/lub aromatyczne i/lub cykloalifatyczne i/lub heterocykliczne kwasy mono i/lub wielokarboksylowe.

Korzystnie jest, że chłodziwo według wynalazku zawiera alifatyczne i/lub aromatyczne kwasy sulfonowe i/lub sulfoamidokarboksylowe i/lub amidokarboksylowe i/lub aminokarboksylowe.

Chłodziwo według wynalazku może dodatkowo zawierać rozpuszczalne w wodzie glikole, poliglikole, polimery tlenku etylenu i tlenku propylenu lub homo- lub kopolimery kwasu akrylowego, kwasu metakrylowego, kwasu maleinowego lub kwasu maleinowego i styrenu oraz inne związki wielkocząsteczkowe.

Korzystnie jest także, gdy chłodziwo według wynalazku zawiera znane środki chelatujące kwasy i/lub sole aminokarboksylowe i/lub hydroksykarboksylowe i/lub polifosforanowe i/lub fosfonianowe, aminoglukozydy, poliasparginiany, poliglutaminiany i inne.

PL 210 498 B1

Korzystnie jest, gdy chłodziwo według wynalazku zawiera także środki powierzchniowoczynne, anionowe i/lub niejonowe i/lub kationowe i/lub amfolityczne, związki typu gemini i inne.

Chłodziwo według wynalazku charakteryzuje się tym, że przy obróbce metali bardzo twardych, a zwłaszcza wysokostopowych można zastosować znane dodatki smarne i przeciwzuż yciowe zawierające atomy chloru i/lub fosforu i/lub siarki i/lub azotu.

Chłodziwo według wynalazku może zawierać różnego rodzaju antyutleniacze korzystnie fenole, tiofenole, aromatyczne aminy, lotne inhibitory korozji korzystnie morfolinę i jej pochodne, cykloheksyloaminę i jej pochodne, trietyloaminę, różnorakie związki obniżające temperaturę zamarzania związki podwyższające lub obniżające pH, barwiące, zapachowe i inne.

Chłodziwo według wynalazku może być stosowane samodzielnie lub w domieszce ze znanymi cieczami obróbkowymi lub wodnymi emulsjami olejowymi w postaci wodnych roztworów, dyspersji i/lub emulsji. Chłodziwo stosowane jest w stężeniu od 0,1 do 10 części wagowych, korzystnie od 2 do 5 części wagowych. Chłodziwo posiada wysokie właś ciwości biostatyczne, ale wprowadzone do układów obróbczych już skażonych drobnoustrojami należy wspomóc dodając innych, znanych środków bakteriobójczych korzystnie odczepiających formaldehyd lub grzybobójczych zawierających atomy chlorowca i/lub azotu i/lub siarki. Chłodziwo według wynalazku jest niepieniące, ale w przypadku dodania do niego długołańcuchowych amidów, soli czy kwasów tłuszczowych lub związków powierzchniowoczynnych może wystąpić pienienie, które można zniwelować poprzez użycie znanych środków antypiennych korzystnie na bazie silikonów i/lub związków acetylenowych.

Przedmiot wynalazku zostanie dokładniej objaśniony w poniższych przykładach, nie ograniczając jego zakresu.

P r z y k ł a d 1.

Sporządzanie koncentratu chłodziwa według wynalazku do obróbki wiórowej i bezwiórowej żelaza i stali

Do standardowego matecznika o pojemności 4 m³ zaopatrzonego w mieszadło typu disolver wprowadzono 1000 litrów wody technologicznej o temperaturze 15°C i twardości 23°n, 800 kg amfoterycznego związku typu gemini o ogólnym wzorze 1, gdzie R jest alkilenem zawierającym 16 atomów węgla, M jest hydroksy - ugrupowaniem zawierającym w swoim łańcuchu glicerynę, R1 R2 i Me jest wodorem, następnie wprowadzono porcjami 600 kg surowej trietanoloaminy produkcji PCC „Rokita”, 500 kg estrów kwasu borowego i dietanoloaminy, 20 kg soli czterosodowej kwasu EDTA, 1 kg środka antypiennego Foam Ban 731, 0,1 kg fluoresceiny i 0,5 kg naturalnego sosnowego olejku eterycznego. Po godzinnym mieszaniu otrzymano super klarowny roztwór nowego, ekologicznego chłodziwa do obróbki żelaza i stali.

Nowe chłodziwo do obróbki żelaza i stali posiadało następujące parametry:

pH 3% roztworu w wodzie technologicznej 9,4 ₂

Lepkość kinematyczna w 40°C 29 mm/s²

Gęstość w 20°C 1,09 g/cm³

Pienienie brak

Odporność na korozję 3% roztworu (PN-92/M-55789) 00/0

Smarność mierzona obciążeniem zespawania na aparacie czterokulowym T-02 produkcji ITE w Radomiu (PN-76/C-04147) ok. 2500 N

Współczynnik tarcia mierzony na aparacie czterokulowym T-02 produkcji ITE w Radomiu (PN-76/C-04147) 0,10 P r z y k ł a d 2.

Sporządzanie koncentratu chłodziwa według wynalazku do obróbki żelaza i metali kolorowych Do matecznika jak w przykładzie 1 wprowadzono 1300 kg wody technologicznej o temperaturze

15°C i twardości 23°n, 900 kg amfoterycznego związku typu gemini o ogólnym wzorze 1, gdzie R jest hydroksyalkilenem zawierającym 18 atomów węgla, A jest grupą hydroksyalkilenową o zawartości 2 atomów wę gla, M jest liniowym ugrupowaniem zawierającym w swoim ła ń cuchu glikol dipropylenowy, R1, R2 i Me jest wodorem, a następnie 450 kg surowej trietanoloaminy produkcji PCC „Rokita” i 800 kg estrów kwasu borowego i dietanoloaminy. Nastę pnie dodano jeszcze 25 kg 40% roztworu soli dwusodowej kwasu EDTA, 2 kg środka antypiennego Silipian WE-2, 0,1 kg barwnika Rodaminy B i 0,8 kg naturalnego, jodłowego olejku eterycznego. Po wymieszaniu i przereagowaniu składników dodano 50 kg 1-metyleno-(dioksyetyleno)-amino-4-metyloazimidobenzenu i 35 kg 2,5-dimerkapto-1,3,4-tiadiazoIu. Całość mieszano przez kilkadziesiąt minut, aż do rozpuszczenia i ujednolicenia wszystkich składników.

PL 210 498 B1

Nowe chłodziwo do obróbki żelaza i metali kolorowych posiadało następujące parametry: pH 3% roztworu w wodzie technologicznej 8,8 ₂

Lepkość kinematyczna w 40°C 32 mm/s²

Gęstość w 20°C 1,1 gW

Pienienie brak

Odporność na korozję 3% roztworu (PN-92/M-55789) 00/0

Smarność mierzona obciążeniem zespawania na aparacie czterokulowym T-02 produkcji ITE w Radomiu (PN-76/C-04147) ok. 2800 N

Współczynnik tarcia mierzony na aparacie czterokulowym T-02 produkcji ITE w Radomiu (PN-76/C-04147) 0,10

P r z y k ł a d 3.

Koncentrat chłodziwa do obróbki aluminium

Do mieszalnika o pojemności 3 m³ wlano 1400 kg chłodziwa sporządzonego według przykładu 2, a następnie dodano 50% 1000 kg roztworu wodnego Rokopolu 30P160 produkcji PCC „Rokita” i 400 kg Rokopolu 40P10 tego samego producenta. Po dokładnym wymieszaniu dodano jeszcze 5 kg środka grzybobójczego o nazwie handlowej Kathon WT, 2 kg środka zapachowego o nazwie handlowej Mint Fresh, 2 kg środka antypiennego o nazwie handlowej Foam Ban HP 710 oraz 0,10 kg barwnika fluoroscencyjnego. Otrzymany koncentrat chłodziwa do obróbki aluminium był klarowny z minimalną dyspersją, stabilny przez kilkanaście miesięcy.

Następnie sporządzono 5% roztwór wodny chłodziwa, który posiadał następujące parametry: pH 5% roztworu 8,8

Odporność na korozję (PN-92/M-55789) 00/0

Smarność mierzona obciążeniem zespawania na aparacie czterokulowym T-02 produkcji ITE w Radomiu (PN-76/C-04147) ok. 3150 N

Współczynnik tarcia mierzony na aparacie czterokulowym T-02 produkcji ITE w Radomiu (PN-76/C-04147) 0,08

P r z y k ł a d 4.

Niskopienne biochłodziwo

Do matecznika jak w przykładzie 1 wprowadzono 1000 kg wody technologicznej o temperaturze 12°C i twardości 22°n, 600 kg amfoterycznego związku typu gemini o ogólnym wzorze 1, gdzie R jest hydroksykwasem, zawierającym 4 atomy węgla, A jest grupą alkilenową o zawartości 2 atomów węgla, M jest rozgałęzionym ugrupowaniem składającym się z glikolu dipropylenowego, R1, R2 i Me jest wodorem i 850 kg estrów kwasu borowego i trietanoloaminy, 300 kg hydroksyestru kwasu mlekowego i dietanoloaminy, 50 kg tollylotriazolu, 20 kg 1,2-dimerkapto-1,3,4-tiadiazolu, 0,1 kg. Po godzinnym mieszaniu otrzymano super klarowny, niepieniący roztwór nowego, ekologicznego chłodziwa do obróbki stali i metali kolorowych.

Nowe niskopienne biochłodziwo posiadało następujące parametry: pH 3% roztworu w wodzie technologicznej 9,3

Gęstość w 20°C 1,22 g/cm³

Odporność na korozję 3% roztworu (PN-92/M-55789) 00/0

Smarność mierzona obciążeniem zespawania na aparacie czterokulowym T-02 produkcji ITE w Radomiu (PN-76/C-04147) ok. 1600 N

Współczynnik tarcia mierzony na aparacie czterokulowym T-02 produkcji ITE w Radomiu (PN-76/C-04147) 0,12

P r z y k ł a d 5.

Chłodziwo do obróbki elementów mosiężnych

Do zbiornika o pojemności 7,5 m³ wlano 7000 dm³ wody technologicznej o twardości 20°n i dodano 250 kg chłodziwa sporządzonego według przykładu 2. Otrzymano klarowne, przezroczyste chłodziwo, w którym obrabiano łuski mosiężne. Obróbka polegała na przeciąganiu, wygniataniu, profilowaniu, a w ostatnim etapie na skrawaniu i szlifowaniu. Po tych operacjach łuski mosiężne płukano w zwykłej, technologicznej wodzie, a następnie suszono sprężonym powietrzem. Po tych zabiegach łuski były błyszczące, bez plam i osadów i posiadały ponad trzykrotną większą odporność korozyjną w stosunku do łusek obrabianych w dotychczas stosowanym emulsyjnym chłodziwie obróbkowym.

PL 210 498 B1

P r z y k ł a d 6.

Chłodziwo do kucia elementów stalowych

Do zbiornika o pojemności 4m³, do którego wlano 3000 dm³ wody technologicznej o twardości 24°n dodano 140 kg chłodziwa według wynalazku sporządzonego według przykładu 4. Otrzymano klarowne przezroczyste chłodziwo do kucia na gorąco odkuwek ze stali łożyskowej. To nowe chłodziwo nie emulgowało olejów mineralnych ani roślinnych, które powstawały w trakcie kucia elementów stalowych.

Chłodziwo posiadało wysoką biostabilność i zapewniało kompleksowanie metali dwuwartościowych oraz dobrą zdolność buforowania pH. Chłodziwo pracowało ponad 6 miesięcy bez uzupełniania biocydami, środkami antypiennymi i korygowania pH. Uzupełniano tylko stężenia chłodziwa, którego roztwór roboczy kontrolowany był refraktometrem. Wydzielające się na powierzchni chłodziwa oleje obce okresowo zbierano. Pomimo długiego okresu eksploatacji praktycznie było bezzapachowe, wykazywało wysoką odporność na rozkład mikrobiologiczny bez konieczności stosowania toksycznych biocydów. Cały czas zapewniało pełną ochronę przed korozją urządzeń i kutych detali w wodzie o wysokiej twardoś ci.

P r z y k ł a d 7.

Chłodziwo do szlifowania pierścieni łożyskowych

Jednym z procesów obróbki pierścieni zewnętrznych łożysk tocznych jest szlifowanie na tzw. bezkłuwkach. Polega to na tym, że po listwie stalowej przesuwane są pierścienie łożyskowe, a z obu stron listwy wirują tarcze szlifierskie w kształcie walca, które szlifują pierścienie zewnętrzne łożysk tocznych. Chłodziwo obróbkowe stosowane w tych procesach powinno posiadać odpowiednią smarność i poślizg, tak aby nie powstawały „przypalenia” szlifierskie przy zbyt niskiej smarności. Z kolei za duża smarność powoduje wibrowanie i ślizganie łożysk po listwie, przez co ich jakość, a zwłaszcza owalność, makro- i mikrofalistość jest nieodpowiednia.

Do zbiornika o pojemności 1,5 m³ wlano 1200 dm³ wody technologicznej o twardości 20°n i dodano 35 kg chłodziwa sporządzonego według przykładu 4. Otrzymano super klarowne, przezroczyste chłodziwo do szlifowania pierścieni zewnętrznych łożysk tocznych. Powyższe chłodziwo pracowało przez okres 3 miesięcy, bez dodatków biocydów, korygatorów pH, zmiękczaczy wody i dodatków antypiennych. Stężenia chłodziwa uzupełniano na podstawie wyników pomiarów stężeń mierzonych ręcznym refraktometrem. Przez okres pracy powyższego chłodziwa szlifowane pierścienie łożyskowe posiadały wysokie parametry jakościowe. Podczas eksploatacji nowego chłodziwa stwierdzono, że tarcze szlifierskie są cały czas czyste, nie ma też osadów na maszynie i obrabianych pierścieniach. Dodatkową zaletą chłodziwa jest przezroczystość, która pozwalała na kontrolę stanu powierzchni pierścieni w trakcie szlifowania.

P r z y k ł a d 8.

Koncentrat do obróbki wibracyjno - ściernej

Do reaktora - mieszalnika o pojemności 3 m³ wlano 1800 dm³ wody technologicznej o twardości 20°n i dodano 130 kg oksyetylenowanego etanoloamidu razem z oksyetylenowaną gliceryną o nazwie handlowej Rokamid MRZ 17, 220 kg produktu oksyetylenowania glicerydów pochodzenia roślinnego o nazwie handlowej Rokacet R-12, 70 kg mieszaniny polioksyalkilenoalkiloamin o nazwie handlowej Rokamin SR-5, wszystkie produkcji PCC „Rokita” i 400 kg chłodziwa wykonanego zgodnie z przykładem 2. Po wymieszaniu składników dodano jeszcze 5 kg środka zapachowego - wyciągu z igieł sosnowych, 5 kg środka antypiennego o nazwie handlowej Silipian WE - 2 produkowanego przez „Silikony Polskie” i 0,2 kg barwnika fluoroscencyjnego.

Po wymieszaniu otrzymany koncentrat, chłodziwa do obróbki wibracyjno - ściernej o lepkości kinematycznej w 40°C 40 mm²/s i pH 9,2 był klarowny. Otrzymane z niego roztwory o stężeniach od 0,5 do 3% na wodzie technologicznej o dowolnej twardości były przezroczyste i nie zawierały żadnych osadów. Znakomicie wspomagały obróbkę wyrobów stalowych, stali nierdzewnej, kwasoodpornej i metali kolorowych w luźnych kształtkach ściernych, w bębnach rotacyjnych, wygładzarkach wibracyjnych i rotacyjno - kaskadowych.

P r z y k ł a d 9.

Ciecz hydrauliczna typu HFC

Do mieszalnika o pojemności 5 m³ wprowadzono 2000 kg wody demineralizowanej, do której wlano 1000 kg roztopionego adduktu otrzymanego w wyniku reakcji blokowego kopolimeru tlenku etylenu i tlenku propylenu o nazwie handlowej Rokopol 30P9 produkcji PCC „Rokita” z diglicydowym eterem w stosunku molowym 3:2. Całość podgrzano do temperatury 50°C. Następnie dodano 1200 kg

PL 210 498 B1 glikolu etylenowego, 12 kg antyutleniacza BHT, 1,5 kg bakteriocydu o nazwie handlowej Roksol TLF-1 (1,3,5-tri-(2-hydroksyetyleno)-heksahydro-s-triazyna zmieszana z środkiem niejonowym) produkowanego przez PCC „Rokita”, 0,5 kg lotnego inhibitora w postaci cykloheksaloaminy, 0,5 kg dodatku antypiennego o handlowej nazwie Foam Ban HP 732, 0,2 kg barwnika i 500 kg chłodziwa sporządzonego według przykładu 2. Całość mieszano przez 1 godzinę, następnie przefiltrowano przez filtr o wymiarze oczek mniejszych niż 5 um. Otrzymano hydrauliczną ciecz trudnopalną typu HFC o następujących parametrach:

pH 9,1

Gęstość 1,08 g/cm³

Lepkość kinematyczna w 40°C 45 mm²/s spełniającą wymogi VI i VII Rejestru Luksemburskiego z 1994 roku w zakresie odporności na korozję, smarności i antypalności.

P r z y k ł a d 10.

Chłodziwo jako kąpiel hartownicza

Sporządzono uniwersalną kąpiel hartowniczą do hartowania stali nisko- i wysokostopowych w zakresie temperatur od 0 do 80°C o nastę pują cym skł adzie:

Kopolimer tlenku etylenu i tlenku propylenu o ciężarze cząsteczkowym około 55 000 i nazwie handlowej Breox 75 W 55000 firmy Cognis Blokowy kopolimer tlenku etylenu i tlenku propylenu o handlowej nazwie Rokpol 30P160 firmy PCC „Rokita”

Chłodziwo według wynalazku sporządzone zgodnie z przykładem 1

Środek antypienny o nazwie handlowej SilipianWE-2 Woda demineralizowana

Otrzymana kąpiel hartownicza była klarowną, stabilną cieczą o następujących parametrach: Lepkość kinematyczna w 40°C 45 mm²/s pH 9,2

Odporność na korozję wg PN-92/M-55789 00/0

W powyż szej wodnej ką pieli hartowniczej hartowano przez kilka miesię cy pierś cienie ło ż ysk tocznych wykonane ze stali ŁH15 i 15HGM. Hartowane pierścienie posiadały twardość i siatkę krystalograficzną jakościowo lepszą niż hartowane w konwencjonalnym oleju hartowniczym.

P r z y k ł a d 11.

Chłodziwo jako składnik środka myjącego

Sporządzono koncentrat środka do mycia według następującego przepisu:

części wagowych części wagowych części wagowych 0,001 części wagowych uzupełnienie do 100 części wagowych części wagowych 2 części wagowych części wagowe 1 część wagowa

Chłodziwo sporządzone według przykładu 1 Alkilobenzenosulfonian sodu Sól trójetanoloaminowa siarczanowanego adduktu tlenku etylenu do alkoholu laurylowego o handlowej nazwie Sulforokanol L 4A produkowanego przez PCC „Rokita”

Oksyetylenowany alkohol laurylowy o handlowej nazwie Rokanol L7 produkcji „PCC Rokita”

Blokowy kopolimer tlenku etylenu i tlenku propylenu o handlowej nazwie Rokopol 30P05 Produkcji PCC „Rokita” 0,5 części wagowej

Woda, substancje zapachowe i kompleksujące do 100 części wagowych

Sporządzonym preparatem, rozcieńczonym wodą w stosunku 1:99 do 5:95, myto powierzchnie płaskie (glazura, terakota, linoleum) oraz szkło laboratoryjne. Preparat nie pozostawiał smug, zmywał wszystkie zanieczyszczenia, również olejowe pochodzenia zarówno roślinnego jak i petrochemicznego.

Claims (10)

1. Chłodziwo do obróbki metali zawierające wodę oraz środki uzupełniające, znamienne tym, że oparte jest na amfoterycznych, heterocyklicznych związkach gemini o ogólnym wzorze:

PL 210 498 B1 ο Η R-1 R₂ k

R-C-N-A-N-C-CH-COOMe

C=O

M

R C N A N C CH COOMe

R, R₂ R.

gdzie R jest prostym lub rozgałęzionym, nasyconym lub nienasyconym alkilem, hydroksyalkilem, halogenoalkilem, epoksyalkilem o zawartości od 2 do 21 atomów węgla, A oznacza grupę alkilenową o zawartości atomów węgla od 2 do 6 lub grupę hydroksyalkilenową o zawartości atomów węgla od 3 do 4, M jest liniowym lub rozgałęzionym, wielofunkcyjnym hydroksy - ugrupowaniem zawierającym w swoim łańcuchu substrat wybrany z grupy zawierającej: glikol etylenowy, glikol dietylenowy, poliglikole etylenowe, glikole propylenowe, glikole polipropylenowe, blokowe polimery glikolu etylenowego i propylenowego, glikole butylenowe, glikol neopentylowy, trimetylopentenodiol, pentaerytritiol, heksadienol, glicerynę, diglicerynę, poligliceryny, sorbit, sorbitan i inne cukry lub mieszaniny powyższych, R1 jest wodorem, krótkim alkilem o zawartości od 1 do 4 atomów węgla, hydrosyalkiem, grupą cyjanoetylową, karboksylową lub amidową o zawartości od 2 do 4 atomów węgla R2 i R3, niezależnie od siebie oznaczają wodór lub grupę alkilową o zawartości od 1 do 3 atomów węgla, a Me jest nieorganicznym lub organicznym kationem.

2. Chłodziwo do obróbki metali według zastrz. 1, znamienne tym, że jako uzupełnienia zawiera jednowartościowe kationy, wodorotlenki metali alkalicznych, węglany metali alkalicznych i inne związki korzystnie tlenki metali i/lub sole zasadowe użyte w ilościach stechiometrycznych lub tylko jeden ze składników może być użyty w nadmiarze.

3. Chłodziwo do obróbki metali według zastrz. 1, znamienne tym, że jako uzupełnienia korzystnie zawiera alifatyczne i/lub heterocykliczne aminy i/lub alkanoloaminy i/lub poliaminy i/lub ich estry i/łub amidy z kwasem borowym, cytrynowym, mlekowym, winowym, fumarowym, maleinowym, fosforowym lub ich mieszaninami użyte w ilościach stechiometrycznych lub tylko jeden ze składników może być użyty w nadmiarze.

4. Chłodziwo do obróbki metali według zastrz. 1, znamienne tym, że jako uzupełnienia zawiera inhibitory metali kolorowych korzystnie benzotriazole, benzimidazole, benzotiazole, merkaptobenzotiazole, benzooxazole, indole imidazole, imidazoliny, tiouracyl, tiobarbiturowe kwasy i ich pochodne i/lub mieszaniny, a także produkty reakcji z aldehydami i aminami i/lub związkami alfa, beta nienasyconymi i/lub epoksydowymi.

5. Chłodziwo do obróbki metali według zastrz. 1, znamienne tym, że jako uzupełnienia zawiera alifatyczne i/lub aromatyczne i/lub cykloalifatyczne i/lub heterocykliczne kwasy mono i/lub wielokarboksylowe.

6. Chłodziwo do obróbki metali według zastrz. 1, znamienne tym, że jako uzupełnienia zawiera alifatyczne i/lub aromatyczne kwasy sulfonowe i/lub sulfoamidokarboksylowe i/lub amidokarboksylowe i/lub aminokarboksylowe.

7. Chłodziwo do obróbki metali według zastrz. 1, znamienne tym, że jako uzupełnienia zawiera rozpuszczalne w wodzie glikole, poliglikole, polimery tlenku etylenu i tlenku propylenu lub homo- lub kopolimery kwasu akrylowego, kwasu metakrylowego, kwasu maleinowego lub kwasu maleinowego i styrenu oraz inne związki wielkoczą steczkowe.

8. Chłodziwo do obróbki metali według zastrz. 1, znamienne tym, że jako uzupełnienia zawiera znane środki chelatujące kwasy i/lub sole aminokarboksylowe i/lub hydroksykarboksylowe i/lub polifosforanowe i/lub fosfonianowe, aminoglukozydy, poliasparginiany, poliglutaminiany i inne.

PL 210 498 B1

9. Chłodziwo do obróbki metali według zastrz. 1, znamienne tym, że jako uzupełnienia zawiera środki powierzchniowo czynne z grupy, anionowe i/lub niejonowe i/lub kationowe i/lub amfolityczne, związki typu gemini i inne.

10. Chłodziwo do obróbki metali według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera różnorakie antyutleniacze korzystnie fenole, tiofenole, aromatyczne aminy, lotne inhibitory korozji korzystnie morfolinę i jej pochodne, cykloheksyloamina i jej pochodne, trietyloaminę , róż norakie zwią zki obniż ają ce temperaturę zamarzania, związki podwyższające lub obniżające pH, barwiące, zapachowe i inne.

Departament Wydawnictw UP RP