Патент на изобретение №2368651
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) КОНЦЕНТРАТ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ (СОЖ) ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к технологическим средам и способам их получения и может использоваться для механической обработки металлов. Сущность: неомыленные отходы масложировой промышленности нагревают до температуры 25-52°С, после чего их загружают в реактор, в котором температуру доводят до 102-107°С и производят реакцию омыления при температуре 102-107°С в течение 60-90 мин. Затем перекачивают реакционную массу в ректор-нормализатор, добавляют жидкое стекло, разбавляют горячей водой до требуемой концентрации и охлаждают полученную эмульсию до 80°С, затем дополнительно вводят полиметилсилоксановую жидкость, при этом количество улучшающих добавок не превышает 3% от количества основного вещества. Соотношение компонентов используют следующим, %.: жировые гудроны – 30, гидроксид натрия – 2,5-3,5, жидкое стекло – 0,5-2,0 (по сухому остатку), полиметилсилоксановая жидкость – 0,05-0,1, вода – 64,4-66,95. Щелочной агент может быть использован в виде 30-40% раствора каустической соды или в виде сухого едкого натра. В качестве отходов масложировой промышленности могут быть использованы соапстоки растительных масел, масленичный фуз, первичные жировые гудроны или смесь различных отходов. Технический результат – упрощение производства, снижение себестоимости, ценообразования, повышение экологических свойств. 2 н. и 14 зп. ф-лы., 4 табл.
Предлагаемое изобретение относится к технологическим средам и способам их получения и может использоваться для механической обработки металлов. В настоящее время в качестве смазочно-охлаждающих жидкостей широко применяются омыленные жировые гудроны, выделяемые из отходов масложировой промышленности, а именно кубовые остатки от дистилляции жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных масел или технического жира. Известна смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) для обработки металлов, содержащая гудрон от дистилляции жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных масел или технического жира, триэтаноламин (15-20 мас.% от гудрона), минеральное масло в соотношении 1:1-1:2,5 от массы омыленного триэтаноламином гудрона, гидроксид натрия, взятый в количестве 0,5-1,0 мас.% от вышеуказанной смеси, и воду для получения 5% эмульсии СОЖ (SU 1634699 А). Недостатками этой СОЖ являются сложный способ ее приготовления и недостаточные антифрикационные свойства. Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является смазочно-охлаждающая жидкость для обработки металлов резанием и способ ее получения, (RU 2177983 С1, опубл. 10.01.2002 г., кл. С10М 173/00, С10N 40:22), принятые за ближайшие аналоги (прототипы). Смазочно-охлаждающая жидкость для обработки металлов резанием по прототипу содержит жировые гудроны, щелочной агент, смазку и воду, при этом в качестве жировых гудронов она содержит гудроны, выделенные из соапстоков растительных масел и/или технического жира, в качестве щелочного агента – гидроксид натрия, в качестве смазки – олеат натрия и дополнительно триполифосфат натрия, моноглицерид жирных кислот и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Смазочно-охлаждающую жидкость для обработки металлов резанием по прототипу готовят следующим образом: жировой гудрон, который представляет собой кубовый остаток дистилляции жирных кислот соапстоков растительных масел и технического жира, помещают в обогреваемый смеситель и подогревают до температуры размягчения 55-75ºС. После этого в гудрон при непрерывном перемешивании небольшими порциями добавляют 10% водный раствор гидроксида натрия. Процесс ведут в течение 30-40 мин, в результате чего получают гудрон, омыленный на 40-60% (в зависимости от исходного кислотного числа). В омыленный гудрон при непрерывном перемешивании добавляют олеат натрия и моноглицерид жирных кислот при указанной выше температуре и перемешивают в течение 10-15 мин. Далее к смеси добавляют триполифосфат натрия в виде 10-20% водного раствора. В последнюю очередь вводят жидкое стекло в виде стандартного 40-60% раствора. После этого смесь перемешивают в течение 5-10 мин. Полученный концентрат разбавляют водой до содержания в нем воды 50 мас.%. Преимуществами и общими признаками с предлагаемым изобретением являются: – использование основного вещества в виде жировых гудронов из отходов масложировой промышленности увеличивает моющую, смазывающую, эмульгирующую и экранирующую способность, – использование щелочного агента в виде гидроксида натрия способствует быстрому и нетоксичному омылению, – использование смазки в виде жидкого стекла способствует снижению поверхностного натяжения СОЖ, увеличивая ее моющую и проникающую способность, образует на поверхности трения силаксановые пленки, снижающие коэффициент трения. Однако при этом описанная в качестве прототипа смазочно-охлаждающая жидкость и способ ее получения характеризуются такими недостатками, как: – использование жировых гудронов, предварительно выделенных из соапстоков растительных масел и/или технического жира, усложняет процесс изготовления, способствует повышению себестоимости; – использование олеата натрия усложняет процесс изготовления, способствует повышению себестоимости. В задачу предлагаемого изобретения положено создание недорогого концентрата смазочно-охлаждающей жидкости, эффективного для любой механической обработки металлов. Технический результат от использования изобретения заключается в упрощении производства, снижении себестоимости, ценообразования, повышении экологических свойств. Поставленная задача достигается тем, что в концентрате смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов, содержащем жировые гудроны из отходов масложировой промышленности, щелочной агент в виде гидроксида натрия, смазку в виде жидкого стекла и воду, основным веществом являются неомыленные отходы масложировой промышленности, дополнительно концентрат смазочно-охлаждающей жидкости содержит антипенную жидкость в виде полиметилсилоксановой жидкости, общее количество улучшающих добавок составляет не более 3% от количества основного вещества, при этом соотношение компонентов выполнено следующим, в %: жировые гудроны – 30, гидроксид натрия (NaOH) – 2,5-3,5, жидкое стекло – 0,5-1,0 (по сухому остатку), полиметилсилоксановая жидкость – 0,05-0,1, вода- 64,4-66,95; щелочной агент используют в виде 30-40% раствора каустической соды; щелочной агент используют в виде сухого едкого натра; в качестве смазки используют метасиликат натрия; в качестве отходов масложировой промышленности используют соапстоки растительных масел; в качестве отходов масложировой промышленности используют масленичный фуз; в качестве отходов масложировой промышленности используют первичные жировые гудроны; в качестве отходов масложировой промышленности используют смесь различных отходов. Поставленная задача достигается также тем, что в способе получения концентрата смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов, включающем нагрев основного вещества, содержащего жировые гудроны из отходов масложировой промышленности, омыление гудрона щелочным агентом – гидроксидом натрия, добавление к омыленному гудрону при перемешивании улучшающей добавки – смазки в виде жидкого стекла, разбавление полученного концентрата водой, отличающимся тем, что в качестве основного вещества используют неомыленные отходы масложировой промышленности, нагрев основного вещества осуществляют до температуры 25-52°С, после чего осуществляют загрузку подогретого основного вещества в реактор, в котором температуру загруженной массы доводят до 102-107°С, и производят реакцию омыления при температуре 102-107°С в течение 60-90 мин, затем осуществляют перекачку реакционной массы в ректор-нормализатор, разбавление реакционной массы горячей водой до требуемой концентрации, охлаждение полученной эмульсии до 80°С, добавление улучшающей добавки, дополнительно осуществляют ввод антипенной жидкости в виде полиметилсилоксановой жидкости, при этом количество улучшающих добавок используют не превышающим 3% от количества основного вещества, а соотношение компонентов используют следующим, в %: жировые гудроны – 30, гидроксид натрия (NaOH) – 2,5-3,5, жидкое стекло – 0,5-1,0 (по сухому остатку), полиметилсилоксановая жидкость – 0,05-0,1, вода – 64,4-66,95; щелочной агент используют в виде 30-40% раствора каустической соды; щелочной агент используют в виде сухого едкого натра; в качестве смазки используют метасиликат натрия; в качестве отходов масложировой промышленности используют соапстоки растительных масел; в качестве отходов масложировой промышленности используют масленичный фуз; в качестве отходов масложировой промышленности используют первичные жировые гудроны; в качестве отходов масложировой промышленности используют смесь различных отходов. В таблице 1 приведены основные характеристики предложенного концентрата смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов. В таблице 2 приведена область применения предложенного концентрата смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов в зависимости от его концентрации. В таблицах 3 и 4 приведены примеры конкретного выполнения концентрата смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов. Изготовление концентрата смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов предложенным способом осуществляют следующим образом. Основное вещество в виде неомыленных отходов масложировой промышленности, таких как, например, соапстоков растительных масел либо жировых гудронов, либо масленичного фуза, либо их смеси, в транспортной таре подогревают до 25-52°С и с помощью насоса загружают в реактор, в котором температуру загруженной массы доводят до 102-107°С. Обогрев реактора осуществляют через паровую рубашку паром не менее 2 атм. Затем при перемешивании вводят щелочной агент – гидроксид натрия (NaOH) в виде, например, 30-40% раствора каустической соды либо в виде, например, сухого едкого натра. Реакцию производят при температуре 102-107°С в течение 60-90 минут. Затем реакционную массу перекачивают в реактор-нормализатор, где полученную массу разбавляют горячей водой до требуемой концентрации. Полученную эмульсию СОЖ охлаждают до 80°С и при перемешивании вводят улучшающие добавки: смазку в виде, например, жидкого стекла либо в виде, например, метасиликат натрия; пеностабилизирующую жидкость в виде, например, полиметилсилоксановой жидкости. При этом количество улучшающих добавок используют не превышающим 3% от количества основного вещества, а соотношение компонентов используют следующим, в %:
Подогрев основного вещества до температуры ниже 25°С снижает его текучесть, что препятствует дальнейшей его перекачке в реактор. Подогрев основного вещества до температуры выше 52°С экономически нецелесообразно. При содержании гидроксида натрия менее 2,5% эмульсия СОЖ нестабильна. При содержании гидроксида натрия более 3,5% повышается коррозионная агрессивность эмульсии СОЖ по отношению к обрабатываемому металлу. Снижение содержания жидкого стекла менее 0,5% (по сухому остатку) приводит к увеличению коэффициента трения. Повышение содержания жидкого стекла более 1,0% (по сухому остатку) снижает устойчивость эмульсии к расслаиванию. Снижение содержания полиметилсилоксановой жидкости менее 0,05% не оказывает эффективного действия. Повышение содержания полиметилсилоксановой жидкости более 0,1% экономически нецелесообразно. Проведение реакции омыления при температуре ниже 102°С и времени меньше 60 минут способствует неполному омылению свободных жирных кислот, изменению соотношения омыленных и неомыляемых кислот, неомыляемых триглециридов, что приводит к снижению качества эмульсии. Проведение реакции омыления при температуре выше 107°С и времени больше 90 минут способствует увеличению себестоимости эмульсии за счет необоснованных энергетических затрат. Срок хранения предложенного концентрата – 12 месяцев с даты изготовления. Предложенный концентрат СОЖ (30% и более) хранят в закрытой таре при температуре от +30°С до -30°С. Использование любых неомыленных отходов масложировой промышленности способствует упрощению изготовления, снижению себестоимости, повышению экологических свойств концентрата СОЖ для механической обработки металлов. Повышению экологических свойств предлагаемого продукта способствует также его 100% биологическая разлагаемость и нетоксичность. Использование антипенной жидкости в виде полиметидсилоксановой жидкости способствует снижению ценообразования и себестоимости. Использование улучшающих добавок в количестве не превышающим 3% от количества основного вещества способствует достижению синергетического эффекта.
Формула изобретения
1. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов, содержащий жировые гудроны из отходов масложировой промышленности, щелочной агент в виде гидроксида натрия, смазку в виде жидкого стекла и воду, отличающийся тем, что основным веществом являются неомыленные отходы масложировой промышленности, дополнительно концентрат смазочно-охлаждающей жидкости содержит антипенную жидкость в виде полиметилсилоксановой жидкости, общее количество улучшающих добавок составляет не более 3% от количества основного вещества, при этом соотношение компонентов выполнено следующим, %:
2. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов по п.1, отличающийся тем, что щелочной агент используют в виде 30-40%-ного раствора каустической соды. 3. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов по п.1, отличающийся тем, что щелочной агент используют в виде сухого едкого натра. 4. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов по п.1, отличающийся тем, что в качестве смазки используют метасиликат натрия. 5. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов по п.1, отличающийся тем, что в качестве отходов масложировой промышленности используют соапстоки растительных масел. 6. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов по п.1, отличающийся тем, что в качестве отходов масложировой промышленности используют масленичный фуз. 7. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов по п.1, отличающийся тем, что в качестве отходов масложировой промышленности используют первичные жировые гудроны. 8. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов по п.1, отличающийся тем, что в качестве отходов масложировой промышленности используют смесь различных отходов. 9. Способ получения концентрата смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов, включающий нагрев основного вещества, содержащего жировые гудроны из отходов масложировой промышленности, омыление гудрона щелочным агентом – гидроксидом натрия, добавление к омыленному гудрону при перемешивании улучшающей добавки – смазки в виде жидкого стекла, разбавление полученного концентрата водой, отличающийся тем, в качестве основного вещества используют неомыленные отходы масложировой промышленности, нагрев основного вещества осуществляют до температуры 25-52°С, после чего осуществляют загрузку подогретого основного вещества в реактор, в котором температуру загруженной массы доводят до 102-107°С и производят реакцию омыления при температуре 102-107°С в течение 60-90 мин, затем осуществляют перекачку реакционной массы в реактор-нормализатор, разбавление реакционной массы горячей водой до требуемой концентрации, охлаждение полученной эмульсии до 80°С, добавление улучшающей добавки, дополнительно осуществляют ввод антипенной жидкости в виде полиметилсилоксановой жидкости, при этом количество улучшающих добавок используют не превышающее 3% от количества основного вещества, а соотношение компонентов используют следующим, %:
10. Способ получения концентрата смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов по п.9, отличающийся тем, что щелочной агент используют в виде 30-40%-ного раствора каустической соды. 11. Способ получения концентрата смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов по п.9, отличающийся тем, что щелочной агент используют в виде сухого едкого натра. 12. Способ получения концентрата смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов по п.9, отличающийся тем, что в качестве смазки используют метасиликат натрия. 13. Способ получения концентрата смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов по п.9, отличающийся тем, что в качестве отходов масложировой промышленности используют соапстоки растительных масел. 14. Способ получения концентрата смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов по п.9, отличающийся тем, что в качестве отходов масложировой промышленности используют масленичный фуз. 15. Способ получения концентрата смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов по п.9, отличающийся тем, что в качестве отходов масложировой промышленности используют первичные жировые гудроны. 16. Способ получения концентрата смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) для механической обработки металлов по п.9, отличающийся тем, что в качестве отходов масложировой промышленности используют смесь различных отходов.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
п/п