RU2080359C1 - Lubricant-coolant concentrate for cold plastic metal working - Google Patents
Lubricant-coolant concentrate for cold plastic metal working Download PDFInfo
- Publication number
- RU2080359C1 RU2080359C1 RU94011365A RU94011365A RU2080359C1 RU 2080359 C1 RU2080359 C1 RU 2080359C1 RU 94011365 A RU94011365 A RU 94011365A RU 94011365 A RU94011365 A RU 94011365A RU 2080359 C1 RU2080359 C1 RU 2080359C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- koh
- mixture
- mineral oil
- regenerated mineral
- synthetic fatty
- Prior art date
Links
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000002826 coolant Substances 0.000 title claims description 21
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 title abstract 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 90
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 36
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 20
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 claims abstract description 15
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound [Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 claims abstract description 10
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical class OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract description 7
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 13
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 13
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 13
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 10
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 210000000540 fraction c Anatomy 0.000 claims description 8
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 claims 2
- -1 acids esters Chemical class 0.000 abstract description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229960004011 methenamine Drugs 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 25
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 24
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 24
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 16
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 7
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 7
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 208000015707 frontal fibrosing alopecia Diseases 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 235000021588 free fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N glycine betaine Chemical compound C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 description 1
- 239000002641 tar oil Substances 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lubricants (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к смазочным маслам, в частности к способам получения водоэмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), и может быть использовано в процессах волочения, штамповки, калибровки, прокатки углеродистых, нержавеющих, жаростойких и жаропрочных сталей, а также цветных металлов. The invention relates to lubricating oils, in particular to methods for producing aqueous emulsion cutting fluids (coolant), and can be used in the processes of drawing, stamping, calibration, rolling carbon, stainless, heat-resistant and heat-resistant steels, as well as non-ferrous metals.
В процессе эксплуатации различных станков и станов холодной обработки металлов давлением СОЖ, находящиеся в их циркуляционных системах, нагреваются с соответствующей упаркой воды и повышением концентрации солей жесткости. По мере возрастания жесткости воды стабильность эмульсии снижается и она теряет смазочные и защитные свойства. Это является одной из основных причин частой смены отработанной эмульсии и замены ее свежеприготовленной. Кроме того, при использовании СОЖ для обработки металлов происходит изменение толщины слоя пленки при деформирующем воздействии. Так, при изготовлении труб на валковом стане уменьшается толщина защитного покрытия (<10 мкм), формируемого из пленки СОЖ, что также снижает ее защитную эффективность. Поэтому для увеличения продолжительности срока службы эмульсии необходимо повысить ее стабильность в процессе эксплуатации, а также смазывающие и защитные свойства. During the operation of various machines and mills of cold metal forming, the coolant in their circulation systems is heated with an appropriate water vapor and an increase in the concentration of hardness salts. As the water hardness increases, the stability of the emulsion decreases and it loses its lubricating and protective properties. This is one of the main reasons for the frequent change of the used emulsion and its replacement with freshly prepared. In addition, when using coolant for metal processing, a change in the thickness of the film layer occurs under deformation. So, in the manufacture of pipes on a roll mill, the thickness of the protective coating (<10 μm) formed from the coolant film decreases, which also reduces its protective effectiveness. Therefore, to increase the durability of the emulsion, it is necessary to increase its stability during operation, as well as lubricating and protective properties.
Уже известны СОЖ, содержащие воду, эмульсол на основе нефти и комплексное соединение меди с триэтаноламином. Указанная композиция позволяет повысить стабильность эмульсии во времени при повышенной жесткости воды, а также улучшить смазывающие свойства [1] Однако использование триэтаноламина значительно увеличивает затраты на очистку сточных вод. Already known are coolants containing water, an oil-based emulsol and a complex compound of copper with triethanolamine. The specified composition allows to increase the stability of the emulsion over time with increased water hardness, as well as improve the lubricating properties [1] However, the use of triethanolamine significantly increases the cost of wastewater treatment.
С целью расширения сырьевой базы и утилизации отходов промышленного производства за последние годы разработаны составы СОЖ, содержащие в том числе продукт частичного, около 35% омыления гудрона от дистилляции жирных кислот, выделенных из соапстоков растительных масел или технического жира, наряду с водой и щелочными солями гуминовых кислот. Частичная нейтрализация кислотного числа гудрона предполагает наличие в концентрате свободных жирных кислот, которые обеспечивают экранирующие свойства, но отрицательно влияют на стабильность состава [2]
Наиболее близким предлагаемому составу по технической сущности и достигаемому результату является концентрат, состоящий из следующих компонентов, мас.In order to expand the raw material base and utilize industrial waste, in recent years coolant formulations have been developed, which include a partial saponification product of about 35% tar saponification from the distillation of fatty acids extracted from the soaps of vegetable oils or technical fat, along with water and alkaline humic salts acids. Partial neutralization of the acid number of tar suggests the presence of free fatty acids in the concentrate, which provide shielding properties, but adversely affect the stability of the composition [2]
The closest to the proposed composition in technical essence and the achieved result is a concentrate consisting of the following components, wt.
Гексаметилентетрамин 0,1-2,0
Полиэтиленгликолевые эфиры синтетических жирных спиртов фр. C10-C18 (Синтанол ДС) 0,2-3,0
Натрий тетраборнокислый 0,01-0,2
Диметилдитиокарбомат натрия 0,4-5,0
Вода 0,08-1,9
Эмульсол на основе нефтепродуктов до 100 /3/
В качестве эмульсола авторы использовали эмульсол марки ЭТ-2 следующего состава, мас.Hexamethylenetetramine 0.1-2.0
Polyethylene glycol esters of synthetic fatty alcohols fr. C 10 -C 18 (Syntanol DS) 0.2-3.0
Sodium tetraborate 0.01-0.2
Sodium dimethyldithiocarbomate 0.4-5.0
Water 0.08-1.9
Emulsol based on petroleum products up to 100/3 /
As emulsol, the authors used emulsol brand ET-2 of the following composition, wt.
Таловое масло 6,5-7,5
Асидол (масляный) 6,5-7,5
Гидрооксид натрия 0,9-1,0
Спирт этиловый 1,5-1,7
Минеральное масло до 100 [4]
Указанный состав обладает удовлетворительными смазывающими свойствами при недостаточно высоких защитных свойствах, поскольку защитная пленка, образующаяся на поверхности металла, эффективна только при толщине более 10 мкм.Tall oil 6.5-7.5
Acidol (oil) 6.5-7.5
Sodium hydroxide 0.9-1.0
Mineral oil up to 100 [4]
The specified composition has satisfactory lubricating properties with insufficiently high protective properties, since the protective film formed on the metal surface is effective only with a thickness of more than 10 microns.
Задачей изобретения является повышение защитных и смазывающих свойств СОЖ при толщине пленки менее 10 мкм, стабильности во времени, а также расширение сырьевой базы и утилизация отходов. The objective of the invention is to increase the protective and lubricating properties of the coolant with a film thickness of less than 10 microns, stability over time, as well as the expansion of the raw material base and waste disposal.
Для достижения технического результата концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для холодной обработки металлов давлением, содержащий воду и полиэтиленгликолевый эфир, согласно изобретению отличается тем, что в качестве полиэтиленгликолевого эфира концентрат содержит полиэтиленгликолевый эфир моноалкилфенолов или диалкилфенолов и дополнительно содержит эфиры пентаэритрита и синтетических жирных кислот фр C10-С13, синтетические жирные кислоты фр. C10-С16, обработанную гидрооксидом натрия или калия смесь с кислотным числом 10-25 мг КОН/г, эфирным числом 3-15 мг КОН/г и вязкостью при 50oC 20-35 мм2/с в массовом соотношении (2,5-4):1 соответственно регенерированного масла и термостабилизированного продукта окисления регенерированного минерального масла и смесь тетрабората натрия и гексаметилентетрамина в их массовом соотношении соответственно (2,5-3):1 при следующем соотношении компонентов, мас.To achieve a technical result, a coolant concentrate for cold metal forming containing water and polyethylene glycol ether according to the invention is characterized in that the concentrate contains polyethylene glycol ether of monoalkylphenols or dialkylphenols and additionally contains esters of pentaerythritol and synthetic fatty acids FR 10 -C 13 , synthetic fatty acids fr. C 10 -C 16 treated with sodium or potassium hydroxide mixture with an acid number of 10-25 mg KOH / g, an ether number of 3-15 mg KOH / g and a viscosity at 50 o C 20-35 mm 2 / s in a mass ratio (2 5-4): 1, respectively, of regenerated oil and a thermostabilized product of oxidation of regenerated mineral oil and a mixture of sodium tetraborate and hexamethylenetetramine in their mass ratio, respectively (2.5-3): 1 in the following ratio of components, wt.
Полиэтиленгликолевые эфиры моноалкилфенолов или диалкилфенолов 2-5
Эфиры пентаэритрита и синтетических жирных кислот фракции C10-С13 11-16
Синтетические жирные кислоты фракции C10-С16 0,5-2,5
Обработанная гидрооксидом натрия или калия смесь с кислотным числом 10-25 мг КОН/г, эфирным числом 3-15 мг КОН/г и вязкостью при 50oC 20-35 мм2/с в массовом соотношении (2,5-4): 1 соответственно регенерированного минерального
масла и термостабилизированного продукта окисления регенерированного минерального масла 40-58
Смесь тетрабората натрия и гексаметилентетрамина в их массовом соотношении соответственно (2,5-3):1 0,8-2,0
Вода до 100.Polyethylene glycol ethers of monoalkylphenols or dialkylphenols 2-5
Esters of pentaerythritol and synthetic fatty acids of the fraction C 10 -C 13 11-16
Synthetic fatty acids of fraction C 10 -C 16 0.5-2.5
Treated with sodium or potassium hydroxide mixture with an acid number of 10-25 mg KOH / g, an ether number of 3-15 mg KOH / g and a viscosity at 50 o C 20-35 mm 2 / s in a mass ratio (2.5-4): 1 appropriately regenerated mineral
oils and thermostabilized product of oxidation of regenerated mineral oil 40-58
A mixture of sodium tetraborate and hexamethylenetetramine in their mass ratio, respectively (2.5-3): 1 0.8-2.0
Water up to 100.
Для приготовления составов были исследованы следующие сырьевые компоненты. To prepare the compositions, the following raw materials were investigated.
1. В качестве масляного компонента взята смесь масляного остатка заключительной стадии окисления и термостабилизации пенных маслосодержащих отходов и регенерированного минерального масла в заявляемых соотношениях (кислотное число продукта составляет 10-25 мг КОН/г, эфирное число 3-15 мг КОН/г, содержание мехпримесей не более 0,1% вязкость при 50oC 20-35 мм2/с.1. As the oil component, a mixture of the oil residue of the final stage of oxidation and thermal stabilization of foamy oil-containing waste and regenerated mineral oil in the claimed ratios (acid number of the product is 10-25 mg KOH / g, ether number 3-15 mg KOH / g, and the content of solids no more than 0.1% viscosity at 50 o C 20-35 mm 2 / s
2. Гидрооксид натрия или калия (ГОСТ 2263-79). Использованы для получения мыла. 2. Sodium or potassium hydroxide (GOST 2263-79). Used to make soap.
3. Синтетические жирные кислоты фракции C10-C16 (ГОСТ 23239-78) введены в состав для повышения стабильности СОЖ и одновременно как ингибитор коррозии. Использование СЖК фракции C5-C10 и C17-C22 неэффективно, так как фракция C5-C10 повышает коррозионную агрессивность водной вытяжки, а фракция C17-C22- ухудшает эмульгируемость масляной фазы.3. Synthetic fatty acids of the fraction C 10 -C 16 (GOST 23239-78) are formulated to increase the stability of the coolant and at the same time as a corrosion inhibitor. The use of FFAs of the C 5 -C 10 and C 17 -C 22 fractions is inefficient, since the C 5 -C 10 fraction increases the corrosiveness of the aqueous extract, and the C 17 -C 22 fraction worsens the emulsifiability of the oil phase.
4. В качестве эмульгаторов введены полиэтиленгликолевые эфиры моно- или диалкилфенолов, в частности введен моноалкилфенол марки Неонол АФ 9/12 (ТУ 38 103625-87). 4. Polyethylene glycol ethers of mono- or dialkylphenols were introduced as emulsifiers, in particular, monoalkylphenol of the brand Neonol AF 9/12 (TU 38 103625-87) was introduced.
5. Эфиры пентаэритрита и жирных кислот фракции C10-C13 использованы для повышения смазочных свойств. Выпускаются промышленностью как моторное масло для вертолетов (ТУ 38 101295-85).5. Esters of pentaerythritol and fatty acids of the fraction C 10 -C 13 are used to increase lubricating properties. They are produced by industry as engine oil for helicopters (TU 38 101295-85).
6. Тетраборат натрия (ГОСТ 4199-76) использован как бактерицидная добавка. Одновременно как борсодержащее соединение улучшает смазывающие свойства СОЖ. 6. Sodium tetraborate (GOST 4199-76) is used as a bactericidal additive. At the same time, the boron-containing compound improves the lubricity of the coolant.
7. Гексаметилентетрамин (ГОСТ). Улучшает защитные и бактерицидные свойства СОЖ. 7. Hexamethylenetetramine (GOST). Improves the protective and bactericidal properties of the coolant.
Регенерированное минеральное масло и масляный остаток заключительной стадии окисления и термостабилизации пенных маслосодержащих отходов получают следующим способом. Regenerated mineral oil and oil residue of the final stage of oxidation and thermal stabilization of foamy oily waste are obtained in the following way.
Отходы нагревают в реакторе первоначально до температуры 95oC в течение 4 ч с барботированием их сжатым воздухом, нагретым до 160oC и направленным по периферии реактора тангенциально его образующей на всю глубину слоя масляной фазы для центрифугирования механических примесей, перемешивания и окисления масла воздухом до достижения содержания воды в масляной фазе 0,5-1,5% Затем отстаивают в течение 16 ч, отбирают шлам. Часть полученного регенерированного масла с вязкостью при 50oC 12-20 мм2/с, кислотным числом 10-15 мг КОН/г, эфирным числом 1-3 мгКОН/г направляют на заключительную стадию окисления и термостабилизации. Окисление проводят путем барботирования масла нагретым до 160oC воздухом, расход 1,25-1,5 м3/т в течение 10-12 ч. Барботирование осуществляют как по периферии реактора, так и перпендикулярно днищу реактора, вниз, через множество сопел, размещенных ярусами по высоте реактора, а скорость подачи воздуха через них задают с превышением скорости через тангенциальные сопла для исключения прилипания гудронируемого слоя масла к днищу.The waste is heated in the reactor initially to a temperature of 95 o C for 4 hours, sparging them with compressed air heated to 160 o C and directed along the periphery of the reactor tangentially forming it to the entire depth of the oil phase layer for centrifugation of mechanical impurities, mixing and oxidation of the oil with air to achieve a water content of 0.5-1.5% in the oil phase. Then stand for 16 hours, the sludge is taken. A part of the obtained regenerated oil with a viscosity at 50 o C of 12-20 mm 2 / s, an acid number of 10-15 mg KOH / g, an ether number of 1-3 mg KOH / g is sent to the final stage of oxidation and thermal stabilization. The oxidation is carried out by sparging oil heated to 160 o C, the flow rate of 1.25-1.5 m 3 / t for 10-12 hours. Sparging is carried out both on the periphery of the reactor and perpendicular to the bottom of the reactor, down through many nozzles, placed in tiers along the height of the reactor, and the speed of air supply through them is set in excess of speed through tangential nozzles to prevent adhesion of the tar oil layer to the bottom.
Температуру масла в реакторе поддерживают 95-105oC. После завершения стадии окисления маслопродукт подвергают термостабилизации при температуре 110 140oC в течение 4 ч, в процессе которой происходит его стабилизация - возрастают вязкость до 30 45 мм 2/с, кислотное число до 15-30 мг КОН/г, эфирное число до 5-15 мг КОН/г.The temperature of the oil in the reactor is maintained at 95-105 o C. After the oxidation stage is completed, the oil product is subjected to thermal stabilization at a temperature of 110 140 o C for 4 hours, during which it is stabilized - the viscosity increases to 30 45 mm 2 / s, the acid number to 15 -30 mg KOH / g, ether number up to 5-15 mg KOH / g.
Подготовка масляной смеси для омыления при получении СОЖ состоит в смешении масляного остатка после заключительной стадии термоокисления и стабилизации и регенерированного масла, являющегося исходным сырьем для дополнительного термоокисления в соотношении 1: (2,5-4). Вязкость полученной смеси составляет 25 40 мм2/с при температуре 50oC, кислотное число в пределах 15-30 мг КОН/г, эфирное число в пределах 5-20 мг КОН/г, содержание механических примесей 0,4-0,7 мас. Для использования полученного маслопродукта в качестве компонента СОЖ проводится его очистка от механических примесей путем центрифугирования со скоростью 3000 об/мин при температуре 50 - 60oC до достижения содержания механических примесей не более 0,1% Вязкость очищенного маслопродукта составляет 20 30 мм 2/с при температуре 50oC, кислотное число сохраняется в пределах 10-25 мг КОН/г, а эфирное число 3-15 мг КОН/г.The preparation of the oil mixture for saponification upon receipt of the coolant consists in mixing the oil residue after the final stage of thermal oxidation and stabilization and the regenerated oil, which is the feedstock for additional thermal oxidation in the ratio 1: (2.5-4). The viscosity of the resulting mixture is 25-40 mm 2 / s at a temperature of 50 o C, the acid number is in the range of 15-30 mg KOH / g, the ether number is in the range of 5-20 mg KOH / g, the content of solids 0.4-0.7 wt. To use the resulting oil product as a component of the coolant, it is purified from mechanical impurities by centrifugation at a speed of 3000 rpm at a temperature of 50-60 o C until the content of mechanical impurities is not more than 0.1%. The viscosity of the purified oil product is 20 30 mm 2 / s at a temperature of 50 o C, the acid number is kept in the range of 10-25 mg KOH / g, and the ether number is 3-15 mg KOH / g.
Технология получения концентрата СОЖ состоит в следующем. В колбу, снабженную мешалкой и обогревательным устройством, загружают расчетное количество окисленного регенерированного масла в виде смеси регенерированного минерального масла и масляного остатка заключительной стадии окисления и термостабилизации пенных маслосодержащих отходов, характеризующейся кислотным числом 10 25 мг КОН/г, эфирным числом 3 15 мг КОН/г, вязкостью при 50oC 20-35 мм2/с и содержанием механических примесей не более 0,1 мас. например, взятых в соотношении (2,5-4):1 соответственно. После нагрева при перемешивании, осуществляемого при температуре 70 80oC, в колбу медленно подают заданное для полного или частичного омыления количество 20%-ного раствора щелочи-гидрооксида натрия или калия и осуществляют омыление омыляемых компонентов маслянного остатка заключительной стадии окисления. В процессе омыления температуру поднимают до 90-95oC и поддерживают ее на этом уровне в течение 2,5-3 ч. После завершения процесса омыления производят анализ полученной водно-масляной дисперсии мыла. Кислотное число ее должно быть не более 7 мгКОН/г или щелочное число не более 2 мг КОН/г.The technology for producing coolant concentrate is as follows. In a flask equipped with a stirrer and a heating device, the calculated amount of oxidized regenerated oil is loaded in the form of a mixture of regenerated mineral oil and the oil residue of the final stage of oxidation and thermal stabilization of foamy oily waste, characterized by an acid number of 10 25 mg KOH / g, an ether number of 3 15 mg KOH / g, viscosity at 50 o C 20-35 mm 2 / s and a content of mechanical impurities of not more than 0.1 wt. for example, taken in the ratio (2.5-4): 1, respectively. After heating with stirring, carried out at a temperature of 70 to 80 o C, the flask is slowly fed the set amount of a 20% solution of alkali-sodium hydroxide or potassium alkali, specified for full or partial saponification, and the saponifiable components of the oil residue of the final oxidation stage are saponified. In the process of saponification, the temperature is raised to 90-95 o C and maintain it at this level for 2.5-3 hours. After completion of the saponification process, the resulting water-oil soap dispersion is analyzed. Its acid number should be no more than 7 mgKOH / g or an alkaline number not more than 2 mg KOH / g.
Затем в состав мыльной дисперсии добавляют при перемешивании и температуре 85-95oC расчетное количество тетрабората натрия в виде 20%-ного раствора. Температуру в колбе медленно повышают до 120-125oC и производят отпарку воды в течение 30 мин до содержания не более 0,2 мас. После завершения отпарки воды в колбу последовательно загружают расчетное количество синтетических жирных кислот фракции C10-C16 для стабилизации эмульсии, эфира пентаэритрита и синтетических жирных кислот фракции C10-C13, полиэтиленгликолевые эфиры моно- или диалкилфенолов и гексаметилентетрамин в оптимальном соотношении с тетраборатом натрия. В результате температура при загрузке компонентов снижается до 60 - 70oC. После загрузки каждого компонента производят выдержку содержимого колбы при перемешивании в течение 20 мин. После подачи последнего компонента производят разбавление композиции водой до необходимой концентрации.Then, the calculated amount of sodium tetraborate in the form of a 20% solution is added to the composition of the soap dispersion with stirring and a temperature of 85-95 o C. The temperature in the flask is slowly increased to 120-125 o C and produce steaming water for 30 minutes to a content of not more than 0.2 wt. After completion of the water stripping, the calculated amount of synthetic fatty acids of the C 10 -C 16 fraction is sequentially loaded into the flask to stabilize the emulsion, pentaerythritol ether and synthetic fatty acids of the C 10 -C 13 fraction, polyethylene glycol ethers of mono- or dialkylphenols and hexamethylenetetramine in the optimal ratio with sodium tetraborate . As a result, the temperature when loading the components decreases to 60 - 70 o C. After loading each component, the contents of the flask are aged with stirring for 20 minutes. After feeding the last component, the composition is diluted with water to the desired concentration.
Для подтверждения заявляемого технического результата были проведены сравнительные испытания состава концентрата СОЖ, взятого в качестве прототипа, и предлагаемых составов композиций. To confirm the claimed technical result, comparative tests of the composition of the coolant concentrate, taken as a prototype, and the proposed compositions were conducted.
В табл. 1 и 2 приведены примеры для предлагаемой композиции. In the table. 1 and 2 are examples for the proposed composition.
В табл. 3 представлены результаты сравнительных испытаний прототипа и предлагаемого состава. Свойства составов для всех композиций определялись для 10%-ной эмульсии, а смазывающие и защитные для 5%-ных эмульсий. In the table. 3 presents the results of comparative tests of the prototype and the proposed composition. The properties of the compositions for all compositions were determined for a 10% emulsion, and lubricating and protective for 5% emulsions.
Для исследования свойств эмульсии использовали следующие методы. The following methods were used to study the properties of the emulsion.
1. Кислотные свойства определяли по ГОСТ 11362-76 после удаления воды путем выпаривания 10 мл навески эмульсола при температуре 120±10oC с течение 3 ч.1. Acidic properties were determined according to GOST 11362-76 after removal of water by evaporation of 10 ml of a portion of emulsol at a temperature of 120 ± 10 o C for 3 hours
2. Стабильность эмульсии определяли по ГОСТ 6243-75 (метод 3.1) в течение 24 ч. 3. Стабильность эмульсии при повышенной температуре оценивали коэффициентом стабильности эмульсии, выдержанной в термостате при температуре 80oC в течение 30 мин. Коэффициент стабильности определяли как отношение концентрации эмульсии, определенной на различной высоте слоя. Определение проводили после выдержки 100 мл 10%-ной эмульсии в делительной воронке при температуре 80oC. Из нижнего слоя такого образца отбирали 5 мл пробы и определяли концентрацию активного вещества. Такое же количество отбирали из верхнего слоя делительной воронки. Коэффициент стабильности определяли как частное от деления концентрации эмульсии в нижнем слое к концентрации ее в верхнем слое. Чем выше стабильность эмульсии, тем меньше коэффициент стабильности отличается от единицы.2. The stability of the emulsion was determined according to GOST 6243-75 (method 3.1) for 24 hours. 3. The stability of the emulsion at elevated temperature was evaluated by the stability coefficient of the emulsion, kept in a thermostat at a temperature of 80 o C for 30 minutes. The stability coefficient was determined as the ratio of the concentration of the emulsion, determined at different layer heights. The determination was carried out after holding 100 ml of a 10% emulsion in a separatory funnel at a temperature of 80 o C. 5 ml of the sample were taken from the lower layer of such a sample and the concentration of the active substance was determined. The same amount was taken from the top layer of the separatory funnel. The stability coefficient was determined as the quotient of dividing the concentration of the emulsion in the lower layer to its concentration in the upper layer. The higher the stability of the emulsion, the less the coefficient of stability differs from unity.
4. Защитные свойства эмульсии определяли по ГОСТ 9.054-75 (метод 1) на стали Ст 08КП по времени экспозиции металлической пластинки с пленкой продукта до появления первых признаков коррозии (до 5% пораженной поверхности). 4. The protective properties of the emulsion were determined according to GOST 9.054-75 (method 1) on steel St 08KP according to the exposure time of the metal plate with the product film until the first signs of corrosion (up to 5% of the affected surface).
5. Коррозионное воздействие эмульсии определяли по ГОСТ 6243-75 раздел 2, пп. 2.1.1 и 2.1.3 (методы 2.1 и 2.2). 5. The corrosive effect of the emulsion was determined according to GOST 6243-75
6. Смазывающие свойства по ГОСТ 9490-74 по показателям: нагрузка сваривания (Рc), критичесская нагрузка (Рк), индекс задира (Из) и диаметр пятна износа (dизн).6. Lubricating properties according to GOST 9490-74 in terms of: welding load (P c ), critical load (P k ), scoring index (I c ) and wear spot diameter (d out ).
7. Микробиологическое поражение эмульсии определяли тестом по окрашиванию навески эмульсии индикатором 2,3,5-тетразолий хлоридом (ТТХ). Эмульсия, свободная от бактерий, после 24 ч инкубирования с ТТХ, сохраняет свой первоначальный цвет. Чем больше количество бактерий в системе, тем ярче ее окраска и тем скорее она проявится. Оценка проводится по четырехбальной системе, где каждому баллу окрашивания соответствует определенное количество бактерий в эмульсии. (О б отсутствие изменений, 4 б ярко-красная окраска эмульсии с содержанием бактерий 108 кл/мл).7. Microbiological damage to the emulsion was determined by a test for staining a sample of the emulsion with 2,3,5-tetrazolium chloride (TTX) indicator. The bacterium-free emulsion, after 24 hours incubation with TTX, retains its original color. The greater the number of bacteria in the system, the brighter its color and the sooner it will manifest itself. The assessment is carried out according to a four-point system, where each staining score corresponds to a certain number of bacteria in the emulsion. (Oh no change, 4 b bright red color of the emulsion with a bacterial content of 10 8 cells / ml).
Как показали результаты сравнительных с прототипом испытаний, заявляемая смазочно-охлаждающая жидкость превосходит прототип по защитным свойствам при толщине пленки около 10 мкм в 1,5-2 раза, это приведет к улучшению защитных свойств при толщине пленки 5-7 мкм, что имеет место в условиях применения СОЖ. По смазывающим свойствам предлагаемый состав также имеет лучшие, чем у прототипа, показатели. As the results of comparative tests with the prototype showed, the inventive cutting fluid surpasses the prototype in protective properties at a film thickness of about 10 μm by 1.5-2 times, this will lead to an improvement in protective properties at a film thickness of 5-7 μm, which takes place in coolant application conditions. The lubricating properties of the proposed composition also has better than prototype indicators.
Снижение концентрации заявляемых компонентов, за исключением эфира пентаэритрита и СЖК фракции C10-C13 (пример 1), приводит к ухудшению защитных свойств и стабильности эмульсии. Более высокий уровень смазывающих свойств объясняется высоким содержанием эфира. Снижение концентрации последнего ниже заявляемого уровня (пример 7) приводит к снижению смазывающих свойств СОЖ.The decrease in the concentration of the claimed components, with the exception of pentaerythritol ether and FFA fraction C 10 -C 13 (example 1), leads to a deterioration in the protective properties and stability of the emulsion. A higher level of lubricity is explained by a high ether content. A decrease in the concentration of the latter below the claimed level (example 7) leads to a decrease in the lubricating properties of the coolant.
Увеличение концентрации компонентов выше предлагаемых пределов (пример 7) несмотря на усиление защитных свойств приводит к резкому ухудшению стабильности и смазывающих свойств. The increase in the concentration of components above the proposed limits (example 7) despite the strengthening of the protective properties leads to a sharp deterioration in stability and lubricating properties.
Использование для процесса омыления гидрооксида калия вместо гидрооксида натрия (пример 5) приводит лишь к небольшому снижению уровня защиты металла в условиях повышенной влажности и температуры. The use of potassium hydroxide instead of sodium hydroxide for the saponification process (Example 5) leads only to a slight decrease in the level of metal protection in conditions of high humidity and temperature.
Использоввание в композиции полиэтиленгликолевого эфира диалкилфенола вместо эфира моноалкилфенола не изменяет свойства композиции. The use of dialkylphenol polyethylene glycol ether in the composition instead of monoalkylphenol ether does not change the properties of the composition.
Применение бактерицидных добавок в виде смеси тетрабората натрия и гексаметилентетрамина в заявляемом диапазоне обеспечивает бактерицидную стойкость СОЖ. The use of bactericidal additives in the form of a mixture of sodium tetraborate and hexamethylenetetramine in the claimed range provides bactericidal resistance of the coolant.
Изменение кислотного числа масляного остатка заключительной стадии окисления и термостабилизации пенных маслосодержащих отходов, а также его эфирного числа приводит к снижению стабильности и, особенно, к резкому ухудшению защитных свойств. В примере 13 это связано с очень низким кислотным и эфирным числами, что ухудшает защитную эффективность минеральной части СОЖ. В примере 14, где был взят переокисленный масляный остаток, в процессе более жестких условий окисления происходит образование низкомолекулярных кислот, которые чрезвычайно агрессивны, и только наличие в составе композиции СЖК фракции C10-C16 и гексаметилентетрамина обеспечивает хотя бы минимальный уровень защиты металла от коррозии.The change in the acid number of the oily residue of the final stage of oxidation and thermal stabilization of foamy oily waste, as well as its ether number, leads to a decrease in stability and, especially, to a sharp deterioration in the protective properties. In example 13, this is due to very low acid and ether numbers, which impairs the protective effectiveness of the mineral part of the coolant. In example 14, where a peroxidized oil residue was taken, under more severe oxidation conditions, the formation of low molecular weight acids is extremely aggressive, and only the presence of a C 10 -C 16 fraction and hexamethylenetetramine in the composition of the FFA provides at least a minimum level of corrosion protection of the metal .
Таким образом, использование предлагаемой смазочно-охлаждающей жидкости в заявляемых пределах позволяет существенно повысить защитные свойства, обеспечить стабильность и улучшить смазывающие свойства, а главное позволяет утилизировать громадные количества отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей и решить экологические проблемы, с этим связанные. Thus, the use of the proposed cutting fluid within the claimed limits can significantly increase the protective properties, ensure stability and improve lubricating properties, and most importantly allows you to utilize the huge quantities of spent cutting fluids and solve environmental problems associated with this.
Claims (1)
Эфиры пентаэритрита и синтетических жирных кислот фракции C10 - C13 11 16
Синтетические жирные кислоты фракции С10 C16 0,5 2,5
Обработанная гидроксидом натрия или калия смесь с кислотным числом 10 - 25 мг•КОН/г, эфирным числом 3 15 мг•КОH/г и вязкостью при 50oC 20 35 мм2/с в массовом соотношении 2,5 4 1 соответственно регенерированного минерального масла и термостабилизированного продукта окисления регенерированного минерального масла 40 58
Cмесь тетрабората натрия и гексаметилентетрамина в их массовом соотношении соответственно 2,5 3 1 0,8 2,0
Вода ОстальноеPolyethylene glycol ethers of monoalkylphenols or dialkylphenols 2 5
Esters of pentaerythritol and synthetic fatty acids fraction C 10 - C 13 11 16
Synthetic fatty acids fraction C 10 C 16 0.5 2.5
The mixture treated with sodium or potassium hydroxide with an acid number of 10 - 25 mg • KOH / g, an ether number of 3 15 mg • KOH / g and a viscosity at 50 o C 20 35 mm 2 / s in a mass ratio of 2.5 4 1 respectively regenerated mineral oils and thermostabilized product of the oxidation of regenerated mineral oil 40 58
A mixture of sodium tetraborate and hexamethylenetetramine in their mass ratio, respectively 2.5 3 1 0.8 2.0
Water Else
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94011365A RU2080359C1 (en) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Lubricant-coolant concentrate for cold plastic metal working |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94011365A RU2080359C1 (en) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Lubricant-coolant concentrate for cold plastic metal working |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94011365A RU94011365A (en) | 1996-04-20 |
| RU2080359C1 true RU2080359C1 (en) | 1997-05-27 |
Family
ID=20154224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94011365A RU2080359C1 (en) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | Lubricant-coolant concentrate for cold plastic metal working |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2080359C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2163625C2 (en) * | 1999-03-10 | 2001-02-27 | Малое предприятие разработки и внедрения экологически чистых технологий "Икар" | Lubricant for cold metal working |
| RU2230777C1 (en) * | 2002-12-09 | 2004-06-20 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Concentrate of lubricating-cooling technological mediums |
-
1994
- 1994-03-31 RU RU94011365A patent/RU2080359C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1731790, кл. C 10 M 161/00, 1990. 2. Авторское свидетельство СССР N 1421764, кл. C 10 М 173/00, 1987. 3. Авторское свидетельство СССР N 1366525, кл. C 10 M 173/00, 1988. 4. Авторское свидетельство СССР N 138305, кл. С 10 М 173/00, 1962. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2163625C2 (en) * | 1999-03-10 | 2001-02-27 | Малое предприятие разработки и внедрения экологически чистых технологий "Икар" | Lubricant for cold metal working |
| RU2230777C1 (en) * | 2002-12-09 | 2004-06-20 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" | Concentrate of lubricating-cooling technological mediums |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94011365A (en) | 1996-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4292187A (en) | Lubricating oils for the working of metals | |
| CN104293443B (en) | Process of Emulsifying Oil For Rolling composition and application thereof | |
| KR930010533B1 (en) | Cold rolling oil for steel | |
| GB1566414A (en) | Lubricants | |
| US4891161A (en) | Cold rolling mill lubricant | |
| CA1122964A (en) | Lubricant compositions for finishing synthetic fibers | |
| EP2520639A1 (en) | Environmental friendly cutting fluid | |
| DE112015000678T5 (en) | Water-dilutable high-performance grease kit for multi-metal metalworking applications | |
| CN1398293A (en) | Water-soluble aluminium and aluminium alloys hot rolling compsn. | |
| US3723313A (en) | Lubricant useful in metal working | |
| AU2001239249A1 (en) | Water-soluble aluminium and aluminium alloys hot rolling composition | |
| RU2080359C1 (en) | Lubricant-coolant concentrate for cold plastic metal working | |
| US4956109A (en) | Lubricating oil | |
| JP3912624B2 (en) | Hot rolling oil for aluminum and method of hot rolling aluminum using the rolling oil | |
| SU771146A1 (en) | Cutting fluid for cold rolling of steel sheets | |
| RU2205208C1 (en) | Method of preparing metal-working process grease | |
| JP5449837B2 (en) | Cold rolling oil for steel plate and cold rolling method | |
| JP3709667B2 (en) | Cold rolling oil composition | |
| KR950010600B1 (en) | Thin cold rolled oil with excellent antiseptic and emulsion dispersion | |
| GB2054640A (en) | Hot-forming of metals lubricant | |
| JPS6123238B2 (en) | ||
| SU1089110A1 (en) | Process for producing cutting fluid for metal working | |
| SU1680766A1 (en) | Grease concentrate glatchol for plastic metal working | |
| RU2230777C1 (en) | Concentrate of lubricating-cooling technological mediums | |
| CN112934987B (en) | Method for reducing dirty marks of residues of stainless steel strip rolling cooling liquid |