Смазка для горячей обработки металлов

11 11 683635 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Соввтских Социалистических РссоублилК П А ТЕ НТУ полнительный к патенту 2560602/23-04(45) Дата опубликования описания 30,08,7) Авторы изобретения ранцыума и ГустаРГ)ная фирмаНобель АГРГ) Иност дольф Т54) СМА Я ГОРЯЧЕЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛО него содер ных жирн лена на 1 оксиэтили б 5 моль ок кислоты в Причем 40000 сП тсмперату 0 Смазка Оксиэтп водно Водажит глицервдых кислот с 2 -моль гидрокси.рованные жирниси этилена нколичестве 5смазка имеетпри градиентере 30 С.имеет следуюлированнос прос жирной кисл смазкам, в чачей обработки оксиэтилирован моль окиси этичьных групп и/или ые кислоты с 2 - а 1 моль жирной- 60 вес.%.вязкость 5000 - сдвига 2,64 см- и ботки рас- чных обра- сиэти- исло- евого цпй состав, вес.%; плоты 5 - 6040 - 95 ную лов, стью вает поовышение металлов распреде тем, что ллов напроиз- последИзобретение относится кстности к смазкам для горяметаллов.Известны смазки для горячей обраметаллов на основе минеральных илитительных масел с введением разлидобавок 11.Наиболее близкой по составу к пргаемой является смазка для горячейботки металлов на основе воды и оклированного производного жирной кты - сложного полиоксиэтиленгликолэфира жирной кислоты с содержанием20 моль окиси этилена 21.Известная смазка имеет недостатоадгезию к мокрой поверхности метачто обусловлено незначительной вязксмазки. Кроме того, она не обеспечравномерной смазочной пленки по всеверхности.Целью изобретения является падгезии к мокрой поверхностичто обусловливает равномерноеление смазочной пленки.Поставленная цель достигаетсясмазка для горячей обработки метаоснове воды и оксиэтилированноговодного жирной кислоты в качестве 1 д Оксиэтилированные жирные кислоты нглицерид оксиэтилированных жирных кислот получают взаимодействием жирной кислоты или глицсрида жирной кислоты с окисью этилена. При этом образуются алк оксильные цепи с концевыми водороднымиатомами, которые в основном с одной стороны связаны с гидрокспльными группами жирной кислоты илп глпцеридов. При использовании смесей глицерида оксиэтилированных жирных кислот с оксиэтилированными жирными кислотами один из компонентов содержится в количестве 10 - 20 вес фГлицерйды представляют собой смеси,которые содержат только незначительноеколичество триглицеридов или вообще несодержат их. Смеси в основном содержат30 в 1 вес. %; предпочтительно 55 в л90 вес, %, моно- и диглицеридов, Остаткижирной кислоты частичных глицеридов илижирные кислоты могут быть насыщеннымиили ненасыщенными.Предлагаемая смазка предпочтительно Осодержит 10 - 40 вес.% оксиэтилированногопроизводного жирной кислоты, которое вдальнейшем названо этоксилатом. По мереповышения содержания этоксилатов повышается вязкость смазки. Регулировать вяз;кость предлагаемой смазки можно изменением длины алкоксильной цепи. Наличиеболее длинных алкоксильных цепей снижает вязкость,Кроме того, на вязкость оказывают влияние степень распределения этоксилатов вводной фазе, длина цепи жирных кислоти содержание моно- и диглицеридов в частичных глицеридах, Таким образом, вязкость предлагаемой смазки можно регули,ровать в желаемой степени.Предпочтительная степень оксиэтилирования глицерида жирной кислоты составляет 3 - 5 моль окиси этилена на 1 мольгидроксильных групп глицеридов, а пред- Зопочтительная степень оксиэтилированияжирных кислот составляет 2,5 - 4 моль окиси этилена на 1 моль жирной кислоты.Предлагаемая смазка представляет собой водную дисперсию или эмульсию, кото- з;,рая образуется без применения вспомогательных веществ.В результате сравнительных опытов установлено, что водная дисперсия или эмульсия этоксилатов со степенью оксиэтилиро- ,ивания менее 2 моль окиси этилена не обеспечивает выполнения равномерной смазочной пленки, Поэтому в особенно гладкихместах или в местах, которые обрабатываются большим количеством воды, пленкаотрывается, что в конечном итоге приводитк повышению износа инструмента.Водная дисперсия или эмульсия этоксилатов со степенью оксиэтилирования более5 имеет плохую адгезию к мокрой поверх-;,0ности металлов, так что смазочная пленка,наносимая на вращающиеся водоохлаждаемые валки, сравнительно быстро отмывается.Плохую адгезию к мокрой поверхностиметаллов также имеет смазка с вязкостьюменее 5000 сП. Вязкость более 40000 сПзатрудняет подачу смазки и нанесение равномерной смазочной пленки на поверхностьинструмента. ИПредлагаемая смазка имеет пластическую вязкость, благодаря чему предел текучести превышает 50 дин см - . По мереповышения градиента сдвига вязкость снижается. Так, при градиенте сдвига 428 см -Я и температуре 30 С вязкость составляет 100 - 50 сП.Остатки жирной кислоты в этоксилатах содержат 12 - 22 атомов углерода. В случае применения смеси этоксилатов предпочитаются смеси, содержащие остатки жирных кислот с числом атомов углерода от 16 до 22.Для получения этоксилатов целесообразно применять естественное сырье, масло, например пальмовое, арахисовое, хлопковое, соевое, подсолнечное, льняное, рапсовое, свиной лярд, говяжье сало, жир из черепных впадин кита, сельдяной жир. Глицерид оксиэтилированной жирной кислоты получают известными способами, например переэтерификацией вышеуказанных жиров или масел глицерином или этерификацией получаемых расщеплением жиров жирных кислот глицерином с последующим оксиэтилированием указанным количеством окиси этилена. Оксиэтилированные жирные кислоты можно получать, например, присоединением окиси этилена к жирным кислотам, получаемым расщеплением жиров, или этерификацией жирных кислот полиэтиленгликолями соответствующей длины цепи,Предлагаемую смазку готовят при размешивании в воде этоксилатов. При этом немедленно образуется гомогенная дисперсия или эмульсия, поэтому дополнительная гомогенизация не требуется. Предлагаемую смазку можно применять непосредственно после приготовления, Если подают ее на хранение (предлагаемая смазка имеет очень хорошую стабильность при хранении), то целесообразно вводить агент для предотвращения разложения микробами. Кроме того, предлагаемая смазка может содержать небольшое количество таких добавок, как антикоррозионный агент, анти- окислитель и др,Если смазка содержит исключительно оксиэтилированные жирные кислоты, то в процессе приготовления соответствующей смазки целесообразно добавлять небольшое количество натриевой или калиевой соли жирной кислоты с числом атомов углерода от 12 до 22, что облегчает образование дисперсии или эмульсии и нанесение равномерной смазочной пленки на поверхность инстр мента.Предлагаемая смазка проявляет отличную адгезию к мокрой поверхности металлов и позволяет нанесение равномерной смазочной пленки на поверхности металлов. Предлагаемую смазку предпочтительно применяют в процессе горячей прокатки стальных профилей.П р и м е р 1. 25 вес,% глицерида оксиэтилированных жирных кислот (42% моноглицеридов и 48% диглицеридов) на основе полученной из свиного лярда смеси, содержащего 4 моль окиси этилена на 1 мольГидроксиЛьной группы, диспергируют в 75 вес.% воды. Получают непрозрачную эмульсию с вязкостью 13000 сП, которая проявляет отличную адгезию к мокрой поверхности металлов и позволяет выполне ние сплошной прочной смазочной пленки.П р и м е р 2. 25 вес.% оксиэтилированных жирных кислот на основе рапсового масла, содержащих 3 моль окиси этилена на 1 моль жирной кислоты, диспергируют О в 75 вес.% воды, Получают водную дисперсию с вязкостью 6500 сП, которая проявляет отличную адгезию к мокрой поверхности металлов и позволяет выполнение сплошной прочной смазочной пленки. 15П р и м е р ы 3 - 5, С применением оксиэтилированных жирных кислот примера 2, калиевой соли олеиновой кислоты и воды приготовляют следующие смазки, в вес, %: 2)0;10 65 10 Оксиэтилированные жирные кислоты Калиевая соль олеиновой кислоты Вязкость, сп- )Эти смазки проявляют очень хорошуюадгезию к мокрой поверхности металлов ипозволяют выполнение сплошной прочнойсмазочной пленки,Пример 6. 25 вес.% смеси, состоящей ЗОиз, вес.%:а) 48 Глицерид оксиэтилированных жирных кислот (40% моноглицеридов и 50%диглицеридов) на основе смеси из, вес.%:Пальмитиновая кислота 27 85Стеариновая кислота 12Олеиновая кислота 38Линолевая кислота 8Лауриновая кислота 3Миристиновая кислота 1Высшие жирные кислоты 1Глицерид содержит 4 моль окиси этилена на 1 моль гидроксильной группы.б) 52 Оксиэтилированные жирные кислоты на основе смеси из, вес.%: 45Пальмитиновая кислота 12Стеариновая кислота 3Олеиновая кислота 26Линолевая кислота 18Линоленовая кислота 6 )ОЭруковая кислота 21Лауриновая кислота 6Миристиновая кислота 5Высшие жирные кислоты 3Смесь содержит 3 моль окиси этилена на1 моль жирной кислоты.Смеси а и б смешивают с 75 вес.% воды.Получают эмульсию с вязкостью 14500 сП,которая проявляет отличную адгезию кмокрой поверхности металлов и позволяет 60выполнение сплошной прочной смазочнойпленки.20%-ная дисперсия состава имеет вязкость 5900 сП,30%-ная дисперсия 12000 сП,40%-ная дисперсия 22300 сП. Смазки также 65проявляют Хорошую адгезию к мокрой поверхности металлов и позволяет выполнение сплошной прочной смазочной пленки,25%-ная дисперсия, содержащая 20 вес.% оксиэтилированных жирных кислот, имеет вязкость 10500 сП, 25%-ная дисперсия, содержащая 70 вес.% монодиглицерида и 30 вес.% оксиэтилированных жирных кислот, имеет вязкость 24500 сП. Эти смазки имеют тс же свойства, что и другие смазки примера 6.П р и м е р 7, Приготовляют 25%-ные дисперсии, содержащие:а) Монодиглицерид оксиэтилированных жирных кислот (36% моноглицеридов и 54% диглицеридов) на основе смеси, вес.%.Пальмитиновая кислота 30 Стеариновая кислота 15 Олеиновая кислота 50 Линолевая кислотаМиристиновая 2 Высшие жирныс кислоты 1 Моноглицерид содержит 4 моль окиси этилена на 1 моль гидрокспльной группы. б) Оксиэтилированные жирные кислоты на основе смеси из, вес.%: Лауриновая кислота 4 Миристиновая кислота 3 Пальмитиновая кислота 19 Стеариновая кислота Олеиновая кислота 31 Линолевая кислота 8 Высшие жирныс кислоты 10 Они содержат 3 моль окиси этилена на 1 моль жирной кислоты,Соотношение продукта а и б, а также вязкость водных дисперсий представлены в таблице.Вязкость, сП, 25 о;-ных дисперсий при градиенте сдвигаСоотношение продуктов 428 сга 2,64 см 7000 0000 1 ЯОО 22000 20000 22500 22500 100 80 60 50 40 200 0 20 40 50 60 80 100 140 150 260 280 840 200 200 П р и м е р 8, 23 вес.% сложного моно- эфира, полученного этерификацией 1,1 моль триэтиленгликоля (гидроксильное число 740 мг КОН/г), 1 моль полученной из рапсового масла смеси жирных кислот рН при нагревании смешивают с 2 всс.% калиевой соли олеиновой кислоты и затем с 75 вес.% воды. Получают 25%-ную эмульсшо с вязкостью 21000 сП, которая проявляет отличную адгезию к мокрой поверхности мс683635 Составитель Е. Пономарева Текред Н, Строганова Корректоры: Р. Берковичи Л. Бракнина Редактор Л, Герасимова Заказ 2002/19 Изд. Лв о 2/ 7 ираис 621 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 таллов и позволяет выполнение сплошной прочной смазочной пленки.П р и м е р 9. Повторяют пример 1 с той разницей, что в 70 вес,% воды диспергируют 30 вес.% монодиглицерида оксиэтилированных жирных кислот (42% моноглицерида и 48% диглицерида), содержащего 5 моль окиси этилена на моль гидроксильных групп. Получают непрозрачную эмульсию с вязкостью 18400 сП, которая проявляет отличную адгезию к мокрой поверхности металлов.П р и м е р 10. Повторяют пример 7 с той разницей, что в 5 вес.% смеси, содержащей указанные монодиглицериды и оксиэтилированные жирные кислоты в соотношении 55:45, диспергируют в 95 вес.% воды. Получают дисперсию с вязкостью 5000 сП, которая проявляет отличную адгезию к мокрой поверхности металлов,П р и м е р 11. Повторяют пример 2 с той разницей, что 60 вес.% оксиэтилированных жирных кислот на основе рапсового масла, содержащего 2 моль окиси этилена на моль жирной кислоты, диспергируют в 40 вес.% воды, Получают дисперсию с вязкостью 39800 сП, которая проявляет отличную адгезию к мокрой поверхности металлов,П р и м е р 12 (сравнительный), 25 вес. % монодиглицерида оксиэтилированных жирных кислот (42% моноглицеридов и 48% диглицеридов) на основе полученной из свиного лярда смеси жирных кислот, который содержит 1,9 моль окиси этилена на моль гидроксильных групп, дис перги руют в 75 вес.% воды, Получают смесь с вязкостью 7200 сП. Смазочная пленка является неравномерной и сравнительно быстро отрывается,П р и м е р 13 (сравнительный). 25 вес. % монодиглицерида оксиэтилированных жир 8.,н.ых:кислот -(42.% моноглицеридов и 48%диглицеридов) на основе указанной в сравнительном примере 12 смеси жирных кислот, который содержит 6,25 моль окиси5 этилена на моль гидроксильных групп,смешивают с 75 вес.% воды. Получаютсмесь с вязкостью 4800 сП, которая даеттонкую смазочную пленку с плохой адгезией к мокрой поверхности металлов.1 О Сравнение примеров 1 - 11 и 12 - 13 показывает, что предлагаемые смазки не смываются с мокрой поверхности металла путем 10-кратной промывки водой, проводимой каждый раз в течение 30 мин, тогда15 как смазки сравнительных примеров 12 -13 смывались после 2 - 3-кратной и 5 - 6 кратной промывки водой, проводимой каждый раз в течение 30 мин,20 Формула изобретения Смазка для горячей обработки металловна основе воды и оксиэтилированного производного жирной кислоты, о т л и ч а ю 25 щ а я с я тем, что, с целью повышения адгезии смазки к обрабатываемой поверхности,она в качестве оксиэтилированного производного жирной кислоты содержит глицерид оксиэтилированных жирных кислот с30 2 - 5 моль окиси этилена на 1 моль гидроксильных групп и/или оксиэтилированныежирные кислоты с 2 - 5 моль окиси этиленана 1 моль жирной кислоты в количестве5 - 60 вес.%.35 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Грудев А. П Тилик В. Т. Технологи 1 сс ие смазки в прокатном производстве.М., Металлургия, 1975, с, 275 - 303.2. Заявка ФРГ2446319, кл. С 10 М3/40, опубл. 1975 (прототип),