смазочная композиция, содержащая растительный компонент, и способ получения растительного компонента

Формула изобретения

1. Смазочная композиция, содержащая растительный компонент, экстрагированный из твердой фракции свиного навоза, додецилсульфат натрия и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит триэтаноламин, этиленгликоль, гидрофосфат натрия и 8-оксихинолин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

растительный компонент (в пересчете на сухое вещество)	5-40
триэтаноламин	0,20-0,46
этиленгликоль	0,60-0,82
додецилсульфат натрия	0,20-0,25
гидрофосфат натрия	0,20-0,25
8-оксихинолин	0,20-0,22
вода	остальное

2. Способ получения растительного компонента смазочной композиции, включающий экстрагирование твердой фракции свиного навоза пароконденсатом, отличающийся тем, что перед экстрагированием твердую фракцию свиного навоза промывают до полного удаления животных экскрементов, экстракцию осуществляют при температуре 150-170°С и давлении 0,5-0,7 МПа в течение 60-120 мин, после чего экстракт выпаривают при температуре 100-110°С до концентрации 40-70 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к смазочным композициям, а также к технологии изготовления отдельных компонентов этих композиций, и может быть использовано в технологических процессах холодной обработки металлов давлением и резанием. Известна смазочная композиция для приработки двигателей внутреннего сгорания, содержащая смазочный компонент и воду при следующем их соотношении, мас.%: смазочный компонент - 10-15; вода - до 100. Смазочный компонент представляет собой растительный экстракт, полученный экстрагированием твердой фракции свиного навоза экстрагентом, приготовленным на основе пароконденсата с растворенными в нем солями металлов, таких как молибден, барий, свинец, кобальт, ванадий и т.д. Компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: смазочный компонент 10-15, вода - до 100 (Пат. РФ №2054031. МПК6 С10М 173/02 // (С10М 173/02, 159:02) C10N 40:10. Опубл. 10.02.96 г.).

Общим для заявленной и известной композиций является наличие в них смазочного компонента, представляющего собой растительный экстракт, полученный экстрагированием твердой фракции свиного навоза экстрагентом, приготовленным на основе пароконденсата, и воды.

К недостаткам известной смазочной композиции следует отнести загрязненность растительного компонента животными экскрементами (фекалиями), содержащимися в навозе, твердыми нерастворимыми веществами, образующимися при сушке экстракта, и тяжелыми металлами, придающими композиции токсичность. Кроме того, известная смазочная композиция характеризуется низкими трибологическими свойствами, повышенной коррозионной активностью, склонностью к биологическому разложению и биологическому поражению бактериями (плесневению) раствора растительного экстракта с течением времени.

Наиболее близкой к заявленной смазочной композиции является смазочно-охлаждающая жидкость для холодной обработки металлов, содержащая растительный компонент (экстракт), конденсированный из твердой фракции свиного навоза (фекона), олеиновую кислоту, буру, додецилсульфат натрия и воду (Пат. РФ №2149173, МПК 7 С10М 173/02, С10М 129:40. Опубл. 20.05.2000 г.)

Общим для известной и заявленной композиций является наличие в их составе растительного компонента, конденсированного из твердой фракции свиного навоза, додецилсульфата натрия и воды.

К недостаткам известной смазочной композиции следует отнести ее нестабильность во времени, выраженную в биологическом разложении и биологическом поражении бактериями водного раствора растительного компонента, высокую коррозионную активность, высокую токсичность, - обусловленные также наличием в ее составе растительного компонента (экстракта), содержащего соли металлов, и низкие трибологические характеристики.

Известен способ изготовления растительной добавки ЭРАКОНД, заключающийся в экстрагировании твердой фракции свиного навоза водно-солевой смесью с использованием пароконденсата и дистиллированной воды (ТУ4941-А042-005-94. Добавка растительная ЭРАКОНД модификация «Ф»). Обработку сырья и экстракта проводят в адиобатическом режиме в автоклаве с последующим упариванием полученного экстракта.

Общим для известного и заявленного способов приготовления растительного компонента является экстрагирование твердой фракции свиного навоза с использованием пароконденсата и последующее упаривание.

Недостатками известного способа являются нестабильность во времени полученной в соответствии с ним смазочной композиции, ее высокая токсичность и коррозионная активность.

Наиболее близким в части способа к заявляемому является известный способ приготовления смазочной композиции путем переработки растительных остатков, в качестве которых используют растительный компонент - экстракт, конденсированный из вторичного сырья - твердой фракции свиного навоза (Пат. РФ №2054031, МПК 6 С10М 173/02 // (С10М 173/02, 159:02) C10N 40:10. Опубл. 10.02.96 г.). Вторичное сырье - твердую фракцию свиного навоза экстрагируют экстрагентом, приготовленным на основе пароконденсата и растворимых солей таких металлов, как молибден, барий, свинец, кобальт и др. Полученную массу высушивают и затем из полученной массы готовят 10-15%-ный водный раствор путем тщательного перемешивания и последующей фильтрации через несколько слоев марли.

Общим для известного и заявленного способов приготовления растительного компонента смазочной композиции является экстрагирование твердой фракции свиного навоза с использованием пароконденсата.

К недостаткам известного способа относятся его дороговизна и трудоемкость, обусловленные использованием в составе экстрагента множества ингредиентов, необходимостью сушки и очистки растительного компонента от твердых нерастворимых примесей, загрязненность растительного компонента смазки животными экскрементами (фекалиями), а также склонность к быстрому закисанию водного раствора растительного компонента.

Заявленная группа изобретений направлена на создание новой смазочной композиции и способа получения содержащегося в ней растительного компонента, в которых отсутствовали бы недостатки их ближайших аналогов.

Поставленная задача в части композиции достигается тем, что смазочная композиция, содержащая растительный компонент, экстрагированный из твердой фракции свиного навоза, додецилсульфат натрия и воду, дополнительно содержит триэтаноламин, этиленгликоль, гидрофосфат натрия и 8-оксихинолин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Растительный компонент (в пересчете на сухое вещество)	5,0-40
Триэтаноламин	0,20-0,46
Этиленгликоль	0,60-0,82
Додецилсульфат натрия	0,20-0,25
Гидрофосфат натрия	0,20-0,25
8-оксихинолин	0,20-0,22
Вода	остальное.

Поставленная задача в части способа решена таким образом, что растительный компонент смазочной композиции получают экстрагированием твердой фракции свиного навоза пароконденсатом, причем перед экстрагированием твердую фракцию свиного навоза промывают до полного удаления животных экскрементов, экстракцию осуществляют при температуре 150-170°С и давлении 0,5-0,7 МПа в течение 60-120 минут, после чего экстракт выпаривают при температуре 100-110°С до концентрации 40-70 мас.%.

Совокупность заявленных признаков как в составе смазочной композиции, так и в способе получения входящего в нее растительного компонента, влияет на решение поставленной задачи. Так, дополнительное введение в состав смазочной композиции триэтаноламина, этиленгликоля, гидрофосфата натрия и 8-оксихинолина в заявленных соотношениях обеспечивает ей стабильность во времени, значительное замедление процесса расслоения, снижение коррозионной активности и высокие трибологические характеристики. На решение этих же задач направлены и промывка твердой фракции свиного навоза перед экстрагированием и заявленные режимы процесса экстрагирования.

Использование в качестве экстрагента чистого пароконденсата (без добавок) позволяет удешевить и упростить способ приготовления растительного компанента смазочной композиции без ухудшения эксплуатационных характеристик и снизить его токсичность и коррозионную активность. При этом снижается стоимость получения растительного компонента и смазочной композиции в целом.

При изготовлении заявленной смазочной композиции используют предварительно приготовленный в соответствии с описанным растительный компонент, триэтаноламин, этиленгликоль, додецилсульфат натрия, гидрофосфат натрия, 8-оксихинолин и воду.

Способ получения растительного компонента для такой смазочной композиции включает экстрагирование твердой фракции свиного навоза пароконденсатом. Перед экстрагированием исходное сырье - твердую фракцию свиного навоза - промывают. Для этого в емкость заливают промывочную воду, туда же загружают твердую фракцию свиного навоза в соотношении 1,5:1. Промывку осуществляют при перемешивании до полного удаления животных экскрементов, а затем подают на фильтр. Промывочную жидкость направляют на сооружения биологической очистки, а твердую фракцию, очищенную от животных экскрементов, подают в реактор, куда предварительно заливают экстрагент, в качестве которого используют пароконденсат в соотношении 1:3. Полученную смесь из очищенной твердой фракции свиного навоза и пароконденсата нагревают в реакторе до 150-170°С при давлении 0,5-0,7 МПА и выдерживают при этих условиях 60-120 минут. По истечении времени выдержки осуществляют отделение растительного компонента смазочной композиции - экстракта - из реактора в приемную емкость, снабженную фильтром для удержания твердых частиц. Растительный компонент подвергают центробежной очистке от взвешенных частиц, после чего подают в выпарной аппарат, где при температуре 100-110°С ведут упаривание до получения готового растительного компонента смазочной композиции с концентрацией экстракта в нем 40-70%.

Пример 1. Для приготовления заявленной смазочной композиции в лабораторных условиях брали, мас.%: растительного компонента - 5,0, триэтаноламина - 0,4, этиленгликоля - 0,6, 8-оксихинолина - 0,2, гидрофосфата натрия - 0,2, додецилсульфата натрия - 0,2, воды - до 100.

Пример 2. Для этого примера брали другое соотношение входящих в композицию компонентов, мас.%: растительного компонента - 5,0, триэтаноламина - 0,4, этиленгликоля - 0,8, 8-оксихинолина - 0,2, гидрофосфата натрия - 0,22, додецилсульфата натрия - 0,2, воды - до 100.

Компоненты последовательно вводились в емкость и затем тщательно перемешивались при комнатной температуре. Полученные таким образом смазочные композиции проходили испытания на коррозионную активность с определением трибологических характеристик каждой из композиций.

Для проведения стандартных испытаний на антикоррозионную активность капли (не менее трех) смазочной композиции наносились на три металлические пластины: из стали, чугуна и меди. Пластины помещались в эксикаторы на пять часов, после чего изымались из эксикаторов, а с пластин тщательно стирали капли смазочной композиции. Наличие следа (пятна) на месте капли, хотя бы на одной из трех пластин после их протирки, свидетельствует о коррозионной активности смазочной композиции и требует проведения дальнейших испытаний.

При испытаниях заявленных смазочных композиций марок 255 и 345х было установлено, что ни на одной из изъятых из эксикатора пластин, после их протирки, не осталось следов. На пластинах со смазочной композицией по известному способу остались отчетливые следы коррозии.

Сравнительные трибологические характеристики заявленной и известной по патенту РФ №2149173 смазочных композиций определялись в одинаковых условиях на машине трения СМТ-1.Схема испытаний: кольцо-кольцо при осевой нагрузке 130 Н. Материал колец - сталь ШХ-15. Удельная нагрузка в контакте составляла 0,17 МПа. Линейная скорость на контактной дорожке колец при частоте вращения n=500 об/мин составляла 1,85 м/с.

В ходе испытаний заявленной смазочной композиции марок 255 и 345х произведенные замеры показали, что момент трения между парами кольцо-кольцо равен 0,397 Н·м, а с известной композицией - 0,536 Н·м. Коэффициент трения между парами колец с заявленной смазочной композицией составлял 0,080 и 0,095 соответственно, а с известной композицией - 0,124.

Расслоение заявленной смазочной композиции наблюдалось через 45-50 суток, а известной композиции - 10-20 суток. Заявленная смазочная композиция в течение трех месяцев не поражалась микроорганизмами, в то время как известная композиция покрывалась плесенью уже через 0,5-1,0 месяца.

Как видно из результатов проведенных испытаний, заявленная смазочная композиция, по сравнению с известной, не обладает токсичностью, более стабильна во времени, в меньшей степени подвержена закисанию и характеризуется меньшей коррозионной активностью. Кроме того, заявленная композиция имеет улучшенные трибологические свойства.

Заявленный способ получения растительного компонента проще и дешевле известного по ближайшему аналогу способа без ухудшения эксплуатационных свойств растительного компонента.