CS263205B1

CS263205B1 - A method for producing a wet and wet coolant lubricant

Info

Publication number: CS263205B1
Application number: CS866347A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Ing Uhlir; Rudolf Rndr Doubek; Jaroslava Dvorakova; Libor Ing Csc Neubauer; Milan Ing Zadak; Pavel Ing Zelenka
Original assignee: Uhlir Miroslav; Rudolf Rndr Doubek; Jaroslava Dvorakova; Neubauer Libor; Zelenkaepavel Ing; Zadak Milan
Priority date: 1986-09-01
Filing date: 1986-09-01
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS634786A1

Abstract

Řešením je způsob výroby chladicího a mazacího přípravku pro tažení měděných drátů za mokra spočívající v přípravě nízkosulfatovaného ricinového oleje, který se po provedené sulfataoi podrobí částečné hydrolýze glyoeridové vazby v prostředí zředěná kyseliny sírové při teplotě 10 až 60 °C po dobu 3 až 40 hodin za vzniku kyseliny ricinolejové, která se neutralizuje roztokem hydroxidu sodného a/nebo draselného tak, ze koncentrace sodné a/nebo draselné soli kyseliny ricinolejové je v rozmezí 5 až 35 % hmot., vyjádřeno (jako obsah kyseliny ricinolejové v sušině.The solution is a method of producing a cooling and lubricating agent for drawing copper wires in wet form consisting of the preparation of low-sulphated castor oil, which is subjected to partial hydrolysis of the glyoeride bond in dilute sulfuric acid at 10 to 60 ° C for 3 to 40 hours after the sulphatol. the formation of ricinoleic acid, which is neutralized with a solution of sodium and / or potassium hydroxide, such that the concentration of sodium and / or potassium salt of ricinoleic acid is in the range of 5 to 35% by weight (expressed as ricinoleic acid in dry matter).

Description

Vynález se týká způsobu výroby chladicího a mazacího přípravku pro tažení měděného drátu za mokra.The invention relates to a process for the production of a coolant and lubricant for wet drawing of copper wire.

Při tažení měděných drátů se mění asi 60 % příkonové ener-. gie v energii tepelnou, kterou je třeba odvést. Koeficient tření _} a tím sílu potřebnou pro tažení drátů lze snížit vhodným mazáním. Odvod vybaveného tepla a současně mazání odtahových rolen a průvlaků ze slinutých karbidů a diamantů se provádí chladicí a mazací emulzí (dále jen tažecí emulzí).When drawing copper wires, about 60% of the power input varies. gie in thermal energy to be dissipated. _} The coefficient of friction and the force required for pulling the wire can be reduced by proper lubrication. Removal of equipped heat and at the same time lubrication of exhaust rolls and dies from cemented carbides and diamonds is carried out by cooling and lubricating emulsion (hereinafter referred to as drawing emulsion).

Dosavadní způsoby tažení měděných drátů za mokra používají tažecí emulze, které se pracně připravují např. vařením mýdla s řepkovým olejem nebo se tažecí emulze připravuje smícháním mazadla (oleje) s emulgátorem, kterým se dosahuje rozptýlení mazací složky do vodné fáze. Jsou známy i způsoby přípravy chladicích a mazacích přípravků, kde sulfata»í se část mazaoí složky (např. ricinového oleje) přemění na hydrogensulfát ricinového oleje, jehož sodná nebo draselná sůl tvoří emulgační složku viz AO č. 245 141· Tažecí emulze se připraví pouhým zředěním tohoto přípravku vodou.The prior art wet wire drawing methods use drawing emulsions which are laboriously prepared, for example, by cooking soap with rapeseed oil, or the drawing emulsion is prepared by mixing a lubricant (oil) with an emulsifier to disperse the lubricating component into the aqueous phase. Methods for the preparation of coolants and lubricants are also known, wherein the sulphation of a portion of the lubricating component (e.g. castor oil) is converted to castor oil hydrogen sulphate, the sodium or potassium salt of which is an emulsifying component, see AO No. 245 141. by diluting this preparation with water.

Dosud známé způsoby přípravy tažecí emulze mají řadu nevýhod. Patří mezi ně nízká produktivita práce, vysoká pracnost, nutnost připravovat emulzi na místě spotřeby před vlastním použitím a s tím spojená nižší operativnost a vznik ztrátových časů a prostojů. Tažecí přípravky připravované podle dosud známých postupů poskytují emulze s omezenou stabilitou a životností aThe prior art methods for preparing a drawing emulsion have a number of disadvantages. These include low labor productivity, high labor intensity, the need to prepare the emulsion at the point of consumption before use, and the associated lower operability and loss of time and downtime. The drawing preparations prepared according to known methods provide emulsions with limited stability and durability and

263 205 mají horší mazací schopnosti. Rovněž jejich detergenční účinnost je minimální, tažecí stroje se při provozu postupně zanášejí tukovou složkou a je nutné je pravidelně pracně mechanicky čistit, což je práce nepříjemná a hygienicky závadná. Emulze je nutné často vyměňovat a zajišťovat jejich důslednou a ekologicky nezávadnou likvidaci, která je ekonomicky mimořádně nákladná. Omezená stabilita a životnost tažecí emulze je mimo jiné dána nedostatečnou emulgační schopností té složky přípravku, která má úlohu emulgátoru. Emulze vyrobené z takových přípravků jsou hrubé a mají tendenci oddělovat z vodné fáze olejovou složku.263 205 have poorer lubrication capabilities. Also their detergency efficiency is minimal, towing machines are gradually clogged with grease component during operation and it is necessary to clean them regularly mechanically, which is unpleasant and hygienically defective work. Emulsions often need to be replaced to ensure their consistent and environmentally sound disposal, which is extremely costly. The limited stability and durability of the drawing emulsion is due, among other things, to the insufficient emulsifying ability of the formulation component that acts as an emulsifier. Emulsions made from such formulations are coarse and tend to separate the oil component from the aqueous phase.

Nevýhodou dosavadních způsobů přípravy emulze je rovněž nutnost zvláštního zařízení pro vlastní přípravu tažecí emulze, které je nářočné na obsluhu. Příprava tažecí emulze je náročná na přesnost práce a spotřebu energie na intenzivní míchání, které je nutné pro dobrou emulgaci.A disadvantage of the prior art emulsion preparation methods is also the need for a separate device for the actual preparation of the drawing emulsion, which is user-friendly. The preparation of the drawing emulsion is labor intensive and requires the intensive mixing of energy required for good emulsification.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob výroby chladicího a mazacího přípravku pro tažení měděného drátu za mokra, spočívající v sulfataci ricinového oleje koncentrovanou kyselinou sírovou do obsahu 0,8 až 1,25 % hmot. oxidu sírpvého vázaného jako organický sulfát a vztaženo na sušinu, jehož podstata podle vynálezu spočívá v tom, že ricinový olej se po provedené sulfataci podrobí částečné hydrolýze v prostředí zředěné kyseliny sírové při teplotě 10 až 60 °C po dobu 3 až 40 hodin za vzniku kyseliny ricinolejové, která se neutralizuje vodným roztokem hydroxidu sodného a/nebo draselného tak, že koncentrace sodné a/nebo draselné soli kyseliny ricinolejové je v rozmezí 5 až 35 % hmot., vyjádřeno jako obsah kyseliny ricinolejové v sušině.The aforementioned disadvantages are eliminated by a process for the production of a coolant and lubricant composition for wet drawing of copper wire, consisting of sulphating castor oil with concentrated sulfuric acid to a content of 0.8 to 1.25% by weight. According to the invention, the castor oil is subjected to partial hydrolysis in a dilute sulfuric acid medium at a temperature of 10 to 60 ° C for 3 to 40 hours to form an acid after sulphation. ricinoleic acid, which is neutralized with an aqueous solution of sodium and / or potassium hydroxide such that the concentration of ricinoleic acid sodium and / or potassium is in the range of 5 to 35% by weight, expressed as ricinoleic acid content in the dry matter.

Chladicí a mazací přípravek vyrobený způsobem podle vynálezu poskytne pouhým smícháním s vodou přímo v tažecím stroji stabilní jemnou tažecí emulzi, vykazující vyšší životnost ve srovnání s dosud známými přípravky. Její životnost lze dále zvýšit udržováním pH vodné emulze v alkalické oblasti.The coolant and lubricant formulation produced by the process of the present invention will provide a stable, fine drawing emulsion exhibiting a longer lifetime compared to prior art formulations simply by mixing with water directly in the drawing machine. Its lifetime can be further increased by maintaining the pH of the aqueous emulsion in the alkaline region.

- Výhody postupu spočívají v tom, že způsobem podle vynálezu se vyrobí chladicí a mazací přípravek pro tažení měděných drátůThe advantages of the process are that the process according to the invention produces a cooling and lubricating agent for drawing copper wires

263 205 za mokra, který obsahuje kromě mazací složky (ricinový olej) systém dvou emulgátorů,a to sodný a/nebo draselný sulfát ricinového oleje a sodnou a/nebo draselnou sůl kyseliny ricinolejové ve vhodném poměru. Výhodou rovněž je to, že způsobem podle vynálezu se vyrobí chladicí a mazací přípravek, který s vodou poskytuje tažecí emulzi, která vykazuje ve srovnání s dosud známými přípravky zvýšenou detergenční účinnost. Odstraňuje se tím pracné a namáhavé mechanické čištění tažecího stroje. Způsobem podle vynálezu lze vyrobit přípravek, který obsahuje všechny slovky (mazací i emulgační) v optimálním poměru, zaručujícím vznik stabilní jemné” ©mulze ve vodě.No. 263,205, which comprises, in addition to the lubricating component (castor oil), a system of two emulsifiers, namely, sodium and / or potassium castor oil sulphate and the sodium and / or potassium salt of ricinoleic acid in a suitable ratio. It is also an advantage that the process according to the invention produces a cooling and lubricating composition which provides a drawing emulsion with water which exhibits improved detergency performance over the prior art compositions. This eliminates the laborious and laborious mechanical cleaning of the drawing machine. By the method according to the invention it is possible to produce a formulation which contains all the words (both lubricating and emulsifying) in an optimal ratio, guaranteeing the formation of a stable fine emulsion in water.

Koncentrace v následujících příkladech jsou uváděny v hmotnostních procentech.The concentrations in the following examples are given in percent by weight.

Příklad 1Example 1

Do sulfatačního reaktoru se předloží 540 kg ricinového oleje o teplotě 30 °C a během 1,5 hodiny se za míchání přidá 25»3 kg kyseliny sírové o koncentraci 96^, přičemž se obsah reaktoru udržuje nepřímým chlazením na teplotě 30 až 33 °C. Reakční směs se míchá ještě 8 hodin. Poté se vypustí za míchání do 1000 kg 20_$> roztoku síranu sodného o teplotě 20 °0. V prostředí zředěné kyseliny sírové (část kyseliny sírové nezreaguje v důsledku toho, že sulfatace ricinového oleje je rovnovážnou reakcí) se reakční směs ponechá bez míchání při teplotě 20 °C po dobu 10 hodin. Probíhá hydrolýza ricinového oleje (triglyceridu kyseliny ricinolejové) za vzniku směsi diglyceridu kyseliny ricinolejové, monoglyceridu kyseliny ricinolejové a volné kyseliny ricinolejové. Hydrolýza hydrogensulfátu ricinového oleje (za vzniku ricinového oleje a volné kyseliny sírové) sa uvedených podmínek prakticky neprobíhá. V průběhu hydrolýzy se směs působením gravitační síly rozdělí na dvě vrstvy, olejovou a vodnou. Oddělené horní olejová vrstva se neutralizuje 15% vodným roztokem hydroxidu sodného při teplotě 25 °C do takového stupně, až pH 10% vodné emulze dosáhne hodnoty 8,3.540 kg of castor oil at 30 [deg.] C. is charged to the sulphation reactor and 25.3 kg of 96 [mu] l sulfuric acid are added with stirring while maintaining the reactor contents at 30-33 [deg.] C. by indirect cooling. The reaction mixture was stirred for an additional 8 hours. It is then discharged into a 1000 kg of 20% sodium sulphate solution at 20 DEG C. with stirring. In a dilute sulfuric acid medium (part of the sulfuric acid does not react because the castor oil sulfation is an equilibrium reaction), the reaction mixture is left without stirring at 20 ° C for 10 hours. Castor oil (ricinoleic acid triglyceride) is hydrolyzed to form a mixture of ricinoleic acid diglyceride, ricinoleic acid monoglyceride and free ricinoleic acid. Hydrolysis of castor oil hydrogen sulphate (to form castor oil and free sulfuric acid) practically does not occur. During the hydrolysis, the mixture is divided into two layers, oil and water, under the action of gravity. The separated upper oil layer was neutralized with a 15% aqueous sodium hydroxide solution at 25 ° C until the pH of the 10% aqueous emulsion reached 8.3.

Výsledný produkt obsahuje kromě výchozího ricinového oleje také sodnou sůl sulfátu ricinového oleje a sodnou sůl kyselinyThe resulting product contains, in addition to the castor oil starting, also a castor oil sulfate sodium and an acid sodium salt

263 205 rioinolejové v množství 10,2 % vyjádřeno jako obsah kyseliny rioinolejové v sušině.263 205 of rioinoleic acid in an amount of 10.2% expressed as the rioinoleic acid content in the dry matter.

Obsah kyseliny rioinolejové po provedené hydrolýze se stanoví potenciometrickou titraci v alkoholickém prostředí. Stanovení je založeno na acidobazicke titraci směsi silné a slabé kyseliny. Při postupné neutralizaci reakční směsi po hydrolýze alkoholickým roztokem hydroxidu draselného se nejprve neutralizují silné kyseliny (nezreagovaná kyseliny sírová a hydrogensulfát ricinového oleje). Poté se neutralizuje přítomná slabá kyselina ricinolejová. Z rozdílu spotřeb titračního činidla mezi dvěma inflexními body se určí obsah kyseliny rioinolejové ve vzorku podle rovnice obsah kyseliny rioinolejové (v % hmot.) = _ Λ ^v .The rioinoleic acid content after hydrolysis was determined by potentiometric titration in an alcoholic medium. The determination is based on acid-base titration of a mixture of strong and weak acids. When the reaction mixture is gradually neutralized after hydrolysis with an alcoholic potassium hydroxide solution, the strong acids (unreacted sulfuric acid and castor oil hydrogen sulphate) are first neutralized. The weak ricinoleic acid present is then neutralized. The rioinoleic acid content of the sample is determined from the difference in titration reagent consumption between the two inflection points according to the equation rioinoleic acid content (in% by weight) = _ Λ ^v .

n · 10 kde V je spotřeba alkoholického roztoku KOH v ml m je koncentrace alkoholického roztoku KOH v mol/1 n je navážka vzorku v gn · 10 where V is the consumption of alcoholic solution of KOH in ml m is the concentration of the alcoholic solution of KOH in mol / 1 n is the sample weight in g

Obdobně je možné stanovit obsah kyseliny rioinolejové ve výsledném alkalickém chladicím a mazacím přípravku zpětnou titrací přebytku kyseliny sírové.Similarly, it is possible to determine the rioinoleic acid content of the resulting alkaline coolant and lubricant by back titrating excess sulfuric acid.

Příklad 2Example 2

Sulfatace ricinového oleje se provádí jako v příkladě 1. Reakční směs se po sulfátaci vypustí do 1000 kg vody o teplotě 3 °C a reakční směs se ponechá bez míchání při teplotě 10 °C po dobu 4 hodin. Poté se oddělená horní olejová vrstva neutralizuje 20% vodným roztokem hydroxidu draselného při teplotě 20 °C do takového stupně, až pH 10% vodné emulze dosáhne hodnoty 9»5.The sulphation of the castor oil is carried out as in Example 1. After sulphation, the reaction mixture is discharged into 1000 kg of water at 3 ° C and left without stirring at 10 ° C for 4 hours. Thereafter, the separated upper oil layer is neutralized with a 20% aqueous potassium hydroxide solution at 20 ° C until the pH of the 10% aqueous emulsion reaches 9.5.

Výsledný produkt obsahuje mimo jiné složky též draselnou sůl kyseliny rioinolejové v množství 5»5 % vyjádřeno jako obsah kyseliny rioinolejové v sušině.The resulting product also contains, among other ingredients, the potassium salt of rioinoleic acid in an amount of 5% to 5% expressed as the rioinoleic acid content in the dry matter.

Příklad 3Example 3

Sulfatace ricinového oleje se provádí jako v příkladě 1.The sulphation of castor oil is carried out as in Example 1.

Reakční směs po sulfátaci se vypustí do 1200 kg 10% vodného roztoku síranu draselného o teplotě 60 °C. Reakční směs seThe reaction mixture, after sulphation, is discharged into 1200 kg of a 10% aqueous solution of potassium sulfate at 60 ° C. The reaction mixture was quenched

263 205 ponechá bez míchání 36 hodin při teplotě 55 °C. Poté se oddělená horní olejová vrstva neutralizuje 20% vodným roztokem hydroxidu draselného a sodného (v hmotnostním poměru 1 : 1) do takového stupně, až hodnota pH 10% vodné emulze činí 9.263,205 were left without stirring at 55 ° C for 36 hours. Thereafter, the separated upper oil layer was neutralized with a 20% aqueous solution of potassium and sodium hydroxide (1: 1 by weight) to a degree until the pH of the 10% aqueous emulsion was 9.

Výsledný produkt obsahuje mimo jiné složky též směs drasel né a sodné soli kyseliny ricinolejove v množství 32 % vyjádřeno jako obsah kyseliny ricinolejove v sušině.The resulting product also contains, inter alia, a mixture of potassium and sodium salt of ricinoleic acid in an amount of 32% expressed as ricinoleic acid content in the dry matter.

Claims

A process for the production of a coolant and lubricant composition for wet drawing of copper wires, comprising sulphating castor oil with concentrated sulfuric acid to a content of 0.8 to 1.25% by weight. Sulfur trioxide bonded as an organic sulphate and based on dry matter, characterized in that the castor oil is partially hydrolysed by glyceride bonding in a dilute sulfuric acid medium at 10 to 60 ° C for 3 to 40 hours to form ricinoleic acid after sulphation. the mixture is neutralized with an aqueous solution of sodium and / or potassium hydroxide until the concentration of the sodium and / or potassium salt of ricinoleic acid is in the range of 5 to 35% by weight, expressed as the ricinoleic acid content in the dry matter.