CZ301084B6

CZ301084B6 - Použití materiálu na bázi kremeliny jako prísady pro zvýšení smácivosti do chladicích kapalin obrábecích stroju a do prípravku pro úpravu povrchu pred náterem

Info

Publication number: CZ301084B6
Application number: CZ20060491A
Authority: CZ
Inventors: Friedl@František
Original assignee: Friedl@František
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2009-11-04
Also published as: CZ2006491A3

Abstract

Vynález se týká použití materiálu na bázi kremeliny obsahujícího 40 až 96 % hmotnostních SiO.sub.2.n., 1 až 30 % hmotnostních Al.sub.2.n.O.sub.3.n. a 1 až 30 % hmotnostních Fe.sub.2.n.O.sub.3.n., pricemž obsah cástic o velikosti od 0,00001 do 0,009 mm je 2 až 98 % hmotnostních a obsah cástic o velikosti od 0,009 do 1,0 mm je 2 až 98 % hmotnostních, jako prísady pro zvýšení smácivosti do chladicích kapalin pro obrábení kovu a do prípravku pro úpravu povrchu pred náterem.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká materiálu na bázi křemeliny, a sice nového použití jako přísady pro zvýšení smáčivosti do chladicích kapalin pro obrábění kovů a do kapalin čí přípravků pro úpravu povrchů před nátěrem k zvýšení smáčivosti, způsobu úpravy povrchu ploch před nátěrem a chladicí kapalo líny s využitím přísady pro zvýšení smáčivosti povrchů.

Dosavadní stav techniky

Základem chladicích kapalin je voda, do níž se přidávají látky zvětšující smáčí vosí a zabraňují korozi. Většinou se používá emulzních kapalin, tj. emulzí olejů ve vodě, které mají mimo chladicí i určitý účinek mazací (pro broušení 1 až 3% koncentrace, pro soustružení, vrtání, frézování asi 5%), výjimečně i vodných roztoků (při broušení) alkalických elektrolytů (soda, trietanolamin, borax aj.) nebo hydrofilních mýdel. Pro úpravu povrchů před nátěry, zejména postiženými nás20 ledky styku s oleji a materiály na bázi silikonu, se doposud nejvíce používají chemické sloučeniny kapalné nebo gelové způsobující jejích rozklad nebo sloučení či ztrátu přilnavosti. Také zvyšování smáčivého efektu je dosahováno zejména kapalnými sloučeninami, ponejvíce na bázi organických rozpouštědel a tenzidů.

Hlavní nevýhodou současných chladicích kapalin je potřeba pevných vazeb při vysokých teplotách, dosahovaných zejména užitím chlóru. Obecně se dá říci, že způsobují alergie při kontaktu s pokožkou. To samé lze prohlásit o sloučeninách čí směsích užitých pří úpravě povrchu před nátěrem. Jejich výroba je nákladná a zatěžuje životní prostředí. U materiálů s vlastní nízkou smáčivosti povrch po ošetření prostředky dosud užívanými opětně nabývá původních vlastností v krátkém čase. Takto ošetřené povrchy nelze označit za vyhovující - uvedené do původního stavu stran kontaminace nebo zbavené nesmáčivých efektů. Dosavadní stav techniky se jeví nevyhovující také z důvodu zátěže práce s agresivními prostředky, které jsou drahé a likvidace jako odpadu náročná. Stávající metody jsou navíc omezeny chemickou reaktivitou podkladového materiálu.

Křemelina sama o sobě je známa již dlouhou dobu, a to jako sorbent kapalin, tuků, nečistot a pachů, jako mechanicky čisticí a brusný prostředek, jako prostředek odčervující, jako prostředek hubící larvy a/nebo zárodky cizopasníků, jako nosič jiných účinných látek a také jako tepelně nebo případně i hlukově izolační prostředek. K těmto účelům se křemelina používá v různých formách, co se týče jejího konkrétního složení chemického a také složení fyzikálního, tedy ve vztahu k její konzistenci, zda se jedná příkladně o pevný blok vypálené křemelinové tvarovky nebo drť či prach, a v této souvislosti pak jde i o velikosti částic, v příslušné formě se vyskytujících.

Cílem vynálezu je, v návaznosti na uvedený současný stav a jeho nevýhody či rizika, vytvoření přípravku s novou přísadou, který pomůže efektivně zlepšit smáčivost kapalíny a tím vylepšit odvod tepla z místa obrábění náhradou za stávající nákladné a alergizující prostředky, a odstraní nesmáčivý efekt pevných povrchů před nátěrem Šetrným a nenáročným způsobem náhradou za dosavadní prostředky, zejména drahé chemikálie zatěžující životní prostředí.

-1CZ 301084 B6

Podstata vynálezu

Vytyčeného cíle je dosaženo použitím známého materiálu na bázi křemeliny jako nové přísady a způsobu k odstranění nesmáčivých efektů podle tohoto vynálezu, kde podstata spočívá ve využití materiálu na bázi křemeliny obsahujícího 40 % až 96 % hmotnostních SiO₂, 1 % až 30 % hmotnostních A1₂O₃ a 1 % až 30 % hmotnostních Fe₂O₃, přičemž obsah částic materiálu o velikosti od 0,00001 mm do 0,009 mm je v rozmezí 2 % až 98 % hmotnostních a o velikosti od 0,009 mm do 1,0 mm v rozmezí 2 % až 98 % hmotnostních, jako přísady pro zvýšení smáčivosti io do chladicích kapalin pro obrábění kovů a do kapalin či přípravků pro úpravu povrchů před nátěrem. S výhodou je aplikován způsob úpravy povrchů před nátěrem běžnými prostředky s přísadou pro zvýšení smáčivosti, kde přísadou je materiál na bázi křemeliny obsahující 40 % až 96 % hmotnostních SiO₂, 1 % až 30 % hmotnostních Al₂O₃ a 1 % až 30 % hmotnostních Fe₂O₃, přičemž obsah částic materiálu o velikosti od 0,00001 mm do 0,009 mmn je v rozmezí 2 % až

98 % hmotnostních a o velikosti od 0,009 mm do 1,0 mm v rozmezí 2 % až 98 % hmotnostních.

S výhodou je vytvořena chladicí kapalina pro obrábění kovů s přísadou pro zlepšení smáčivosti, kde přísadou v chladicí kapalině je materiál na bázi křemeliny obsahujícího 40 % až 96 % hmotnostních SiO₂, 1 % až 30 % hmotnostních A1₂O₃ a 1 % až 30 % hmotnostních Fe₂O₃, přičemž obsah částic materiálu o velikosti od 0,00001 mm do 0,009 mm je v rozmezí 2 % až 98 % hmot20 nostních a o velikosti od 0,009 mm do 1,0 mm v rozmezí 2 % až 98 % hmotnostních.

Jedinečnou vlastností přísady z materiálu na bázi křemeliny podle tohoto vynálezu je, že po aplikaci na povrchu snižuje elektrostatické napětí povrchu materiálu, jak se domnívám svodem náboje na vnitřní obvod dutých elementárních / základních částic materiálu dle tohoto vynálezu. Elek25 trostatické napětí (odpudivé efekty) je eliminováno strukturou elementárních i základních částic materiálu dle tohoto vynálezu, neboť elementární / základní částice materiálu dle tohoto vynálezu jsou tvaru porézního dutého, takže, jak se domnívám, působí svodem elektrického náboje z povrchu materiálu, předáním elektrického náboje skrz obalovou vrstvu elementárních / základních částic materiálu dle tohoto vynálezu do částic v dutém objemu (lze takto chápat i nasátou kapali30 nu či směsný obsah plynového podílu), následně vzniklý elektrický potenciál na povrchu základních / elementárních částic materiálu dle tohoto vynálezu je nulový a elektrické napětí je soustředěno mezi vnitřní obvod dutin základních / elementárních částic materiálu dle tohoto vynálezu a vnější obvod částic uvnitř. Účinek se dostavuje při odstraňování neskučivých jevů / zvyšování smáčivosti povrchu materiálů hůře smáčivých lepším přilnutím nátěrů, celoplošným kontaktem chladicí kapaliny s chlazenou částí, tím pádem k lepšímu odvodu tepla z místa ochlazování. Minimální brusný účinek materiálu přísady dle tohoto vynálezu je daný polysacharidovou vrstvou povrchu elementárních / základních částic křemeliny.

Také po ometení / vysátí / opláchnutí je ošetřený povrch zbaven nesmáčivých efektů na dobu potřebnou pro následnou akci (např. nátěr novou ochrannou vrstvou). Je třeba zmínit i mírnou antikorozní ochranu po užití ve směsi s vodou, výjimkou je uchycení kovového předmětu magnetkou (např.oři broušení), kdy koroze nastává rychleji v siločárách magnetického pole. Pro užití materiálu dle vynálezu k účelu chlazení kovoobráběcích procesů hovoří i jeho nehořlavost, chemická netečnost a nealergizující, zdraví neškodné, působení na lidskou obsluhu strojů.

Příklady provedení vynálezu

Příklad č. 1

Vytěžená a promytá křemelina obsahující částice o složení 91 % hmotnostních SiO₂, 6 % hmotnostních A1₂O₃, 1 % hmotnostní Fe₂O₃ a 2 % hmotnostních zbytkových prvků a sloučenin, s velikostí částic od 0,00001 mm do 0,009 mm v množství 35 % hmotnostních, od 0,009 mm do _7 .

CZ ÓUIU84 BĎ

1,0 mm v množství 65 % hmotnostních, ve směsi s vodou (44 % objemových křemeliny, 56 % objemových pitné vody). Byla užita čistá voda pro nezkreslení výsledku.

Přípravek v tomto složení s částicemi o této velikosti byl aplikován v tenké souvislé vrstvě na 5 kovovou plochu určenou k nátěru zasaženou postřikem sikonového oleje ze spreje. Po dvaceti vteřinách s lehkým vtíráním pro zvýšení efektu a následným odsátím se ošetřený povrch natíral běžnou emailovou barvou, která velmi dobře přilnula.

ío Příklad 6.2

Cihly zhotovené z vytěžené křemeliny po vypálení, drcení a průchodu kladivovým mlýnem se prosívají na soustavě sít. Vytříděný podíl obsahující částice o složení 71 % hmotnostních SiO₂, 21 % hmotnostních A1₂O₃, 4 % hmotnostních Fe₂O₃ a 4 % hmotnostních zbytkových prvků is a sloučenin, s velikostí částic od 0,00001 mm do 0,009 mm v množství 5 % hmotnostních, od

0,009 mm do 1,0 mm v množství 93 % hmotnostních, nad 1 mm v množství 2 % hmotnostních, ve směsi s vodou (5 % objemových vody pro sníženou prašnost, 95 % objemových materiálu na kremelinové bázi dle popisu).

Tímto materiálem byly zasypány staré skvrny po rozlitém hydraulickém oleji na kompaktní podlaze z pryskyřičného kompozitu ve výrobní hale. Po lehkém vetření byl stav ponechán a po třech hodinách vzniklá směs uklizena. Následně na místě nebyly viditelné žádné stopy po skvrnách a podlaha byla připravena pro nové bezpečnostní značení nátěrem.

Příklad č.3

Vytěžená a promytá křemelina obsahující částice o složení 82 % hmotnostních SiO₂, 12 % hmotnostních A1₂O₃, 2 % hmotnostních Fe₂O₃ a 4 % hmotnostních zbytkových prvků a slouče30 nin, s velikostí částic od 0,00001 mm do 0,009 mm v množství 45 % hmotnostních, od 0,009 mm do 1,0 mm v množství 55 % hmotnostních, ve směsi s vodou (95 % objemových vody, 5 % objemových křemeliny).

Přípravkem v tomto složení byl otírán chromovaný povrch trubky, určený k nátěru lepivé vrstvy pro fixaci izolační vrstvy. Po následném oplachu vodou a oschnutí byl povrch trubky přípraven k nátěru lepidlem, které zde předtím stékalo z povrchu.

Příklad č.4

Vytěžená a promytá křemelina obsahující částice o složení 92 % hmotnostních SiO₂, 4 % hmotnostních A1₂O₃, 1 % hmotnostní Fe₂O₃ a 3% hmotnostních zbytkových prvků a sloučenin, s velikostí částic od 0,00001 mm do 0,009 mm v množství 45 % hmotnostních, od 0,009 mm do 1,0 mm v množství 55 % hmotnostních.

Materiál byl vmíšen v podílu 2 % objemových do běžné emulze užívané k chlazení při obráběcích procesech. Díky zvýšené přilnavosti tato emulze odváděla teplo vzniklé obráběcím procesem (broušením) o 9 % lépe (měřený rozdíl teploty emulze před a po užití) než emulze původní. Průvodním jevem byla antikorozní ochrana obrobeného ocelového materiálu po dobu sledova50 ných 24 hodin oproti korozi vznikající již po dvou hodinách při užití emulze původní. Zde nutno upozornit na fakt, že úchyt obráběné součástí byl řešen mechanicky, u součástí uchycených magneticky naopak koroze nastala rychleji (do jedné hodiny) než při užití emulze původní a to výhradně v oblasti siločar magnetického toku.

-3CZ 301084 B6

Průmyslová využitelnost

Materiál na bázi křemeliny se zde využije v nové oblasti ve směsi s kapalinami či přípravky v nové oblasti, kde zatím nebyly její účinky známy a nebyly využívány. V oblasti chlazení obrá5 běných ploch kovů se využije především jako zástupná příměs namísto podílu alergizuj ících složek roztoků / emulzí, kde z důvodu vysokých teplot jsou užívány zejména pevné vazby chlóru. Stávající chladicí kapaliny jsou rovněž drahé, nákladná je i jejich likvidace. V oblasti ošetření ploch před nátěrem je jejich nespornou výhodou chemická netečnost a zvýšený účinek oproti běžným, obdobně zdraví neškodným, přípravkům. Rovněž ekonomický přínos je nezanedbatelný, křemelina v užívaném množství je levná a nemění své vlastnosti v čase.

Claims

15 PATENTOVÉ NÁROKY

1. Použití materiálu na bázi křemeliny, obsahujícího 40 % až 96 % hmotnostních S1O2, 1 % až 30 % hmotnostních A1₂O₃ a 1 % až 30 % hmotnostních Fe₂O₃, přičemž obsah částic materiálu

20 o velikosti od 0,00001 mm do 0,009 mm je v rozmezí 2 % až 98 % hmotnostních a o velikosti od 0,009 mm do 1,0 mm v rozmezí 2 % až 98 % hmotnostních, jako přísady pro zvýšení smáčivosti do chladicích kapalin pro obrábění kovů a do přípravků pro úpravu povrchů před nátěrem.

2. Způsob úpravy povrchů před nátěrem běžnými prostředky s přísadou pro zvýšení smáčivos25 ti, vyznačený tím, že přísadou je materiál na bázi křemeliny obsahující 40 % až 96 % hmotnostních SiO₂, 1 % až 30 % hmotnostních A1₂O₃ a 1 % az 30 % hmotnostních Fe₂O₃, přičemž obsah částic materiálu o velikost od 0,00001 mm do 0,009 mm je v rozmezí 2 % až 98 % hmotnostních a o velikosti od 0,009 mm do 1,0 mm v rozmezí 2 % až 98 % hmotnostních.

30 3. Chladicí kapalina pro obrábění kovů s přísadou pro zlepšení smáčivosti, vyznačená tím, že přísadou v chladicí kapalině je materiál na bázi křemeliny obsahujícího 40 % až 96 % hmotnostních SiO₂, 1 % až 30 % hmotnostních A1₂O₃ a 1 % až 30 % hmotnostních Fe₂O₃, přičemž obsah částic materiálu o velikosti od 0,00001 mm do 0,009 mm je v rozmezí 2 % až 98 % hmotnostních a o velikosti od 0,009 mm do 1,0 mm v rozmezí 2 % až 98 % hmotnostních.