Результат интеллектуальной деятельности: Бактерицидная присадка к смазочно-охлаждающим жидкостям

Изобретение относится к составам для защиты от микробиологического поражения водоэмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей, применяемых при механической обработке металлов.

Известны бактерицидные присадки для защиты водоэмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей, используемых при механической обработке металлов, от микробиологического поражения. Таковыми являются: бактерицидная присадка «Карбамол Б», представляющая собой продукт конденсации моноэтаноламина с диметилолмочевиной (ТУ 6-00-5011400-2-88); бактерицидная присадка «Модус-Био» (ТУ 2499-004-79213414-2009) - продукт конденсации этаноламинов в кислой среде. Недостатками указанных бактерицидных присадок являются их низкая эффективность и потеря биоцидных свойств после непродолжительного периода эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению (прототип) является бактерицидная присадка, содержащая моноэтаноламин, борную кислоту, формалин и воду (RU 2144560, С10М 141/06, С10М 141/06, С10М 133:08, С10М 125:14, С10М 125:26, С10М 129:24, C10N 30:16, 20.01.2000). Недостатком прототипа является низкое биоцидное свойство в составе водоэмульсионных смазочно-охлаждающих жидкостей, применяемых для механической обработки металлов.

Задачей изобретения является создание высокоэффективной бактерицидной присадки к водоэмульсионным смазочно-охлаждающим жидкостям, применяемым для механической обработки металлов.

Технический результат - повышение биоцидных свойств бактерицидной присадки к водоэмульсионным смазочно-охлаждающим жидкостям, применяемым для механической обработки металлов.

Технический результат достигается тем, что бактерицидная присадка к смазочно-охлаждающим жидкостям для механической обработки металлов, содержащая моноэтаноламин, формалин и воду, согласно изобретению дополнительно содержит соединение состава 4С₂Н₈О₇Р₂⋅В₂О₃⋅2Н₂О (оксиэтандифосфонат оксида бора) при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Отличительным признаком заявляемого изобретения является использование нового соединения в соотношении с известными соединениями, что позволяет получить бактерицидные присадки с улучшенными биоцидными свойствами.

Для приготовления бактерицидной присадки используют моноэтаноламин (ТУ 6-02-915-84), формалин - 37% раствор формальдегида в воде (ГОСТ 1625-89), оксиэтандифосфонат оксида бора состава 4С₂Н₈О₇Р₂⋅В₂О₃⋅2Н₂О и дистиллированную воду.

Образование соединения оксиэтандифосфонат оксида бора состава 4С₂Н₈О₇Р₂⋅B₂O₃⋅2Н₂О установлено изучением системы борная кислота - 1-оксиэтан-1,1-дифосфоновая кислота - вода (Скворцов В.Г., Садетдинов Ш.В., Молодкин А.К. и др. Взаимодействие борной кислоты с 1-оксиэтан-1,1-дифосфоновой кислотой. Журн. неорган. химии. - 1989. - Т. 34. - №4. - С. 1083-1086).

Оксиэтандифосфонат оксида бора синтезируют следующим образом. В реакционную колбу емкостью 500 мл наливают 300 мл дистиллированной воды, затем добавляют 82,4 г (0,4 моль) 1-оксиэтан-1,1-дифосфоновой кислоты (ТУ 2439-363-05763441-2002 изм. 1) и 12,4 г (0,2 моль) борной кислоты (ГОСТ 18704-78). Смесь непрерывно перемешивают в течение 4 часов при температуре 50°С (температуру поддерживают в термостате с точностью ±0,1°С), после чего раствор переносят в кристаллизатор для изотермического испарения. Выход продукта - 88,2 г, что составляет 93,0%. Химический анализ показал, что оксида бора состава 4C₂H₈O₇P₂⋅В₂О₃⋅2H₂O содержит, %: С₂Н₈О₇Р₂ - 88,43; B₂O₃ - 7,65. Для кристаллов синтезированного соединения определяли показатель преломления иммерсионным методом на поляризационном микроскопе МИН-8, который равен 1584; плотность равна - 1,364 г/см³; молекулярный объем - 681,82 см³/моль; удельный объем - 0,73 см³/г.

Бактерицидную присадку готовят следующим образом. В емкость с мешалкой наливают дистиллированную воду и при перемешивании растворяют в ней моноэтаноламин. При дальнейшем перемешивании добавляют оксиэтандифосфонат оксид бора и порциями формалин. После добавления всех компонентов смесь перемешивают 20-30 минут при температуре 20-25°С до получения однородного продукта. Полученные составы представляют собой прозрачные жидкости желто-коричневого цвета. Составы заявляемой бактерицидной присадки и прототипа приведены в табл. 1.

Для сравнительных испытаний бактерицидных свойств заявляемых составов и прототипа готовили 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25 и 0,30%-ные водные растворы путем разбавления водой.

Определение бактерицидных свойств испытуемых составов проводили методом, который основан на изменении физико-химических свойств испытуемых растворов под влиянием продуктов жизнедеятельности микроорганизмов и описан в литературе (Byshov N.V., Uspensky I.A., Fadeev I.V., Sadetdinov Sh.V. Synergetic effect of bactericidal action of borates in solutions of synthetic detergents // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2019, N. 10(2), pp. 1441-1446). Для испытаний готовят растворы путем смешения эмульсии СОЖ, индикатора 2,3,5-трифенилтетразолия хлористого (ТТХ) и бактерицидной присадки для СОЖ, которые термостатируют при температуре 35±2°С и через каждые 24 часа производят оценку степени окрашенности раствора. Шкала оценки поражения СОЖ микроорганизмами приведена в таблице 2. Испытания биоцидных свойств составов проводят по растворам, составы которых представлены в таблице 3.

Результаты испытаний микробиологического поражения 3%-й эмульсии СОЖ «Укринол-1» без бактерицида и в присутствии бактерицидов приведены в таблице 4.

Анализ данных табл. 4 показывает, что заявляемая бактерицидная присадка по растворам 4, 10, 16, 5, 11, 17, 6, 12, 18, 7, 13, 19 имеет улучшенные технологические показатели по биоцидным свойствам, которые в 1,7 выше, чем у прототипа (раствор 20). Следует отметить, что оптимальными количественными составами бактерицида являются растворы 4, 10, 16, 5, 11, 17, 6, 12, 18. Дальнейшее увеличение содержание компонентов в бактерицидной присадке не дает существенного улучшения биоцидного свойства бактерицида при большем расходе материала, что экономически не целесообразно. Уменьшение содержания составляющих бактерицидной присадки (растворы 2, 8, 14, 3, 9, 15) резко ухудшает биоцидные свойства бактерицидной присадки.

Таким образом, в сравнении с известной бактерицидной присадкой (прототипом), заявляемая бактерицидная присадка имеет более высокие показатели биоцидных свойств и может быть использована для защиты от микробиологического поражения водоэмульсионных растворов смазочно-охлаждающих жидкостей.