Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения силикатной пластичной смазки

Изобретение относится к получению антикоррозионных смазочных материалов, а именно силикатных пластичных смазок, представляющих собой структурированную высокодисперсную систему, состоящую, как правило, из базового масла и загустителя.

Может использоваться в качестве покрытия для консервации оборудования. Консервационные смазки наносятся после очищения, механической обработки и формования изделий, предваряя последующие операции с ними (штамповку, сварку, сборку, финишное покрытие, перемещение, хранение и т.п.). Задачей любой консервационной смазки является создание разделительного барьера между окисляющим агентом (средой) и поверхностью металла.

Известен способ получения натриевой пластичной смазки, содержащей натриевое мыло синтетических жирных кислот фракции С₅-С₃₀, остаточный рафинат с вязкостью 16 сСт при 100°С, графит при следующем соотношении компонентов, мас. %: натриевое мыло синтетических жирных кислот фракции С₅-С₃₀ - 26, остаточный рафинат с вязкостью 16 сСт при 100°С - 72,5, графит - 1,5 [АС СССР № 1342919, МПК С10М 177/00, опубл. 07.10.1987, БИ № 37].

Недостатком данного способа получения являются низкие противоизносные, противозадирные свойства, плохое удерживание на поверхности металла при низких температурах.

Известен способ получения кальциевой пластичной смазки, суть которого состоит в следующем. В минеральное масло диспергируют СЖК фракции С₁₀-С₂₀, 2-8 мас. % сульфированных керосина или газойля (контакт Петрова) и уксусную кислоту. Реакционную смесь нагревают до температуры 55°С и перемешивают в течение 1 часа при 55-70°С, нейтрализуют гидроокисью кальция, после чего образовавшуюся мыльно-масляную систему подвергают термообработке в течение 3-4 ч при температуре варки смазки 150-160°С. Затем охлаждают при перемешивании до 90°С. После охлаждения смазку гомогенизируют [Пат. РФ № 2163629, МПК С10М 177/00, опубл. 27.02.2001, БИ № 6]. Недостатком данного способа получения является крайне низкая антикоррозионная способность.

Наиболее близким к предлагаемому способу получения пластичных смазок является способ получения пластичной смазки, согласно которому пластичная смазка включает основу, в качестве которой используют Литол-24, и высокодисперсный порошок металлического наполнителя. В качестве металлического наполнителя используют квазикристаллический порошок Al-Cu-Fe с дисперсностью частиц не более 1 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. %: квазикристаллический порошок - 4-6, пластичная смазка Литол-24 - остальное [Пат. РФ № 2163629, МПК С10М 177/00, опубл. 27.02.2001, БИ № 6].

Недостатком прототипа является значительная стоимость исходных компонентов и, как следствие, себестоимость получающейся смазки, а также незначительное противокоррозионное действие.

Задачей изобретения является получение силикатной пластичной смазки для защиты оборудования от коррозии вследствие воздействия агрессивных сред, обладающей высокими антикоррозионными свойствами (согласно ГОСТ H 9.518-2006), имеющей низкую себестоимость. Также применение данной пластичной смазки значительно уменьшит антропогенную нагрузку на окружающую среду путем утилизации токсичных отходов гальванических производств (гальваношламов).

Задача решается за счет того, что предлагается способ получения силикатной пластичной смазки путем смешения загущающего антикоррозионного агента и масляной фракции.

Отличительными особенностями предлагаемого способа получения силикатной пластичной смазки является то, что в качестве загущающего антикоррозионного агента используют загущающий антикоррозионный агент, полученный методом ферритизации из отходов гальванических производств (гальваношламов), причем загущающий антикоррозионный агент, предварительно измельчают в электромагнитном измельчителе, затем смешивают с масляной фракцией, в качестве которой, используют жидкое стекло (силикатный клей), при соотношении компонентов: загущающий антикоррозионный агент: масляная фракция 3:7.

При этом загущающий антикоррозионный агент, измельченный в электромагнитном измельчителе, имеет размер частиц не более 1 мкм. Получен методом ферритизации из отходов гальванических производств (гальваношламов) при t=800-900°С в течение 1-1,5 часа.

Загущающий антикоррозионный агент получают из крупнотоннажных отходов гальванических производств, он имеет в своем составе значительное количество γ-Fe₂O₃, а в качестве масляной фракции - жидкое стекло (силикатный клей). Использование отходов для получения основного компонента силикатной пластичной смазки - загущающего антикоррозионного агента - позволяет снизить количество этого опасного отхода, а также повысить антикоррозионные свойства смазки, так как в его составе имеются и другие компоненты, используемые в настоящее время в качестве антикоррозионных агентов.

В табл 1. представлен химический состав гальваношлама. В табл. 2 представлены физико-химические показатели антикоррозионных агентов, полученных на основе гальваношлама, и чистых компонентов, а также серийного производимого загущающего антикоррозионного агента. В табл. 3 представлены физико-механические свойства пластичных консервационных смазок. На фиг. 1 изображена блок-схема получения загущающего антикоррозионного агента на основе отхода производства. На фиг. 2 изображена схема получения силикатной пластичной смазки.

1. Гальваношламы представляют собой суспензию или пасту гидроксидов различных тяжелых металлов (никеля, хрома, цинка, меди, железа и других), поэтому загущающий антикоррозионный агент, изготавливаемый на их основе, получается методом ферритизации при повышенных, температурах, суть которого состоит в образовании ферритов тяжелых металлов на поверхности их гидроксидов. Загущающий антикоррозионный агент получается согласно методике [Пат. РФ № 2541069, МПК-2015.01 С09С 1/00, С09С 1/02, С09С 3/04, В02С 19/18, опубл. 10.02.2015. Бюл. № 4] после его предварительного анализа (табл. 1).

Полученный загущающий антикоррозионный агент измельчается с использованием электромагнитного измельчителя (ЭМИ) в течение 10 минут для лучшего распределения, и на его основе изготавливается пластичная консервационная смазка. После измельчения загущающего антикоррозионного агента в ЭМИ, имеется гораздо большее количество частиц с меньшими размерами, поэтому данный агент обладает более высокодисперсными свойствами и лучше распределяется в смазке, что в свою очередь позволит улучшить такие показатели как маслоотделение и коррозионная стойкость (скорость коррозии). Физико-химические показатели полученного агента свидетельствуют о том, что не уступает промышленным антикоррозионным агентам (табл. 2).

Методика получения силикатной пластичной смазки из отходов производства состоит из двух этапов:

1. Получение загущающего антикоррозионного агента (фиг. 1):

- промывка подготовленного гальваношлама дистиллированной водой;

- получение шихты (смешение гальваношлама и кальцийсодержащего ингибитора);

- сушка шихты в сушильном шкафу;

- прокаливание полученной шихты в муфельной печи;

- измельчение полученного агента с помощью ЭМИ.

2. Получение силикатной пластичной смазки на основе полученного загущающего антикоррозионного агента (фиг. 2).

Измельченный загущающий антикоррозионный агент (АА) до размера частиц не более 1 мкм направляется в реактор смешения компонентов, в этот же реактор поступает масляная фракция, в качестве которой используют жидкое стекло (силикатный клей), при соотношении компонентов загущающий антикоррозионный агент: масляная фракция 3:7.

Процесс перемешивания проводится до получения однородной сметанообразной массы - силикатной пластичной смазки.

Пример 1. Смазка на 100% состоит из жидкого стекла.

Пример 2. В качестве исходного сырья используют промышленный загущающий антикоррозионный агент в дозировке масляной фракции 70% по массе.

Пример 3. В качестве исходного сырья используют загущающий антикоррозионный агент, полученный способом ферритизации в дозировке масляной фракции 70% по массе.

Для примеров 2-3, загущающий антикоррозионный агент измельчается в ЭМИ и направляется в реактор смешения компонентов (гомогенизатор), снабженный мешалкой. В этот же реактор, при постоянном перемешивании, поступает масляная фракция в соотношении 30% АА: 70% МФ. Процесс перемешивания проводится до получения сметанообразной массы.

Образец силикатной пластичной смазки, приготовленный согласно рецептуре примера, наносится на металлическую пластину и оставляется до полного высыхания. В случае примера 1, только жидкое стекло непосредственно наносится на металлическую пластину. Время высыхания у всех пластин разное. После высыхания определяется пассирующая способность каждого образца в четырех различных средах (табл. 3).

Защитное действие силикатной пластичной смазки определяется двумя основными факторами:

1) предохранением металла от коррозии благодаря механической изоляции от контакта с влагой и кислородом воздуха (омическая или изоляционная составляющая);

2) торможением электрохимических процессов коррозии благодаря адсорбции или хемосорбции полярных компонентов на металле, приводящей к аниодной или катодной поляризации (поляризационная составляющая).

Эксперимент проводился в течение 72 ч согласно ГОСТ 9.083-78 (табл. 3).

Таким образом, использование загущающего антикоррозионного агента полученного из отходов гальванических производств (гальваношламов), и масляной фракции - жидкое стекло (силикатный клей) позволяет получить силикатную пластичную смазку с наилучшими показателями антикоррозионной активности (пример 3), имеющей низкую себестоимость.

Также применение данной силикатной пластичной смазки уменьшает антропогенную нагрузку на окружающую среду путем утилизации токсичных отходов гальванических производств (гальваношламов).