BR112018073724B1

BR112018073724B1 - Composição compreendendo parafinas e método para produzir a mesma

Info

Publication number: BR112018073724B1
Application number: BR112018073724-0A
Authority: BR
Inventors: Virpi Rãmõ; Tomi NYMAN; Tanja ESKOLA
Original assignee: Neste Corporation
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2022-12-20
Also published as: BR112018073724A2; WO2017198905A1; ES2925870T3; EP4095200A1; SI3458521T1; EP3458521B1; LT3458521T; PL3458521T3; CN109312161A; FI129869B; US20200263034A1; US11261330B2; DK3458521T3; CA3024176A1; EP3458521A1; PT3458521T; HUE059855T2; FI20165414L; CA3024176C

Abstract

A invenção se refere a uma composição compreendendo parafinas C10-C20, em que cerca de 3 % em peso a cerca de 30 % em peso, com base no peso total na composição, são parafinas C10-C15, e as parafinas C10-C15 são derivadas de uma matéria-prima biológica. A invenção também se refere a um agente protetor para um material poroso, compreendendo a referida composição.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere a uma composição compreendendo frações de parafina e um método para produzir a mesma. A composição é adequada para proteção de vários materiais porosos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] O WO 2015/101837 A2 revela uma composição compreendendo 40-50 % em peso de parafinas C14 e 35-45 % em peso de parafinas C15, com base no peso total da composição, em que as referidas parafinas são produzidas a partir de uma matéria-prima biológica. A composição pode ser usada como uma composição de tratamento de madeira, dentre outras.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0003] Um objeto da presente invenção é proporcionar uma composição compreendendo parafinas C10-C20, em que cerca de 3% em peso a cerca de 30% em peso, com base no peso total da composição, são parafinas C10-C15, e as parafinas C10-C20 são derivadas de uma matéria-prima biológica.

[0004] Outro objeto da invenção é fornecer um método para produzir uma composição da invenção, compreendendo as etapas de:

[0005] hidrodesoxigenação e isomerização opcional de uma matéria-prima biológica para produzir uma fração de hidrocarboneto com um comprimento de cadeia na faixa de C10-C20.

[0006] Um outro objeto da invenção é proporcionar um agente protetor para um material poroso, compreendendo uma composição da invenção ou aquela preparada pelo método da invenção.

[0007] Ainda um outro objeto da invenção é proporcionar a utilização de uma composição da invenção ou um agente protetor da invenção para o tratamento de um material poroso.

[0008] Foi verificado na presente invenção que é conseguida uma penetração superior de uma composição compreendendo parafinas com um comprimento de cadeia na faixa de C10 a C20 em um material poroso, tal como madeira. A profundidade de penetração, ou profundidade de impregnação, é uma propriedade importante nos tratamentos de proteção de materiais porosos, como vários artigos de madeira. Sem estar vinculado a qualquer teoria, assume-se que uma capacidade de penetração superior da composição resulta de uma proporção favorável de hidrocarbonetos de cadeia curta e de cadeia longa. Acredita-se que a isomerização dos hidrocarbonetos aumenta ainda mais o molhamento e, assim, a penetração da composição em substratos porosos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0009] A Figura 1 mostra uma capacidade de impregnação de uma composição da presente invenção e de solvente fóssil comercialmente desaromatizado NESSOL LIAV 200 em material de madeira.

[00010] As Figuras 2a e 2b mostram uma capacidade de impregnação de uma composição da presente invenção e do agente protetor de madeira comercial "Supi Saunasuoja" em material de madeira.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00011] A presente invençao proporciona uma composição compreendendo parafinas C10-C20, em que cerca de 3% em peso a cerca de 30% em peso, com base no peso total da composição, são parafinas C10-C15, e as parafinas C10-C20 são derivadas de uma matéria-prima biológica.

[00012] Em uma forma de realização da invenção, a quantidade de parafinas C10-C15, com base no peso total da composição, é de 10 % em peso a cerca de 30 % em peso. Em outra forma de realização, a quantidade de parafinas C10C15, com base no peso total da composição, é de 10 % em peso a cerca de 20 % em peso.

[00013] Em uma forma de realização, a composição compreende cerca de 70 % em peso a cerca de 97 % em peso de parafinas C16-C20, com base no peso total da composição. Em outra forma de realização, a composição compreende cerca de 70 % em peso a cerca de 90 % em peso de parafinas C16-C20.

[00014] Em uma forma de realização, a composição compreende 100 % de parafinas C10-C20, com base no peso total da composição. Em outra forma de realização, a composição compreende no máximo 4 % em peso de parafinas menores que as parafinas C1O. Em outra outra forma de realização, a composição compreende no máximo 1% em peso de parafinas maiores que C20. Ainda numa outra forma de realização, a composição compreende no máximo 4 % em peso de parafinas menores que C1O e no máximo 1 % em peso de parafinas maiores que C20.

[00015] Em uma forma de realização, a quantidade total de isoparafinas na composição é pelo menos cerca de 1 % em peso. Em outra forma de realização, a quantidade total de isoparafinas é pelo menos cerca de 50 % em peso. Em uma outra forma de realização, a quantidade total de isoparafinas é pelo menos cerca de 70 % em peso. Ainda em uma outra forma de realização, a quantidade total de isoparafinas é pelo menos cerca de 90% em peso.

[00016] O ponto de ebulição da composição está na faixa de cerca de 180 °C a cerca de 330 °C.

[00017] A quantidade total de aromáticos na composição é inferior a cerca de 1,1 % em peso com base no peso total da composição. O teor de aromáticos é determinado de acordo com a norma EN 12916.

[00018] A composição da invenção tem tipicamente uma viscosidade cinemática no intervalo de 2,5 mm2/s a 5 mm2/s a 40 °C (EN ISO 3104).

[00019] O ponto de inflamação da composição da invenção pode estar na faixa de 60 °C - 150 °C (EN ISO 2719).

[00020] O ponto de fluidez da composição da invenção pode estar na faixa de -80 °C a 30 °C (ASTMD5950).

[00021] A tensão superficial da composição da invenção está tipicamente na faixa de 25-29 mN/m (ASTMD971M).

[00022] De acordo com a diretiva relativa à pintura (2004/42/CE) e o sistema europeu de rotulagem ecológica (2002/739/CE que altera o 1999/10/CE) para tintas e vernizes, o VOC é um composto orgânico com um ponto de ebulição inicial inferior ou igual a 250 °C a uma pressão atmosférica de 101,3 kPa. Em uma forma de realização da presente invenção, a composição contém compostos com um ponto de ebulição abaixo de 250 ° em uma quantidade inferior a 15% em peso.

[00023] As parafinas C10-C20 são derivadas de uma matéria-prima biológica. A matéria-prima biológica pode ser originada de plantas ou animais. O material pode ser selecionado de óleos vegetais, gorduras animais, óleos de peixe e suas misturas. Exemplos de matérias-primas biológicas adequadas incluem, mas não se limitam a, óleo de colza, óleo de canola, óleo de colza, talóleo, óleo de girassol, óleo de soja, óleo de cânhamo, azeite, óleo de linhaça, óleo de mostarda, óleo de palma, óleo de amendoim, óleo de rícino, óleo de coco, gorduras animais tais como gordura dos rins, sebo, gordura, gorduras alimentares recicladas, materiais de partida produzidos por engenharia genética e materiais biológicos de partida produzidos por microrganismos tais como algas e bactérias. Outros produtos de condensação, ésteres ou outros derivados obtidos a partir de matérias-primas biológicas podem também ser utilizados como materiais de partida. Também matérias-primas recicladas de origem biológica são adequadas.

[00024] Em um aspecto, a invenção fornece um método para a produção da composição descrita acima, compreendendo as etapas de:

[00025] hidrodesoxigenação e isomerização opcional de uma matéria-prima biológica para produzir uma fração de hidrocarboneto com um comprimento de cadeia na faixa de C10-C20.

[00026] As condições reacionais e catalisadores tipicamente utilizados na hidrodesoxicigenação de um material biológico e na isomerização facultativa das n- parafinas resultantes são técnicas bem conhecidas de um especialista na matéria. Estas etapas são descritas em mais detalhes, por exemplo, no documento WO 2015/101837 A2. Em uma forma de realização, o método da invenção não envolve uma etapa de destilação de modo a proporcionar uma composição tendo um intervalo de ebulição de cerca de 180 °C a cerca de 330 °C.

[00027] A composição da invenção tem uma capacidade de penetração superior ao longo de um material poroso e é adequada para um tratamento protetor de um material poroso. A composição da invenção pode ser utilizada como agente protetor, ou formulada em formulação com outro (s) componente (s) para proporcionar um agente de proteção. Um objeto da invenção é assim proporcionar um agente protetor que compreende a composição da invenção ou aquela preparada pelo método da invenção. O agente protetor pode ainda conter, por exemplo, corante (s), pigmento (s), antioxidante (s). Uma vantagem do agente protetor da invenção é que uma capacidade de penetração superior e um revestimento protetor são conseguidos com um único componente em vez de uma formulação contendo um solvente e óleo. Na presente invenção, não há necessidade de um solvente de baixo intervalo de ebulição para aumentar a penetração da composição num material poroso. Em uma forma de realização, o agente protetor está isento de um solvente que está em ebulição na faixa de 159 °C a 169 °C.

[00028] Quando aplicada a um material poroso, a composição ou o agente protetor formam uma camada respirável, repelente à água, na superfície do material. Um objeto da presente invenção é assim proporcionar a utilização da composição da invenção ou do agente protetor da invenção para o tratamento de um material poroso. O material poroso pode ser qualquer material que permita que a composição seja penetrada no material, pelo menos em certa medida. Exemplos dos materiais porosos incluem, mas não estão limitados a, madeira, cerâmica, tijolo, couro, cimento, materiais compósitos, concreto, madeira compensada, papel, cartão e têxtil. Capacidade de impregnação da composição

[00029] A capacidade de penetração superior de uma composição da invenção em matrizes de madeira é ilustrada nas Figuras 1, 2a e 2b. A composição testada continha 17,3 % em peso de parafinas C10-C15, das quais 89 % em peso eram isoparafinas e 80,3 % em peso de parafinas C16-C20, das quais 95 % em peso eram isoparafinas. A quantidade de isoparafinas na composição foi > 93 % em peso do total de parafinas C10-C20. A composição tinha uma faixa de ebulição de cerca de 180 °C a cerca de 330 °C, viscosidade cinética de 2,9 mm2/s a 40 °C (EN ISO 3104), ponto de inflamação > 60 °C (EN ISO 2719), ponto de fluidez < -40 °C e tensão superficial de 27 mN/m (ASTMD971M).

[00030] Em todos os testes, a composição acima foi aplicada duas vezes em uma superfie de prancha de aspen e uma prancha de abeto. O segundo tratamento foi realizado 4 horas após o primeiro espalhamento. 30 minutos após o segundo tratamento, o excesso da composição foi retirado da superfície. As amostras tratadas foram deixadas secas durante 24 horas. Uma seção transversal foi cortada de amostras secas para revelar a profundidade de penetração da composição nas pranchas de madeira.

[00031] Como uma referência, um produto comercial "NESSOL LIAV 200" (Neste Oy) que é tipicamente usado como um componente solvente em produtos de óleo de madeira. O intervalo de ebulição deste solvente situa-se na faixa de 159 °C a 169 °C. Como outra referência, foi utilizado um produto comercial "Supi Saunasuoja" (Tikkurila Oy) voltado para a proteção do material de madeira em saunas. As tábuas de aspen e abeto foram tratadas com os referidos produtos de referência de forma semelhante à composição da invenção. A profundidade de impregnação na direção z foi visualmente examinada a partir de uma superfície de amostra de corte transversal logo a seguir ao corte para revelar a profundidade de impregnação e um mês após o corte para revelar o espalhamento na superfície. Para facilitar a inspeção visual, 0,5 % de REDMCNY25 (vermelho) foi adicionado a cada composição a ser testada.

[00032] A Fig. 1 mostra os resultados obtidos com uma composição da invenção e NESSOL LIAV 200 diretamente após o corte das pranchas. Os resultados mostram diferenças visíveis na profundidade de impregnação das amostras testadas. As amostras 1 e 3 são uma prancha de aspen e uma prancha de abeto, respectivamente, e tratadas com uma composição da invenção. As amostras 2 e 4 são uma prancha de aspen e uma prancha de abeto, respectivamente, e tratadas com NESSOL LIAV 200. A composição da invenção foi efetivamente impregnada em pranchas de aspen e abeto. No caso do NESSOL LIAV 200, a impregnação foi mais limitada para ambos os substratos (amostras 2 e 4). Pode-se concluir que, para o NESSOL LIAV 200, o tempo para impregnar antes de evaporar é limitado.

[00033] As figuras 2a e 2b mostram a profundidade de impregnação em uma pranhca de aspen obtida com uma composição da invenção e Supi Saunasuoja. Nas Figs. 2a e 2b, a amostra 1 descreve Supi Saunasuoja e a amostra 2 descreve uma composição da invenção. A Fig. 2a mostra a profundidade de impregnação imediatamente após o corte das pranchas de aspen. Pode ser visto que a amostra 2 penetrou mais profundamente na prancha de aspen. A Fig. 2b mostra a profundidade de impregnação após um mês. A amostra 2 é distribuída uniformemente ao longo de todo o corte transversal da prancha, enquanto algumas áreas não tratadas ainda podem ser vistas no meio da prancha.

[00034] Será óbvio para uma pessoa perita na arte que, à medida que a tecnologia avança, o conceito inventivo pode ser implementado de várias maneiras. A invenção e as suas formas de realização não estão limitadas aos exemplos descritos acima, mas podem variar dentro do âmbito das reivindicações.

Claims

1. Composição caracterizada pelo fato de que compreende parafinas C10-C20, em que 3 % em peso a 30 % em peso são parafinas C10-C15 e 70 % em peso a 97 % em peso são parafinas C16-C20, com base no peso total da composição, a quantidade total de isoparafinas na composição é pelo menos 50 % em peso e as parafinas C10-C20 são derivadas de uma matéria- prima biológica.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a matéria-prima biológica é selecionada de óleo de colza, óleo de canola, óleo de colza, talóleo, óleo de girassol, óleo de soja, óleo de cânhamo, azeite, óleo de linhaça, óleo de mostarda, óleo de palma, óleo de amendoim, óleo de rícino, óleo de coco, gorduras animais tais como gordura dos rins, sebo, gordura de baleia, gorduras alimentares recicladas, materiais de partida produzidos por engenharia genética e materiais biológicos de partida produzidos por microrganismos tais como algas e bactérias.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a composição compreende de 10 % em peso a 30% em peso de parafinas C10-C15.

4. Composição, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a composição compreende de 10 % em peso a 20 % em peso de parafinas C10-C15.

5. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição compreende de 70 % em peso a 90 % em peso de parafinas C16-C20, com base no peso total da composição.

6. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que composição compreende 100 % de parafinas C10-C20, com base no peso total da composição.

7. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende, no máximo, 4 % em peso de parafinas menores que C10 e/ou no máximo 1 %, em peso, de parafinas maiores que C20.

8. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a quantidade total de isoparafinas na composição é pelo menos 70 % em peso, especificamente pelo menos 90 % em peso.

9. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o ponto de ebulição da composição está na faixa de 180 °C a 330 °C.

10. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o teor total de hidrocarbonetos aromáticos da composição é inferior a 1,1 % em peso determinado de acordo com a EN 12916.

11. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição contém compostos com um ponto de ebulição abaixo de 250° em uma quantidade inferior a 15 % em peso.

12. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição tem uma viscosidade cinemática na faixa de 2,5 mm2/s a 5 mm2/s a 40 °C (EN ISO 3104).

13. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição tem um ponto de inflamação na faixa de 60 °C a 150 °C (EN ISO 2719).

14. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição tem um ponto de fluidez na faixa de -80 °C a 30 °C (ASTMD5950).

15. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição tem uma tensão superficial na faixa de 25-29 mN/m (ASTMD971M).

16. Método para produzir uma composição conforme definida na reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: hidrodesoxigenação e isomerização opcional de uma matéria-prima biológica para produzir uma fração de hidrocarbonetos com um comprimento de cadeia na faixa de C10-C20.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o método não envolve uma etapa de destilação.

18. Agente protetor para um material poroso caracterizado pelo fato de que compreende a composição conforme definida na reivindicação 1.

19. Agente protetor, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de ser isento de um solvente com ebulição na faixa de 159 °C a 169 °C.

20. Uso da composição conforme definida na reivindicação 1 caracterizado pelo fato de ser para o tratamento de um material poroso.

21. Uso, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o material poroso é selecionado de um grupo compreendendo madeira, cerâmica, tijolo, couro, cimento, materiais compósitos, concreto, madeira compensada, papel, cartão e tecido.

22. Uso do agente protetor conforme definido na reivindicação 18 caracterizado pelo fato de ser para o tratamento de um material poroso.

23. Uso, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o material poroso é selecionado de um grupo compreendendo madeira, cerâmica, tijolo, couro, cimento, materiais compósitos, concreto, madeira compensada, papel, cartão e tecido.