CS229528B1 - Combustible material for burners and candles - Google Patents

Description

POPIS VYNALEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ

REPUBLIKA (19) 229528 (11) (Bl)

OftAD PRO VYNÁLEZYA OBJEVY (22) Přihlášené 31 08 82(21) (PV 6307-82) (40) Zverejnené 26 08 83 (45) Vydané 15 08 86 (51) Int. C1.3C 11 C 5/00 (75)

Autor vynálezu MACHO VENDELÍN prof. ing. DrSc., NOVÁKY, NEDAS JOZEF ing., BRATISLAVA, BOMBA MIROSLAV ing., TRNAVA, VAŇKOVÁ JINDRA ing.,BRATISLAVA, BACHRATÁ HELENA, HLOHOVEC, JUREČEKOVÁEMÍLIA ing., ŽABOKREKY nad Nitrou (54) Hořlavý materiál kahanca alebo sviečky 1

Vynález sa týká hořlavých materiálov prekahance alebo sviečky, připravených na bá-ze dostupných, v prevažne) miere technickya ekonomicky nízkozhodnocovaných, hlavněuhlovodíkových surovin.

Známe sú hořlavé materiály vhodné navýrobu sviečok i osvětlovacích kahancov nabáze včelieho vosku, kyseliny stearovej, rast-linných tukov, najmá však tuhého parafínui cerezínu. Ich surovinové zdroje sú všakobmedzené. Známa je tiež parafimická zmesvhodná na výrobu sviečok táháním (čs. au?tcrské osvedčenie 192 155) s upravenýmfrakčným rozmedzím z úzkých destilačnýchrezov ropy, pozostávajúca zo 40 až 80 %hmot. parafínu s převážným zastúpením n--alkánov o počte uhlíkových atómov v re-ťazci 23 až 29 a bodom tuhnutia 55 až 57,5 0Celsia, 10 až 50 % hmot. s počtom uhlíko-vých atómov v reťazci 21 až 26 a 1 až 30 %hmot. parafínu s 21 až 23 atómami uhlíkav molekulách a bodom tuhnutia 51 až 52 CC.Napriek tomu, že ide o poměrně húževnatýmateriál a dobře spracovatelný, najma nasviečky, jeho nedostatkom je technicky iekonomicky náročná výroba, ako aj limi-tované surovinové zdr jo. Zaujímavá je tiežkompozícia húževnatých parafínov na bázetuhých parafínov a nízkomolekulového po-lyetylénu (čs. autorské osvedčenie 197 951), 2 ktorú však pre připadnu výrobu sviečokalebo osvětlovacích kahancov je spravidlazapotreby modifikovat. Známa je tiež modi-fikácia tuhého parafínu určeného na výro-bu iluminačných sviečok přísadami cerezí-nu, ako aj polyetylénu, ktorý zlepšuje lesk,pružnost, vláčnost a odolnost voči vede[Veselý V., Kiš P., Štěpina V.: Chémia atechnológia ropy, II. diel, s. 166 — 167. Slo-venské vydavatelstvo technickej literatúryBratislava (1967)]. Avšak přísady polyetylé-nu už nad 2 % upehávajú kapiláry knótov,čo bráni transportu hořlavých komponen-tov, a tým zavinuje nízký plameň alebo do-konca zhasínanie sviečok a kahancov. Uve-dené riešenia si navýše vyžadujú takisto ajdeficitný tuhý parafín, teda makrokryšta-lický parafín, ktorý je zapotreby nielen naimpregnáciu papiera, na přípravu kozmetic-kých a farmaceutických výrobkov, ďalejkomzervačných a hydrofobizačných pro-striedkov vo viacerých priemyselných od-vetviach, ale tiež ako východisková chemic-ká surovina na výrobu chlórovaných para-fínov, mastných kyselin, alkénov, vyššíchmastných alkoholov ap.

Uvedené nedostatky z hladiska technic- kého, surovinového zabezpečeni» i funkč- ných vlastností kahancov a sviečok rieši tento vynález. 2 29 528 4 229528

Podlá tohoto vynálezu hořlavý materiálkahanca alebo sviečky na báze organickýchprírodných látok a/alebo syntetických orga-nických látok s molekulovou hmotnosťounad 150 má syntetický hořlavý materiál po-zostávajúci z 2 až 95 hmot. častí parafinic-kého gáču s obsahom tuhých parafínov a//alebo cerezínov 45 až 95 % hmot., 3 až90 hmot. častí tuhého parafínu a/alebo ce-rezínu a/alebo nízkomolekulového podieluo priemernej molekulovej hmotnosti 400 až5000, vzmikajúceho ako vedlajší produkt privýrobě nízkohustotného polyetylénu alebotermickým štiepením, připadne hydrogeno-lytickým štiepením polyolefínov a/alebouhlovodíkových olejov a aditívov v množ-stve 0,01 až 3 % hmot. Výhodou kahancov, zvlášť náhrobných ka-hancov a sviečok s hořlavým materiálompodl'a tohío vynálezu je ich technicky ne-náročná výroba, pričom odpadajú alebo saaspoň výrazné znižujú nároky na tuhý pa-rafín, ďalej flexibilita formulácie materiáluv závislosti od surovinových možností, vy-soký svietivý plameň kahancov a sviečok. V neposlednom radě značné zdroje jednotli-vých komponentov, ktoré sa dosial len níz-ko technicko-ekonomicky zhodnocovali, akoaj možnosti ich kombinácií tak, aby posky-tovali kvalitně iluminačně světlá.

Parafinické gáče, získané zvlášť z lahkýcholejových destilátov ropy vrúcich asi od tep-loty 350 do 500 °C obsahujň okrem oleja 50až 95 % makrokryštalických parafínov, při-padne spolu s mikrokryštalickým cerezí-nom. Z ťažkých olejových destilátov spra-vidla převažují! cerezíny. Teplota tuhnutiagáČov je obvykle v rozsahu 30 až 75 °C, běž-ně však v rozsahu 48 až 57 °C, v závislostiod povodu, obsahu olejov a krystalickýchtuhých parafínov, mikrokryštalického cere-zínu a připadne tiež petrolátu. Gáče sú taksurovinou predovšetkým na výrobu tuhýchmakrokryštalických parafínov, připadne ce-rezínov, móžu byť komponentom nástrekuna krakovanie i hydrokrakovanie, ale vel-mi často sú iba komponentom vykurovacícholejov. .d

Tuhé parafíny sú makrokryštalické, tvrdéa křehké a nemajú sklon okludovať oleje,z ktorých bolí získané. Skladajú se z uhlo-vodíkov, ktoré majú v molekule 20 až 35uhlíkov, najčastejšie však 24 až 30. Ich tep-loty topenia sa pohybujú od 30 do 70 °C,najčastejšie asi od 48 do 56 °C. Cerezíny súzase mikrokryštalické, majú sklon zadržo-vat1 v kryštalickej mriežke olej, skladajú saz uhťovodíkov s 35 až 50 uhlíkmi v moleku-le, s teplotou topenia 55 až 95 °C, najčastej-šie však 65 až 75 °C. Nízkomolekulový podiel o priemernej mo-lekulovej hmotnosti 400 až 5000 vzniká akovedfajší produkt pri výrobě nízkohustotné- <ho polyetylénu, pričom spravidla okrem níz-komolekulového polyetylénu obsahuje časti./fe„rozpúšťadiel používaných na rozpúšťaniexOiniciátorcv polymerizácie etylénu, ako aj&amp;§ kvapalné produkty rozpadu iniciátorov. Tútofunkciu můžu plniť tiež produkty teplotnejalebo hydrogenolytickej depolymerizácie, čihydrogenolýzy polyolefínov, připadne spo-jenej tiež s ďalšou termickou deštrukcioupolyolefínov. Případným komponentom hořlavého ma-teriálu kahancov a sviečok můžu byť tiežataktický polypropylén, pričom je vhodné,ak je úplné zbavený izotaktického podielu.Ataktický polypropylén vzniká ako vedfajšíprodukt v množstve obvykle 9 až 10 % privýrobě izotaktického polypropylénu na Zieg-ler-Nattových katalyzátoroch. Napriek mno-hým známým návrhom na využitie ataktic-kého polypropylénu, ešte aj v súčasnostl jenezriedka nezužitkovávaným odpadem. Přeúčely formulácie hořlavého materiálu jevhodné ataktický polypropylén zbaviť tiežnízkomolekulových příměsí, ako vody, me-tanolu a hexánu. Na odstránenie uvedenýchpříměsí možno však využiť aj stádium ho-mogenizácie komponentov, najma, ak sa tá-to uskutočňuje v hraniciach optimálnychteplot. Dalším komponentom hořlavého ma-teriálu kahancov alebo sviečok můžu byťuhlovodíkové oleje, a to či už minerálněoleje, resp. ropné frakcie, tak aj ollgoméryolefínov, spravidla vyrábané iónovou oligo-merizáciou, či polymerizáciou alebo kopo-lymerizáciou olefínov Cz až Cs i diolefínovCi až Cs.

Ako aditívy prichádzajú do úvahy vyššiemastné kyseliny a ich estery, hlavně kyse-lina stearová, kyselina palmitová, kyselinaolejová, technické zmesi vyšších mastnýchkyselin, najma stearín, včelí vosk, montán-ny vosk, ďalej vonné látky, pigmenty, far-bivá, potom plnidlá, najma organické hoř-lavé plnidlé i anorganické soli, potřebnéna vznik farebných plameňov.

Pri výrobě kahancov a sviečok fcrmuláciuhořlavého materiálu možno robit diskomti-nuálne, polokontinuálne i kontinuálně. Jevšak zapotreby dbať na dosahovanie dohřejhomogenity všetkých komponentov, ktorá jejednou z významných podmienok vysokejkvality osvětlovacích kahancov a sviečok.Po dokomalej homogenizácii okrem zvýšenejteploty pomáhá miešanie. Ďalšie podrobnos-ti hořlavého materiálu, spósobu jeho for-mulácie a výroby kahancov alebo sviečokna jeho báze sú zřejmé z príkladov. Příklad 1

Do autoklávu opatřeného duplikátorom navyhrievanie teplou vodou, kotvovým miešad-lom, termoregulátorom a výpustom sa po-stupné dávajú jednotlivé komponenty, pri-čom za neustálého miešania pri teplote108 + 2 CC sa uskutočňuje homogenizáciapočas 1 hod. Na formuláciu hořlavého ma-teriálu náhrobných kahancov sa použijú tie-to komponenty: gáč o bede tuhnutia 58 °C abode vzplanutia 260 °C, s celkovým obsahom 229528 tuhých parafínov a cerezínov 81 % hmot.a obsahom síry 0,82 % hmot.; vedíajší níz-komolekulový podiel z výroby nízkohustot-ného polyetylénu o priemernej molekulovejhmotnosti 1979, dynamickej viskozite přiteplote 50 °C 17 765 mPa . s a pri 80 °C 877,9mPa . s, hustotě při 80 CC 820 kg . m-3, bró-movom čísle 1,7 g Br/100 g vzorky a obsahupopola 0,017 % hmot.; polypropylénový olejPropyloil K-300 o priemernej molekulovejhmotnosti 449, hustotě pri 20 CC 840 kg . nr3,indexe lomu nB20 = 1,469 a bromovom čísle 53,4 g Br/100 g; predná frakcia z výroby po- lypropylénového oleja o priemernej moleku-lovej hmotnosti 179, dynamickej viskozitepri 20 CC 1,49 mPa . s, hustotě 776,9 kg . nr3a brómovom čísle 142,3 g Br/100 g; tuhý ta-bulový makrokryštalický parafín o bode to-penia 59 — 62 CC. Potom sa hořlavý mate-riál vypúšťa do obalov kahancov s kndtmi.Tie sa ponechajú vychladnut a takto připra-vené osvetlovacie či náhrobně kahance saodskúšajú na velkost, hlavně výšku plame-ňa. Zloženie kompozícií v jednotlivých ka-hancoch je uvedené v tabulke 1.

Tabulka 1 Číslo Zloženie kompozície (% hmot.) Teplota Doba Zvyšok kahanca tuhnutia horenia po vyhoření (°C) kahanca kahanca (h) (% hmot.) 11 0,8 1 80 gáč 20 nízkomolekulové podiely z výroby 51 polyetylénu 5 gáč 45 polypropylénový olej K-300 2 5 predná frakcia polypropylénového oleja 45 nízkomolekulový podiel z výroby 35 polyetylénu 50 tabulový parafín25 gáč 3 20 nízkomolekulový podiel z výroby polyetylénu 5 polypropylénový olej K-300 45,5 50 tabulový parafín25 gáč 4 5 predná frakcia z výroby polypropylé- nového oleja 20 nízkomolekulový podiel z výroby 47,5 polyetylénu 50 tabulový parafín 5 25 gáč 25 nízkomolekulový podiel z výroby 47 polyetylénu 95 gáč 6 5 nízkomolekulový podiel z výroby 52 polyetylénu 11 1,7 9,5 0,0 3,8 11 8,5 0,0 0,0

Poradie horenia jednotlivých kahancovpodlá velkosti, hlavně výšky plameňa v zá-vislosti od zloženia kompozícií je takéto:po zapálení kahancov 4>3>5>1>2>6; čadípo 2 hod. horenia 4>1>3>2>5>6;po 6 hod. horenia 4>6>3>5>1>2a po 8 hod. horenia 3>4>6>5>2>1.

Prirodzená farba materiálu sa v priebehuhorenia neměnila. Příklad 2

Podobným postupom ako v příklade 1 sa naformuluji! hořlavé kompozície a ťahanímalebo liatim do foriem, do ktorých sa pred-ložia knoty, sa vyrobia sviečky a ďalšie ilu-minačně světlá. Navýše uvedených zložiekv příklade 1 sa použijú ako hořlavé mate-riály sviečok tieto látky: ataktický polypro-pylén; minerální olej převodový o hustotěpri 80 °C 850 kg. m-3 a priemernej mole-kulovej hmotnosti 485; cerezín; stearín; níz-komolekulový vedlejší produkt č. 2 z výro-by mízkohusíotného polyetylénu o priemer-nej molekulovej hmotnosti 1421, dynamickejviskozite pri teplete 50 CC 803,6 mPa. s ahustotě 840 kg . m “3, pri 80 °C 102,5 mPa . sa 819 kg. m~3, brómovom čísle 3,1 g Br//100 g a obsahu popola 0,005 % hmot. Zlo-ženie kompozícií jednotlivých iluminačnýchsvetiel je uvedené v tabulke 2. Všetky horiavysokým plameňom. Zretelne čadí iba svieč-ka č. 6. 229528 8

Tabulka 2 Číslo* Zloženie kompozície sviečok (% hmot.) Teplota Doba Zvyšok po sviečky tuhnutia horenia vyhoření (ilumi- (°C) sviečky sviečky načně (h) (% hmot.) světlá] 70 gáč 20 tabulový parafín 1 5 stearín 4,9 nízkomolekulový vedlajší produkt č. 2z výroby polyetylénu 0,1 vonná látka50 gáč 15 minerálny olej5 ataktický polypropylén 2 10 nízkomolekulový vedlajší produkt z výroby polyetylénu10 cerezín10 tabulový parafín83 gáč 14,7 cerezín 3 2 nízkomolekulový vedlajší produkt č. 2 z výroby polyetylénu0,2 vonná látka0,1 farbivo73 gáč 4 25 tabulový parafín 2 nízkomolekulový vedlajší produktz výroby polyetylénu 82 gáč 10 cerezín 5 5 nízkomolekulový vedlajší produkt č. 2 z výroby polyetylénu 1,5 predná frakcia z polypropylénovéhooleja 1,5 ataktický polypropylén 83 gáč 6 15 cerezín 2 nízkomolekulový vedlajší produktz výroby polyetylénu 48 35 54,5 51 46,5 55 8,5 10 10 9,5 8 4,5 0,2 0,3 1,0 0,1 0,0 0,0

Prirodzená farba, ako aj farba pigmento-vaného materiálu se v priebehu horenia ne-měnila.

Poznámka: Doba horenia sviečky jeveličinou závislou nielen od množstva hoř-lavého materiálu, velkosti a tvaru sviečky,ale aj na type, savosti, hrúbke knotu. Použi-té sviečky, ako aj hořlavý materiál kahan-cov v iných príkladoch přihlášky vynálezumajú priemernú hmotnost 28,6 g. Příklad 3

Podobným postupom ako v příklade 1 sanaformulujú hořlavé kompozície a liatím doforiem, do ktorých sa predložia knoty, savyrobia sviečky. Sviečka zo samotného gáčuo teplote tuhnutia 50 °C hoří 1 hod., čadi-vým plameňom a počas dalších 6 hod. užpozorovatelné nečadivým plameňom zhoríso zvyškom 0,4 % hmot. Dalšia sviečka, kto- rej hmota pozostáva 90 % hmot. gáču a10 % hmot. prednej frakcie z polypropylé-nového oleja, má teplotu tuhnutia 49 °C, zho-rí počas 5 hod. bez zvyšku. Příklad 4

Do kahanca s předloženým knótom sana-leje roztavená kompozícia při teplote 60 CC,pozostávajúca z 10 % hmot. gáču, 10 %hmot. prednej frakcie z polypropylénovéhooleja a 80 % hmot. nízkomolekulového ve-dlajšieho produktu č. 2 z výroby polyetylé-nu. Kompozícia má teplotu tuhnutia 48 °C.Kahanec vyhoří počas 7 hod. (z nich 2,5 hod.čadí) so zvyškom 0,3 % hmot. Příklad 5 30 hmot. častí nízkomolekulového podielu z výroby nízkohustotného polyetylénu o prie-

Claims (3)

1. g 229528 mernej molekulovej hmotnosti 1979 sa me-chanicky mieša s 20 hmot. časťami pigmen-tu Papion pergament Red F 5 R (vápenatásol' z radu monoazofarbív), pričom sa naintenzívně miešanie pri tepíote 65 °C použijelaboratórny mixér typu Bambury. Vzniknutý 1B toner se vpraví do hmoty uvedenej v tabuíke2, číslo sviečky 2 v množstve 0,15 % hmot.Z tejto hmoty vyrobené sviečky vykazujúopticky homogennú farebnosť a rovnakú in-tenzitu v celej hmotě. PREDMET

   1. Hořlavý materiál kahanca alebo svieč-ky na báze organických prírodných látoka/alebo syntetických organických látok smolekulovou hmotnostou nad 150, vyznaču-júci sa tým, že syntetický hořlavý materiálpozostáva z 2 až 95 hmot. častí parafinic-kého gáču s obsahom tuhých parafínov a//alebo cerezínov 45 až 95 % hmot., 3 až90 hmot. častí tuhého parafínu a/alebo ce-rezínu a/alebo nízkomolekulového podieluo priemernej molekulovej hmotnosti 400 až5000, vznikajúceho ako vedl’ajší produkt privýrobě nízkohustotného polyetylénu alebotermickým štiepením, připadne hydrogeno- VYNALEZU lytickým štiepením polyolefínov a/alebouhlovodíkových olejov a aditívov v množstve0,01 až 3 % hmot.
2. 2. Hořlavý materiál podlá bodu 1 vyzna-čujúci sa tým, že obsahuje 0,1 až 30 hmot.častí ataktického polypropylénu.
3. 3. Sposob výroby hořlavého materiálu ka-hanea alebo sviečky podlá bodu 1 alebo 2,vyznačujúci sa tým, že farbenie materiálusa uskutočňuje homogenizáciou tonerom nabáze polyolefínu a pigmentu a/alebo farbi-va, v celkovom množstve 0,1 až 5 hmot. čas-tí, počítané ma 100 hmot. častí hořlavéhomateriálu. Opravy ve vytištěných popisech vynálezů V popise vynálezu k autorskému osvědčení č. 229 528 (PV 6507-82),nebyl vytištěn příklad č. 6 Správně - Příklad 6 Do kahanca s předloženým knotorn sa naleje roztavenákomoozícia pri teplote 165 °0 , pozostávajúca z 5% hmot. ataktického polypropylénu, 10% hmot. polypropylénovéhooleja (Propyloil K 1000),25% íimot. hydrogenačne rafi-novaného gáču,25% hmot. polárným rozpúš{adlom rafino-vaného gáču a 45% hmot. nízkomolekulového vedlájšiehoproduktu č. 2 z výroby polyetylénu.Kompozícia má teplotutuhnutia 51 °C . kahanec vyhoří počas 7 h so zvyskom0,1 % hmot.