CS264731B1 - Odpeňovací prípravok - Google Patents

Description

264731 2

Vynález sa týká odpeňovacieho přípravku, zvlášt vhodného na odpeňovanie, resp. zabráne-nie tvorby pien kvapalných alkalických vodných odmašťovacích roztokov, ako aj uhlovodíkovýchodmašťovacích prostriedkov, aplikovaných či už pri výrobě valivých ložísk, obrábaní kovov av iných výrobách v strojárstve, pozostávajúceho z definovaného obsahu jednotlivých komponen-tov na báze v podstatě organických zlúčenín.

Známe sú mnohé látky, spravidla polykomponentné zmesi, ktoré sú účinné ako odpeňovače.Poměrně široké aplikačně možnosti majú odpeňovače pozostávajúce celkom alebo aspoň sčastiz organokremičitých zlúčenín. K technicky dostupným patria produkty oxyetylácie kyselinyabietovej a kyseliny olejovej, Sálej oxyetylácie talových kyselin a produkty etoxylácie alebopropoxylácie kyselin so 4 až 25 atómamí uhlíka v molekule, s 1 až 25 mólmi alkylénoxidu sa-motného alebo častejšie s organokremičitými zlúčeninami (USA pat. 2 991 248, 3 235 501 a3 235 502). Potom sú to aspoň parciálně esterifikované polyoly, ako esterifikovaný glycerol,pentaerytritol a sorbitol (USA pat. 3 235 498) , Sálej odpeňovač na báze nenasýtených kyselin,ako kyseliny akrylovej a kyseliny metakrylovej (USA pat. 3 458 567).

Nedostatkem uvedených odpeňovačov je buS technicky a ekonomicky náročná výroba komponen-tov alebo nižšia účinnosť a nezriedka toxicita. V případe organokremičitých komponentov,napriek ich pozoruhodnému vplyvu na odpeňovaciu účinnosť nemůžu byt komponentmi, nielen z dů-vodov technickej náročnosti výroby, ale vplyvov na znečistenie v konečnom důsledku zúčeninamikremíka odpeňovaných sústav. Ďalej zmesi vyšších mastných kyselin, ako aj etanolamidov vyšších mastných kyselin s vyš-šími uhlovodíkmi, zvlášť oligomérmi propylénu (čs. autorské osvldčenie 232 390, 236 099 a240 516), avšak na niektoré peniace sústavy, ako napr. pracie olejové prostriedky, ale ajalkalické vodné odmasťovacie prostriedky aplikované hlavně v strojárstve, sú málo účinné.Podobné je tomu aj v případe odpeňovačov, sice vhodných pre vybrané aplikácie hlavně v bio-chemickom priemysle, na báze propylénglykolu až polypropylénglykolu a vyšších uhlovodíkovi karboxylových kyselin (čs. autorské osvedčenie 259 271), ktoré sú málo účinné, až takmerneúčinné na odpeňovanie uvedených pracích roztokov. Přednosti známých odpeňovačov využívá a viaceré ich nedostatky odstraňuje odpeňovacíprípravok podlá tohto vynálezu, zvlášt vhodný na odpeňovanie a/alebo zabránenie tvorby pienkvapalných pracích prostriedkov aplikovaných v ložiskovej a inej strojárskej výrobě, pozostá-vajúci z 92 až 99,5 % propylénglykolu až polypropylénglykolu o mólovej hmotnosti do 1 200 g..mol-1 a 0,5 až 8 % hmot. monoetanolamidu najmenej jednej nasýtenej karboxylovej kyselinyC16 aŽ C20· Výhodou odpeňovacieho přípravku podlá tohto vynálezu je na rozdiel od iných odpeňovačovs obsahom produktov, ako aj alifatických vyšších mastných alkoholov, kopolyadície etylénoxidus propylénoxidom vysoká odpeňovacia účinnosť najmS na pracie a odmasťovacie prostriedky apli-kované v strojárstve. Potom synergický účinok komponentov, surovinová dostupnost a ich hygie-nická nezávadnost. Ďalej jeho flexibilita zloženia v závislosti od odpeňovaného prostredia,či už "olejového" alebo vodných roztokov, tak aj teploty odpeňovaného prostredia. Poměrněnízká citlivost na teplotu, dobrá skladovatelnosť a transportovatelnosť.

Pri nižších teplotách je vhodné zvyšovat koncentráciu uhlovodíkov a minimalizovat kon-centráciu etanolamidu karboxylových kyselin Clg až C20, lebo rýchlo stúpa viskozita, zvlášťštruktúrna viskozita až po stuhnutie odpeňovacieho přípravku. Pri vyšších teplotách možnozasa zvyšovat koncentráciu etanolamidov karboxylových kyselin, čím sa po hranicu 5 až 8 %zvyšuje odpeňovacia účinnost odpeňovacieho prostriedku. K uhlovodíkom podlá- tohto vynálezu patria nasýtené alebo nenasýtené, hlavně alifatickéa nafténické uhlovodíky, připadne tiež s prímesami aromátov. Najčastejšie však ropné frakciea z nich najma petrolejová frakcia, frakcie lahkého i tažkého plynového oleja, zvlášt rafino-vané oleje. Potom syntetické uhlovodíky, najma však oligoméry, kooligoméry, či nízkomoleku- 3 264731 lové polyméry a kopolyméry propylénu, alkénov a diénov C4 a C,., Sálej produkty vzniknuté ter- mickým štiepením makromolekulových látok, ako aj hydrogenolýzou makromolekulových látok i vyšších uhXovodíkov, napr. vákuových destilátov ropy ap. Okrem toho možno využit aj hydro- genované oligoméry uvedených alkénov a diénov až c^.

Samotné uhlovodíky majú velmi nízku odpeňovaciu účinnost, ale sa prejavuje ich zretlnýsynergický účinok v kombináoii s propylénglykolom až polypropylénglykolom a aspoň minimálnymmnožstvom monoetanolamidu nasýtených karboxylových kyselin až C2q.

Na formuláciu odpeňovača podlá tohto vynálezu možno aplikovat aj etanolamidy, resp.monoetanolamidy karboxylových kyselin C16 až C2Q, ktoré móžu obsahovat i příměsi dietanol-amidov, ale tie sú zretelne menej účinné a navýše ešte výraznejšie zvyšujú viskozitu odpeňo-vača a tým aj obmedzujú jeho aplikačné možnosti. Nežiadúcou prímesou je aj volný dietanolamína trietanolamin, napokon i volný monoetanolamín. Naproti tomu případné příměsi amínoetyleste-rov karboxylových kyselin C16 až C2Q majú pozitivny účinok.

Etanolamidy (rozumie sa monoetanolamidy, resp. 2-hydroxyetylamidy karboxylových kyselin)nasýtených karboxylových kyselin až <?2θ sú ako komponenty omnoho účinnejšie ako nenasýte-ných kyselin, ale aj nižších karboxylových kyselin. Přísady etanolamidov karboxylových kyselinv uvedených kombináciách s ostatnými komponentmi odpeňovacieho přípravku majú synergickýúčinok.

Ako pomocné látky prichádzajú do úvahy rčzne práškové anorganické materiály najmS s vel-kým měrným povrchom, ako oxid křemičitý, uhličitan horečnatý, uhličitan vápenatý ap. Ďalej súto fungicidy, baktericídy, inhibitory korózie, emulzifikačné přísady, optické zjasňovače,farbivá a pigmenty. Ďalšie údaje o formulácii odpeňovacích prípravkov podlá tohto vynálezu, ich účinnosti,ako aj Salšie výhrady sú zřejmé z prikladov. Příklad 1

Odpeňovacia účinnost jednotlivých prípravkov sa stanoví tak, že penivost štandardnejvzorky sa provnáva s penivosťou štandardnej vzorky s přidaným odpeňovačom. Tak 100 cm3 vodnéhoroztoku štandardného laurylsíranu sodného (aniónový tenzid) o koncentrácii 0,1 % hmot. (1 g.•dm-3) alebo polyetoxylovaných primárných alkoholov C^2 až C^4 s 9 mólmi etylénoxidu (neiónovýtenzid) podobnej koncentrácie a napokon podobného roztoku laurylamóniumbromidu (katiónovýtenzid) sa opatrné vlejú do odmerných valcov o objeme po 500 cm4 a uzavrú sa zábrusovou zát-kou. Štandardný roztok sa speňuje preklápaním valca o 180° a spSť pSťdesiatkrát počas 1 minpri teplote 23 ±2 °C. Meria sa výška pěny a výška nespeneného roztoku po uplynuti 1 min odukončenia speňovania.

Potom penivost Standardu PS (%) sa vypočítá zo vztahu PS = a/b . 100, a = výška pěny cm;b = výška nespeneného roztoku {cml. Odpeňovacia účinnost sa stanoví tým istým postupom akoštandardného roztoku, ale k 100 cm štandardného roztoku sa přidá 1 (0,02 g) alebo 2 kvapky(0,04 g) ódpeňovačov a stanoví sa PQ (penivost zmesi štandardného roztoku a odpeňovača).Odpeňovacia účinnost sa napokon vyčísli z grafu závislosti penivosti Γ%] na odpeňovacej účin-nosti, pričom na os x sa nanesie odpeňovacia účinnost [%] od 100 do 0 a na os y penivostštandardného roztoku. V priesečnlku uhlopriečky sa odčítá [%} odpeňovacej účinnosti, pričomsa za konečný výsledok berie aritmetický priemer troch meraní. Formulácia odpeňovača z jed-notlivých komponentov sa robí pri teplote 30 ±5 °C.

Ako komponenty odpeňovačov sa skúšajú: propylénglykol, dipropylénglykol, polypropylén- glykol o priemernej mol. hmotnosti 300 a polypropylénglykol o priemernej mol. hmotnosti 930. Ďalej petrolejová frakcia, parafinicko-nafténový olej, tzv. biely olej, oligoméry propylénu, tzv. polypropylénový olej K-1000 (Propyloil K 1000) o priemernej mólovej hmotnosti 469 g.mol 3, 264731 4 pričom hustota pri 20 °C = 847 kg.m-3; teplota tuhnutia = -25 °C; na jednu molekulu připadápriemerne 1,5 až 1,6 dvojitej vazby. Potom čistý 2-etylhexanol, ako aj ťažké podřely z rekti-fikácie surového 2-etylhexanolu v procese oxosyntézy (2-EHTP), ktoré majú toto zloženie: % hmot. OH = 12,9; bromové číslo = 4,7 g Br/100 g; číslo kyslosti = 0,9 mg KOH/g; číslo zmy-delnenia = 22,1 mg KOH/g; 2-etylhexanol = 36,3 % hmot.; alkoholy vrátane diolov c12 “ 44,1 %hmot., butyraldehyddiizobutylacetál = 0,7 % hmot. a 7 dalších kyslíkatých organických látokV koncentrácii po 1 až 6 S hmot.; priemerná molekulová hmotnost = 190; hustota pri 20 °C =901,9 kg.m-3; n30 = 1,4530. Ďalej lahký podřel (2-EHLP) z rektifikácie surového 2-etylhexanolu, frakcia o t. v. 109až 182,5 °C/101 kPa, hustotě = 812,2 kg.m 3 a indexe lomu n*® = 1,4088; % hmot. OH = = 19,4; CHO = 0,24 % hmot.; CHO víazané = 0,25 i hmot.; bromové číslo = 1,3 g Br^/lOO g; H2O == 0,45 % hmot.; číslo kyslosti = 1,26 mg KOH/g; číslo zmydelnenia = 2,5 mg KOH/g; obsah izo-butanolu = 20,3 % hmot.; n-butanolu s dalšou neznámou zložkou = 51,7 % hmot.; izoamylalkoholu= 4,1 % hmot.; 3-heptanónu = 4,1 * hmot.; 2-etylhexanolu = 15,3 % hmot.; 2-etylhexanolu = = 1,95 % hmot.; dalšie bližšie neidentifikované kyslíkaté organické zlúčeniny = 2,1 % hmot.

Potom etanolamid kyseliny stearovej (2-hydroxyetylamid kyseliny stearovej), zmes etanol-amidu a dietanolamidu nenasýtených kyselin C16 až C^g připravený s převahou kyseliny olejoveja kyseliny linolovej.

Zloženie jednotlivých odpeňovacích prípravkov a ich odpeňovacia účinnost na pěny vytvo-řené za spolupčsobenia aniónového, katiónového a neiónového tenzidu je zřejmé z tabulky 1.

Tabulka 1

Zloženie odpeňovacieho přípravku Odpeňovacia účinnost na pěnu vytvorenú za spolu- pósobenia tenzidu %

Komponent množstvo % hmot. neiónového aniónového katiónového 1 kvapka 2 kvapky 1 kvapka 2 kvapky 1 kvapka 2 kvapky 1 2 3 4 5 6 7 8 Polypropylénový olej K 1000 50 2-Ethylhexanol 47,5 22 35 75 77 95 97 Etanolamid kyseliny stearovej 2,5 Polypropylénový olej K1000 50 2-EHTP 47,5 71 90 87 94 98 99 Etanolamid kyseliny stearovej 2,5 Polypropylénglykol 900 50 2-EHTP 47,5 36 49 97 99 96 99 Etanolamid kyseliny stearovej 2,5 Polypropylénglykol 900 500 2-Etylhexanol 47,5 45 63 90 94 91 93

Etanolamid kyseliny stearovej 2,5 5 264731 1 2 3 4 5 6 7 8 Polypropylénglykol 900 50 2-EHTP 45 Etanolamid kyselinystearovej 2,5 0 0 91 95 53 63 Kyselina stearová 2,5 Polypropylénglykol 1000 50 2-EHTP 47,5 39 45 71 74 91 96 Etanolamid kyselinystearovej 2,5 Dipropylénglykol 60 2-EHTP 37,5 94 97 73 76 87 90 Etanolamid kyseliny stearovej 2,5 2-EHTP 100 58 65 81 89 81 84 2-EHTP 100 2 6 30 31 70 72 Polypropylénglykol 1000 97,5 44 48 83 85 56 58 Etanolamid kyselinystearovej 2,5 Dipropylénglykol Zmes etanolamidu a dietanol- 97,5 39 40 60 72 2 7 amidu nenasýt. kyselin C16 až C18 2,5 Dipropylénglykol Etanolamid kyseliny 97,5 23 37 57 63 59 61 stearovej 2,5 Dipropylénglykol 59 2-EHTP 38,5 65 78 69 73 73 84 Etanolamid kyseliny stearovej 2,5 Polypropylénový olej K 1000Zmes etanolamidov nenasýte- 97,5 0 6 2 22 21 28 ných kyselin až C^g 2,5 Petrolej 35 Polypropylénglykol 300 15 32 43 73 81 82 91 2-Ethylhexanol Etanolamid kyseliny 48,5 stearovej i-.5 Polypropylénglykol 1000 30 2-Etylhexanol 68,5 43 56 70 74 86 95 Etanolamid kyselinypalmitovej 1,5 264731 6 Příklad 2

Skúša sa pracia účinnost vzoriek odpeňovačov na praciu kvapalinu - Iahký plynový olej(Petropal).

Cez 200 cm Iahkého plynového oleja (Petropal) v preraývačke sa pomocou vodnej vývevyprebubláva vzduch počas 2 min. Po uplynutí tejto doby sa zmeria výška pěny a pomocou stopieksa zmeriava čas jej rozpadu. Dosiahnuté výsledky odpeňovacej účinnosti v závislosti od množ-stva odpeňovacieho přípravku sú uvedené v tab. 2.

Tabulka 2

Zloženie odpeňovacieho přípravku Množstvo aplikovaného odpeňovacieho přípravku (%) Výška pěny (cm) Doba rozpadu pěny (s) Odpeňovacia účinnost (%) Komponent množstvo(% hmot.) 1 2 3 4 5 6 Lahký plynový olej (Petropal) bez odpe- ňovacieho prostriedku 0,00 0,00 7,0 176 0 2-EHTP 100 0,58 7,3 170 3,6 Polypropylénový olej K 1000 97,5 0,58 4,5 57 67,7 Kyselina stearová 2,5 Dipropylénglykol 60 2-EHTP 37,5 0,58 4 25 85,8 Etanolamid kyseliny stearovej 2,5 Dipropylénglykol 60 2-EHTP 37,5 0,29 3,2 32 81,9 Monoetano Xamid kyseliny stearovej 2,5 - Polypropylénglykol 1000 60 2-EHTP 37,0 0,29 4 24 91,3 Monoetanolamid kyseliny staerovej 2,5 Práškový SiO2 0,5 Polypropylénglykol 930 50 2-EHTP 47,5 0,58 3,6 27 84,7 Etanolamid kyseliny stearovej 2,5

Príklad3

Skúša sa odpeňovacia účinnost odpeňovacích prípravkov přidávaných do alkalických vodných roztokov - odmastovačov o koncentrácii 3 % hmot. (obchodný názov alkalického odmasťovača -3 3

Radikál) tak, že do odmerného valca o objeme 500 cm sa naleje 150 cm pracej kvapaliny -odmastovačov alebo pracej kvapaliny s přísadou odpeňovača. Odmerný válec sa zazátkuje a počas1 min otočí šesťdesiatkrát o 180°. Potom sa válec postaví na rovnú podložku a zmeria sa výškapěny a čas potřebný na rozpad pěny.

Zloženie vzoriek odpeňovačov a ich účinnost na zniženie penivosti pracích alkalických vodných roztokov o koncentrácii 3 % hmot. (Radikál) sú uvedené v tabulke 3. 7 264731

Tabulka 3

Zloženie odpeňovacieho přípravku Komoonent množstvo Množstvo aplikovaného odpeňovacieho přípravku (%) Výškapěny (cm) Doba rozpadu pěny (min) Účinnost odpeňovacieho přípravku (%) <% hmot.) - (bez odpeňovacieho přípravku) prací alkalický vodný roztok (Radikal) ' 0,00 3 217 0 2-EHTP 100 0,39 0 - 100 Polypropylénglykol 930 50 2-EHTP 47,5 0,19 0 - 100 Etanolamid kyseliny stearovej 2,5 Dipropylénglykol 60 2-EHTP 37,5 0,19 0 - 100 Etanolamid kyseliny stearovej 2,5 Dipropylénglykol 60 2-EHTP 37,5 0,19 0 - 100 Etanolamid kyseliny stearovej 2,5 Polypropylénový olej K 1000 97,5 Etanolamid kyseliny 0,19 1,5 70 67,8 stearovej 2,5 Polypropylénový olej K 1000 97,5 0,19 2,5 69 68,3 Kyselina stearová 2,5 Polypropylénglykol 49,6 2-EHTP 47,5 Etanolamid kyseliny stearovej 2,5 0,19 0 - 100 siO2 0,3 p-Kumylfenolát sódny 0,1 Příklad 4

Odpeňovacia účinnost jednotlivých odpeňovacích prípravkov sa stanovuje podobné, ako v prí- klade 1. Zloženie jednotlivých vzoriek a dosiahnuté výsledky sú uvedené v tabulke 4. Tabulka 4 Zloženie odpeňovacieho přípravku Odpeňovacia účinnost na pěnu vytvořená za spolu- » pdsobenia tenzidu % Komponent množstvo neiónového aniónového katiónového % hmot. 1 2 1 2 1 2 kvapka kvapky kvapka kvapky kvapka kvapky DipropylénglykolEtanolamid kyseliny 97,5 39 49 8 20 72 73 stearovej 2,5 Dipropylénglykol 95 45 47 23 38 75 77 Etanolamid kyselinystearovej 5 Dipropylénglykol 55 2-Etylhexanol 40 18 31 78 81 87 90

Etanolamid kyseliny stearovej 5 V tejto tabulke podobné, ako aj v tabulkách 1-3 sa navýše porovnávajú odpeňovače podlá tohto vynálezu so známými odpeňovačmi, ako aj s účinnostou jednotlivých zložiek.

Claims (4)

1. 264731 8 PREDMET VYNALEZU

   1. Odpeňovaci prípravok, zvláší vhodný na odpeňovanie a/alebo zabránenie tvorby pienkvapalných pracích prostriedkov aplikovaných v ložiskovéj a inej strojárskej výrobě, vyznaču-júci sa tým, že pozostáva z 92 až 99,5 % hmot. propylénglykolu až polypropylénglykolu o mólo-vej hmotnosti do 1 200 g.mol 1 a 0,5 až 8 % hmot. monoetanolamidu najmeTiej jednej nasýtenejkarboxylovej kyseliny C^g až C^q.
2. 2. Odpeňovaci prípravok podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, že dalej obsahuje 10 až 80 %hmot. zmesi uhlovodíkov o priemernej molovéj hmotnosti 130 až 1 100 g.mol 1, s výhodou petro-lejoví! frakciu a/alebo syntetické uhlovodíky, s výhodou oligoméry alkénov až C^.
3. 3. Odpeňovaci prípravok podlá bodu 1 a 2, vyznačujúci sa tým, že dalej obsahuje 20 až 80 % hmot. najmenej jeden alifatický alkohol až C^, s výhodou tažký podiel z rektifikáciesurového 2-etylhexanolu v oxoprocese, obsahujúci hlavně zmes 2-etylhexanolu, jednomocných aždvojmocných alkoholov C.^ a acetály a/alebo lahký podiel z rektifikácie 2-etylhexanolu, pozo-stávajúci hlavně zo zmesi n-butanolu, izobutanolu, izoamylalkoholu a 2-etylhexanolu s dalšímikyslikatými organickými prímesami.
4. 4. Odpeňovaci prostriedok podía bodu 1 až 3, vyznačujúci sa tým,.že obsahuje pomocnélátky, s výhodou práškové vodonerozpustné anorganické materiály, vodu, emulzifikačné přísady,fungicidy a baktericídy. Severografia, n. p., MOST Cena 2,40 Kčs