LU83946A1

LU83946A1 - DEFROST COMPOSITIONS

Info

Publication number: LU83946A1
Application number: LU83946A
Authority: LU
Inventors: Andre Lepain
Original assignee: Labofina Sa
Priority date: 1982-02-15
Filing date: 1982-02-15
Publication date: 1983-09-02
Also published as: BE895839A

Description

L ΊΚϊ t MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l’appui d'uneTHE DESCRIPTIVE MEMORY filed in support of a

DEMANDE DE BREVET D'INVENTIONPATENT INVENTION APPLICATION

formée par la Société dite : LAB0F1NA S.A.formed by the so-called Company: LAB0F1NA S.A.

pour „ "Compositions liquides dégivrantes" (Inventeur : Monsieur A. Lepain)for „" Liquid de-icing compositions "(Inventor: Monsieur A. Lepain)

La présente invention concerne des compositions liquides dégivrante; et plus particulièrement des rompe si tiens aestinees au dégivrage de structures métalliques, dont notamment des aiguillages de voies ferrées.The present invention relates to de-icing liquid compositions; and more particularly breaks if you want to defrost metal structures, including in particular railroad switches.

On connaît de nombreuses compositions utilisables soit pour élimine] de minces couches de neige ou de glace déjà déposées, p.ex. sur les routes, soit pour empêcher, au moment de l'apparition du givre, une formation importante de glace. Cependant, ces compositions ne sont généralement plus efficaces lorsoue la temDerature est inferieure à environ - 10°C.Numerous compositions are known which can be used either for removing thin layers of snow or ice already deposited, eg on the roads, or for preventing, at the time of the appearance of the frost, significant formation of ice. However, these compositions are generally no longer effective when the temperature is below about -10 ° C.

-2-.-2-.

On a aussi proposé des mélanges permettant d'effectuer le dégivrage à de plus basses températures, mais ils nécessitent une application séparée des constituants de ces mélanges, ce qui entraîne généralement l'utilisation d'un appareillage spécial et coûteux.Mixtures have also been proposed allowing defrosting to be carried out at lower temperatures, but they require a separate application of the constituents of these mixtures, which generally entails the use of special and expensive equipment.

D'autre part, certaines des compositions connues contiennent des constituants exerçant une action corrosive sur les structures métalliques et ne sont donc pas recommandées pour le dégivrage de ces structures, dont ootam- ment des aiguillages. De plus, dans le cas d'aiguillages à commande électrique, on ne peut pas appliquer des compositions dégivrantes contenant des sels minéraux, conducteurs du courant électrique, ni des compositions qui dégraissent les tringleries de commande et les rotules.On the other hand, some of the known compositions contain constituents which exert a corrosive action on metallic structures and are therefore not recommended for defrosting these structures, including in particular switches. In addition, in the case of electrically controlled switches, it is not possible to apply deicing compositions containing mineral salts, conductors of the electric current, or compositions which degrease the control linkages and the ball joints.

La présente invention a pour but de remédier à ces différents inconvénients.The object of the present invention is to remedy these various drawbacks.

Elle a notamment pour objet des compositions liquides exerçant leur pouvoir dégivrant à des températures pouvant descendre jusqu'à - 25°C et même moinsT Elle a aussi pour objet des compositions liquides, dégivrantes, possédant des qualités anti-corrosives vis-à-vis des structures métalliques.It has in particular for object liquid compositions exerting their de-icing power at temperatures which can go down to - 25 ° C and even lessT It also has for its object liquid, de-icing compositions, having anti-corrosive qualities with respect to metallic structures.

Un autre objet de l'invention est de fournir des compositions dégivrantes facilement applicables et qui ne perturbent pas le fonctionnement des aiguil-* lages à commande électrique.Another object of the invention is to provide easily applicable deicing compositions which do not disturb the operation of electrically controlled switches.

Une autre caractéristique importante des compositions liquides de l'invention est leur action préventive. En effet, quand elles sont appliquées avant une chute de neige ou un refroidissement brusque de température, elles empêchent la formation d'une couche de neige ou de glace sur ou entre les structures métalliques. Ce résultat est obtenu grâce au fait que les compositions de l'invention forment, après application, un film hydrophobe sur ces structures métalliques.Another important characteristic of the liquid compositions of the invention is their preventive action. In fact, when they are applied before a snowfall or a sudden cooling of temperature, they prevent the formation of a layer of snow or ice on or between the metallic structures. This result is obtained thanks to the fact that the compositions of the invention form, after application, a hydrophobic film on these metallic structures.

A cet effet, les compositions de l’invention comprennent essentiellement : - 3 - de 85 à 95 % en poids d'un mélange constitué de 85 a 98 % en poids d'un alcool aliphatique monohydroxylique contenant 3 ou atomes de carbone et de 15 à 2 % en poids d'un éther alkylique de glycol, et de 15 à 5 % en poids d'un mélange constitué de 30 à 70 % en poids de sel alcalino-terreux, superbasique, d'acide organique faible et de 70 à 30 % en poids de diester d'acide aliphatique dicarboxylique, ce diester contenant de 18 à 30 atomes de carbone.To this end, the compositions of the invention essentially comprise: 85 to 95% by weight of a mixture consisting of 85 to 98% by weight of a monohydroxyl aliphatic alcohol containing 3 or carbon atoms and 15 to 2% by weight of an alkyl ether of glycol, and from 15 to 5% by weight of a mixture consisting of 30 to 70% by weight of alkaline earth salt, superbasic, weak organic acid and from 70 to 30% by weight of aliphatic dicarboxylic acid diester, this diester containing from 18 to 30 carbon atoms.

Le constituant principal de ces compositions est un alcool aliphatique monohydroxylique, qui agit comme agent dégivrant. Les alcools contenant de 1 à 4 atomes de carbone peuvent être employés comme agents dégivrants. Cependant, les compositions de l'invention doivent consister en liquides facilement applicables, par exemple par pulvérisation. ' Il est donc nécessaire que l'alcool utilisé soit également un solvant des autres constituants des compositions de l'invention. Pour cette raison, on choisit l'alcool dans le groupe des alcools aliphatiques, monohydroxyliques, contenant 3. ou ^ atomes de carbone. Le choix de l'alcool dépend notamment de son'prix et des facilités d'approvisionnement et, pour ces raisons, on utilise avantageusement l'isopro-panol ou le n-butanol ou leurs mélanges.The main constituent of these compositions is an aliphatic monohydroxyl alcohol, which acts as a de-icing agent. Alcohols containing 1 to 4 carbon atoms can be used as deicing agents. However, the compositions of the invention must consist of easily applicable liquids, for example by spraying. It is therefore necessary that the alcohol used is also a solvent for the other constituents of the compositions of the invention. For this reason, alcohol is chosen from the group of aliphatic alcohols, monohydroxylic, containing 3 or ^ carbon atoms. The choice of alcohol depends in particular on its price and the supply facilities and, for these reasons, isopro-panol or n-butanol or their mixtures are advantageously used.

Afin de faciliter la pénétration de l'alcool dans la neige ou la glace, on ajoute à cet alcool une quantité moindre d'éther alkylique de glycol, normalement liquide et soluble. Comme éthers, on peut citer les éthers mono-alkyliques et dialkyliques de glycols, où le radical alkylique contient de 1 à 6 atomes de carbone. On peut notamment utiliser l'éther monométhylique ou monoéthylique ou monobutylique de diéthylèneglycol, l'éther diméthylique de propylèneglycol ou de dipropylèneglycol, l'éther 2-éthylbutylique d'éthylène-glycol, l'éther monopropylique de propylèneglycol et similaires ou leurs mélanges.In order to facilitate the penetration of the alcohol into snow or ice, a smaller quantity of alkyl glycol ether, normally liquid and soluble, is added to this alcohol. As ethers, mention may be made of mono-alkyl and dialkyl ethers of glycols, in which the alkyl radical contains from 1 to 6 carbon atoms. It is possible in particular to use the monomethyl or monoethyl or monobutyl ether of diethylene glycol, the dimethyl ether of propylene glycol or of dipropylene glycol, the 2-ethylbutyl ether of ethylene glycol, the monopropyl ether of propylene glycol and the like or their mixtures.

On utilise avantageusement des mélanges d'alcool et d'éther contenant environ 85 à 98 % d'alcool et réciproquement 15 à 2 % d'éther. On obtient , <* 1. . -> ♦ N ..... . · , - . _ _____ j_________J1 _i .J.Advantageously, mixtures of alcohol and ether containing approximately 85 to 98% alcohol and conversely 15 to 2% ether are used. We get, <* 1.. -> ♦ N ...... ·, -. _ _____ j_________J1 _i .J.

- 4 - d'éther dont la quantité d'alcool, tel le n-butanol, est de l'ordre de 90 a 95 % en poids, le reste de ce mélange étant l'éther, par exemple l'éther monométhyli-que de diéthylèneglycol.- 4 - of ether, the amount of alcohol, such as n-butanol, is of the order of 90 to 95% by weight, the remainder of this mixture being ether, for example monomethyl ether, of diethylene glycol.

Les compositions de l'invention, destinées plus spécialement au traitement de dégivrage de structures métalliques, contiennent aussi un inhibiteur de corrosion. A cet effet, on utilise un sel alcalino-terreux, en particulier un sel de calcium, de baryum ou de magnésium et spécialement un sel superbasique, d'un acide organique faible, notamment d'acide thiophosphoriqüe, de phénol ou d'acide alkylarylsulfonique. Ces composés superbasiques sont obte*r nus par réaction du composé acide avec une base utilisée en excès par rapport à la quantité nécessaire pour neutraliser le composé acide. Par exemple, dans le cas d'un acide sulfonique et d'hydroxyde de baryum, le sel superbasique peut être représenté par la formuleThe compositions of the invention, intended more specifically for the deicing treatment of metallic structures, also contain a corrosion inhibitor. For this purpose, an alkaline earth salt is used, in particular a calcium, barium or magnesium salt and especially a superbasic salt, of a weak organic acid, in particular of thiophosphorus acid, of phenol or of alkylarylsulfonic acid. . These superbasic compounds are obtained by reacting the acidic compound with a base used in excess of the amount necessary to neutralize the acidic compound. For example, in the case of a sulfonic acid and barium hydroxide, the superbasic salt can be represented by the formula

(R)n - Ar - SO^BaOH(R) n - Ar - SO ^ BaOH

et il est obtenu par réaction d'une mole (1 équivalent) de l'acide (R)n - Ar -SO^H avec environ 2 moles (2 équivalents) d'hydroxyde de baruym. Dans cette formule, R représente un groupe alkyle, aryle ou alkylaryle, ri est un nombre entier compris entre 1 et 5, et Ar est un radical aryle mono- ou dicycüque.and it is obtained by reacting one mole (1 equivalent) of the acid (R) n - Ar -SO ^ H with approximately 2 moles (2 equivalents) of baruym hydroxide. In this formula, R represents an alkyl, aryl or alkylaryl group, ri is an integer between 1 and 5, and Ar is a mono- or dicycuic aryl radical.

On utilise avantageusement un sel superbasique qui agit non seulement comme inhibiteur de corrosion, mais qui possède également un caractère hydrophobe.Advantageously, a superbasic salt is used which not only acts as a corrosion inhibitor, but which also has a hydrophobic character.

A cet effet, les sels superbasiques d'acides alkylarylsulfoniques, dont par exemple le sel de baryum, de calcium ou de magnésium superbasique d'acide dial-kylnaphtalènesulfonique, où chaque radical alkylique contient de 6 à 12 atomes de carbone, sont particulièrement intéressants. On peut aussi utiliser avantageusement des sels superbasiques d'acide dithiophosphorique et des alkylphénates superbasiques.To this end, the superbasic salts of alkylarylsulfonic acids, including for example the barium, calcium or magnesium salt superbasic of dialkylnaphthalenesulfonic acid, where each alkyl radical contains from 6 to 12 carbon atoms, are particularly interesting. It is also advantageous to use superbasic salts of dithiophosphoric acid and superbasic alkylphenates.

Les compositions de la présente invention utilisées notamment pour le dégivrage d'aiguillages, contiennent aussi un composé à action lubrifiante. Ce composé doit être soluble dans le mélange d'alcool et d'éther, être chimiquement stable et posséder un bas point de congélation. On utilise de -5-.The compositions of the present invention used in particular for defrosting switches, also contain a compound with lubricating action. This compound must be soluble in the mixture of alcohol and ether, be chemically stable and have a low freezing point. We use -5-.

préférence des diesters d’acides aliphatiques dicarboxyliques, contenant de 18 à 30 atomes de carbone. Comme diesters, on peut notamment citer ceux de l'acide adipique et de 2-éthylhexanol, nonanol, isonanol, ainsi que ceux de l'acide triméthyladipique et de l'hexanol, l'octanol, le 2-éthylhexanol, qui possèdent des points de congélation inférieurs à - 50°C.preferably diesters of aliphatic dicarboxylic acids, containing from 18 to 30 carbon atoms. As diesters, mention may especially be made of those of adipic acid and 2-ethylhexanol, nonanol, isonanol, as well as those of trimethyladipic acid and hexanol, octanol, 2-ethylhexanol, which have dots freezing temperatures below - 50 ° C.

D'après un mode d'application de l'invention, la quantité totale de ces adjuvants, à savoir le sel superbasique et le composé lubrifiant, est compris' entre environ 5 et 15 %, basée sur le poids total de la composition. Dans ce mélange d'adjuvants, la proportion de sel superbasique peut varier entre 30 et 70 %, le reste du mélange étant le composé lubrifiant. Les proportions respectives de ces constituants dépendent notamment du poids moléculaire de ces constituants et des propriétés requises pour la composition finale. D'après un mode préféré d'exécution, où le sel superbasique est un sel alcalino-terreux d'acide alkylarylsulfonique, on utilise un mélange d'adjuvants où la quantité de ce sel alcalino-terreux varie entre environ 50 et 60 % en poids.According to one mode of application of the invention, the total amount of these adjuvants, namely the superbasic salt and the lubricating compound, is between about 5 and 15%, based on the total weight of the composition. In this mixture of adjuvants, the proportion of superbasic salt can vary between 30 and 70%, the rest of the mixture being the lubricating compound. The respective proportions of these constituents depend in particular on the molecular weight of these constituents and on the properties required for the final composition. According to a preferred embodiment, where the superbasic salt is an alkaline earth salt of alkylarylsulfonic acid, a mixture of adjuvants is used where the amount of this alkaline earth salt varies between approximately 50 and 60% by weight .

Les compositions de la présente invention sont des liquides non-aqueux et elles sont donc particulièrement actives. On peut les appliquer par pulvérisation à l’aide d'un appareillage usuel (pulvérisateur à basse pression). Elles agissent rapidement et éliminent la couche de neige ou la glace qui s’est formée sur les structures métalliques traitées.The compositions of the present invention are non-aqueous liquids and therefore are particularly active. They can be applied by spraying using standard equipment (low pressure sprayer). They act quickly and remove the layer of snow or ice that has formed on the treated metal structures.

Elles sont particulièrement avantageuses pour le traitement d'aiguillages de voies ferrées. En effet, elles ne contiennent pas de constituants, tels que des sels minéraux, conducteurs du courant et elles possèdent donc une rigidité diélectrique élevée. Grâce à leur caractère hydrophobe, elles empêchent l'accumulation d'eau dans les aiguillages et elles permettent ainsi d'éviter la formation de blocs de glace lors d'un refroidissement brusque de température.They are particularly advantageous for the treatment of railroad switches. Indeed, they do not contain constituents, such as mineral salts, conductors of the current and they therefore have a high dielectric strength. Thanks to their hydrophobic nature, they prevent the accumulation of water in the switches and they thus make it possible to avoid the formation of ice blocks during an abrupt cooling of temperature.

De plus, ces compositions agissent aussi comme lubrifiants pour les articulations et les glissières des aiguillages, jusqu'à des températures pouvant atteindre - 25°C. D'autre part, elles forment un film hydrophobe et antirouille sur les parties métalliques. On peut donc les utiliser à titre préventif; en - 6 - cas de prévision de chutes de neige ou de baisse sensible de la température, on pulvérise la composition sur les aiguillages et le film formé ralentira fortement l'enneigement des aiguillages traités.In addition, these compositions also act as lubricants for the joints and the rails of the switches, up to temperatures of up to -25 ° C. On the other hand, they form a hydrophobic and anti-rust film on the metal parts. They can therefore be used as a preventive measure; in the event of forecast snowfall or significant drop in temperature, the composition is sprayed on the switches and the film formed will greatly slow down the snowfall of the switches treated.

Il est évident que des modifications et améliorations peuvent être apportées aux compositions décrites ci-dessus, sans cependant sortir du cadre de la présente invention. C'est ainsi qu'on peut ajouter à ces compositions certains additifs, tels que des colorants, des agents dispersants de boue, des agents modificateurs d'onctuosité, qui ne modifient pas sensiblement les caractéristiques spéciales de ces compositions.It is obvious that modifications and improvements can be made to the compositions described above, without however departing from the scope of the present invention. Thus it is possible to add to these compositions certain additives, such as dyes, mud dispersing agents, oil-modifying agents, which do not substantially modify the special characteristics of these compositions.

Les exemples donnés ci-après sont .illustratifs et ne comportent aucun caractère limitatif. Dans ces exemples, les pourcentages indiqués sont des pourcentages en poids.The examples given below are illustrative and are in no way limiting. In these examples, the percentages indicated are percentages by weight.

Exemple 1 :Example 1:

On a préparé une composition liquide, dégivrante contenant : 86 % de n-butanol, 8 % d'éther monobutylique de diéthylèneglycol, 3 % de dinonylnaphtalène sulfonate de baryum superbasique, 3 % d'adipate dioctylique.A liquid, de-icing composition was prepared containing: 86% of n-butanol, 8% of monobutyl ether of diethylene glycol, 3% of barium dinonylnaphthalene sulfonate, 3% of dioctyl adipate.

On a obtenu un liquide jaune clair, ayant un pH de 9-0, une densité à 15/4°C de 840 kg/M3, une rigidité diélectrique de 48 KV/cm et un point d'écoulement limite (selon la méthode ASTM D.97) inférieur à - 40°C.A light yellow liquid was obtained, having a pH of 9-0, a density at 15/4 ° C of 840 kg / M3, a dielectric strength of 48 KV / cm and a limit pour point (according to the ASTM method D.97) below - 40 ° C.

On a déterminé que des composants organiques se trouvant dans des aiguillages de chemins de fer, notamment des polyamides et polymères d'esters acryliques, résistaient particulièrement bien à cette composition. En effet, des essais d'immersion de ces produits dans la composition pure, pendant 10 jours à température de 18°C, ont montré que la perte de poids ne dépassait pas environ 1 %.It has been determined that organic components found in railway switches, especially polyamides and polymers of acrylic esters, are particularly resistant to this composition. Indeed, tests of immersion of these products in the pure composition, for 10 days at a temperature of 18 ° C, have shown that the weight loss did not exceed about 1%.

La composition a été pulvérisée sur certains aiguillages non chauffés, pendant la journée. La nuit suivante, il s'est produit une chute de neige. On a observé que les aiguillages traités étaient pratiquement exempts de neigeThe composition was sprayed on certain unheated switches during the day. The following night, snowfall occurred. It was observed that the turnouts treated were practically free of snow

Claims

1. De-icing liquid compositions, characterized in that they essentially comprise from 85 to 95% by weight of a mixture consisting of 85 to 98% by weight of a monohydroxyl alcoo] aliphatic, containing 3 or 4 carbon atoms, and from 15 to 2% by weight of an alkyl ether of glycol, and from 15 to 5% by weight of a mixture consisting of 30 to 70% by weight of alkaline earth salt, superbasic, weak organic acid and 70 to 30% by weight of diester of aliphatic dicarboxylic acid, this diester containing from 18 to 30 carbon atoms.

2. Compositions according to claim 1, characterized in that the alcohol is isopropanol, n-butanol or their mixtures.

3. Compositions according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the alkyl glycol ether is a monoalkyl or dialkyl ether, where the alkyl radical contains from 1 to 6 carbon atoms.

4. Compositions according to claim 3, characterized in that the ether is the monomethyl or monoethyl or monobutyl ether of diethylene glycol, the dimethyl ether of propylene glycol or of dipropylene glycol, the 2-ethylbutyl ether of ethylene glycol, the ether propylene glycol monopropyl * "- 8 -

5. Compositions according to claim 1, characterized in that the mixture of alcohol and ether contains from 90 to 95% by weight of alcohol.

6. Compositions according to claim 1, characterized in that the alkaline-earth salt of weak organic acid is a calcium, barium or magnesium salt, superbasic, thiophosphoric acid, phenol or alkylarylsulfonic acid .

7. Compositions according to claim 6, characterized in that the alkaline-earth salt of alkylarylsulfonic acid is a calcium, barium or magnesium salt, superbasic, of dialkylnaphthalene sulfonic acid, where each alkyl radical contains 6 to 12 carbon atoms.

8. Compositions according to claim 6, characterized in that the alkaline-earth salt is a superbasic salt of dithiophosphoric acid.

9. Compositions according to claim 6, characterized in that the alkaline-earthy salt is a superbasic salt of alkylphenol.

10. Compositions according to claim 6, characterized in that the diester of aliphatic dicarboxylic acid is a diester of adipic acid or trimethyladipic acid.

11. Compositions according to claim 10, characterized in that the diester is a diester of adipic acid and of 2-ethylhexanol, nonanol or isononanol.

. 12) Compositions according to claim 10, characterized in that the diester 1 * is a diester of trimethyladipic acid and hexanol, octanol or 2-ethylhexanol. Brussels, By proxy from the so-called LABOFINA Company.