PL155576B1

PL155576B1 - Emulgator olejów mineralnych zwłaszcza do cieczy chłodząco-smarujących

Info

Publication number: PL155576B1
Application number: PL1988273300A
Authority: PL
Inventors: Marek Marcinski; Bronislaw Naraniecki; Gerard Bekierz; Jan Przondo; Wladyslaw Blicharczyk; Zygmunt Zagala; Jozef Mucha; Kamila Bodzek; Christos Ginkowski
Original assignee: Inst Ciezkiej Syntezy Orga
Priority date: 1988-06-23
Filing date: 1988-06-23
Publication date: 1991-12-31
Also published as: PL273300A1

Abstract

Emulgator olejów mineralnych, zwłaszcza do cieczy chłodząco-smarujących zawierający etanoloaminy, oksyetylenowane aminy tłuszczowe, kwas oleinowy i glikol etylenowy, znamienny tym, że składa się z 30-40 części wagowych amin alifatycznych o długości łańcucha węglowodorowego C8-C24 oksyetylenowanych w proporcji 3-5 moli tlenku etylenu na 1 mol aminy, 10-32 części wagowych frakcji oleju talowego z przemysłu drzewnego o liczbie kwasowej 190+15 mg KOH/g, będącej mieszaniną kwasów nienasyconych z jednym i dwoma wiązaniami podwójnymi o długości łańcucha węglowodorowego Ci e, kwasów nasyconych i nienasyconych z jednym wiązaniem podwójnym, o długości łańcuchów węglowodorowych C20 i C22, w proporcjach wagowych C is: C20: C22 jak 72-85: 15-25: 1-3,0,5-1,5 części wagowych oksyetylenowanego fenolu w proporcji 1 mol tlenku etylenu na 1 mol fenolu, 20-30 części wagowych mieszaniny dwu- i trójetanoloamin w stosunku wagowym odpowiednio jak 1,2:2 ewentualnie zawierającej monoetanoloaminę w ilości do 1% wagowego, 10-20 części wagowych glikolu etylenowego i ewentualnie z kwasu oleinowego w ilości do 10 części wagowych.

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej

OPIS PATENTOWY® PL © 155576 © Bl

Numer zgłoszenia: 273300 ^7 IntCl^5:

B01F 17/16 C10M 141/06

Data zgłoszenia: 23.06.19S8 ® ^{G f i} //4

Emulgator olejów mineralnych zwłaszcza do cieczy chłodzą.co-smarujących

Zgłoszenie ogłoszono:

27.12.1989 BUP 26/89

Uprawniony z patentu:

Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej

Blachownia, Kędzierzyn-Koźle, PL

O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.12.1991 WUP 12/91

Twórcy wynalazku:

Marek Marciński, Kędzierzyn-Koźle, PL Bronisław Naraniecki, Kędzierzyn-Koźle, PL Gerard Bekierz, Kędzierzyn-Koźle, PL Jan Przondo, Wrocław, PL

Władysław Blicharczyk, Wrocław, PL Zygmunt Zagała, Brzeg Dolny, PL Józef Mucha, Czechowice-Dziedzice, PL Kami la Bodzek, Czechowice-Dziedzice, PL Christos Ginkowski, Bielsko-Biała, PL

PL 155576 Bl (57) Emulgator olejów mineralnych, zwłaszcza do cieczy chłodząco-smarujących zawierający etanoloaminy, oksyetylenowane aminy tłuszczowe, kwas oleinowy i glikol etylenowy, znamienny tym, że składa się z 30-40 części wagowych amin alifatycznych o długości łańcucha węglowodorowego C8-C24 oksyetylenowanych w proporcji 3-5 moli tlenku etylenu na 1 mol aminy, 10-32 części wagowych frakcji oleju talowego z przemysłu drzewnego o liczbie kwasowej 190±15 mg KOH/g, będącej mieszaniną kwasów nienasyconych z jednym i dwoma wiązaniami podwójnymi o długości łańcucha węglowodorowego Ci e, kwasów nasyconych i nienasyconych z jednym wiązaniem podwójnym, o długości łańcuchów węglowodorowych C20 i C22, w proporcjach wagowych Cis: C20: C22 jak 72-85: 15-25: 1-3,0,5-1,5 części wagowych oksyetylenowanego fenolu w proporcji 1 mol tlenku etylenu na 1 mol fenolu, 20-30 części wagowych mieszaniny dwu- i trójetanoloamin w stosunku wagowym odpowiednio jak 1,2:2 ewentualnie zawierającej monoetanoloaminę w ilości do 1% wagowego, 10-20) części wagowych glikolu etylenowego i ewentualnie z kwasu oleinowego w ilości do 10 części wagowych.

Emulgator olejów mineralnych, zwłaszcza do cieczy chłodząco-smarujących

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Emulgator olejów mineralnych, zwłaszcza do cieczy chłodząco-smarujących zawierający etanoloaminy, oksyetylenowane aminy tłuszczowe, kwas oleinowy i glikol etylenowy, znamienny tym, że składa się z 30-40 części wagowych amin alifatycznych o długości łańcucha węglowodorowego C8-C24 oksyetylenowanych w proporcji 3-5 moli tlenku etylenu na 1 mol aminy, 10-32 części wagowych frakcji oleju talowego z przemysłu drzewnego o liczbie kwasowej 190±15 mgKOH/g, będącej mieszaniną kwasów nienasyconych z jednym i dwoma wiązaniami podwójnymi o długości łańcucha węglowodorowego C18, kwasów nasyconych i nienasyconych z jednym wiązaniem podwójnym, o długości łańcuchów węglowodorowych C20 i C22, w proporcjach wagowych Cie: C20: C22 jak 72-85: 15-25: 1-3, 0,5-1,5 części wagowych oksyetylenowanego fenolu w proporcji 1 mol tlenku etylenu na 1 mol fenolu, 20-30 części wagowych mieszaniny dwu- i trójetanoloamin w stosunku wagowym odpowiednio jak 1,(2:2 ewentualnie zawierającej monoetanoloaminę w ilości do 1% wagowego, 10-20 części wagowych glikolu etylenowego i ewentualnie z kwasu oleinowego w ilości do 10 części wagowych.

Przedmiotem wynalazku jest emulgator olejów mineralnych, zwłaszcza do cieczy chłodzącosmarujących, o charakterze kationowym, przeznaczony do emulgowania olejów mineralnych w wodzie, mający zastosowanie w procesach obróbki skrawaniem metali.

Dotychczas do sporządzania emulsji olej-woda przeznaczonych do obróbki skrawaniem metali stosuje się zwykle emulgatory: niejonowe, anionowe i niejonowo-anionowe. Do emulgatorów o charakterze niejonowym zalicza się oksyetylenowane alkohole tłuszczowe, oksyetylenowane alkilofenole, estry kwasów tłuszczowych i sorbitu i ich oksyetylaty, estry kwasów tłuszczowych i pentaerytrytu i ich oksyetylaty oraz oksyetylenowane amidy kwasów tłuszczowych. Jako emulgatory anionowe stosuje się najczęściej sole etanoloamin kwasów sulfonowych i siarczany oksyetylatów. Emulgatory niejonowo-anionowe stanowią odpowiednie kompozycje niejonowo-anionowe.

Z polskiego opisu patentowego nr 80 466 znane są emulgatory takie jak: oksyetylenowany monooleinian sorbitu, oksyetylenowany mono- lub dwuoleinian pentaerytrytu.

Emulgator znany z polskiego opisu patentowego nr 116444 zawiera: mieszaninę nienasyconych alkoholi, o długości łańcucha węglowodorowego C10-C24 oksyetylenowaną 5 molami tlenku etylenu, kwas oleinowy, trójetanoloaminy i nonylofenol oksyetylenowany 3 molami tlenku etylenu.

Ostatnio jako emulgatorów olejów mineralnych używa się substancji o charakterze kationowym w postaci amin tłuszczowych oraz ich oksyetylatów. I tak polski opis patentowy nr 129 196 wymienia jako emulgator sól oksyetylenowanej 5 molami tlenku etylenu aminy tłuszczowej z kwasami tłuszczowymi o długości łańcucha węglowodorowego C8-C22.

W polskim opisie patentowym nr 14-4799 wymienia się emulgator złożony z amin alifatycznych oksyetylenowanych 3-5 molami tlenku etylenu na 1 mol aminy, mieszaniny etanoloamin (dwuetanoloamina i trójetanoloamina), kwasu oleinowego i glikolu etylenowego.

Emulgator stosowany do sporządzania emulsji olejowo-wodnych powinien:

— zapewnić stabilność koncentratu olejowego i emulsji w czasie przechowywania i eksploatacji, — dawać własności smarne porównywalne z właściwościami smarnymi olejów mineralnych, — zapobiegać biologicznemu rozkładowi emulsji, — zapewniać wysoką ochronę antykorozyjną.

Omówione wyżej rodzaje emulgatorów spełniają te wymagania w różnym stopniu ale żaden z nich nie umożliwia uzyskania jednoczesnego pożądanego poziomu wszystkich wymienionych parametrów użytkowych. I tak emulgatory niejonowe charakteryzują się stosunkowo dobrymi

155 576 3 właściwościami smarnymi i dobrą stabilnością emulsji, jednakże nie zapewniają wystarczającej ochrony antykorozyjnej i są nieodporne na biodegradację.

Emulgatory anionowe i anionowo-niejonowe dają dobre własności smarne, jednakże emulsje są nieco mniej stabilne a odporność biodegradacyjna i własności antykorozyjne są niezadawalające. Emulgatory kationowe mają dobre własności przeciwbakteryjne i antykorozyjne nie zapewniają jednak pożądanej stabilności koncentratu olejowego i działają drażniąco na skórę. Ze znanych typów emulgatorów nie można sporządzać mieszaniny o lepszych właściwościach. W przypadku wymieszania składników anionowych i kationowych wytrącają się sole mineralne zwiększające korozję i zmniejszające stabilność emulsji. Mieszaniny niejonowo-kationowe wykazują własności smarne i stabilność emulsji gorsze od wyjściowego składnika niejonowego, a własności bakteriobójcze i antykorozyjne gorsze od składnika kationowego.

Celem wynalazku było opracowanie emulgatora przeznaczonego do cieczy chłodzącosmarujących, stosowanego głównie w procesach obróbki skrawaniem metali, mającego lepsze własności niż emulgatory dotychczas znane.

Emulgator według wynalazku składa się z 30-40 części Wagowych amin alifatycznych o długości łańcucha węglowodorowego Ce-Cz4 oksyetylenowanych w proporcji 3-5 moli tlenku etylenu na 1 mol aminy, 10-32 części wagowych frakcji oleju talowego z przemysłu drzewnego o liczbie kwasowej 190+15 mgKOH/g, będącej mieszaniną kwasów nienasyconych o długości łańcucha węglowodorowego Cie z jednym i dwoma wiązaniami podwójnymi, kwasów nasyconych i nienasyconych zawierających jedno wiązanie podwójne, o długości łańcuchów węglowodorowych C20 i C22, w proporcjach wagowych Cie: C20: C22 jak 72-85: 15-25: 1-3,10-20 części wagowych glikolu etylenowego, 0,5-1,5 części wagowych fenolu oksyetylenowanego w stosunku 1 mol tlenku etylenu na 1 mol fenolu, 20-30 części wagowych mieszaniny dwuetanoloaminy i trójetanoloaminy w stosunku wagowym odpowiednio jak 1,,2:2 zawierającej ewentualnie monoetanoloaminę w ilości do 1% wagowego i z ewentualnie do 10 części wagowych kwasu oleinowego. Składniki te poddano homogenizacji w podwyższonej temperaturze. Nieoczekiwanie stwierdzono, że mieszanina wyżej wymienionych kwasów o długości łańcuchów węglowodorowych Cw, C20 i C22 w składzie emulgatora znacznie poprawia stabilność koncentratu olejowego, a oksyetylenowany fenol ułatwia wzajemną rozpuszczalność składników, poprawia własności emulgujące i zwiększa trwałość emulsji.

Emulgator wegług wynalazku odpowiada wymaganiom użytkowników i pod względem własności użytkowych jest bezkonkurencyjny na rynku krajowym.

Przykład I. Do mieszalnika wprowadzono 2400kg ciekłej aminy rzepakowej o długości łańcucha węglowodorowego Ci 2-C22 oksyetylenowanej w proporcji 3 mole tlenku etylenu na 1 mol aminy, podgrzano do temperatury 60-75°C i mieszając zawartość mieszalnika dodano 1800 kg mieszaniny dwu- i trójetanoloamin, w stosunku wagowym odpowiednio jak 1,,2:2 zawierającej monoetanoloaminę w ilości 1% wagowego, a następnie dodano 1920 kg frakcji oleju talowego z przemysłu drzewnego o liczbie kwasowej 180mgKOH/g będącej mieszaniną kwasów nienasyconych z jednym i dwoma wiązaniami podwójnymi o długości łańcucha węglowodorowego Cie,kwasów nasyconych i nienasyconych zjednym wiązaniem podwójnym o długości łańcuchów węglowodorowych C20 i C22, w proporcjach wagowych Cie: C20: C22 jak 72-85:15-25: 1-3. Po około 30 minutach wprowadzano, utrzymując tę samą temperaturę, 1200 kg glikolu etylenowego i 90 kg fenolu oksyetylenowanego w proporcji 1 mol tlenku etylenu na 1 mol fenolu. Całość mieszano jeszcze godzinę a następnie ochłodzono do temperatury 40°C i po sprawdzeniu stopnia homogenizacji zawartość mieszalnika przesłano do zbiornika stożkowego. Otrzymano produkt stabilny (test 1 miesięczny) o liczbie kwasowej 50mgKOH/g i alkaliczności ogólnej 26,1% w przeliczeniu na dwuetanoloaminę. Koncentrat olejowy w ciągu 1 miesiąca był stabilny.

Wyprodukowana na bazie emulgatora 5% emulsja wodna miała odporność korozyjną 0 (0-1) na wodzie destylowanej i zachowywała poziom bakterii 10⁵/cm³ po 30 dniach od momentu skażenia.

Przykład II. Do mieszalnika wprowadzono 2200kg ciekłej aminy roślinnej o długości łańcucha węglowodorowego C12-C24 oksyetylenowanej, w proporcji 4 mole tlenku etylenu na 1 mol aminy, następnie dodano 1600 kg mieszaniny etenoloamin jak w przykładzie 11600 kg frakcji oleju talowego jak w przykładzie I o liczbie kwasowej 175 mgKOH/g i 300 kg kwasu oleinowego.

Po krótkim mieszaniu wprowadzono 900 kg glikolu etylenowego i 60 kg monooksyetylolofenolu.

155 576

Postępując dalej jak w przykładzie I otrzymano produkt stabilny zarówno w formie koncentratu jak i emulsji, o liczbie kwasowej 44,0 mg KOH/g i alkaliczności 28,85% w przeliczeniu na dwuetanołoaminy. Emulsja olejowa na bazie emulgatora o stężeniu 5% miała odporność antykorozyjną 0 (1-1) na wodzie o twardości 16°N i była odporna na skażenie przez 6 tygodni (zawartość bakterii 5-10⁴/cm³).

Przykład III. W warunkach jak w przykładzieII wymieszano 18(0)kg ciekłej aminy o długości łańcucha węglowodorowego C8-C22 oksyetylenowanej 5 molami tlenku etylenu na 1 mol aminy, 1200 kg mieszaniny dwu- i trójetanoloaminy w stosunku wagowym odpowiednio 1,,2:2, 600 kg frakcji ftalowej jak w przykładzie I o liczbie kwasowej 205 mg KOH/g, 600 kg kwasu oleinowego, 600 kg glikolu etylenowego i 30 kg monooksyetylolofenolu. Otrzymano produkt o własnościach zgodnych z oczekiwaniami o liczbie kwasowej 45,2 mg KOH/g, alkaliczność 27,0% w przeliczeniu na dwuezanoloaminy i zespawaniu 126 kG przy obciążeniu 2,5% emulsji wodnej.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.