PL166179B1

PL166179B1 - Ciekla, glównie aromatyczno-naftenowa mieszanka weglowodorowa PL PL PL PL

Info

Publication number: PL166179B1
Application number: PL90286708A
Authority: PL
Inventors: Nils Hansen
Original assignee: Dahleke Klaus Kg
Priority date: 1989-11-21
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1995-04-28
Also published as: EP0429761A3; EP0429761A2; DD299193A5; ATE105010T1; DE3938620C1; EP0429761B1; US5091007A

Abstract

1. Ciekla, glównie aromatyczno-naftenowa mieszanka weglowodorowa, znamienna tym, ze zawiera 5 - 5 0 czesci wagowych zywic indeno-kumaronowych o gestosci 0,9 - 1,3 g/cm3, o temperaturze zaplonu powyzej 60°C i o zawartosci weglowodorów aromatycz- nych okolo 10 - 50% oraz zawiera 50 - 95 czesci wagowych frakcji oleju mineralnego o zakresie wrzenia 200 - 600°C, o zawartosci 0 - 30% wagowych weglowodorów aromatycz- nych, o gestosci 0,8 -1,2 g/cm3 w temperaturze 20°C i o temperaturze zaplonu powyzej 60°C, i zawiera ponizej 0,01% wagowych wielopierscieniowych weglowodorów aromatycznych. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest ciekła, głównie aromatyczno-naftenowa mieszanka węglowodorowa.

W przypadku frakcjonowanej destylacji ropy naftowej surowej otrzymuje się po oddestylowaniu frakcji mazutu pozostałość, która zasadniczo składa się z asfaltów, bitumów i wosków oraz z tak zwanych olejów ciężkich. Te oleje ciężkie można dalej przerabiać na różne produkty, i tak m. in. na oleje wrzecionowe i smarne, solwaty, zmiękczacze, składniki wysokowrzących rozpuszczalników, itd. Określone frakcje stosowano od dziesięcioleci w przemyśle farb drukarskich jako składnik farb drukarskich i frakcje te wykorzystuje się również w przetwórstwie gumy i kauczuku, mianowicie jako zmiękczacze. Te tak zwane ekstrakty, które w przemyśle stosuje się w wielkich ilościach, są niezwykle tanie, toteż dotychczas nie dyskutowano nad zastępowaniem ich przez inne substancje. Jeszcze dość niedawno nie było też żadnych bliższych badań nad składem tych produktów destylacji bądź ekstraktów rozpuszczalnikowych; tego rodzaju badania przeprowadzono dopiero ostatnio i przyniosły one wynik zaskakujący także fachowców, że ekstrakty te niekiedy zawierają do 40 lub 50% wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (według IP 346).

Pod określeniem wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych rozumie się związki aromatyczne o skondensowanych układach pierścieniowych, z których wiele lub prawie wszystkie okazały się substancjami rakotwórczymi lub przynajmniej wspólrakotwórczymi. Wzorcowymi przykładami są benzo[a]piren i metylocholantren. Rakotwórcze właściwości poszczególnych związków wydają się być związane z obecnością tak zwanych regionów-Bay; szczegółowe badania przedstawia Lowe i współpracownicy w Accounts chem. Res. 17 (1984), strona 332 i następne. Nadto wiadomo, że wiele wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, następnie zwanych skrótowo PCA, może wywoływać również efekty mutagenne i poza tym działać fitotoksycznie. Z powodu tych właściwości 5 substancji PCA wskazano w ustępie III A2 projektu drugiej zmiany rozporządzenia o substancjach niebezpiecznych.

Próbowano toteż te tradycyjnie stosowane ekstrakty zastępować innymi węglowodorami, lecz wszystkie te próby rozbijały się po części o to, że te oleje zastępcze zarówno w przemyśle farb drukarskich jak i w przemyśle gumowym wykazują niedogodności techniczne, które niekiedy redukują bardzo silnie lub całkowicie możliwość ich zastosowania. I tak wiadomo, że te alternatywne oleje o zasadniczo parafinowo-naftenowej strukturze są jako zmiękczacze dla większości kauczuków syntetycznych mniej odpowiednie, gdyż wykazują nikłą mieszalność z kauczukiem, wskutek czego istnieje niebezpieczeństwo wypocenia zmiękczacza z tej mieszanki podczas procesu wulkanizacji. Z kauczukiem izoprenowym (IR), styrenowobutadienowym (SBR), butadienowym (BR), butadienowo-akrylonitrylowym (NBR), chloroprenowym (CR) i naturalnym (NR) są przeto takie oleje mineralne słabo mieszalne. To samo obowiązuje również w przemyśle farb drukarskich; również tu wiadomo, że wysoka zawartość parafin prowadzi do niemieszalności ze stosowanymi układami żywice/sadze, itd.

Istnieje zatem zapotrzebowanie na ciekłe mieszanki węglowodorowe jako alternatywę lub zastępstwo na dotychczas np. w przemyśle gumowym lub w produkcji farb drukarskich stosowane produkty destylacji fazy błotnej i ekstrakty.

Ciekłe, głównie aromatyczno-naftenowe mieszanki węglowodorowe zawierają według wynalazku 5-50 części wagowych żywic indeno-kumaronowych i 50-95 części wagowych frakcji oleju mineralnego w zakresie wrzenia około 200-500°C i zawiera poniżej 0,01% wagowych związków-PCA.

Stwierdzono, że niemieszalność przeważnie parafinowych olejów mineralnych w przypadku znanych celów stosowania można przezwyciężyć, gdy zastosuje się mieszankę węglowodorową o charakterze głównie aromatyczno-naftenowym, przy czym jednak udział węglowodorów aromatycznych powinien ze względu na ryzyko rakotwórcze być możliwie wolny od PCA. Właściwości, cenione w przypadku stosowania jako zmiękczacz i w przypadku produkcji farb drukarskich, można osiągnąć dzięki związkom aromatycznym o bardzo małej zawartości PCA. Te związki aromatyczne są relatywnie nieszkodliwe dla zdrowia, w każdym razie jednak w przypadku tych związków nie jest znana żadna czynność rakotwórcza.

Jako olej mineralny według wynalazku stosuje się frakcję destylacji w zakresie wrzenia około 200-600°C, która z reguły wykazuje zawartość związków aromatycznych 0-30% (norma DIN nr 51 378), gęstość około 0,8-1,2 g/cm³ w temperaturze 20°C i temperaturę zapłonu powyżej 60°C. Udział związków aromatycznych składa się z niemal wyłącznie z nie wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, głównie z podstawionych aromatycznych węglowodorów lub aromatycznych związków heterocyklicznych.

Drugi składnik mieszanki według wynalazku składa się z żywic indeno-kumaronowych. Pod określeniem żywice indeno-kumaronowe rozumie się grupę żywic termoplastycznych, które otrzymuje się drogą polimeryzacji określonych frakcji oleju lekkiego, uzyskanego po destylacji smoły węglowej, albo frakcji z destylacji ropy naftowej. Te tak zwane solwent-nafty o zakresie wrzenia około 160-185°C zawierają co najwyżej 60% polimeryzujących substancji, a przede wszystkim inden i kumaron, ich pochodne jedno- i dwumetylowe oraz małe ilości dwucyklopentadienu. Z tych mieszanin poprzez działanie kwasu lub kwasów Lewis’a otrzymuje się gęstopłynne lub stałe masy, które praktycznie mają odczyn obojętny, są nie zmydlające się i rozpuszczają się w aromatycznych węglowodorach. W zależności od substancji wyjściowych składy zmieniają się nieznacznie; według wynalazku stosuje się żywicę indeno-kumaronową o gęstości około 0,9-1,3 g/cm3, o temperaturze zapłonu powyżej 60°C i o zawartości węglowodorów aromatycznych aż do 50% i więcej.

Stosowane mieszanki według wynalazku nastawia się tak, żeby całkowita zawartość naftenów korzystnie mieściła się w zakresie około 30-40% wagowych, a zawartość związków aromatycznych w zakresie od około 25% do powyżej 40% wagowych. Zawartość PCA w tych mieszankach, określana metodą prof. Grimmer’a, Hamburg-Ahrensburg, opublikowaną w Fresenius, Analytische Chemie, 1983, tom 314, strony 29-36, wynosi poniżej 0,01%.

Sporządzanie mieszanek według wynalazku następuje łatwo na drodze zmieszania składnika olejowego z ciekłą żywicą indeno-kumaronową; łagodne ogrzewanie przyspiesza ten proces.

Mieszanki węglowodorowe według wynalazku stosuje się korzystnie w przypadku produkcji i przetwórstwa farb drukarskich albo jako zmiękczacze kauczuku, a mianowicie kauczuku naturalnego lub syntetycznego. Mieszaniny z frakcji oleju mineralnego i z żywic indeno-kuma4

166 179 ronowych mogą również z punktu widzenia kosztów konkurować z dotychczas stosowanymi ekstraktami. W przeciwieństwie do dotychczas znanych produktów jest zawartość PCA rzeczywiście obniżona drastycznie i w zakresie, który według ogólnych wytycznych w nauce można uznać za nieszkodliwy dla zdrowia.

Podane niżej przykłady objaśniają bliżej wynalazek.

Przykład I. 50 części frakcji oleju mineralnego o gęstości 0,9 g/cm³, o lepkości około 2· 10⁴ mm²/s w temperaturze 20°C i o zawartości związków aromatycznych około 20% zmieszano z 50 częściami ciekłej żywicy indeno-kumaronowej o temperaturze zapłonu powyżej 60°C, o gęstości około 1,1 g/cm3i o lepkości około 104mm2/s i łagodnie ogrzewano. Gotową mieszanką jest jasnobrunatno zabarwiony, klarowny olej o zawartości związków aromatycznych 40%, o zawartości naftenów 40% i o zawartości parafin 20%. Zawartość PCA, określona metodą prof. Grimmer’a, wynosi poniżej 0,004%. Lepkość w temperaturze 20°C wynosi 104 _mm2/_s, współczynnik załamania światła w temperaturze 20°C wynosi 1,5635, a VDK=0,963.

Przykład II. 50 części frakcji oleju mineralnego o gęstości 0,9 g/cm3, o lepkości 8· 103 mm2/s w temperaturze 20°C i o zawartości związków aromatycznych 20% zmieszano z 50 częściami ciekłej żywicy indeno-kumaronowej o temperaturze zapłonu powyżej 60°C, o gęstości około 1,1 g/cm ³ i o lepkości około 104 m_m2/s i łagodnie ogrzewano. Gotową mieszanką jest jasnobrunatno zabarwiony, klarowny olej o zawartości związków aromatycznych 41 %, o zawartości naftenów 36% i o zawartości parafin 23% (oznaczanie według normy DIN nr 51 378). Zawartość PCA, określona metodą prof. Grimmer’a, wynosi poniżej 0,01%. Lepkość w temperaturze 20°C wynosi 4650 mm2/s, współczynnik załamania światła w temperaturze 20°C wynosi 1,5632, a VDK=0,962.

Przykład III. 91 części frakcji oleju mineralnego o gęstości 0,9 g/cm3, o lepkości około 8000 mm2/s w temperaturze 20°C i o zawartości związków aromatycznych 20% zmieszano z 9 częściami ciekłej żywicy indeno-kumaronowej o temperaturze zapłonu powyżej 60°C, o gęstości 1,1 g/cm3 i o lepkości około 10 000 mm2/s w temperaturze 20°C i łagodnie ogrzewano. Gotową mieszankę stanowi jasnobrunatno zabarwiony, klarowny olej o zawartości związków aromatycznych 24%, o zawartości naftenów 34% i o zawartości parafin 42%. Zawartość PCA, określona metodą prof. dr Grimmer’a, wynosi poniżej 0,01%. Lepkość w temperaturze 50° wynosi 400 mm²/s, współczynnik załamania światła w temperaturze 20°C wynosi 1,5289, a VDK=0,888. Ewentualnie można w mieszance rozprowadzić zagęszczacz, taki jak poliizobutylen lub polietylen, w celu nastawienia żądanej lepkości.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Ciekła, głównie aromatyczno-naftenowa mieszanka węglowodorowa, znamienna tym, że zawiera 5-50 części wagowych żywic indeno-kumaronowych o gęstości 0,9-1,3 g/cm, o temperaturze zapłonu powyżej 60°C i o zawartości węglowodorów aromatycznych około 10-50% oraz zawiera 50-95 części wagowych frakcji oleju mineralnego o zakresie wrzenia 200-600°C, o zawartości 0-30% wagowych węglowodorów aromatycznych, o gęstości 0,8-1,2 g/cm³ w temperaturze 20°C i o temperaturze zapłonu powyżej 60°C, i zawiera poniżej 0,01% wagowych wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych.
2. Mieszanka według zastrz. 1, znamienna tym, że zawartość węglowodorów aromatycznych głównie składa się z jedno- lub dwupierścieniowych, ewentualnie podstawionych aromatycznych węglowodorów lub związków heterocyklicznych.
3. Mieszanka według zastrz. 1, znamienna tym, że zawartość węglowodorów aromatycznych głównie składa się z dwupierścieniowych węglowodorów aromatycznych.
4. Mieszanka według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienna tym, że całkowita zawartość naftenów stanowi około 30-40% wagowych, a zawartość węglowodorów aromatycznych stanowi od około 25% do ponad 40% wagowych.