PL175266B1

PL175266B1 - Koncentrat mikroemulsyjny do płynów hydraulicznych i sposób wytwarzania koncentratu mikroemulsyjnego do płynów hydraulicznych

Info

Publication number: PL175266B1
Application number: PL94304911A
Authority: PL
Inventors: Marek Marciński; Bronisław Naraniecki; Gerard Bekierz; Józef Mucha; Piotr Dudek; Ewa Lesisz; Tadeusz Macikowski; Andrzej Balcer; Daniel Makles; Jan Wachowicz; Małgorzata Kostecka
Original assignee: Glowny Instytut Gornictwa; Inst Ciezkiej Syntezy Orga; Slaskie Zaklady Rafineryjne Ra
Priority date: 1994-09-01
Filing date: 1994-09-01
Publication date: 1998-12-31
Also published as: PL304911A1

Abstract

1. Koncentrat mikroemulsyjny do płynów hydraulicznych, zawierający olej mineralny, benzotriazol, glikol butylowy, mieszaninę alkilobenzenosulfonianu sodu i wapnia orazwodę, znamienny tym, że składa się z 35 - 45, korzystnie 39 części wagowych składnika A, stanowiącego mieszaninę 10 - 30, korzystnie 20 części wagowych oleju mineralnego, 1 - 5, korzystnie 3 części wagowe benzotriazolu, 1 - 5, korzystnie 1,5 części wagowych glikolu butylowego, 10 - 30, korzystnie 11 części wagowych l,3,5-triazin-l,3,5-(2H, 4H, 6H)- trietanolu, 10 - 30, korzystnie 20 części wagowych mieszaniny alkilobenzenosulfonianusodui wapnia, 10 - 30, korzystnie 20 części wagowych amidoboranu sebacynowego, 10 -16, korzystnie 14 części wagowych wody sanitarnej, 1-2, korzystnie 1,5 częściwagowych środkasilikonowego, 4-10, korzystnie 6 częściwagowych składnika B, stanowiącego olej mineralny z obniżoną zawartością siarki, nie więcej niż 1, korzystnie 0,7% wagowych i pierścieni aromatycznych RT nie więcej niż 0,40, korzystnie 0,30, zawierającego do 0,5% pochodnej triazynowej oraz 50 - 60, korzystnie 55 części wagowych składnika C, będącego wodą sanitarną o twardości ogólnej 4 -10, korzystnie 5, pH 6,5 - 8,8, korzystnie 7,5. 2. Sposób wytwarzania koncentratu mikroemulsyjnego do płynów hydraulicznych, znamienny tym, że do mieszalnika wprowadza się 35 - 45, korzystnie 39 części wagowych składnika A, zawierającego 10 - 30, korzystnie 20 części wagowych oleju mineralnego, 1-5, korzystnie 3 części wagowe benzotriazolu, 1 - 5, korzystnie 1,5 części wagowych glikolu butylowego, 10 - 30 korzystnie 11 części wagowych 1,3,5-triazin1,3,5-(2H, 4H, 6H)-trietanolu, 10 - 30 korzystnie 20 części wagowych mieszaniny alkilobenzenosulfonianu sodu iwapnia, 10 - 30, korzystnie 20 częściwagowych amidoboranusebacynowego, 10-16, korzystnie 14 części wagowych wody sanitarnej, 1 - 2, korzystnie 1,5 częściwagowych środka silikonowego, następnie mieszając przy umiarkowanych obrotach mieszadła, dodaje się 4 - 10, korzystnie 6 części wagowych składnika B, stanowiącego olej mineralny z obniżoną zawartością siarki, nie więcej niż 1, korzystnie 0,7% wagowych i pierścieni aromatycznych RT nie więcej niż 0,40, korzystnie 0,30, zawierającego do 0.5% pochodnej triązynowej, utrzymując temperaturę mieszaniny na poziomie 35 - 55°C, korzystnie 40 - 45°C przez 0,1 - 3,0 godz. korzystnie 1 godz., po czym włącza się mieszadło na obroty maksymalne i w temperaturze 15 - 30°C, korzystnie 20°C dodaje się 50 - 60, korzystnie 55 części wagowych składnika C, będącego wodą sanitarną o twardości ogólnej 4 - 10, korzystnie 5, pH 6,5 - 8,5, korzystnie 7,5 z szybkością 1 - 30% na minutę, utrzymując w czasie dodawania składnika C temperaturę powyżej 25 - 30°C

Description

Przedmiotem wynalazku jest koncentrat mikroemulsyjny do płynów hydraulicznych stosowanych w górnictwie do obudów zmechanizowanych oraz sposób wytwarzania koncentratu mikroemulsyjnego do płynów hydraulicznych.

Dotychczas do tego celu stosowane są koncentraty olejowe, które służą do sporządzenia płynów hydraulicznych o charakterze emulsji, które ze swej natury są mniej termodynamiczne stabilne, co może prowadzić po określonym czasie eksploatacji do wywarstwienia mydeł lub koagulacji cząstek.

175 266

Z polskiego opisu patentowego nr 116 887 znany jest koncentrat olejowy składający się z 65 - 80 części wagowych oleju mineralnego, 0,5 - 5 części wagowych emulgatora anionowego zawierającego oksyetylowany i siarczanowany nonylofenol i alkilobenzenosulfonian sodu lub skondensowane sole sulfokwasów aromatycznych, 15 - 30 części wagowych emulgatora niejonowego składającego się z oksyetylowanego nienasyconego alkoholu tłuszczowego o długości łańcucha węglowodorowego C10-C24, 15 - 35 części wagowych kwasu oleinowego, 5 -15 części wagowych di- i/lub trietanoloaminy, 5 -15 części wagowych oksyetylowanego nonylofenolu, 8 -12 części wagowych kondensatu wodnego, 2 - 4 części wagowych azotynu sodu oraz pasywatory miedzi. Stosuje się go w formie 2 -10% emulsji olejowo-wodnych przy użyciu wody o twardości 25°N. Z polskiego opisu patentowego nr 163 840 znany jest koncentrat olejowy składający się z 62 - 78 części wagowych oleju bazowego zawierającego 63 - 68% parafin i naftenów, 28 - 32% wagowych węglowodorów aromatycznych, 18 - 32 części wagowych emulgatora anionowo-niejonowego złożonego z oksyetylowanych alkoholi tłuszczowych, oksyetylowanego i/lub siarczanowanego nonylofenolu, 18 - 25 części wagowych kwasu oleinowego, 10 -15 części wagowych dii/lub trietanoloaminy, 3 - 4,5 części wagowych 23% r-ru NaNO2, 0,1 - 0,5 części wagowych l-metyleno(dioksyetyleno)amino-4-metyloazimidobenzenu oraz sposób jego otrzymywania. Koncentrat ten umożliwia sporządzenie 1% emulsji wodnych dla wód o twardości do 25°N.

Postępująca elektronizacja urządzeń do mechanicznego urobku i wydobycia węgla (mikroczujniki) oraz bardziej rygorystyczne przepisy środowiskowe (ograniczenie zrzutów oleju przepracowanego, eliminacja azotynu sodu tworzącego w układach z etanoloaminami kancerogenne nitrozoaminy) wymagają opracowania wysoce rozproszonego i bardziej trwałego układu roboczego.

Celem wynalazku było opracowanie składu koncentratu mikroemulsyjnego oraz sposobu wytwarzania tegoż koncentratu, zapewniającego tworzenie stabilnych mikroemulsji o średnicy cząstek średnio 5 - 50 mm (w przypadku emulsji 100 - 500 nm), umożliwiających przepuszczalność światła z organicznymi inhibitorami korozji i biocydami gwarantującymi obsługę nowoczesnych obudów w długim czasie oraz minimalizującymi zagrożenie środowiskowe (małe obciążenie środowiska poprzez zmniejszenie zrzutów oraz dobrą biodegradowalność składników). Środek ten przeznaczony jest dla wód o twardości do 10°N, przy stężeniach roboczych od 0,5% wagowych.

Koncentrat według wynalazku składa się z 35 - 45, korzystnie 39 części wagowych składnika A, zawierającego 10 - 30, korzystnie 20 części wagowych oleju mineralnego, 1 - 5, korzystnie 3 części wagowe benzotriazolu, 1-5 korzystnie 1,5 części wagowych glikolu butylowego, 10 - 30, korzystnie 11 części wagowych 1,3,5-triazin-1,3,5-(2H, 4H, 6H)-trietanolu 10 - 30 korzystnie 20 części wagowych mieszaniny alkilobenzenosulfonianu sodu i wapnia, 10 - 30, korzystnie 20 części wagowych amidoboranu sebacynowego, 10 - 16, korzystnie 14 części wagowych wody sanitarnej, 1 - 2, korzystnie 1,5 części wagowych środka silikonowego, 4 -10, korzystnie 6 części wagowych składnika B, stanowiącego olej mineralny z obniżoną zawartością siarki, nie więcej niż 1, korzystnie 0,7% wagowych i pierścieni aromatycznych RT nie więcej niż 0,40, korzystnie 0,30, zawierającego do 0,5% pochodnej triazynowej oraz 50 - 60, korzystnie 55 części wagowych składnika C będącego wodą sanitarną o twardości ogólnej 4 -10, korzystnie 5, pH 6,5 - 8,5, korzystnie 7,5.

Sposobem według wynalazku do mieszalnika wprowadza się 35 - 45, korzystnie 39 części wagowych składnika A zawierającego 10 - 30 korzystnie 20 części wagowych oleju mineralnego, 1 - 5, korzystnie 3 części wagowe benzotriazolu, 1-5 korzystnie 1,5 części wagowych glikolu butylowego, 10 - 30, korzystnie 11 części wagowych 1,3,5-triazin -1,3,5(2H, 4H, 6H)-trietanolu, 10 - 30, korzystnie 20 części wagowych mieszaniny alkilobenzenosulfonianu sodu i wapnia, 10 - 30, korzystnie 20 części wagowych amidoboranu sebacynowego, 10 -16, korzystnie 14 części wagowych wody sanitarnej, 1-2, korzystnie

1,5 części wagowych środka silikonowego, następnie mieszając przy umiarkowanych obrotach mieszadła dodaje się 4 - 10, korzystnie 6 części wagowych składnika B, stanowiącego olej mineralny z obniżoną zawartością siarki, nie więcej niż 1, korzystnie

175 266

0,7% wagowych i pierścieni aromatycznych RT nie więcej niż 0,40, korzystnie 0,30, zawierającego do 0,5% pochodnej triazynowej, utrzymując temperaturę mieszaniny na poziomie 35 - 55°C przez 0,1 - 3,0 godzin, korzystnie 1 godzinę. Następnie włącza się mieszadło na obroty maksymalne i w temperaturze 15 - 30°C, korzystnie 20°C, dodaje się 50 - 60, korzystnie 55 części wagowych składnika C, będącego wodą sanitarną o twardości ogólnej 4 -10, korzystnie 5, pH 6,5 - 8,5 korzystnie 7,5, z szybkością 1 - 30% na minutę utrzymując w czasie dodawania składnika C temperaturę powyżej 25 - 30°C, korzystnie powyżej 25°C, po czym zmniejsza się obroty do normalnych wysącza się grzanie a po 0,1 - 2 godzinach, korzystnie 0,5 godzinie wyłącza się mieszadło.

Nieoczekiwanie okazało się, że taki sposób prowadzenia procesu tj. przy zachowaniu określonego sposobu dozowania składników, szybkości mieszania oraz utrzymywania ściśle określonej temperatury w odpowiednim przedziale czasowym, pozwolił na uzyskanie produktu w postaci stabilnej mikroemulsji, posiadającej wysokie cechy użytkowe.

Inny sposób prowadzenia operacji mieszania składników tj. zmiana kolejności wprowadzenia składników może doprowadzić do zmiany fizykochemii układu (powstanie makroemulsji) a ponadto powoduje brak stabilności produktu, przekroczenie temperatury mieszania w pierwszym lub drugim etapie procesu prowadzi do rozkładu biocydu, a naruszenie czasu dozowania i nie dotrzymanie parametrów mieszania powoduje obniżenie trwałości koncentratu mikroemulsyjnego.

Z koncentratu mikroemulsyjnego według wynalazku można sporządzić 0,5 - 0,7% mikroemulsje hydrauliczne przy użyciu wody o twardości do 10°N oraz zawartości jonów chlorkowych i siarczanowych do 75 mg/dm³. Spełniają one wszystkie wymagania stawiane cieczom hydraulicznym, mają własności eksploatacyjne porównywalne do 1 - 2 5 emulsji hydraulicznych, a ponadto nie wykazują tendencji do koagulacji, sedymentacji czy wydzielania mydeł na powierzchni.

Przykład I. Do mieszalnika wprowadzono 39 części wagowych składnika A złożonego z 20 części wagowych oleju mineralnego, 3 części wagowych benzotriazolu, 1,5 części wagowej glikolu butylowego, 11 części wagowych 1,3,5-triazin-1,3,5-(2H, 4H, 6H)trietanolu, 20 części wagowych mieszaniny alkilobenzenosulfonianów sodu i wapnia, 20 części wagowych amidoboranu sebacynowego, 14 części wagowych wody, 1,5 części wagowych dodatku silikonowego, następnie dodano 6 części wagowych składnika B, będącego olejem mineralnym zawierającym 0,7% siarki i 0,30 pierścieni aromatycznych, mieszając przy obrotach umiarkowanych, w temperaturze 40 - 45°C przez 1 godzinę. Po zwiększeniu obrotów do maksymalnych rozpoczęto dozowanie 55 części wagowych składnika C, będącego wodą sanitarną o twardości 10°N i zawartości jonów chlorkowych i siarczanowych 75 mg/dm3. Dozowanie wody trwało 20 minut, przy temperaturze mieszaniny reagentów 25 - 30°C i czasie mieszania 0,5 godziny.

Wreszcie zmniejszono obroty mieszadła do normalnych, wyłączono grzanie mieszając jeszcze przez 0,5 godziny. Otrzymano produkt stabilny, który dawał trwałe mikroemulsje 0,5% i 0,7% o dobrych parametrach eksploatacyjnych i pewnym zabezpieczeniu korozyjnym, zgodnym z wymaganiami VIII Raportu Luksemburskiego.

Próbka o stęż.	Korozja
PH	stal	miedź
0,5%	9,12	-0,10	-0,14
0,7%	9,25	+ 0,08	-0,15

Przykład II. Do mieszalnika wprowadzono 39 części wagowych składnika A o identycznym składzie, jak w przykładzie I, dodano 6 części wagowych składnika B również o składzie jak w przykładzie I i mieszano w temperaturze 30 - 35°C przez 1,5 godziny. Po zwiększeniu obrotów mieszadła do maksymalnych dozowano przez 30 minut 56 części wagowych składnika C, którym była woda o twardość 5°N i zawartości gazów chlorkowych 50 mg/dm.3 i siarczanowych 50 mg/dm3. T emperatura w czasie dozowania wynosiła 30 - 35°C.

175 266

Po zmniejszeniu obrotów mieszadła do normalnych, mieszano jeszcze 3/4 godz. przy wyłączonym grzaniu.

Otrzymany produkt spełniał warunki stawiane cieczom hydraulicznym przez VIII Raport Luksemburski o stężeniu 0,5%, z wodą o twardości 10°N i zawartości jonów chlorkowych i siarczanowych 75 mg/dm3, pH 0,5% wynosiło 9,2 a test korozyjny po 168 godzinach w temperaturze 60° dał następujące wyniki:

dla stali + 0,12 dla miedzi - 0,13

Przykład III. Do mieszalnika załadowano 79 części wagowych składnika A, zawierającego 12 części wagowych oleju mineralnego, 4 części wagowe benzotriazolu, 3 części wagowe glikolu butylowego, 15 części wagowych 1,3,5-triazin-1,3,5-(2H, 4H, 6H)-trietanolu, 15 części wagowych mieszaniny alkilobenzenosulfonianów sodu i wapnia, 15 części wagowych amidoboranu sebacynowego, 11 części wagowych wody i 1 część wagowa dodatku silikonowego, potem dodano 12 części wagowych składnika B, w którym było 0,9% siarki i pierścieni aromatycznych RT 0,40 i 0,5% pochodnej triazynowej. Oba składniki mieszano przy normalnych obrotach mieszadła w temperaturze 45 - 50°C przez 3/4 godz. Po zwiększeniu obrotów do maksymalnych dodawano w ciągu 15 minut 111 części wagowych składnika C w postaci wody o twardości 8°N, zawartości chlorków 70 mg/dm³ siarczanów 65 mg/dm³. Temperatura w czasie dozowania wynosiła 25 - 27°C. Po zmniejszeniu obrotów do normalnych mieszaninę homogenizowano przez 1 godzinę przy wyłączonym grzaniu w temperaturze w granicach 20 - 23°C.

Z uzyskanego produktu otrzymywano standardowe 0,5% mikroemulsje o następujących parametrach:

pH 0,5% - 9,15, korozja dla stali: 0,08 dla miedzi: 0,07.

175 266

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Koncentrat mikroemulsyjny do płynów hydraulicznych, zawierający olej mineralny, benzotriazol, glikol butylowy, mieszaninę alkilobenzenosulfonianu sodu i wapnia oraz wodę, znamienny tym, że składa się z 35 - 45, korzystnie 39 części wagowych składnika A, stanowiącego mieszaninę 10 - 30, korzystnie 20 części wagowych oleju mineralnego, 1 - 5, korzystnie 3 części wagowe benzotriazolu, 1 - 5, korzystnie 1,5 części wagowych glikolu butylowego, 10 - 30, korzystnie 11 części wagowych 1,3,5-triazin-1,3,5-(2H, 4h, 6H)-trietanolu, 10 - 30, korzystnie 20 części wagowych mieszaniny alkilobenzenosulfonianu sodu i wapnia, 10 - 30, korzystnie 20 części wagowych amidoboranu sebacynowego, 10 - 16, korzystnie 14 części wagowych wody sanitarnej, 1-2, korzystnie 1,5 części wagowych środka silikonowego, 4 - 10, korzystnie 6 części wagowych składnika B, stanowiącego olej mineralny z obniżoną zawartością siarki, nie więcej niż 1, korzystnie 0,7% wagowych i pierścieni aromatycznych RT nie więcej niż 0,40, korzystnie 0,30, zawierającego do 0,5% pochodnej triazynowej oraz 50 - 60, korzystnie 55 części wagowych składnika C, będącego wodą sanitarną o twardości ogólnej 4 -10, korzystnie 5, pH 6,5 - 8,8, korzystnie 7,5.

2. Sposób wytwarzania koncentratu mikroemulsyjnego do płynów hydraulicznych, znamienny tym, że do mieszalnika wprowadza się 35 - 45, korzystnie 39 części wagowych składnika A, zawierającego 10 - 30, korzystnie 20 części wagowych oleju mineralnego, 1 - 5, korzystnie 3 części wagowe benzotriazolu, 1 - 5, korzystnie 1,5 części wagowych glikolu butylowego, 10 - 30 korzystnie 11 części wagowych 1,3,5-triazin-1,3,5-(2H, 4H, 6H)-trietanolu, 10 - 30 korzystnie 20 części wagowych mieszaniny alkilobenzenosulfonianu sodu i wapnia, 10 - 30, korzystnie 20 części wagowych amidoboranu sebacynowego, 10 - 16, korzystnie 14 części wagowych wody sanitarnej, 1-2, korzystnie 1,5 części wagowych środka silikonowego, następnie mieszając przy umiarkowanych obrotach mieszadła, dodaje się 4 -10, korzystnie 6 części wagowych składnika B, stanowiącego olej mineralny z obniżoną zawartością siarki, nie więcej niż 1, korzystnie 0,7% wagowych i pierścieni aromatycznych RT nie więcej niż 0,40, korzystnie 0,30, zawierającego do 0,5% pochodnej triazynowej, utrzymując temperaturę mieszaniny na poziomie 35 - 55°C, korzystnie 40 - 45°C przez 0,1 - 3,0 godz. korzystnie 1 godz., po czym włącza się mieszadło na obroty maksymalne i w temperaturze 15 - 30°C, korzystnie 20°C dodaje się 50 - 60, korzystnie 55 części wagowych składnika C, będącego wodą sanitarną o twardości ogólnej 4 -10, korzystnie 5, pH 6,5 - 8,5, korzystnie 7,5 z szybkością 1 - 30% na minutę, utrzymując w czasie dodawania składnika C temperaturę powyżej 25 - 30°C, korzystnie powyżej 25°C, po czym zmniejsza się obroty do normalnych, wyłącza się grzanie a po 0,1 - 2 godz., korzystnie 0,5 godz. wyłącza się mieszadła.