PL215913B1 - Biodegradowalny olej hydrauliczny - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest biodegradowalny olej hydrauliczny, wytwarzany na bazie produktów roślinnych, charakteryzujący się wysokimi właściwościami smarnymi, lepkościowo-temperaturowymi i ekologicznymi.

Znany z polskiego opisu polskiego zgłoszenia patentowego nr P- 377643 biodegradowalny środek smarowy wytworzony jest z udziałem estrów kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego lub dikarboksylowych kwasów organicznych i szeregu dodatków uszlachetniających. Znany z opisu polskiego zgłoszenia patentowego P-337408 biodegradowalny olej przekładniowo-hydrauliczny wskazuje estry jako składniki bazowe. Również biodegradowalny smar półpłynny, znany z polskiego opisu zgłoszenia patentowego P-381475 oraz biodegradowalny smar ciekły, znany z polskiego opisu zgłoszenia patentowego P-381476 wytworzone są na bazie syntetycznych olejów estrowych.

Układy napędu i sterowania hydraulicznego, ze względu na elastyczność działania i łatwość sterowania znalazły szerokie zastosowanie w konstrukcji maszyn i urządzeń przemysłowych, a także pojazdów mechanicznych. O niezawodnym działaniu maszyny ciśnieniowej oraz o trwałości jej elementów hydraulicznych w głównej mierze decyduje rodzaj i jakość stosowanej cieczy. Jest ona głównym nośnikiem energii i środkiem smarująco-konserwującym. Konsekwencją zwiększonych wymagań eksploatacyjnych jest obecność na rynku różnorodnych konstrukcyjnie układów hydraulicznych, pracujących w różnych warunkach. Skutkuje to stosowaniem specjalistycznych cieczy roboczych spełniających specyficzne wymagania często wąskiej grupy takich układów.

Do najszerzej stosowanych w układach hydraulicznych należą oleje na bazie ropy naftowej, wzbogacone pakietem odpowiednich dodatków. W szczególnych przypadkach używane są trudnopalne ciecze syntetyczne. Produkty naftowe, ze względu na pochodzenie i skład chemiczny są ekologicznie niebezpieczne. Zużycie naftowych olejów hydraulicznych w Polsce kształtuje się na poziomie przekraczającym 40 tys. ton rocznie. Zakładając, że ok. 50% świeżych olejów jest przekształcanych w ciągu roku do postaci oleju przepracowanego, problem dotyczy „wytwarzania” ogromnej ilości niebezpiecznych odpadów, zawierających bliżej nieokreśloną ilość substancji szkodliwych ekologicznie. Obecność w środowisku takiej ilości odpadów stanowi ważną przesłankę skłaniającą do poszukiwania przedsięwzięć umożliwiających zmniejszenie tego zagrożenia. Konieczne jest zastępowanie naftowych środków smarowych i cieczy roboczych produktami o mniejszej szkodliwości ekologicznej - nietoksycznymi i biodegradowalnymi. Jako zamienniki dla baz naftowych wskazuje się m.in. oleje roślinne. Najbardziej pozytywną cechą takich olejów jest duża zdolność do biodegradacji. W porównaniu z olejami naftowymi czy estrami syntetycznymi, oleje roślinne najszybciej ulegają biochemicznemu rozkładowi w środowisku naturalnym. Charakteryzują się biodegradowalnością w granicach 80-100%, niezależnie od pochodzenia i współczynnikiem szkodliwości dla wody WGK 0.

Z uwagi na możliwą interakcję ze środowiskiem, stosowanie biodegradowalnych cieczy hydraulicznych ma istotne znaczenie w układach stosowanych w maszynach pracujących na wolnym powietrzu. Warunki ich pracy są wyjątkowo ciężkie. Decydujące znaczenie ma wysokie ciśnienie i temperatura. Zapewnienie niezawodnej eksploatacji takich układów wymaga stosowania cieczy roboczych spełniających wysokie kryteria jakościowe, zarówno w zakresie właściwości fizykochemicznych, jak i odpornościowo-wytrzymałościowych. Ze względu na pracę w zmiennych warunkach temperaturowych otoczenia i wysokie obciążenia podstawowe znaczenie ma stosowanie cieczy o wysokim wskaźniku lepkości i właściwościach smarnych.

Celem wynalazku była eliminacja szkodliwych olejów hydraulicznych opracowanych na bazach produktów naftowych, dla ochrony naturalnego środowiska, a zadaniem technicznym było opracowanie składu chemicznego biodegradowalnego oleju hydraulicznego wytwarzanego na bazie produktów roślinnych.

Biodegradowalny olej hydrauliczny, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że zawiera od 90 do 95% masowych bazy olejowej, w postaci mieszaniny oleju rzepakowego i rycynowego, oraz od 5 do 10% masowych dodatków uszlachetniających, takich jak od 0,1 do 3% masowych depreasatora, od 4 do 10% masowych inhibitora utleniania typu fenolowego, od 0,5 do 3% masowych modyfikatora smarności i inhibitora korozji, zawierającego do 5,5% masowych fosforu i do 3% masowych azotu, oraz od 0,001 do 0,1% masowych modyfikatora właściwości przeciwpiennych. Korzystnie olej zawiera kopolimer metakrylanowostyrenowy jako depresator, a olej metylosilikonowy jako dodatek przeciwpienny.

Przedmiot wynalazku charakteryzuje się wysokimi właściwościami smarnymi, lepkościowotemperaturowymi i ekologicznymi. Biodegradowalny olej hydrauliczny ma skład jakościowy i ilościowy,

PL 215 913 B1 który zapewnia wymagany poziom właściwości fizykochemicznych i funkcjonalnych. Ponadto stopień biodegradacji oleju oceniony wg normy CEC -L-33-T-82 wynosi 80-90%.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na przykładzie stosowania biodegradowalnego oleju hydraulicznego.

Biodegradowalny olej hydrauliczny, w przykładowym zastosowaniu według wynalazku, zawiera od 5 do 10% masowych dodatków uszlachetniających oraz bazę z mieszaniny trójglicerydów wyższych kwasów tłuszczowych w ilości 95 do 90% masowych, charakteryzującą się następującymi pa₂ rametrami: lepkością kinematyczną w temperaturze 40°C w zakresie od 30 do 70 mm²/s, wskaźnikiem lepkości od 170 do 250, temperaturą zapłonu od 220 do 280°C, temperaturą krzepnięcia od -40 do 0°C, średnicą skazy od 0,30 do 1,00 mm, zdolnością do wydzielania powietrza od 0 do 7 min, odpornością na ścinanie od 0 do 5%, stopniem korozji na miedź od 1 do 3.

Biodegradowalny olej hydrauliczny zawiera jako dodatki uszlachetniające, od 0,1 do 3% masowych depresatora takiego jak kopolimer metakrylanowostyrenowy, 4 do 10% masowych inhibitora utleniania typu fenolowego, od 0,5 do 3% masowych modyfikatora smarności i inhibitora korozji, zawierającego do 5,5% masowych fosforu i do 3% masowych azotu, oraz od 0,001 do 0,1% masowych dodatku przeciwpiennego, w postaci oleju metylosilikonowego.

Biodegradowalny olej hydrauliczny charakteryzuje się lepkością kinematyczną w temperaturze ₂

40°C od 40 do 50 mm²/s, wskaźnikiem lepkości od 165 do 190, temperaturą płynięcia od -15 do -35°C, odpornością na pienienie od 80/20/30 do 0/0/0, średnicą skazy od 0,2 do 0,6 mm, zdolnością do przenoszenia obciążeń od 10 do 11 stopnia obciążenia niszczącego, odpornością na ścinanie od 0,04 do 1%, szybkością filtrowania od 200/200 do 300/300 s, biodegradacją od 75 do 85%.

P r z y k ł a d

Biodegradowalny olej hydrauliczny zawiera 93,677% masowych mieszaniny oleju rzepakowego i rycynowego (85% objętościowych oleju rzepakowego i 15% objętościowych oleju rycynowego), 5,09% masowych inhibitora utlenienia w postaci butylowanego hydroksytoluenu (2,6-di-tert-butylo-p-krezolu), 1,02% masowych modyfikatora właściwości smarnych i przeciwkorozyjnych w postaci mieszaniny fosforanów aminowych, 0,21% masowych depresatora w postaci kopolimeru metakrylanowostyrenowego oraz 0,003% masowych modyfikatora właściwości przeciwpiennych w postaci oleju metylosilikonowego.

Wytworzony według wynalazku olej charakteryzuje się następującymi właściwościami:

- lepkość kinematyczna w temperaturze 40°C

- wskaźnik lepkości

- temperatura zapłonu

- temperatura płynięcia

- odporność na pienienie

- średnica skazy

- zdolność do przenoszenia obciążeń

- odporność na ścinanie

- działanie korodujące na miedź

- stabilność termiczna

- właściwości przeciwkorozyjne w roztworze soli - szybkość filtrowania - biodegradacja

43,1 mm²/s

175

250°C

-30°C

80/20/30

0,4 mm stopień obciążenia niszczącego 0,05% stopień korozji stopień korozji brak korozji

240/250 s

80%

Claims (3)

1. Biodegradowalny olej hydrauliczny, znamienny tym, że zawiera od 90 do 95% masowych bazy olejowej, w postaci mieszaniny oleju rzepakowego i rycynowego, oraz od 5 do 10% masowych dodatków uszlachetniających, takich jak od 0,1 do 3% masowych depresatora, od 4 do 10% masowych inhibitora utleniania typu fenolowego, od 0,5 do 3% masowych modyfikatora smarności i inhibitora korozji, zawierającego do 5,5% masowych fosforu i do 3% masowych azotu, oraz od 0,001 do 0,1% masowych modyfikatora właściwości przeciwpiennych.

2. Biodegradowalny olej, według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera kopolimer metakrylanowostyrenowy jako depresator.

3. Biodegradowalny olej, według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera olej metylosilikonowy jako dodatek przeciwpienny.