PL218135B1 - Biodegradowalny smar plastyczny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest biodegradowalny smar plastyczny o korzystnych właściwościach reologicznych w niskich temperaturach, przeznaczony do stosowania w trakcji szynowej, zwłaszcza w kolejnictwie do smarowania powierzchni tocznych i obrzeży kół oraz w miejskiej komunikacji szynowej.

Znane smary biodegradowalne wytwarzane są z udziałem estrów oleju rzepakowego i alkoholi tłuszczowych, syntetycznych olejów estrowych, polioli, kompozycji oleju rzepakowego i olejów syntetycznych, kompozycji estrów alkoholi i kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego, oleju polialfaolefinowego i frakcji glicerynowej oksyetylenowanej tlenkiem etylu, zagęszczaczy typu soli wysokocząsteczkowych kwasów tłuszczowych, stearynianu cynku lub glinu, inhibitorów utlenienia i korozji oraz dodatków o działaniu przeciwzużyciowym i przeciwzatarciowym.

W polskim patencie PL 193 178 opisano biodegradowalny smar wielofunkcyjny, na bazie estrów oleju rzepakowego oraz zagęszczaczy litowych, zawierający od 80,0 do 90,0% wagowych estrów alkoholi kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego, od 4,2 do 10,7% wagowych 12-hydroksystearynianu litu, od 1,6 do 3,0% wagowych azelainianu litu, od 0,5 do 3,0% wagowych dialkiloditiokarbaminianu cynku, od 0,5 do 4,0% wagowych pochodnej difenyloaminy oraz od 0,5 do 1,5% wagowych dialkiloditiofosforanu wapnia.

Znany z polskiego patentu PL 193 337 biodegradowalny środek do smarowania zwrotnic i rozjazdów trakcji szynowej, zawiera od 80,0 do 90,0% wagowych estrów alkoholi kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego, od 4,0 do 10,4% wagowych kwasu 12-hydroksystearynowego, od 1,5 do 2,8% wagowych kwasu azelainowego, od 1,2 do 3,2% wagowych wodorotlenku litu, od 0,5 do 4,0% wagowych pochodnej difenyloaminy oraz od 0,5 do 1,5% wagowych dialkiloditiofosforanu wapnia i od 0,5 do 3,0% koloidalnego grafitu.

Zgodnie z polskim patentem PL 196 724 środek smarno - technologiczny, zwłaszcza do rozjazdów torowisk i obrzeży kół pojazdów szynowych, zawiera 30 - 70 części wagowych adypinianu dwubutylu i/lub 40 - 70 części wagowych ftalanu dwubutylu i/lub dwuoktylu, 10 do 25 części wagowych stearynianu cynku i/lub glinu z dodatkiem mieszaniny fazowej zawierającej karbamid, talk i rozdrobnioną celulozę. Ponadto smar może zawierać mieszaninę mikrowosku polietylenowego ze sproszkowanym cynkiem.

Według patentu PL 204 776 smar biodegradowalny zawiera 3,5 - 6,5% masowych 12-hydroksystearynianu wapnia, 0,5 - 2,0% masowych dialkiloditiofosforanu cynku o zawartości 14,3 - 21% siarki i 6,8 - 9,9% fosforu oraz 80 - 95% masowych kompozycji oleju rzepakowego i ftalanu 2-etyloheksylowego, przy zachowaniu stosunku masowego oleju rzepakowego do ftalanu 2-etyloheksylowego od 1:3 do 3:1.

Znany z polskiego zgłoszenia patentowego P 386 853 biodegradowalny smar zawiera olej bazowy, w tym: 10 - 80 cg/g estrów alkoholi kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego, 10 - 30 cg/g oleju polialfaolefinowego, 2 - 10 cg/g frakcji glicerynowej oksyetylenowanej 15 molami tlenku etylenu i 0 - 20 cg/g estrów pentaerytrytu, zagęszczacz, w tym: 8 - 13 cg/g 12-hydroksystearynianu litu, 0,7 - 3 cg/g stearynianu litu, dyspergator zagęszczacza, w tym 0 - 0,5 cg/g kwasu salicylowego i/lub jego pochodnej alkilowej, 0 - 0,2 cg/g kwasu borowego, inhibitor utlenienia: 0 - 3 cg/g chinoliny i/lub jej pochodnej, dodatek smarnościowy: 0,5 - 2 cg/g dialkiloditiokarbaminianu cynku, inhibitor korozji: 0,0 - 2,0 cg/g dialkiloditiofosforanu wapnia.

W polskim zgłoszeniu patentowym P 385 577 opisano biodegradowalny środek smarno - technologiczny dla skojarzeń i węzłów tribologicznych. Środek ten zawiera od 5 do 100 części wagowych polioli korzystnie triolu polioksyalkilenowego oraz 5 do 40 części wagowych kopolimeru styrenakrylonitryl w stosunku od 85 - 15 do 50 - 50% wagowych w odniesieniu do triolu polioksyetylenowego oraz od 5 do 75 części wagowych stearynianu cynku a także korektor, korzystnie w postaci pigmentu żelazowego, w ilości 0,1 do 4,5 części wagowych.

Według polskiego zgłoszenia patentowego P 381 476 biodegradowalny smar ciekły zawiera od 40 do 90% syntetycznych olejów estrowych, od 30 do 60% średniołańcuchowych alfaolefin, np. dodecenu, mikrowosków polietylenowych zawierających głównie dodecen oraz od 0,1 do 5% inhibitorów korozji, takich jak amidy i sole amonowe kwasów tłuszczowych, np. dietyloamid kwasów oleju kokosowego, pochodne triazolowe z grupy benzotriazoli takie jak toluenotriazol oraz produkt utleniania, zabojętnienia i amidacji za pomocą amoniaku mieszaniny kwasów tłuszczowych i żywicznych.

Znany z polskiego zgłoszenia patentowego P 381 475 biodegradowalny smar półpłynny zawiera od 50 do 80% syntetycznych olejów estrowych, takich jak np. adypinian dioktylu, adypinian didecylu, stePL 218 135 B1 aryniany cynku i/lub glinu w ilości 0 do 40%, polietery poliole w ilości od 0 do 50%, poliole polimeryczne korzystnie sczepione kauczukiem np. nitrylowym w ilości od 5 do 50%, proszki, pyły lub pasty cynku i/lub glinu w ilości od 1 do 10%, grafit w ilości od 0 do 5%, trójetanoloaminę w ilości od 1 do 5% oraz od 0,1 do 5% inhibitory korozji, takie jak amidy i sole amonowe kwasów tłuszczowych, np. dietanoloamid kwasów oleju kokosowego, pochodne triazolowe z grupy benzotriazoli takie jak toluenotriazol, dyspergator np. alkenobursztynowy oraz produkt utleniania, zobojętniania i amidacji za pomocą amoniaku mieszaniny kwasów tłuszczowych i żywicznych.

Stwierdzono, że biodegradowalny smar plastyczny o dobrych właściwościach eksploatacyjnych, korzystnych właściwościach reologicznych w niskich temperaturach i wysokiej zdolności przetłaczania przez układy centralnego smarowania, przeznaczony do stosowania w trakcji szynowej, zwłaszcza do smarowania powierzchni tocznych i obrzeży kół oraz w miejskiej komunikacji szynowej, jako środek ograniczający hałas emitowany przy eksploatacji pojazdów szynowych, wytworzyć można stosując kompozycję olejów estrowych pochodzenia naturalnego i syntetycznego, ewentualnie z syntetycznymi olejami węglowodorowymi, oraz zagęszczacza w postaci wapniowych i/lub litowych soli wysokocząsteczkowych kwasów tłuszczowych, korzystnie kwasu 12-hydroksystearynowego, polimerowego dodatku polialkilometakrylanowego i kompozycji dodatków zawierającej fenolowy inhibitor utlenienia i dialkiloditiofosforan cynku.

Zgodnie z wynalazkiem, biodegradowlany smar plastyczny zawiera 3,0 do 10,0 części masowych soli wapniowej i/lub litowej wysokocząsteczkowych kwasów tłuszczowych, korzystnie kwasu 12-hydroksystearynowego, 0,5 do 4,0 części masowych dialkiloditiofosforanu cynku, zawierającego 14 - 21% siarki i 6,8 - 9,9% fosforu, 0,05 do 0,5 części masowych fenolowego inhibitora utlenienia, korzystnie 2-6-di-tert-butylo-p-krezolu, 0,01 do 0,5 części masowych polialkilometakrylanu, korzystnie w postaci roztworu w oleju estrowym, oraz 75 do 95 części masowych kompozycji oleju estrowego pochodzenia naturalnego i syntetycznego, zwłaszcza oleju rzepakowego i adypinianu diizooktylowego, korzystnie z syntetycznym olejem węglowodorowym, najlepiej polialfaolefinowym, przy zachowaniu stosunku masowego oleju estrowego pochodzenia naturalnego do olejów syntetycznych od 1:3 do 3:1

Biodegradowlany smar plastyczny według wynalazku w pełni rozwiązuje postawione zagadnienie techniczne.

Wynalazek objaśniono szczegółowo w przedstawionych poniżej przykładach jego realizacji.

P r z y k ł a d 1

Do reaktora zawierającego 45,0 kg oleju rzepakowego o liczbie zmydlenia 210 mg KOH/g i liczbie kwasowej 0,25 mg KOH/g wprowadzono 4,1 kg kwasu 12-hydroksystearynowego. Po ogrzaniu do temperatury 80°C, wprowadzono uprzednio przygotowaną zawiesinę zawierającą 0,85 kg wapna hydratyzowanego oraz 9,5 kg kondensatu wodnego. Reakcję neutralizacji prowadzono w znany sposób w temperaturze 80 - 85°C w ciągu 2 godzin. Po odparowaniu wody i zdyspergowaniu zagęszczacza, wprowadzono kompozycję zawierającą 30,36 kg oleju rzepakowego oraz 18,84 kg adypinianu diizooktylowego.

Temperaturę 90°C utrzymywano w ciągu 30 minut a następnie wprowadzono 0,15 kg roztworu olejowe₂ go polialkilometakrylanu o lepkości kinematycznej 1780 mm²/s w temperaturze 100°C, 1,5 kg dialkiloditiofosforanu cynku, zawierającego 6,3% fosforu i 11,9% siarki oraz 0,10 kg 2-6-di-tert-butylop-krezolu. Zawartość reaktora mieszano przez okres 1 godziny do ujednorodnienia i poddano homogenizacji w tarczowym młynie koloidalnym.

W temperaturze 25°C wytworzony smar posiadał penetrację 298 mm/10 a w temperaturze - 20°C penetrację 261 mm/10 i lepkość, strukturalną 64,7 Pas. Temperatura kroplenia smaru wynosiła 121°C.

P r z y k ł a d 2

Do reaktora zawierającego 51,9 kg oleju rzepakowego o liczbie zmydlenia 212,5 mg KOH/g i liczbie kwasowej 0,20 mg KOH/g wprowadzono 6,5 kg kwasu 12-hydroksystearynowego. Po ogrzaniu do temperatury 85°C, wprowadzono uprzednio przygotowaną zawiesinę zawierającą 1,0 kg monohydratu wodorotlenku litu oraz 12 kg kondensatu wodnego. Reakcję neutralizacji prowadzono w znany sposób w temperaturze 85 - 90°C w ciągu 2 godzin, po czym odparowano wodę. Następnie dyspergowano zagęszczacz w oleju prowadząc proces w temperaturze 135°C w ciągu 0,5 godziny, stosując intensywne mieszanie. Po wytworzeniu plastycznej struktury, smar chłodzono dynamicznie do temperatury 110°C, po czym wprowadzono porcjami kompozycję zawierającą 26,5 kg oleju rzepakowego ₂ oraz 13,8 kg oleju polialfaolefinowego o lepkości kinematycznej 7,8 mm²/s w temperaturze 100°C. Zawartość reaktora mieszano w ciągu 1 godziny, utrzymując temperaturę 105 ± 5°C a następnie wprowadzono 1,0 kg dialkiloditiofosforanu cynku, zawierającego 7,1% fosforu i 14,8% siarki, 0,10 kg 2-6-di-tert-butylo-p-krezolu oraz 0,10 kg roztworu olejowego polialkilometakrylanu. Smar chłodzono

PL 218 135 B1 dynamicznie do uzyskania temperatury 55°C, po czym poddano homogenizacji w tarczowym młynie koloidalnym przy szczelinie 0,2 mm. W temperaturze 25°C wytworzony smar posiadał penetrację 337 mm/10, a w temperaturze - 20°C penetrację 232 mm/10 i lepkość strukturalną 79 Pas. Temperatura kroplenia smaru wynosiła 183°C.

P r z y k ł a d 3

Do reaktora zawierającego 69,1 kg oleju rzepakowego o liczbie zmydlenia 209,5 mg KOH/g i liczbie kwasowej 0,18 mg KOH/g wprowadzono 5,3 kg kwasu 12-hydroksystearynowego o liczbie zmydlenia 196 mg KOH/g. Po ogrzaniu do temperatury 80°C, wprowadzono uprzednio przygotowaną zawiesinę zawierającą 1,1 kg wapna hydratyzowanego zawierającego 58,5% aktywnego tlenku wapnia oraz 11 kg kondensatu wodnego. Reakcję neutralizacji prowadzono w ciągu 2 godzin, utrzymując temperaturę 85 - 95°C, po czym odparowano wodę i zdyspergowano zagęszczacz. Następnie wprowadzono 23 kg sebacynianu diizooktylu i mieszano w ciągu 1 godziny. Po całkowitym ujednorodnieniu do reaktora wprowadzono 2 kg dialkiloditiofosforanu cynku, zawierającego 0,5 kg roztworu olejowego 6,8% fosforu i 14,2% siarki 0,10 kg 2-6-di-tert-butylo-p-krezolu oraz 0,10 kg roztworu olejowego polialkilometakrylanu. Smar chłodzono dynamicznie do uzyskania temperatury 55°C, po czym poddano homogenizacji w tarczowym młynie koloidalnym przy szczelinie 0,2 mm.

W temperaturze 25°C wytworzony smar posiadał penetrację 361 mm/10, a w temperaturze - 20°C penetrację 253 mm/10 i lepkość strukturalną 51 Pas. Temperatura kroplenia smaru wynosiła 119°C.

Claims (1)

1. Biodegradowalny smar plastyczny zawierający oleje estrowe pochodzenia naturalnego i syntetycznego, zagęszczacze w postaci soli wapniowych i/lub litowych wysokocząsteczkowych kwasów tłuszczowych oraz dodatki o działaniu antyutleniającym, antykorozyjnym i smarnym, znamienny tym, że zawiera 3,0 do 10,0 części masowych soli wapniowej i/lub litowej wysokocząsteczkowych kwasów tłuszczowych, korzystnie kwasu 12-hydroksystearynowego, 0,5 do 4,0 części masowych dialkiloditiofosforanu cynku, zawierającego 14 - 21% siarki i 6,8 - 9,9% fosforu, 0,05 do 0,5 części masowych fenolowego inhibitora utlenienia, korzystnie 2-6-di-tert-butylo-p-krezolu, 0,01 do 0,5 części masowych polialkilometakrylanu, oraz 75 do 95 części masowych kompozycji oleju estrowego pochodzenia naturalnego i syntetycznego, zwłaszcza oleju rzepakowego i adypinianu diizooktylowego, korzystnie z syntetycznym olejem węglowodorowym, najlepiej polialfaolefinowym, przy zachowaniu stosunku masowego oleju estrowego pochodzenia naturalnego do olejów syntetycznych od 1 : 3 do 3 :1.