PL218550B1

PL218550B1 - Slow-burning aqueous hydraulic fluid

Info

Publication number: PL218550B1
Application number: PL393636A
Authority: PL
Inventors: Marian Włodzimierz Sułek; Anna Bąk; Tomasz Wasilewski; Jan Wachowicz; Andrzej Józef Pytlik
Original assignee: Główny Inst Górnictwa; Politechnika Radomska Im Kazimierza Pułaskiego
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2014-12-31
Also published as: PL393636A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest trudnopalna wodna ciecz hydrauliczna do stosowania w przemyśle, zwłaszcza w górnictwie.The subject of the invention is a flame-retardant hydraulic hydraulic fluid for use in industry, especially in mining.

Ciecze stosowane w układach hydraulicznych dzielą się na palne i niepalne (trudnopalne). W praktyce, do napędów hydraulicznych, stosowane są głównie oleje hydrauliczne. Są to oleje mineralne, syntetyczne, względnie roślinne. Ich właściwości mogą być modyfikowane przez inhibitory korozji, modyfikatory lepkości oraz dodatki antyutleniające i smarnościowe.Liquids used in hydraulic systems can be divided into flammable and non-flammable (slow-burning). In practice, mainly hydraulic oils are used for hydraulic drives. They are mineral, synthetic or vegetable oils. Their properties can be modified by corrosion inhibitors, viscosity modifiers, as well as antioxidant and lubricating additives.

Oleje hydrauliczne nie mogą być użyte w tych aplikacjach, w których występuje zagrożenie pożarowe. Ich użycie stwarza niebezpieczeństwo pożaru i nie mogą być stosowane w miejscach, gdzie występuje otwarty płomień lub wysokie temperatury, np. w górnictwie, energetyce, hutnictwie. Dlatego też trwają prace nad opracowaniem nowych, trudnopalnych cieczy hydraulicznych na bazie wody i dodatków modyfikujących jej niekorzystne właściwości.Hydraulic oils must not be used in applications where there is a risk of fire. Their use creates a fire hazard and they cannot be used in places where there is an open flame or high temperatures, e.g. in mining, power engineering, metallurgy. Therefore, work is underway on the development of new, flame-retardant hydraulic fluids based on water and additives modifying its unfavorable properties.

Rozróżnia się następujące, główne rodzaje trudnopalnych cieczy:The following main types of flame retardant liquids are distinguished:

1) HFC. Należą do najwcześniej opracowanych cieczy hydraulicznych. Stanowią wodne dyspersje polimerów o stężeniu substancji aktywnych w granicach 35-50%, ponadto zawierają do 10% dodatków uszlachetniających. Ze względu na nienajlepsze właściwości smarne nie zaleca się stosowania tego typu cieczy w układach, gdzie występują duże obciążenia węzłów tarcia.1) HFC. They belong to the earliest developed hydraulic fluids. They are water dispersions of polymers with the concentration of active substances in the range of 35-50%, moreover, they contain up to 10% of enriching additives. Due to the poor lubricating properties, it is not recommended to use this type of fluid in systems with high loads on friction junctions.

2) HFD. Głównym składnikiem tych cieczy są estry fosforanowe. Są one bezwodne, nietoksyczne, biologicznie obojętne. Podobnie jak oleje nie ulegają biodegradacji i stanowi to ich najpoważniejszą wadę. Charakteryzują się ponadto wysoką agresywnością w stosunku do uszczelnień gumowych. Zakres temperatury stosowania wynosi od -20°C do +70°C. Ich wadą jest higroskopijność i rozkład w wyniku hydrolizy. Przeszkodą w ich powszechnym stosowaniu jest ich wysoka cena.2) HFD. The main component of these liquids are phosphate esters. They are anhydrous, non-toxic and biologically inert. Like oils, they are not biodegradable and this is their most serious disadvantage. Moreover, they are characterized by high aggressiveness in relation to rubber seals. The application temperature range is from -20 ° C to + 70 ° C. Their disadvantage is hygroscopicity and degradation by hydrolysis. An obstacle to their widespread use is their high price.

3) HFB. Są emulsjami typu woda w oleju o maksymalnej zawartości części palnych na poziomie ok. 60%. Ze względu na wysokie stężenie oleju ciecze te posiadają wady podobne do typowych olejów mineralnych. Ponieważ ich stosowanie wymaga ściśle określonych, zawężonych warunków stosowania prace nad ich rozwojem zostały zahamowane i nie odgrywają one większej roli w przemyśle.3) HFB. They are water-in-oil emulsions with a maximum flammable content of about 60%. Due to the high concentration of oil, these liquids have disadvantages similar to those of typical mineral oils. As their application requires strictly defined, narrowed conditions of application, the works on their development have been slowed down and they do not play a major role in the industry.

4) HFAE - są to emulsje typu olej w wodzie, zawierające ok. 95% (V/V) wody. Podstawową wadą tych emulsji jest brak stabilności oraz słaba biodegradowalność. Pod wpływem czynników zewnętrznych: zmian temperatury, ciśnienia, a także zanieczyszczeń występujących w wodzie, może nastąpić rozdział faz i zmiana właściwości fizykochemicznych i użytkowych. Proces destabilizacji emulsji może być zdecydowanie ograniczony przez wprowadzenie emulgatorów, które nie zawsze są obojętne względem środowiska. Poza tym emulgatory, szczególnie jonowe, mogą reagować z zanieczyszczeniami znajdującymi się w wodzie, tworząc trudnorozpuszczalne sole. Stają się one dodatkowym źródłem zanieczyszczeń obniżających właściwości cieczy hydraulicznych. Ubytek emulgatora może powodować także destabilizację emulsji. Dlatego też do jej sporządzania należy używać wody o zdefiniowanym składzie i odpowiednim pH. Zaletami tych cieczy są dobre właściwości przeciwzużyciowe oraz kompatybilność z materiałami konstrukcyjnymi układu oraz uszczelnieniami.4) HFAE - these are oil-in-water emulsions, containing approx. 95% (V / V) of water. The main disadvantage of these emulsions is the lack of stability and poor biodegradability. Under the influence of external factors: changes in temperature, pressure, as well as impurities present in water, phase separation and a change in physicochemical and functional properties may occur. The emulsion destabilization process can be significantly limited by introducing emulsifiers, which are not always inert towards the environment. In addition, emulsifiers, especially ionic ones, can react with impurities in the water to form hardly soluble salts. They become an additional source of contaminants that lower the properties of hydraulic fluids. Loss of emulsifier can also destabilize the emulsion. Therefore, for its preparation, use water with a defined composition and appropriate pH. The advantages of these fluids are good anti-wear properties and compatibility with system construction materials and seals.

5) HFAM - stopień zdyspergowania fazy rozproszonej jest znacznie większy niż w przypadku cieczy HFAE. Ciecze te charakteryzują się lepszymi właściwościami przeciwzużyciowymi i antykorozyjnymi niż HFAE.5) HFAM - the degree of dispersion of the dispersed phase is much higher than in the case of HFAE liquids. These fluids have better anti-wear and anti-corrosion properties than HFAE.

6) HFAS - to roztwory różnych związków chemicznych w wodzie, zawierające ok. 95% (V/V) wody. Są one biodegradowalne, mniej podatne niż emulsje na działanie mikroorganizmów oraz działają mniej agresywnie na metale i uszczelnienia. Roztwory rzeczywiste aktywnych powierzchniowo związków w wodzie cechuje stabilność. Brak większego wpływu temperatury i czynników zewnętrznych na trwałość roztworów.6) HFAS - solutions of various chemical compounds in water, containing approx. 95% (V / V) of water. They are biodegradable, less susceptible than emulsions to microorganisms, and less aggressive to metals and seals. The real solutions of surface-active compounds in water are stable. No major influence of temperature and external factors on the stability of the solutions.

Trudnopalna wodna ciecz hydrauliczna zawierająca surfaktant anionowy, inhibitory piany, inhibitory korozji, biocyd i wodę, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera 0,10-5,00% wagowych zawierającej 15 atomów węgla pochodnej sarkozyny jako surfaktant anionowy, 0,01-0,40% wagowych emulsji silikonowej jako inhibitor piany, 0,01-0,60% biodegradowalnego i nietoksycznego inhibitora korozji, 0,01-0,60% wagowych roztworu metylochloroizotiazolinonu i metyloizotiazolinonu jako biocyd oraz 93,40-99,87% wagowych wody.Flame-retardant aqueous hydraulic fluid containing anionic surfactant, foam inhibitors, corrosion inhibitors, biocide and water, according to the invention is characterized in that it contains 0.10-5.00% by weight of a 15-carbon sarcosine derivative as an anionic surfactant, 0.01-0 , 40% by weight of silicone emulsion as a foam inhibitor, 0.01-0.60% by weight of a biodegradable and non-toxic corrosion inhibitor, 0.01-0.60% by weight of a solution of methylchloroisothiazolinone and methylisothiazolinone as a biocide and 93.40-99.87% by weight of water .

Trudnopalna wodna ciecz hydrauliczna według wynalazku jest roztworem rzeczywistym surfaktantów i dodatków modyfikujących właściwości korozyjne i pianotwórcze w wodzie. Ciecz zaliczono do grupy HFAS.The flame-retardant aqueous hydraulic fluid according to the invention is a real solution of surfactants and additives modifying the corrosive and foam-forming properties in water. The liquid was included in the HFAS group.

PL 218 550 B1PL 218 550 B1

Ciecz spełnia wymagania normy PN-C-96047:1998, stawiane trudnopalnym cieczom hydraulicznym z przeznaczeniem dla górnictwa („Ciecze hydrauliczne. Trudnopalne ciecze hydrauliczne HFAE i HFAS dla górnictwa. Wymagania i badania) oraz 7. Raportu Luksemburskiego.The fluid meets the requirements of the PN-C-96047: 1998 standard for fire-resistant hydraulic fluids intended for mining ("Hydraulic fluids. HFAE and HFAS flame-retardant hydraulic fluids for mining. Requirements and tests) and the 7th Luxembourg Report.

Ciecz według wynalazku charakteryzuje się znikomym pienieniem oraz doskonałymi właściwościami antykorozyjnymi w odniesieniu do stali, miedzi, cynku i aluminium. Ponadto charakteryzuje się bardzo dobrymi właściwościami smarnymi. Jest bezpieczna ekologicznie, nie generuje trujących odpadów, jest obojętna dermatologicznie oraz ulega biodegradacji.The liquid according to the invention is characterized by low foaming and excellent anti-corrosion properties in relation to steel, copper, zinc and aluminum. Moreover, it has very good lubricating properties. It is ecologically safe, does not generate poisonous waste, is dermatologically indifferent and biodegradable.

Przedmiot wynalazku opisany jest poniżej w przykładzie trudnopalnej cieczy hydraulicznej według wynalazku.The subject of the invention is described below in an example of a flame-retardant hydraulic fluid according to the invention.

Trudnopalna wodna ciecz hydrauliczna w przykładzie według wynalazku zawiera 1,5% wagowych zawierającej 15 atomów węgla pochodnej sarkozyny jako surfaktant anionowy, 0,2% wagowych emulsji silikonowej jako inhibitor piany, 0,5% wagowych biodegradowalnego i nietoksycznego inhibitora korozji, 0,3% wagowych roztworu metylochloroizotiazolinonu i metyloizotiazolinonu jako biocyd oraz 97,5% wagowych wody.The flame-retardant aqueous hydraulic fluid in the example of the invention contains 1.5 wt.% Of a 15-carbon sarcosine derivative as anionic surfactant, 0.2 wt.% Silicone emulsion as a foam inhibitor, 0.5 wt.% Biodegradable and non-toxic corrosion inhibitor, 0.3 wt.% by weight of a solution of methylchloroisothiazolinone and methylisothiazolinone as biocide and 97.5% by weight of water.

Claims

Flame-retardant aqueous hydraulic fluid containing anionic surfactant, foam inhibitor, corrosion inhibitor, biocide and water, characterized in that it contains 0.10-5.00% by weight of a 15-carbon sarcosine derivative as anionic surfactant, 0.01-0.40% by weight of silicone emulsion as a foam inhibitor, 0.01-0.60% biodegradable and non-toxic corrosion inhibitor, 0.01-0.60% by weight of a solution of methylchloroisothiazolinone and methylisothiazolinone as a biocide, and 93.40-99.87% by weight of water.