PL226808B1

PL226808B1 - Biodegradowalny smar plastyczny

Info

Publication number: PL226808B1
Application number: PL400119A
Authority: PL
Inventors: Anna Zajezierska
Original assignee: Inst Nafty I Gazu
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2017-09-29
Also published as: PL400119A1

Abstract

Biodegradowalny smar plastyczny zawiera 75 do 95 części masowych syntetycznego oleju poliolestrowego, otrzymanego w reakcji syntezy kwasów monokarboksylowych C5 - C10 i wyższych kwasów tłuszczowych oraz alkoholi wielowodorotlenowych o strukturze neopentylu, takich jak trimetylolopropan, 3 do 25 części masowych nieorganicznego zagęszczacza typu montmorylonitu modyfikowanego solą amoniową, 0,01 do 1,0 części masowych fenolowego inhibitora utlenienia typu 2-6-di-tert-butylo-p-krezolu, 0,01 do 0,5 części masowych inhibitora korozji typu pochodnej 1,2,3 triazolu, 0,01 do 0,5 części masowych inhibitora korozji, typu kwaśnego estru alkenobursztynowego, 0,1 do 0,5 części masowych dodatku adhezyjnego typu poliizobutylenu i/lub kopolimeru styrenu i butadienu oraz 5 do 50 części masowych proszku metalicznego glinu i/lub cynku w postaci pasty lub pyłu o uziarnieniu poniżej 5 µm.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest biodegradowalny smar plastyczny o korzystnych właściwościach smarnych i reologicznych w niskich temperaturach, przeznaczony do stosowania w układach jezdnych pojazdów szynowych oraz zwrotnicach i rozjazdach szyn.

Znane smary biodegradowalne wytwarzane są z udziałem estrów oleju rzepakowego i alkoholi tłuszczowych, syntetycznych olejów estrowych, kompozycji oleju rzepakowego i olejów syntetycznych, kompozycji zawierającej estry alkoholi i kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego, olej polialfaolefinowy i frakcję glicerynową oksyetylenowaną tlenkiem etylenu i estry pentaerytrytu, zagęszczaczy typu soli wysokocząsteczkowych kwasów tłuszczowych, stearynianu cynku lub glinu oraz inhibitorów utlenienia i korozji, dodatków o działaniu przeciwzużyciowym, grafitu koloidalnego lub proszków cynku i glinu.

W opisie patentowym PL 193 178 przedstawiono 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 opisu patentowego 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.

W opisie patentowym PL 196 724 ujawniono środek smarno - technologiczny, zwłaszcza do rozjazdów i torowisk i obrzeży kół pojazdów szynowych, który zawiera 30-70 części wagowych adypinianu dwubutylu i/lub 40-70 części wagowych ftalanu dwubutylu i/lub dwuoktylu, 10-25 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.

Smar biodegradowalny według opisu PL 204 776 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 opisu patentowego PL 204 041 biodegradowalny smar dla trakcji szynowej, zawiera 1,5 do 5,0% masowych 12-hydroksystearynianu wapnia, 1,0 do 3,0% masowych roztworu olejowego kauczuku naturalnego, 0,5 do 2,0% masowych dialkiloditiofosforanu cynku o zawartości 6,8-9,9% fosforu i 14,3-21% siarki, 5,0 do 10,0% masowych grafitu oraz 80,0 do 90,2% masowych kompozycji oleju rzepakowego i syntetycznego oleju estrowego - ftalanu 2-etyloheksylowego, przy zachowaniu stosunku masowego oleju rzepakowego do ftalanu 2-etyloheksylowego od 1:3 do 3:1.

W polskim zgłoszeniu patentowym P 386 853 opisano smar biodegradowalny zawierający 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, w tym 0-3 cg/g chinoliny i/lub jej pochodnej, dodatki smarnościowe: 0,5-2 cg/g dialkiloditiokarbaminianu cynku, inhibitor korozji 0,0-2,0 cg/g dialkiloditiofosforanu wapnia.

Według polskiego zgłoszenia patentowego P 394 099 biodegradowalny 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

PL 226 808 B1 i adypinianu diizooktylowego, sebacynianu diizooktylowego oraz korzystnie syntetycznego oleju węglowodorowego, najlepiej polialfaolefinowego, przy zachowaniu stosunku masowego oleju estrowego pochodzenia naturalnego do olejów syntetycznych od 1:3 do 3:1.

W polskim zgłoszeniu patentowym P 396 108 opisano biodegradowalny środek smarny zawierający 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, 0,5 do 3,0 części masowych roztworu olejowego kauczuku naturalnego, 0,01 do 0,5 części masowych poliakrylometakrylanu, korzystnie w postaci roztworu w oleju estrowym, 0,5 do 10,0 części masowych grafitu koloidalnego oraz 75 do 95 części masowych kompozycji oleju estrowego pochodzenia naturalnego i syntetycznego, zwłaszcza oleju rzepakowego i adypinianu diizooktylowego, sebacynianu diizooktylowego, korzystnie z syntetycznym olejem węglowodorowym, najczęściej polialfaolefinowym, przy zachowaniu stosunku masowego oleju estrowego pochodzenia naturalnego do olejów syntetycznych od 1:3 do 3:1.

W polskim zgłoszeniu patentowym P 381 475 opisano biodegradowalny smar półpłynny, zawierający 50 do 80% syntetycznych olejów estrowych, takich jak adypinian dioktylu, adypinian didecylu, stearyniany cynku i/lub glinu w ilości od 0 do 40%, polietery poliole w ilości od 0 do 50%, poliole polimeryczne korzystnie szczepione kauczukiem na przykład nitrylowym w ilości od 5 do 50%, proszki, pyły lub pasty cynku i/lub glinu w ilości od 1 do 10%, grafit w ilości 0 do 5%, trójetanoloamina w ilości od 1 do 5% oraz 0,1 do 5% inhibitorów korozji, takich jak amidy i sole amoniowe kwasów tłuszczowych, np. dietanoloamid kwasów oleju kokosowego, pochodne triazolowe z grupy benzotriazoli takie jak toluenotriazol, dyspergator np. amid alkenobursztynowy oraz produkt utlenienia, zobojętnienia i amidacji za pomocą amoniaku mieszaniny kwasów tłuszczowych i żywicznych.

Według polskiego zgłoszenia patentowego P 385 577 biodegradowalny środek smarno - technologiczny dla skojarzeń i węzłów tribologicznych zawiera od 5 do 100 części wagowych polioli korzystnie triolu polioksyalkilenowego oraz 5 do 40 części wagowych kopolimeru styren - arylonitryl w stosunku od 85:15 do 50:50% wagowych w odniesieniu do triolu polioksyalkilenowego oraz 5 do 75 części wagowych stearynianu cynku, a także korektor, korzystnie w postaci pigmentu żelazowego w ilości 0,1 do 4,5 części wagowych.

Stwierdzono, że biodegradowalny smar plastyczny o dobrych właściwościach eksploatacyjnych, szczególnie dobrych właściwościach przeciwzużyciowych, korzystnych właściwościach reologicznych w niskich temperaturach i dobrej adhezji do powierzchni metalowych, charakteryzujący się ponadto wysoką zdolnością penetracji do węzłów tarcia, zwłaszcza zwrotnic i rozjazdów szyn trakcji szynowej, wytworzyć można stosując syntetyczne oleje estrowe, szczególnie poliolestry, otrzymywane w reakcji syntezy kwasów monokarboksylowych C5-C10 i wyższych kwasów tłuszczowych oraz alkoholi wielowodorotlenowych o strukturze neopentylu, takich jak trimetylolopropan, nieorganiczny zagęszczacz, typu modyfikowanego montmorylonitu, kompozycję dodatków zawierającą fenolowy inhibitor utlenienia, inhibitor korozji typu pochodnej 1,2,3 triazolu, inhibitor korozji, taki jak kwaśny ester alkenobursztynowy, polimerowy dodatek adhezyjny, typu poliizobutylenu i/lub kopolimeru styrenu i butadienu oraz proszek metaliczny glinu i/lub cynku o uziarnieniu poniżej 5 μm.

Według wynalazku biodegradowalny smar plastyczny, zawierający syntetyczne oleje estrowe, nieorganiczny zagęszczacz typu modyfikowanego montmorylonitu oraz dodatki o działaniu antyutleniającym, antykorozyjnym, smarnym i adhezyjnym, o dobrych właściwościach smarnych i reologicznych w niskich temperaturach, charakteryzuje się tym, że zawiera 75 do 95 części masowych syntetycznego oleju poliolestrowego, otrzymanego w reakcji syntezy kwasów monokarboksylowych C5-C10 i wyższych kwasów tłuszczowych oraz alkoholi wielowodorotlenowych o strukturze neopentylu, takich jak trimetylolopropan, 3 do 25 części masowych nieorganicznego zagęszczacza typu montmorylonitu modyfikowanego solą amoniową, 0,01 do 1,0 części masowych fenolowego inhibitora utlenienia typu 2-6-di-tert-butylo-p-krezolu, 0,01 do 0,5 części masowych pochodnej 1,2,3 triazolu, korzystnie benzotriazolu, 0,01 do 0,5 części masowych inhibitora korozji typu kwaśnego estru alkenobursztynowego, 0,1 do 0,5 części masowych poliizobutylenu, korzystnie w postaci roztworu w oleju estrowym i/lub kopolimeru styrenu i butadienu, korzystnie w postaci roztworu w oleju estrowym oraz 5 do 50 części masowych proszku metalicznego glinu i/lub cynku w postaci pasty lub pyłu o uziarnieniu poniżej 5 μm.

Wynalazek objaśniono szczegółowo w przedstawionych poniżej przykładach:

PL 226 808 B1

P r z y k ł a d 1

Do reaktora zaopatrzonego w sprawne mieszadło wprowadzono 85,5 części masowych oleju ₂ poliolestrowego, o lepkości kinematycznej 89,3 mm²/s w temperaturze 40°C, otrzymanego w wyniku syntezy trimetylolopropanu i modyfikowanych kwasów tłuszczowych oraz 5,5 części masowych bentonitu modyfikowanego czwartorzędową solą amoniową. Zawartość reaktora mieszano w temperaturze 20±5°C, w ciągu 2 godzin, po czym wprowadzono 2,8 części masowych acetonu i kontynuowano mieszanie przez 1,5 godziny. Po wytworzeniu plastycznej struktury, do reaktora wprowadzono 0,25 części masowych 2-6-di-tert-butylo-p-krezolu, 0,15 części masowych benzotriazolu, 0,01 części masowych kwaśnego estru alkenobursztynowego i 0,10 części masowych roztworu wysokocząsteczkowego poliizobutylenu w oleju estrowym, 5 części masowych 10% roztworu kopolimeru butadienowo - styrenowego w oleju estrowym oraz 5 części masowych proszku aluminium w postaci pyłu o uziarnieniu 3-5 μm. Zawartość reaktora mieszano przez okres 1 godziny do ujednorodnienia, po czym poddano homogenizacji w tarczowym młynie koloidalnym, przy szczelinie 0,1 mm. Wytworzony smar charakteryzuje się penetracją 376 mm/10 w temperaturze 25°C, temperaturą kroplenia powyżej 150°C oraz odpornością na działanie wody. Lepkość strukturalna smaru oznaczona w temperaturze -30°C wynosi 980 Pas. Smar posiada dobre właściwości przeciwzużyciowe: średnica śladu zużycia elementów badawczych w badaniu w aparacie 4-ro kulowym po 1 godzinnym teście przy obciążeniu 20 kg wynosi 0,63 mm. Smar charakteryzuje się wysokim stopniem degradacji biologicznej: biodegradowalność w wodzie według testu CEC L-33-A-94 wynosi 84,5%.

P r z y k ł a d 2

Do reaktora zawierającego 78,5 części masowych oleju poliolestrowego o lepkości kinematycz₂ nej 46,9 mm²/s w temperaturze 40°C, otrzymanego w wyniku syntezy trimetylolopropanu i oleiny dodano 9,5 części masowych modyfikowanego bentonitu. Uruchomiono system mieszania reaktora i dyspergowano zagęszczacz w oleju w ciągu 2 godzin. Następnie wprowadzono 3,3 części masowych kondensatu wodnego i kontynuowano mieszanie przez 1,5 godziny. Wytworzony smar poddano homogenizacji w tarczowym młynie koloidalnym, przy szczelinie 0,1 mm, przy włączonym systemie cyrkulacji instalacji. Następnie do reaktora wprowadzono: 0,5 części masowych 2-6-di-tert-butylo-p-krezolu, 0,20 części masowych benzotriazolu, 0,05 części masowych kwaśnego estru alkenobursztynowego, 1,1 części masowych 10% roztworu kopolimeru butadienowo - styrenowego w oleju estrowym oraz 9,5 części masowych proszku metalicznego cynku o uziarnieniu poniżej 5 μm. Zawartość reaktora mieszano przez okres 1,5 godziny do ujednorodnienia, po czym poddano powtórnie homogenizacji w tarczowym młynie koloidalnym, przy szczelinie 0,2 mm. Wytworzony smar w temperaturze 25°C charakteryzuje się penetracją 287 mm/10, temperaturą kroplenia powyżej 150°C, odpornością na działanie wody oraz dobrymi właściwościami reologicznymi w niskich temperaturach: lepkość strukturalna w temperaturze -35°C wynosi 790 Pas. Smar charakteryzuje się wysokim stopniem degradacji biologicznej - biodegradowalność w wodzie według testu CEC L-33-A-94 wynosi 83,9%.

P r z y k ł a d 3

Do reaktora zaopatrzonego w mieszadło wprowadzono 78,5 części masowych oleju poliole₂ strowego, o lepkości kinematycznej 90,1 mm²/s w temperaturze 40°C, otrzymanego w wyniku syntezy trimetylolopropanu i modyfikowanych kwasów tłuszczowych oraz 6,7 części masowych modyfikowanego bentonitu. Uruchomiono system mieszania reaktora i dyspergowano zagęszczacz w oleju w ciągu 2 godzin. Następnie wprowadzono 4,2 części masowych acetonu i kontynuowano mieszanie przez 1,5 godziny. Wytworzony smar poddano homogenizacji w tarczowym młynie koloidalnym, przy szczelinie 0,1 mm, przy włączonym systemie cyrkulacji instalacji. Po uzyskaniu jednorodnego produktu o gładkiej teksturze do reaktora wprowadzono 0,3 części masowych 2-6-di-tert-butylo-p-krezolu, 0,2 części masowych pochodnej benzotriazolu, 0,02 części masowych kwaśnego estru alkenobursztynowego, 1,3 części masowych 10% roztworu kopolimeru butadienowo - styrenowego w oleju estrowym oraz 11,5 części masowych pasty aluminiowej zawierającej 65% proszku aluminium o uziarnieniu poniżej 5 μm. Mieszanie kontynuowano przez 1 godzinę, po czym wytworzony smar poddano hom ogenizacji w tarczowym młynie koloidalnym przy szczelinie 0,2 mm. Uzyskany produkt charakteryzuje się penetracją 345 mm/10 w temperaturze 25°C, temperaturą kroplenia powyżej 150°C oraz odpornością na działanie wody. Smar posiada dobre właściwości przeciwzużyciowe: średnica śladu zużycia elementów badawczych w badaniu w aparacie 4-ro kulowym po 1 godzinnym teście przy obciążeniu 20 kg wynosi 0,58 mm. Biodegradowalność w wodzie oznaczona według testu CEC L-33-A-94 wynosi 81,7%.

Claims

Zastrzeżenie patentowe

1. Biodegradowalny smar plastyczny zawierający syntetyczne oleje estrowe, nieorganiczny zagęszczacz typu modyfikowanego montmorylonitu oraz dodatki o działaniu antyutleniającym, antykorozyjnym, smarnym i adhezyjnym, znamienny tym, że zawiera 75 do 95 części masowych syntetycznego oleju poliolestrowego, otrzymanego w reakcji syntezy kwasów monokarboksylowych C5-C10 i wyższych kwasów tłuszczowych oraz alkoholi wielowodorotlenowych o strukturze neopentylu, takich jak trimetylolopropan, 3 do 25 części masowych nieorganicznego zagęszczacza typu montmorylonitu modyfikowanego solą amoniową, 0,01 do 1,0 części masowych fenolowego inhibitora utlenienia typu 2-6-di-tert-butylo-p-krezolu, 0,01 do 0,5 części masowych inhibitora korozji typu pochodnej 1,2,3 triazolu, korzystnie benzotriazolu, 0,01 do 0,5 części masowych inhibitora korozji, typu kwaśnego estru alkenobursztynowego, 0,1 do 0,5 części masowych polimerowego dodatku typu poliizobutylenu i/lub kopolimeru styrenu butadienu, korzystnie w postaci roztworu w oleju estrowym, oraz 5 do 50 części masowych proszku metalicznego glinu i/lub cynku w postaci pasty lub pyłu o uziarnieniu poniżej 5 μίτι.