PL230023B1 - Koncentrat chłodziwa syntetycznego na bazie oksyetylatu gliceryny technicznej o liczbie moli tlenku etylenu n=10 - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest koncentrat chłodziwa syntetycznego na bazie oksyetylatu gliceryny technicznej o liczbie moli tlenku etylenu n=10.

Gliceryna techniczna otrzymywana jest z frakcji glicerynowej odpadu z produkcji biodiesla. Frakcja glicerynowa, poddana działaniu kwasów podczas transestryfikacji olejów roślinnych przy zastosowaniu katalizatora zasadowego, ulega rozdzieleniu na glicerynę techniczną i wolne kwasy tłuszczowe. Obecnie frakcja glicerynowa jest najczęściej poddawana oczyszczaniu przez destylację, a następnie przerabiana do wielu związków chemicznych. Zagospodarowanie gliceryny w każdej postaci czy to frakcji glicerynowej, czy to gliceryny technicznej, czy to gliceryny destylowanej i/lub farmaceutycznej stanowi poważny problem ekonomiczny i ekologiczny.

Emulsyjne ciecze obróbkowe stosowane powszechnie w przemyśle należą do produktów ekologicznie niebezpiecznych z powodu ich składu chemicznego i zmian starzeniowych podczas eksploatacji. Stanowią one również zagrożenie dla zdrowia ludzkiego, przedostając się do organizmu poprzez układ oddechowy i trawienny oraz bezpośredni kontakt ze skórą. Dlatego też istnieje potrzeba zastępowania ich produktami nietoksycznymi i biodegradowalnymi.

Znana jest z opisu WO2009041443 mieszanina chłodząca do obróbki skrawaniem, zawierająca mieszaninę gliceryny, glikolu dietylenowego i/lub propylenowego, wielowodorotlenowej pochodnej alkoholu, soli aromatycznego kwasu polikarboksylowego oraz wody, zapewniająca wysoką dokładność obróbki skrawaniem i zapobiegająca pienieniu.

Znane są także z opisu CN1786129 miękkie powłoki smarujące na bazie gliceryny, używane w technologii cięcia metali na sucho. Rozwiązanie pozwala na przedłużenie trwałości narzędzi przez zmniejszenie tarcia między narzędziem a powierzchnią cięcia.

Z opisu RU2199575 znane jest chłodziwo do produkcji granulatu srebra i złota, zawierające glicerynę jako środek chłodzący i kwas borowy jako zagęszczacz. Chłodziwo pozwala na utrzymanie odpowiedniej geometrii ziaren granulatu oraz łatwe usunięcie chłodziwa po obróbce.

Z opisu P.410193 znany jest koncentrat chłodziwa syntetycznego na bazie gliceryny destylowanej lub farmaceutycznej, zawierający 20-90% (v/v) gliceryny destylowanej lub farmaceutycznej, 20-70% (v/v) inhibitora korozji, 2-20% (v/v) dodatku smarnego w formie frakcji glicerynowej powstającej przy produkcji biodiesla oraz 2-20% (v/v) biocydu. Zaletą koncentratu chłodziwa jest zastosowanie w nim jako bazy wyłącznie gliceryny, bez dodatku glikoli, oraz dobór dodatków uszlachetniających, zapewniający wysoki poziom właściwości eksploatacyjnych, głównie antykorozyjnych, antypiennych i smarnych.

Właściwości smarne oksyetylatów frakcji glicerynowej o różnych stopniach addycji (4, 6, 8, 10 i 12) z przemysłowych instalacji biodiesla zostały przebadane poprzez analizę właściwości przeciwzużyciowych i przeciwzatarciowych ich roztworów wodnych (B. Naraniecki, M. Losek, E. Rogoś, J. Kosno, Przem. Chem. 2010, 89, 10). Analiza wykazała, że charakteryzowały się one zróżnicowanymi wartościami ocenianych parametrów, w zależności od stopnia addycji, stężenia roztworu i użytego katalizatora. Wyniki wskazały na możliwość użycia oksyetylatów frakcji glicerynowych z instalacji biodiesla jako baz lub dodatków smarnych do cieczy obróbkowych.

Przebadano również właściwości smarne cieczy obróbkowych, wytworzonych na bazie oksyetylatów frakcji glicerynowej o stopniu addycji n=6 (E. Rogoś, B. Naraniecki, A. Urbański, M. L ukosek, Przem. Chem. 2011,90, 10) i porównano je do właściwości produktów komercyjnych. Otrzymane ciecze odznaczały się właściwościami przeciwzużyciowymi i przeciwzatarciowymi zbliżonymi do produktów komercyjnych oraz wykazały dużą odporność na działanie bakterii i grzybów. Wykazano zatem, że oksyetylowane pochodne frakcji glicerynowej o stopniu addycji n=6 mogą stanowić składniki bazowe cieczy obróbkowych.

Koncentrat chłodziwa syntetycznego na bazie oksyetylatu gliceryny technicznej o liczbie moli tlenku etylenu n=10 według wynalazku zawiera od 30-80% (v/v) oksyetylatu gliceryny technicznej o liczbie moli tlenku etylenu n=10, 10-60% (v/v) inhibitora korozji, korzystnie roztworu wodnego benzotriazolu, 2-20% (v/v) dodatku smarnego w postaci odpadu przy produkcji biodiesla, 0,1-5% (v/v) biocydu zawierającego 1,1-benzoizotiazol-3(2H)-on i 2-metylo-2H-izotiazol-3-on, oraz 0,1-6% (v/v) środka antypiennego, korzystnie emulsji polidimetylosiloksanów oraz hydrofobizowanej krzemionki z dodatkiem emulgatora niejonowego. Dodatek smarny, otrzymany metodą transestryfikacji olejów roślinnych metanolem przy pomocy katalizatora zasadowego w postaci KOH zawiera w swoim składzie 35 ± 5% (m/m) gliceryny, 55 ± 10% (m/m) mydeł potasowych kwasów tłuszczowych C16-C22, 5 ± 3% (m/m) popiołów, 5 ± 3% (m/m) wody oraz 5 ± 3% (m/m) metanolu. Oksyetylat gliceryny technicznej o liczbie moli tlenku

PL 230 023 B1 etylenu n=10 został wyselekcjonowany jako składnik bazowy koncentratu chłodziwa syntetycznego spośród innych oksyetylatów gliceryny ze względu na dobrą stabilność jego roztworów w wodzie i najlepsze właściwości smarne.

Zaletami koncentratu chłodziwa syntetycznego na bazie oksyetylatu gliceryny technicznej o liczbie moli tlenku etylenu n=10 według wynalazku jest nowy sposób zagospodarowania tego produktu odpadowego z procesu transestryfikacji kwasów tłuszczowych, mający istotne znaczenie wobec intensyfikacji produkcji biopaliw i związanej z tym konieczności zagospodarowania zwiększającej się ilości produktów opadowych. Co więcej, oksyetylat gliceryny technicznej o liczbie moli tlenku etylenu n=10, stanowiący substancję bazową koncentratu chłodziwa otrzymuje się z gliceryny technicznej, zawierającej popioły i metanol, bez konieczności jej dalszego oczyszczania poprzez destylację. Dodatkowo, koncentrat chłodziwa syntetycznego na bazie oksyetylatu gliceryny technicznej o liczbie moli tlenku etylenu n=10 posiada dobre właściwości eksploatacyjne, głównie antykorozyjne, antypienne i smarnych stanowiąc nietoksyczną i biodegradowalną alternatywę dla produktów komercyjnych.

P r z y k ł a d w y k o n a n i a:

Przygotowano koncentrat chłodziwa syntetycznego na bazie gliceryny destylowanej, zawierający w swoim składzie:

- 64% (v/v) oksyetylatu gliceryny technicznej o liczbie moli tlenku etylenu n=10,

- 30% (v/v) preparatu C. H. Erbsloh L5 jako inhibitora korozji,

- 2% (v/v) preparatu Thor Acticide MBD jako biocydu,

- 2% (v/v) dodatku smarnego w formie frakcji glicerynowej odpadu przy produkcji biodiesla otrzymywanego metodą transestryfikacji olejów roślinnych metanolem przy pomocy katalizatora zasadowego w postaci KOH składający się z 35 ± 5% (m/m) gliceryny, 55 ± 10% (m/m) mydeł potasowych kwasów tłuszczowych C16-C22, 5 ± 3% (m/m) popiołów, 5 ± 3% (m/m) wody, 5 ± 3% (m/m) metanolu,

- 2% (v/v) preparatu Romis S-85 jako dodatku antypiennego.

Wyniki badań 5%(v/v) roztworu koncentratu chłodziwa syntetycznego w wodzie:

- pH 8,5-9,5,

- odporność antykorozyjna badana testem Herberta wg PN-92/M-55789 H0 - brak korozji,

- czas zaniku piany wg testu butelkowego - 2 minuty,

- właściwości smarne, badane za pomocą aparatu czterokulowego (1500 obr/min, obciążenie 98,1 N, czas testu 60 min) -- średnica śladu zużycia 0,8-1 mm.

Claims (5)

1. Koncentrat chłodziwa syntetycznego, znamienny tym, że zawiera 30-80% (v/v) oksyetylatu gliceryny technicznej o liczbie moli tlenku etylenu n=10, 10-60% (v/v) inhibitora korozji, 2-20% (v/v) dodatku smarnego w formie frakcji glicerynowej, będącej odpadem z produkcji biodiesla, otrzymywanym metodą transestryfikacji olejów roślinnych metanolem przy pomocy katalizatora zasadowego, 0,1-5% (v/v) biocydu oraz 0,1-6% (v/v) środka antypiennego.

2. Koncentrat chłodziwa syntetycznego według zastrz. 1, znamienny tym, że inhibitorem korozji jest wodny roztwór benzotriazolu.

3. Koncentrat chłodziwa syntetycznego według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że dodatek smarny, otrzymany metodą transestryfikacji olejów roślinnych metanolem przy pomocy katalizatora zasadowego w postaci KOH, zawiera w swoim składzie 35 ± 5% (m/m) gliceryny, 55 ± 10% (m/m) mydeł potasowych kwasów tłuszczowych C16-C22, 5 ± 3% (m/m) popiołów, 5 ± 3% (m/m) wody oraz 5 ± 3% (m/m) metanolu.

4. Koncentrat chłodziwa syntetycznego według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że biocydem jest 1,1-benzoizotiazol-3(2H)-on i/lub 2-metylo-2H-izotiazol-3-on.

5. Koncentrat chłodziwa syntetycznego według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że środkiem antypiennym jest emulsja polidimetylosiloksanów i/lub hydrofobizowana krzemionka z dodatkiem emulgatora niejonowego.