PL235488B1 - Preparat do usuwania powłok lakierniczych i sposób wytwarzania preparatu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest preparat do usuwania starych powłok lakierniczych z różnych rodzajów powierzchni, zawierający jako substancje aktywne produkty uboczne powstałe w procesie utleniania cykloheksanu charakteryzujący się wysoką skutecznością działania oraz sposób otrzymywania tego preparatu.

W przemyśle przez cały czas są stosowane coraz to nowsze materiały i powłoki: powłoki węglowe, nowe lakiery, kompleksowe elementy zespolone lub lakiery odporne na chemikalia - ta różnorodność sprawia, iż przy usuwaniu powłok lakierniczych niezbędne są nowe kompozycje, aby skutecznie i ekonomicznie usuwać lakier z czyszczonych powierzchni. Środki do usuwania powłok lakierniczych istotnie wpływają na wynik chemicznej obróbki. Preparat powinien gruntownie rozdzielić powłokę malarską z czyszczonego detalu i jednocześnie chronić powierzchnię, na której powłoka była nałożona. Przy tym obowiązuje najważniejsza zasada: stosowanie chemikaliów nie powinno szkodzić środowisku.

Znane są różnego rodzaju środki do usuwania warstw lakierów charakteryzujące się skutecznym działaniem lecz wysoką toksycznością i/lub właściwościami żrącymi w zetknięciu z powierzchnią skóry.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL161116 środek do usuwania powłok lakierniczych składający się z 10-16 części wagowych wyższych kwasów tłuszczowych pochodzących z przerobu olejów talowych będących mieszaniną głównie kwasu oleinowego z niewielką domieszką kwasów żywicznych i związków nie ulegających zmydlaniu, 3-10 części wagowych 50% wodnego roztworu wodorotlenku sodowego oraz 74-87 części wagowych mieszaniny eterów etylowych glikoli etylenowych o średnim składzie około 60 części wagowych eteru etylowego glikolu dietylenowego, 25 części wagowych eteru etylowego glikolu trietylenowego, 10 części wagowych eteru etylowego glikolu tetraetylenowego i około 5 części wagowych eterów etylowych wyższych glikoli polietylenowych i poliglikoli etylenowych. Przedmiotem wynalazku jest również sposób otrzymywania tej kompozycji.

Znany jest ze zgłoszenia patentowego US20030134764 preparat do usuwania powłok lakierniczych, który zawiera składniki aktywne: hydroksyloaminy (monoetanoloamina, trietanoloamina), nieorganiczny nadtlenek (nadtlenek wodoru), organiczne nadtlenki, rozpuszczalniki alkohole (alkohol benzylowy), rozpuszczalniki aromatyczne (naftalen), substancje pomocnicze - cykliczne etery - dioksolan, oraz inne składniki takie jak opóźniacze parowania, emulgatory, inhibitory korozji, środki chelatujące.

W zgłoszeniu patentowym WO03052004 /Cyclic ether based paint remover/ - opisano również użycie nadtlenków jako źródeł aktywnego tlenu. Użycie nadtlenków opisano również w patentach US5990062 /Low toxicity paint stripper/, WO9729158 /Paint remover/, US6169061 /Paint and coating remover/. Nadtlenki te występują w formie roztworu nadtlenku wodoru lub innych nadtlenków organicznych.

W patencie US6395103 /Degreasing compositions/ opisano jako składniki pomocnicze estry. Są to takie estry jak octany: octan etylu, octan butylu, 3-etoksypropionian etylu lub octan 1-metoksy-2-propylu, octan tert-butylu, octan amylu, octan n -heksylu, octan 2-butoksyetylu oraz octan 2-etoksyetylu. Nie są to jednak estry otrzymywane z substancji, które powstają jako strumienie uboczne w procesie utleniania cykloheksanu.

Nieoczekiwanie okazało się, że możliwe jest wytworzenie preparatu do usuwania powłok lakierniczych o wysokiej skuteczności działania i przyjaznego w użytkowaniu z wykorzystaniem strumieni, które są produktami ubocznymi w technologii wytwarzania kaprolaktamu, przy czym preparat ten nie zawiera chlorku metylenu.

Przedmiotem wynalazku jest preparat do usuwania powłok lakierniczych zawierający od 35 do 55% wagowych dioksolanu, od 5 do 15% wagowych frakcji estrowej od 10 do 30% wagowych frakcji alkoholowej, od 10 do 20% wagowych czynnika będącego nośnikiem tlenu, od 5 do 10% wagowych innych dodatków oraz od 10 do 20% wagowych wody.

Korzystnie frakcję estrową stanowi produkt powstający w wyniku estryfikacji frakcji mieszaniny kwasów monokarboksylowych (MKM) z frakcją zawierającą mieszaninę alkoholi monohydroksylowych (Frakol). Frakcje te stanowią produkty uboczne w technologii wytwarzania kaprolaktamu.

Korzystnie frakcja estrowa zawiera około 25-35% wagowych alkoholu n -pentylowego, około 60-75% wagowych estrów (w tym: octan pentylu 4-8%, maślan pentylu 12-18%, walerian pentylu 20-35%, kapronian pentylu 16-20%) oraz do 5% innych związków.

Korzystnie frakcja alkoholowa zawiera alkohol n -pentylowy około 50% wagowych, cyklopentanon około 12% wagowych, cyklopentanol około 5% wagowych, cykloheksanon około 20% wagowych, cykloheksanol około 1% wagowych, oraz do 12% wagowych innych związków.

PL 235 488 B1

Korzystnie jako czynnik będący nośnikiem tlenu stosowany jest addukt nadtlenku wodoru z mocznikiem.

Korzystnie inne dodatki stanowią regulatory reologii i woda.

Korzystnie jako regulator reologii stosuje się hydroksymetylopropylocelulozę.

Korzystnie jako modyfikator reologii stosuje się zmodyfikowane roztwory mocznika.

Korzystnie dioksolan pełni funkcję składnika poprawiającego zdolność preparatu do usuwania powłok lakierniczych.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania preparatu do usuwania powłok lakierniczych charakteryzujący się tym, że frakcję alkoholową (Frakol) poddaje się procesowi estryfikacji z frakcją kwasów monokarboksylowych (MKM), a następnie otrzymany produkt wydziela się w procesie destylacji i wprowadza się do mieszaniny, którą stanowi dioksolan z frakcją alkoholową - mieszanina B. Jednocześnie w odrębnym procesie przygotowuje się mieszaninę, którą stanowi wodny roztwór adduktu - mieszanina A; do mieszaniny A wprowadza się mieszaninę B aż do uzyskania stabilnego żelu.

Korzystnie frakcję alkoholową należy zmieszać z frakcją kwasów monokarboksylowych w stosunku masowym 1,75:1.

Korzystnie wprowadza się do mieszaniny frakcji alkoholowej i frakcji kwasów monokarboksylowych 1% wagowy kwasu siarkowego, pełniącego rolę katalizatora reakcji estryfikacji.

Korzystnie uzyskaną mieszaninę ogrzewa się przez okres od 4 do 10 godzin w temperaturze jej wrzenia stale odbierając wodę powstającą w reakcji.

Korzystnie addukt nadtlenku wodoru z mocznikiem rozpuszczany jest w wodzie.

Istota wynalazku polega na opracowaniu receptury preparatu do usuwania powłok lakierniczych charakteryzującego się tym, że do jego sporządzenia użyto substancje uboczne powstające podczas produkcji cykloheksanonu w technologii Cyclopol-bis®. Są to frakcja alkoholowa - Frakol oraz frakcja kwasów monokarboksylowych - MKM. W wyniku estryfikacji frakcji MKM z frakcją Frakol, otrzymano składnik bogaty w związki o charakterze estrów (mieszaninę stanowiącą około 30% wag. alkoholu n -pentylowego, około 65% wag. estrów (w tym: octan pentylu 6%, maślan pentylu 16%, walerian pentylu 25%, kapronian pentylu 18%) oraz do 5% węglowodorów i innych zanieczyszczeń.

Zastosowanie dioksolanu jako substancji aktywnej pozwoliło wyeliminować ze składu preparatu chlorek metylenu obecnie zakazany w tego typu preparatach, bez szkody dla własności użytkowych otrzymanego preparatu. Zastosowanie mieszaniny estrów i alkoholi wpływa korzystnie na zmiękczanie powłoki lakierniczej i penetrację składników aktywnych służących do jej odspajania. Aktywny tlen prz yspiesza proces odspajania powłoki od podłoża i niszczy strukturę odspajanego lakieru. Zastosowane modyfikatory reologii pozwalają na utrzymanie preparatu na pionowych powierzchniach i utrudniają odparowanie lotnych rozpuszczalników.

Rozwiązanie według wynalazku zostało zilustrowane przykładami.

P r z y k ł a d 1

Preparat do usuwania powłok lakierniczych o składzie:

- dioksolan 45%

- frakcja estrowa 7%

- frakcja alkoholowa 14%

- methocel K100M Food grade 5%

- addukt nadtlenku wodoru z mocznikiem 14,5%

- woda 14%

P r z y k ł a d 2

Preparat do usuwania powłok lakierniczych o składzie:

- dioksolan 35%

- frakcja estrowa 10%

- frakcja alkoholowa 20%

- methocel K100M Food grade 5%

- addukt nadtlenku wodoru z mocznikiem 15%

- woda 15%

P r z y k ł a d 3

Sposób wytwarzania preparatu do usuwania powłok lakierniczych przebiega w kilku etapach. W pierwszym kroku przygotowywane są składniki aktywne, z których komponowany jest preparat w kolejnym kroku. By przygotować mieszaninę B prowadzi się proces estryfikacji frakcji alkoholowej (Frakol)

PL 235 488 B1 z frakcją kwasów monokarboksylowych (MKM). Zarówno frakcja alkoholowa jak i frakcja kwasów monokarboksylowych to strumienie uboczne wydzielane w procesie frakcjonowania mieszaniny poreakcyjnej z procesu utleniania cykloheksanu. Frakcję alkoholową mieszamy z frakcją kwasów monokarboksylowych w stosunku masowym 1,75:1, następnie do tak otrzymanej mieszaniny wprowadzamy 1% wagowy kwasu siarkowego. Całość ogrzewamy przez około 10 godzin w temperaturze wrzenia mieszaniny, stale odbierając wodę generowaną podczas procesu. Proces estryfikacji: rozpoczyna się w temperaturze około 75°C (to zależy od dolnej temperatury wrzenia frakcji alkoholowej-FRAKOLu) i w miarę trwania procesu ta temperatura wzrasta aż do około 150°C. W tym czasie oddestylowuje część produktu razem ze związaną azeotropowo wodą. Mieszaninę azeotropową rozdziela się, organikę zawraca się do reaktora a wodę kieruje do odstojnika (stanowi odpad). Proces jest całkowicie ciągły). Czas trwania procesu wynika z ilości odebranej wody (muszą do końca przereagować kwasy, bo alkoholi jest w nadmiarze). W końcowej fazie woda przestaje się wydzielać i jest to informacja, że reakcja przebiegła do końca i można przerwać proces. Czas trwania estryfikacji to 4-6 godzin. Po zakończeniu ogrzewania otrzymany produkt organiczny rozdzielamy stosując destylację atmosferyczną. Jako produkt główny odbieramy frakcję z zakresu temperatur wrzenia od 90 do 120°C. Frakcja ta stanowi składnik syntezowanego preparatu. Wodę oraz addukt należy zmieszać ze sobą uzyskując kolejny składnik preparatu mieszaninę A. Osobno zmieszać ze sobą dioksolan, frakcję alkoholową oraz otrzymaną frakcję estrową uzyskując składnik preparatu B. Do uzyskanego składnika A z nie rozpuszczonym całkowicie adduk tem należy dodać składnik B mieszając aż do całkowitego rozpuszczenia się adduktu. Następnie należy dodać substancje zagęszczającą mieszając aż do uzyskania jednorodnego żelu. Opcjonalnie kompozycji można dodać związek powierzchniowo czynny o handlowej nazwie BYK-411 w celu poprawienia trwałości otrzymanego preparatu. Składnik ten dodajemy na samym końcu do gotowego żelu w ilości maksymalnie do 5% wagowych.

Claims (13)

1. Preparat do usuwania powłok lakierniczych zawierający etery i substancje pomocnicze znamienny tym, że zawiera od 35 do 55% wagowych dioksolanu, od 5 do 15% wagowych frakcji estrowej od 10 do 30% wagowych frakcji alkoholowej, od 10 do 20% wagowych czynnika będącego nośnikiem tlenu, od 5 do 10% wagowych innych dodatków oraz od 10 do 20% wagowych wody.

2. Preparat według zastrz. 1 znamienny tym, że frakcję estrową stanowi produkt powstający w wyniku estryfikacji frakcji mieszaniny kwasów monokarboksylowych z frakcją zawierającą mieszaninę alkoholi monohydroksylowych.

3. Preparat według zastrz. 1 znamienny tym, że frakcja estrowa zawiera około 25-35% wagowych alkoholu n -pentylowego, około 60-75% wagowych estrów (w tym: octan pentylu 4-8%, maślan pentylu 12-18%, walerian pentylu 20-35%, kapronian pentylu 16-20%) oraz do 5% węglowodorów i innych zanieczyszczeń.

4. Preparat według zastrz. 1 znamienny tym, że frakcja alkoholowa zawiera alkohol n-pentylowy około 50% wagowych, cyklopentanon około 12% wagowych, cyklopentanol około 5% wagowych, cykloheksanon około 20% wagowych, cykloheksanol około 1% wagowych, oraz do 12% wagowych innych związków stanowiących zanieczyszczenia.

5. Preparat według zastrz. 1 znamienny tym, że jako czynnik będący nośnikiem tlenu stosowany jest addukt nadtlenku wodoru z mocznikiem.

6. Preparat według zastrz. 1 znamienny tym, że inne dodatki stanowią regulatory reologii, woda.

7. Preparat według zastrz. 1 znamienny tym, że jako regulator reologii stosuje się hydroksymetylopropylocelulozę oraz zmodyfikowane roztwory mocznika.

8. Preparat według zastrz. 1 znamienny tym, że dioksolan pełni funkcję składnika poprawiającego zdolność preparatu do usuwania powłok lakierniczych.

9. Sposób wytwarzania preparatu do usuwania powłok lakierniczych znamienny tym, że frakcję alkoholową poddaje się procesowi estryfikacji z frakcją kwasów monokarboksylowych, a następnie otrzymany produkt wydziela się w procesie destylacji i wprowadza się do mieszaniny, którą stanowi dioksolan z frakcją alkoholową - mieszanina B, jednocześnie w odrębnym procesie przygotowuje się mieszaninę, którą stanowi wodny roztwór adduktu - mieszanina A; do mieszaniny A wprowadza się mieszaninę B aż do uzyskania stabilnego żelu.

PL 235 488 B1

10. Sposób wytwarzania preparatu według zastrz. 9 znamienny tym, że frakcję alkoholową miesza się z frakcją kwasów monokarboksylowych w stosunku masowym 1,75:1.

11. Sposób wytwarzania preparatu według zastrz. 9 znamienny tym, że wprowadza się do mieszaniny frakcji alkoholowej i frakcji kwasów monokarboksylowych 1% wagowy kwasu siarkowego.

12. Sposób wytwarzania preparatu według zastrz. 9 znamienny tym, że mieszaninę reakcyjną ogrzewa się przez okres od 4 do 10 godzin w temperaturze jej wrzenia stale odbierając wodę powstającą w reakcji.

13. Sposób wytwarzania preparatu według zastrz. 6 znamienny tym, że addukt nadtlenku wodoru z mocznikiem rozpuszczany jest w wodzie.