PL239436B1 - Kompozycja dodatków uszlachetniających dla olejów,smarów, emulsji i sposób jej wytwarzania - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja dodatków uszlachetniających dla olejów, smarów, emulsji i sposób jej wytwarzania, zwłaszcza stosowanych w przemyśle maszynowym.

Znana jest z opisu patentowego PL223295 biodegradowalna kompozycja smarno-technologiczna stosowana zwłaszcza do rozjazdów torowisk i obrzeży kół pojazdów szynowych oraz pojazdów gąsienicowych i ciężkich maszyn budowlanych oraz urządzeń przemysłowych pracujących w podwyższonej temperaturze. Zawiera ona poliol standardowy lub poliol polimeryczny oraz co najm niej jeden składnik z pośród: poliizobutylenu w ilości 0,8 do 51 cz. wag., glikolu w ilości 0,5 do 35 cz. wag., dwusiarczku molibdenu i/lub stearynianu cynku i/lub stearynianu glinu i/lub stearynianu molibdenu lub ich mieszaninę w ilości do 65 cz. wag. w odniesieniu do 100 cz. wag., poliolu standardowego lub polimerycznego, kopolimeru izobutylenu i butenu w ilości 0,5-10 cz, wag., w stosunku do finalnej masy kompozycji smarno-technologicznej, a ponadto zawiera włókna polimerowe o długości nie większej niż 10 mm w ilości od 0,1 do 25 cz. wag., w stosunku do finalnej masy kompozycji smarno-technologicznej, pochodną fenolowo-styrylową w ilości 0,1 do 12 cz. wag., w stosunku do finalnej masy kompozycji smarno-technologicznej, grafit amorficzny i/lub grafit ekspandujący w ilości od 1-70 cz. wag., w stosunku do finalnej masy kompozycji smarno-technologicznej oraz znacznik optyczny w ilości od 0,1 do 5,5 cz. wag., w stosunku do 100 cz. wag., poliolu standardowego lub poliolu polimerycznego.

Z kolei z polskiego zgłoszenia wynalazku P.416195 znany jest sposób wytwarzania chłodziwa emulsyjnego do obróbki skrawaniem, w którym koncentrat chłodziwa zawierający: olej mineralny w ilości od 24 do 65% wag. koncentratu chłodziwa; emulgatory, rozpuszczalniki, dodatki polarne, dodatki przeciwpienne, antykorozyjne oraz oleje roślinne w łącznej ilości: od 35 do 45% wag. koncentratu chłodziwa; oraz środki bakteriobójcze w łącznej ilości od 2 do 10% wag. koncentratu chłodziwa miesza się w ilości od 4 do 20% w odniesieniu do wszystkich składników chłodziwa emulsyjnego z wodą w uzupełnieniu do 100% wag. w odniesieniu do wszystkich składników chłodziwa emulsyjnego i otrzymuje się wodny roztwór koncentratu chłodziwa, przy czym koncentrat wprowadza się do wody intensywnie mieszając, charakteryzuje się tym, że wodny roztwór koncentratu chłodziwa miesza się następnie z dodatkiem emulgującym zawierającym: kompozycję emulgującą w ilości od 0,5 do 4% wag. dodatku emulgującego zawierającą: kokamidopropylobetainę (wzór sumaryczny: C19H38N2O3) w ilości od 1 do 5% wag. kompozycji emulgującej, dietanoloamid kwasów oleju kokosowego (wzór sumaryczny: C13H13CI8NO4) w ilości od 1 do 5% wag. kompozycji emulgującej, amid kwasu tłuszczowego oleju kokosowego (numer CAS: 68155-09-9) w ilości od 1 do 5% wag. kompozycji emulgującej, sól sodową siarczanowanego oksyetylenowanego (2) alkoholu C12-C14 (wzór sumaryczny: C1sH33NaOsS) w ilości od 5 do 10% wag, kompozycji emulgującej, sole sodowe kwasów C14-C16-hydroksyalkano i C14-C16-alkenosulfonowych (numer CAS: 68439-57-6) w ilości od 5 do 10% wag. kompozycji emulgującej oraz wodę w uzupełnieniu do 100% wag. kompozycji emulgującej; olej maszynowy w ilości od 3 do 5% wag, dodatku emulgującego, zawierający hydrorafinowane węglowodory C20-C50, ciężkie destylaty ropy naftowej - parafinowe i obrabiane wodorem oraz oleje bazowe (numer CAS substancji: 64742-55-8) w łącznej ilości wynoszącej 100% wag. oleju maszynowego; wodę w uzupełnieniu do 100% wag. dodatku emulgującego, stosując dodatek emulgujący w ilości od 1 do 2% wag. w odniesieniu do wszystkich składników chłodziwa. Dodatek emulgujący wytwarza się tak, że wprowadza się kompozycję emulgującą do wody o temperaturze od 50 do 60°C i miesza, a następnie do wytworzonej mieszaniny wprowadza się olej maszynowy i miesza, po czym schładza się wytworzony dodatek emulgacyjny do temperatury pokojowej. W zgłoszeniu przedstawione jest również chłodziwo emulsyjne wytworzone tym sposobem.

Przedmiotem polskiego zgłoszenia P.419219 jest sposób, który dotyczy metody poprawy współczynnika tarcia i oporów tarcia dla płynnych olejów przekładniowych, silnikowych, hydraulicznych i uniwersalnych, używanych w technice, w maszynach i urządzeniach. Sposobem tym jest dodanie do istniejącego, używanego w maszynie czy urządzeniu oleju niewielkiego dodatku tj. od trzech do pięciu soli metali tzw. stearynianów lub hydroksystearynianów w ilości od 0,2% do 12,5% wagowo: litu, cynku, wapnia, glinu, magnezu. Ponadto dla polepszenia warunków smarnych dodaje się uzupełniająco do oleju od 0,05% do 7,7% wagowo PTEE tj. politetrafluoroetylenu lub dodaje się wagowo od 0,2% do 5% substancji HITEC 1656 (produkowana przez Afton Corp.,) lub od 0,05% do 3.5% substancji HITEC312, lub dodatkowo dodaje się wagowo od 0,05% do 5% substancji w postaci drobnych ziaren o granulacji poniżej 63 mikrometrów, o nazwie dwusiarczek molibdenu MoS2. Powoduje to zmniejszenie oporów tarcia o ponad 20% i jest wynikiem efektu synergicznego, polegającego na wzroście cech wspólnego związku substancji.

PL 239 436 B1

Celem wynalazku jest opracowanie kompozycji i sposobu wytwarzania kompozycji dodatków uszlachetniających, który umożliwi uzyskanie wysokojakościowych produktów smarowych przy zastosowaniu dowolnego środka smarowego o konsystencji stałej lub płynnej.

Istota rozwiązania według wynalazku charakteryzuje się tym, że kompozycja dodatków uszlachetniających dla olejów, smarów i emulsji stosowanych w przemyśle maszynowym, zawiera w swym składzie:

• biosurfaktant o strukturze liniowej, w ilości od 200 ppm do 1200 ppm, • siarczek molibdenu i siarczek srebra, w formie dyspersji tych metali o rozmiarach cząstek do 200 nm, w ilości od 100 ppm do 1000 ppm, • oksygenat na bazie olejów roślinnych, korzystnie w postaci estru butylowego oleju rzepakowego, w ilości 0,5-3% wagowych, • biocyd w postaci dyspersji metalu srebra o rozmiarach cząstek do 200 nm, w ilości od 10 ppm do 600 ppm, • rozpuszczalnik organiczny w postaci frakcji ropy naftowej o granicach wrzenia od 340°C do 450°C, stanowiący uzupełnienie składu kompozycji do 100% wagowych.

Korzystnie, gdy biosurfaktant o strukturze liniowej pozyskany jest w wyniku działania szczepów bakterii na śrutę rzepakową, z której wydzielony jest w procesie ekstrakcji w warunkach nadkrytycznych ciekłym azotem CO2 lub z roztworu wodnego, przy użyciu węgla aktywnego.

Korzystnie, gdy kompozycja zawiera siarczek molibdenu w ilości od 30% do 50%, a siarczek srebra w ilości od 50% do 70%, w przeliczeniu na mieszaninę tych siarczków w kompozycji.

Istota rozwiązania w sposobie wytwarzania kompozycji dodatków uszlachetniających dla olejó w, smarów i emulsji stosowanych w przemyśle maszynowym, polega na tym, że w pierwszym etapie do urządzenia do blendowania wprowadza się następujące składniki kompozycji:

• biosurfaktant o strukturze liniowej, w ilości od 200 ppm do 1200 ppm, • siarczek molibdenu i siarczek srebra, w formie dyspersji tych metali o rozmiarach cząstek do 200 nm, w ilości od 100 ppm do 1000 ppm, • oksygenat na bazie olejów roślinnych, korzystnie w postaci estru butylowego oleju rzepakowego, w ilości 0,5-3% wagowych, • biocyd w postaci dyspersji metalu srebra o rozmiarach cząstek do 200 nm, w ilości od 10 ppm do 600 ppm, przy czym każdy z tych składników wprowadza się w zawiesinie rozpuszczalnika organicznego w postaci frakcji ropy naftowej o granicach wrzenia 340 ^ 450°C, a następnie poddaje się je blendowaniu z czynnikiem homogenizującym, który stanowi rozpuszczalnik organiczny w postaci frakcji ropy naftowej o granicach wrzenia 340 ^ 450°C, uzupełniając skład kompozycji do 100% wagowych i miesza się do pełnej homogenizacji w czasie 3 godzin, przy wspomaganiu urządzeniami wykorzystującymi energię mikrofal, i/lub ultradźwięków, i/lub kawitacji, z jednoczesnym podgrzaniem mieszaniny do temperatury maksimum 40°C.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że dodatek surfaktyny, naturalnego biosurfaktantu przyczynił się znacznie do biodegradowalności produktów finalnych oraz wydłużył okres eksploatacji smarowanych powierzchni urządzeń mechanicznych. Poprawił znacznie adhezję oleju do powierzchni oraz ograniczył tworzenie się na niej osadów. Natomiast siarczki molibdenu i srebra w postaci nanocząstek okazały się być doskonałym dodatkiem poprawiającym istotnie parametr smarnościowy, przy jednoczesnym ich zastosowaniu w bardzo niewielkich ilościach, co ma istotne znaczenie z aspektu ekonomicznego. Z kolei dodatek oksygenatów w znaczny sposób przyczynił się do wzrostu smarności badanego produktu, a z drugiej strony ułatwił również jego biodegradowalność. Natomiast biocydy w postaci nanocząstek srebra mają właściwości bakteriobójcze, co jest szczególnie istotne pr zy smarowaniu powierzchni odkrytych mających kontakt z wilgotnym powietrzem oraz eksploatowanych na otwartych przestrzeniach.

Zaletą kompozycji dodatków uszlachetniających według wynalazku jest możliwość otrzymywania środków smarowych o podwyższonych parametrach takich jak smarność, utrzymywanie powierzchni smarujących w należytej czystości, zapobieganie rozwoju życia biologicznego w produkcie smarnym oraz zapewnienie łatwiejszej biodegradacji produktu smarnego, natomiast sposób jego wytwarzania zapewnia uzyskanie trwałej wysokojakościowej mieszaniny, którą można połączyć z każdym rodzajem środka smarnego zarówno olejów, smarów jak i emulsji.

Przedmiot według wynalazku został przedstawiony bliżej w korzystnych przykładach wykonania, nieograniczających jednak jego zakresu.

PL 239 436 B1

P r z y k ł a d 1

Kompozycja dodatków uszlachetniających zawiera w swym składzie biosurfaktynę o budowie liniowej, którą pozyskuje się w wyniku działania szczepów bakterii na śrutę rzepakową, z której wydzielona jest w procesie ekstrakcji w warunkach nadkrytycznych ciekłym azotem,CO2 lub z roztworu wodnego, przy użyciu węgla aktywnego, w ilości 500 ppm w zawiesinie rozpuszczalnika organicznego; siarczek molibdenu oraz siarczek srebra, w formie dyspersji tych metali o rozmiarach cząstek do 200 nm, w ilości 250 ppm w stosunku 50% do 50%, w zawiesinie rozpuszczalnika organicznego; ester butylowy uzyskany z oleju rzepakowego w ilości 2% w zawiesinie rozpuszczalnika organicznego, nanostrukturalne srebro w ilości 50 ppm w zawiesinie rozpuszczalnika organicznego, przy czym rozpuszczalnik organiczny stanowi frakcję ropy naftowej o granicach wrzenia 350-450°C stanowiąc uzupełnienie składu kompozycji do 100% wagowych.

P r z y k ł a d 2

Sposób wytwarzania dodatków uszlachetniających polega na tym, że do urządzenia do blendowania dodatków uszlachetniających wprowadzane są: biosurfaktant - surfaktyna o budowie liniowej pozyskana w wyniku działania szczepów bakterii na śrutę rzepakową, z której wydzielona jest w procesie ekstrakcji w warunkach nadkrytycznych ciekłym azotem, CO2 lub z roztworu wodnego, przy użyciu węgla aktywnego, w ilości 500 ppm w zawiesinie rozpuszczalnika organicznego; oksygenat - korzystnie w postaci estru butylowego oleju rzepakowego w ilości 2,5% w zawiesinie rozpuszczalnika organicznego, oraz wprowadza się biocydy - nanostrukturalne srebro w ilości 70 ppm w zawiesinie rozpuszczalnika organicznego, oraz wprowadza się dodatki poprawiające właściwości smarne: siarczek molibdenu oraz siarczek srebra, w formie dyspersji tych metali o rozmiarach cząstek do 200 nm, w stosunku 50% do 50 % w ilości 400 ppm, w zawiesinie rozpuszczalnika organicznego, przy czym każdy z tych składników wprowadza się w zawiesinie rozpuszczalnika organicznego w postaci frakcji ropy naftowej o granicach wrzenia 350 ^ 450°C. Do urządzenia do blendowania wprowadzany jest jako czynnik homogenizujący - rozpuszczalnik organiczny w postaci frakcji ropy naftowej o granicach wrzenia 350-450°C, uzupełniając skład kompozycji do 100% wagowych i miesza się do pełnej homogenizacji w temperaturze 30°C w czasie 3 godzin, przy wspomaganiu urządzeniami wykorzystującymi kawitację i ultradźwięki, i energię mikrofal z jednoczesną blokadą temperatury działania ograniczającą wzrost temperatury układu do maximum 40°C. Czynności te są prowadzone przy ciągłym przepływie mieszaniny w obiegu zamkniętym urządzenia do blendowania dodatków uszlachetniających.

P r z y k ł a d 3

Jak w przykładzie 2 z tą różnicą, że do urządzenia do blendowania dodatków uszlachetniających wprowadza się: biosurfaktant - surfaktyna o budowie liniowej w ilości 500 ppm w zawiesinie rozpuszczalnika organicznego, oksygenat - ester butylowy oleju rzepakowego w ilości 2% w zawiesinie rozpuszczalnika organicznego oraz wprowadza się biocydy - nanostrukturalne srebro w ilości 50 ppm w zawiesinie rozpuszczalnika dodatki poprawiające właściwości smarne: siarczek molibdenu oraz siarczek srebra w stosunku 50 do 50% w ilości 250 ppm, w zawiesinie rozpuszczalnika, przy czym każdy z tych składników wprowadza się w zawiesinie rozpuszczalnika organicznego w postaci frakcji ropy naftowej o granicach wrzenia 340 ^ 420°C. Do urządzenia do blendowania wprowadzany jest jako czynnik homogenizujący rozpuszczalnik organiczny w postaci frakcji ropy naftowej o granicach wrzenia 340°C-420°C uzupełniając skład kompozycji do 100% wagowych i miesza się do pełnej homogenizacji w temperaturze 40°C w czasie 3 godzin, przy wspomaganiu urządzeniami wykorzystującymi kawitację i ultradźwięki, i energię mikrofal z jednoczesną blokadą temperatury ograniczającą wzrost temperatury układu do maximum 40°C. Czynności te są prowadzone przy ciągłym przepływie mieszaniny w obiegu zamkniętym urządzenia do blendowania dodatków uszlachetniających.

P r z y k ł a d 4

Jak w przykładzie 2 z tą różnicą, że do urządzenia do blendowania dodatków uszlachetniających wprowadzane są dodatki uszlachetniające w zawiesinie rozpuszczalnika organicznego w następujących ilościach: biosurfaktant - surfaktyna o budowie liniowej w ilości 200 ppm, oksygenat - ester butylowy oleju rzepakowego w ilości 0,5% oraz wprowadza się biocydy - nanostrukturalne srebro w ilości 10 ppm i dodatki poprawiające właściwości smarne: siarczek molibdenu oraz siarczek srebra w stosunku od 70% do 30% w ilości 100 ppm.

Claims (3)

1. Kompozycja dodatków uszlachetniających dla olejów, smarów i emulsji stosowanych w przemyśle maszynowym, znamienna tym, że zawiera w swym składzie:

• biosurfaktant o strukturze liniowej, w ilości od 200 ppm do 1200 ppm, • siarczek molibdenu i siarczek srebra, w formie dyspersji tych metali o rozmiarach cząstek do 200 nm, w ilości od 100 ppm do 1000 ppm, • oksygenat na bazie olejów roślinnych, korzystnie w postaci estru butylowego oleju rzepakowego, w ilości 0,5-3% wagowych, • biocyd w postaci dyspersji metalu srebra o rozmiarach cząstek do 200 nm, w ilości od 10 ppm do 600 ppm, • rozpuszczalnik organiczny w postaci frakcji ropy naftowej o granicach wrzenia od 340°C do 450°C, stanowiący uzupełnienie składu kompozycji do 100% wagowych.

2. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że biosurfaktant o strukturze liniowej pozyskany jest w wyniku działania szczepów bakterii na śrutę rzepakową, z której wydzielony jest w procesie ekstrakcji w warunkach nadkrytycznych ciekłym azotem, CO2 lub z roztworu wodnego, przy użyciu węgla aktywnego.

3. Kompozycja według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera siarczek molibdenu w ilości od 30% do 50%, a siarczek srebra w ilości od 50% do 70%, w przeliczeniu na mieszaninę tych siarczków w kompozycji.

• Sposób wytwarzania kompozycji uszlachetniających dla olejów, smarów i emulsji stosowanych w przemyśle maszynowym, znamienny tym, że w pierwszym etapie do urządzenia do blendowania wprowadza się następujące składniki kompozycji:

• biosurfaktant o strukturze liniowej, w ilości od 200 ppm do 1200 ppm, • siarczek molibdenu i siarczek srebra, w formie dyspersji tych metali o rozmiarach cząstek do 200 nm, w ilości od 100 ppm do 1000 ppm, • oksygenat na bazie olejów roślinnych, korzystnie w postaci estru butylowego oleju rzepakowego, w ilości 0,5-3% wagowych, • biocyd w postaci dyspersji metalu srebra o rozmiarach cząstek do 200 nm, w ilości od 10 ppm do 600 ppm, przy czym, każdy z tych składników wprowadza się w zawiesinie rozpuszczalnika organicznego w postaci frakcji ropy naftowej o granicach wrzenia 340 + 450°C, a następnie poddaje się blendowaniu z czynnikiem homogenizującym, który stanowi rozpuszczalnik organiczny w postaci frakcji ropy naftowej o granicach 340 + 450°C, uzupełniając skład kompozycji do 100% wagowych i miesza się do pełnej homogenizacji w czasie 3 godzin, przy wspomaganiu urządzeniami wykorzystującymi energię mikrofal, i/lub ultradźwięków, i/lub kawitacji, z jednoczesnym podgrzaniem mieszaniny do temperatury maksimum 40°C.