CS264731B1 - Odpeňovací prípravok - Google Patents

Abstract

Odpeňovací prípravok pozostáva z 92 až 99,5 % hmot. propylénglykolu až polypropylén- glykolu o mol. hmotnosti do 2 000 g.mol-! a 0,5 až 8, (1,5 až 5) % hmot. etanolamidu naj- menej jednej nasýtenej karboxylovej kyseliny Cyg až Cjq· Navýše móže obsahovat 10 až 80 % hmot. zmesi uhlovodíkov a/alebo 20 až 80 % hmot. najmenej jedného alifatického alkoholu C4 až C|4. Prípravok je zvlášť vhodný na od- peňovanie alebo zabránenie tvorby pien kvapal- ných pracích prostriedkov aplikovaných v lo- žiskovej a inej strojárskej výrobě i odpeňo- vanie pri ťažbe ropy.

Description

Vynález sa týká odpeňovacieho přípravku, zvlášt vhodného na odpeňovanie, resp. zabránenie tvorby pien kvapalných alkalických vodných odmašťovacích roztokov, ako aj uhlovodíkových odmašťovacích prostriedkov, aplikovaných či už pri výrobě valivých ložisk, obrábaní kovov a v iných výrobách v strojárstve, pozostávajúceho z definovaného obsahu jednotlivých komponentov na báze v podstatě organických zlúčenín.

Známe sú mnohé látky, spravidla polykomponentné zmesi, ktoré sú účinné ako odpěňovače. Poměrně široké aplikačně možnosti majú odpěňovače pozostávajúce celkom alebo aspoň sčasti z organokremičitých zlúčenín. K technicky dostupným patria produkty oxyetylácie kyseliny abietovej a kyseliny olejovej, dalej oxyetylácie talových kyselin a produkty etoxylácie alebo propoxylácie kyselin so 4 až 25 atómami uhlíka v molekule, s 1 až 25 mólmi alkylénoxidu samotného alebo častejšie s organokremičitými zlúčeninami (USA pat. 2 991 248, 3 235 501 a 3 235 502). Potom sú to aspoň parciálně esterifikované polyoly, ako esterifikovaný glycerol, pentaerytritol a sorbitol (USA pat. 3 235 498) , dalej odpeňovač na báze nenasýtenýoh kyselin, ako kyseliny akrylovej a kyseliny metakrylovej (USA pat. 3 458 567).

Nedostatkom uvedených odpeňovačov je bud technicky a ekonomicky náročná výroba komponentov alebo nižšia účinnosť a nezriedka toxicita. V případe organokremičitých komponentov, napriek ich pozoruhodnému vplyvu na odpeňovaoiu účinnosť nemůžu byt komponentmi, nielen z důvodov technickej náročnosti výroby, ale vplyvov na znečistenie v konečnom důsledku zúčeninami kremíka odpeňovaných sústav.

Ďalej zmesi vyšších mastných kyselin, ako aj etanolamidov vyšších mastných kyselin s vyššími uhlovodíkmi, zvlášť oligomérmi propylénu (čs. autorské osvldčenie 232 390, 236 099 a 240 516), avšak na niektoré peniace sústavy, ako napr. pracie olejové prostriedky, ale aj alkalické vodné odmasťovacie prostriedky aplikované hlavně v strojárstve, sú málo účinné. Podobné je tomu aj v případe odpeňovačov, sice vhodných pre vybrané aplikácie hlavně v biochemickom priemysle, na báze propylénglykolu až polypropylénglykolu a vyšších uhlovodíkov i karboxylovýoh kyselin (čs. autorské osvedčenie 259 271), ktoré sú málo účinné, až takmer neúčinné na odpeňovanie uvedených pracích roztokov.

Přednosti známých odpeňovačov využívá a viaceré ich nedostatky odstraňuje odpeňovací prípravok podlá tohto vynálezu, zvlášt vhodný na odpeňovanie a/alebo zabránenie tvorby pien kvapalných pracích prostriedkov aplikovaných v ložiskovej a inej strojárskej výrobě, pozostáva júci z 92 až 99,5 % propylénglykolu až polypropylénglykolu o mólovej hmotnosti do 1 200 g. .mol^-1 a 0,5 až 8 % hmot. monoetanolamidu najmenej jednej nasýtenej karboxylovej kyseliny ^C16 ^{aŽ C}20·

Výhodou odpeňovacieho přípravku podlá tohto vynálezu je na rozdiel od iných odpeňovačov s obsahom produktov, ako aj alifatických vyšších mastných alkoholov, kopolyadície etylénoxidu s propylénoxidom vysoká odpeňovacia účinnosť najmS na pracie a odmasťovacie prostriedky aplikované v strojárstve. Potom synergický účinok komponentov, surovinová dostupnost a ich hygienická nezávadnost. Ďalej jeho flexibilita zloženia v závislosti od odpeňovaného prostredia, či už olejového alebo vodných roztokov, tak aj teploty odpeňovaného prostredia. Poměrně nízká citlivost na teplotu, dobrá skladovatelnosť a transportovatelnosť.

Pri nižších teplotách je vhodné zvyšovat konoentráoiu uhlovodíkov a minimalizovat koncentráclu etanolamidu karboxylovýoh kyselin C_lg až C₂₀, lebo rýchlo stúpa viskozita, zvlášť štruktúrna viskozita až po stuhnutie odpeňovacieho přípravku. Pri vyšších teplotách možno zasa zvyšovat konoentráoiu etanolamidov karboxylovýoh kyselin, čím sa po hranicu 5 až 8 % zvyšuje odpeňovacia účinnost odpeňovacieho prostriedku.

K uhlovodikom podlá- tohto vynálezu patria nasýtené alebo nenasýtené, hlavně alifatické a nafténické uhlovodíky, připadne tiež s prímesami aromátov. Najčastejšie však ropné frakcie a z nich najmS petrolejová frakcia, frakcie lahkého i tažkého plynového oleja, zvlášt rafinované oleje. Potom syntetické uhlovodíky, najmS však oligoméry, kooligoméry, či nízkomoleku3 lové polyméry a kopolyméry propylénu, alkénov a diénov C₄ a Cg, dalej produkty vzniknuté termickým štiepením makromolekulových látok, ako aj hydrogenolýzou makromolekulových látok i vyšších uhlovodíkov, napr. vákuových destilátov ropy ap. Okrem toho možno využit aj hydrogenované oligoméry uvedených alkénov a diénov C_g až c_g.

Samotné uhlovodíky majú velmi nízku odpeňovaciu účinnost, ale sa prejavuje ich zretlný synergický účinok v kombinácii s propylénglykolom až polypropylénglykolom a aspoň minimálnym množstvom monoetanolamidu nasýtených karboxylových kyselin až C₂q.

Na formuláciu odpeňovača podlá tohto vynálezu možno aplikovat aj etanolamidy, resp. monoetanolamidy karboxylových kyselin C₁₆ až C_2Q, ktoré můžu obsahovat i příměsi dietanolamidov, ale tie sú zretelne menej účinné a navýše ešte výraznejšie zvyšujú viskozitu odpeňovača a tým aj obmedzujú jeho aplikačně možnosti. Nežiadúcou prímesou je aj volný dietanolamín a trietanolamin, napokon i volný monoetanolamín. Naproti tomu případné příměsi amínoetylesterov karboxylových kyselin C₁₆ až C_2Q majú pozitivny účinok.

Etanolamidy (rozumie sa monoetanolamidy, resp. 2-hydroxyetylamidy karboxylových kyselin) nasýtených karboxylových kyselin až C_2g sú ako komponenty omnoho účinnejšie ako nenasýtených kyselin, ale aj nižších karboxylových kyselin. Přísady etanolamidov karboxylových kyselin v uvedených kombináciách s ostatnými komponentmi odpeňovacieho přípravku majú synergický účinok.

Ako pomocné látky prichádzajú do úvahy různé práškové anorganické materiály najmS s velkým měrným povrchom, ako oxid křemičitý, uhličitan horečnatý, uhličitan vápenatý ap. Ďalej sú to fungicidy, baktericídy, inhibitory korózie, emulzifikačné přísady, optické zjasňovače, farbivá a pigmenty.

Ďalšie údaje o formulácii odpeňovacích prípravkov podlá tohto vynálezu, ich účinnosti, ako aj dalšie výhrady sú zřejmé z príkladov.

Příklad 1

Odpeňovacia účinnost jednotlivých prípravkov sa stanoví tak, že penivost štandardnej vzorky sa provnáva s penivosťou štandardnej vzorky s přidaným odpeňovačom. Tak 100 cm³ vodného roztoku štandardného laurylsíranu sodného (aniónový tenzid) o koncentrácii 0,1 % hmot. (1 g. •dm^-3) alebo polyetoxylovaných primárných alkoholov C^₂ až C^₄ s 9 mólmi etylénoxidu (neiónový tenzid) podobnej koncentrácie a napokon podobného roztoku laurylamóniumbromidu (katiónový tenzid) sa opatrné vlejú do odmerných valcov o objeme po 500 cm⁴ a uzavrú sa zábrusovou zátkou. Štandardný roztok sa speňuje preklápaním valca o 180° a spSť pSťdesiatkrát počas 1 min pri teplote 23 ±2 °C. Meria sa výška pěny a výška nespeneného roztoku po uplynutí 1 min od ukončenia speňovania.

Potom penivost Standardu PS (%) sa vypočítá zo vztahu PŠ = a/b . 100, a = výška pěny cm; b = výška nespeneného roztoku Fcml. Odpeňovacia účinnost sa stanoví tým istým postupom ako štandardného roztoku, ale k 100 cm štandardného roztoku sa přidá 1 (0,02 g) alebo 2 kvapky (0,04 g) ódpeňovačov a stanoví sa P_Q (penivost zmesi štandardného roztoku a odpeňovača). Odpeňovacia účinnost sa napokon vyčísli z grafu závislosti penivosti Γ%] na odpeňovacej účinnosti, pričom na os x sa nanesie odpeňovacia účinnost [%] od 100 do 0 a na os y penivost štandardného roztoku. V priesečníku uhlopriečky sa odčita [%} odpeňovacej účinnosti, pričom sa za konečný výsledok berie aritmetický priemer troch meraní. Formulácia odpeňovača z jednotlivých komponentov sa robí pri teplote 30 ±5 °C.

Ako komponenty odpeňovačov sa skúšajú: propylénglykol, dipropylénglykol, polypropylénglykol o priemernej mol. hmotnosti 300 a polypropylénglykol o priemernej mol. hmotnosti 930. Ďalej petrolejová frakcia, parafinicko-nafténový olej, tzv. biely olej, oligoméry propylénu, tzv. polypropylénový olej K-1000 (Propyloil K 1000) o priemernej mólovej hmotnosti 469 g.mol ³, pričom hustota pri 20 °C = 847 kg.m^-3; teplota tuhnutia = -25 °C; na jednu molekulu připadá priemerne 1,5 až 1,6 dvojitej vazby. Potom čistý 2-etylhexanol, ako aj ťažké podřely z rektifikácie surového 2-etylhexanolu v procese oxosyntézy (2-EHTP), ktoré majú toto zloženie:

% hmot. OH = 12,9; bromové číslo = 4,7 g Br/100 g; číslo kyslosti = 0,9 mg KOH/g; číslo zmydelnenia = 22,1 mg KOH/g; 2-etylhexanol = 36,3 % hmot.; alkoholy vrátane diolov c₁₂ “ ⁴⁴<1 * hmot., butyraldehyddiizobutylacetál = 0,7 % hmot. a 7 dalších kyslíkatých organických látok V koncentrácii po 1 až 6 S hmot.; priemerná molekulová hmotnost = 190; hustota pri 20 °C = 901,9 kg.m^-3; n²⁰ = 1,4530.

Ďalej lahký podiel (2-EHLP) z rektifikácie surového 2-etylhexanolu, frakcia o t. v. 109 až 182,5 °C/101 kPa, hustotě d^³ = 812,2 kg.m ³ a indexe lomu n*® = 1,4088; % hmot. OH = = 19,4; CHO = 0,24 % hmot.; CHO víazané = 0,25 i hmot.; bromové číslo = 1,3 g Br^/lOO g; H₂O = = 0,45 % hmot.; číslo kyslosti = 1,26 mg KOH/g; číslo zmydelnenia = 2,5 mg KOH/g; obsah izobutanolu = 20,3 % hmot.; n-butanolu s dalšou neznámou zložkou = 51,7 % hmot.; izoamylalkoholu = 4,1 % hmot.; 3-heptanónu = 4,1 * hmot.; 2-etylhexanolu = 15,3 % hmot.; 2-etylhexanolu = = 1,95 % hmot.; dalšie bližšie neidentifikované kyslíkaté organické zlúčeniny = 2,1 % hmot.

Potom etanolamid kyseliny stearovej (2-hydroxyetylamid kyseliny stearovej), zmes etanolamidu a dietanolamidu nenasýtených kyselin C₁₆ až C^g připravený s převahou kyseliny olejovej a kyseliny linolovej.

Zloženie jednotlivých odpeňovacích prípravkov a ich odpeňovacia účinnost na pěny vytvořené za spolupSsobenia aniónového, katíónového a neiónového tenzidu je zřejmé z tabulky 1.

Tabulka 1

Zloženie odpeňovacieho přípravku Odpeňovacia účinnost na pěnu vytvorenú za spolupósobenia tenzidu %

Komponent	množstvo % hmot.	neiónového	aniónového	katíónového
1 kvapka	2 kvapky	1 kvapka	2 kvapky	1 kvapka	2 kvapky
1	2	3	4	5	6	7	8
Polypropylénový
olej K 1000	50
2-Ethylhexanol	47,5	22	35	75	77	95	97
Etanolamid kyseliny
stearovej	2,5
Polypropylénový
olej K1000	50
2-EHTP	47,5	71	90	87	94	98	99
Etanolamid kyseliny
stearovej	2,5
Polypropylénglykol 900	50
2-EHTP	47,5	36	49	97	99	96	99
Etanolamid kyseliny
stearovej	2,5
Polypropylénglykol 900	500
2-Etylhexanol	47,5	45	63	90	94	91	93

Etanolamid kyseliny stearovej 2,5

1	2	3	4	5	6	7	8
Polypropylénglykol 900	50
2-EHTP	45
Etanolamid kyseliny stearovej	2,5	0	0	91	95	53	63
Kyselina stearová	2,5
Polypropylénglykol 1000	50
2-EHTP	47,5	39	45	71	74	91	96
Etanolamid kyseliny stearovej	2,5
Dipropylénglykol	60
2-EHTP	37,5	94	97	73	76	87	90
Etanolamid kyseliny stearovej	2,5
2-EHTP	100	58	65	81	89	81	84
2-EHTP	100	2	6	30	31	70	72
Polypropylénglykol 1000	97,5	44	48	83	85	56	58
Etanolamid kyseliny stearovej	2,5
Dipropylénglykol Zmes etanolamidu a dietanol-	97,5	39	40	60	72	2	7
amidu nenasýt. kyselin C16 až C18	2,5
Dipropylénglykol Etanolamid kyseliny	97,5	23	37	57	63	59	61
stearovej	2,5
Dipropylénglykol	59
2-EHTP	38,5	65	78	69	73	73	84
Etanolamid kyseliny stearovej	2,5
Polypropylénový olej K 1000 Zmes etanolamidov nenasýte-	97,5	0	6	2	22	21	28
ných kyselin až C^g	2,5
Petrolej	35
Polypropylénglykol 300	15	32	43	73	81	82	91
2-Ethylhexanol Etanolamid kyseliny	48,5
stearovej	i-.5
Polypropylénglykol 1000	30
2-Etylhexanol	68,5	43	56	70	74	86	95
Etanolamid kyseliny palmitovej	1,5

Příklad 2

Skúša sa pracia účinnost vzoriek odpeňovačov na praciu kvapalinu - Iahký plynový olej (Petropal).

Cez 200 cm Iahkého plynového oleja (Petropal) v premývačke sa pomocou vodnej vývevy prebubláva vzduch počas 2 min. Po uplynutí tejto doby sa zmeria výška pěny a pomocou stopiek sa zmeriava čas jej rozpadu. Dosiahnuté výsledky odpeňovacej účinnosti v závislosti od množstva odpeňovacieho přípravku sú uvedené v tab. 2.

Tabulka 2

Zloženie odpeňovacieho přípravku	Množstvo aplikovaného odpeňovacieho přípravku (%)	Výška pěny (cm)	Doba rozpadu pěny (s)	Odpeňovacia účinnost (%)
Komponent	množstvo (% hmot.)
1	2	3	4	5	6
Lahký plynový olej
(Petropal) bez odpe-
ňovacieho prostriedku	0,00	0,00	7,0	176	0
2-EHTP	100	0,58	7,3	170	3,6
Polypropylénový
olej K 1000	97,5
		0,58	4,5	57	67,7
Kyselina stearová	2,5
Dipropylénglykol	60
2-EHTP	37,5	0,58	4	25	85,8
Etanolamid kyseliny
stearovej	2,5
Dipropylénglykol	60
2-EHTP	37,5	0,29	3,2	32	81,9
Monoetanolamid
kyseliny stearovej	2,5		-
Polypropylénglykol 1000	60
2-EHTP	37,0	0,29	4	24	91,3
Monoetanolamid
kyseliny staerovej	2,5
Práškový SiO2	0,5
Polypropylénglykol 930	50
2-EHTP	47,5	0,58	3,6	27	84,7
Etanolamid kyseliny
stearovej	2,5

Príklad3

Skúša sa odpeňovacia účinnost odpeňovacích prípravkov přidávaných do alkalických vodných roztokov - odmastovačov o koncentrácii 3 % hmot. (obchodný názov alkalického odmasťovača 3 3

Radikál) tak, že do odmerného valca o objeme 500 cm sa naleje 150 cm pracej kvapaliny odmastovačov alebo pracej kvapaliny s přísadou odpeňovača. Odmerný válec sa zazátkuje a počas 1 min otočí šesťdesiatkrát o 180°. Potom sa válec postaví na rovnú podložku a zmeria sa výška pěny a čas potřebný na rozpad pěny.

Zloženie vzoriek odpeňovačov a ich účinnost na zníženie penivosti pracích alkalických vodných roztokov o koncentrácii 3 % hmot. (Radikál) sú uvedené v tabulke 3.

Tabulka 3

Zloženie odpeňovacieho přípravku Komoonent množstvo	Množstvo aplikovaného odpeňovacieho přípravku (%)	Výška pěny (cm)	Doba rozpadu pěny (min)	Účinnost odpeňovacieho přípravku (%)
<%	hmot.)
- (bez odpeňovacieho přípravku)
prací alkalický vodný roztok
(Radikal)		' 0,00	3	217	0
2-EHTP	100	0,39	0	-	100
Polypropylénglykol 930	50
2-EHTP	47,5	0,19	0	-	100
Etanolamid kyseliny stearovej	2,5
Dipropylénglykol	60
2-EHTP	37,5	0,19	0	-	100
Etanolamid kyseliny stearovej	2,5
Dipropylénglykol	60
2-EHTP	37,5	0,19	0	-	100
Etanolamid kyseliny stearovej	2,5
Polypropylénový olej K 1000	97,5
Etanolamid kyseliny		0,19	1,5	70	67,8
stearovej	2,5
Polypropylénový olej K 1000	97,5
		0,19	2,5	69	68,3
Kyselina stearová	2,5
Polypropylénglykol	49,6
2-EHTP	47,5
Etanolamid kyseliny stearovej	2,5	0,19	0	-	100

siO₂ 0,3 p-Kumylfenolát sódny 0,1

Příklad 4

Odpeňovacia účinnost jednotlivých odpeňovacích prípravkov sa stanovuje podobné, ako v prí-

klade 1. Zloženie jednotlivých vzoriek a dosiahnuté výsledky	sú uvedené v tabulke 4.
	Tabulka 4
Zloženie odpeňovacieho	přípravku	Odpeňovacia účinnost	na pěnu vytvorenú za	spolu-
	»		pósobenia tenzidu %
Komponent	množstvo	neiónového	aniónového	katiónového
	% hmot.	1	2	1 2	1	2
		kvapka	kvapky kvapka kvapky	kvapka	kvapky
Dipropylénglykol Etanolamid kyseliny	97,5	39	49	8 20	72	73
stearovej	2,5
Dipropylénglykol	95	45	47	23 38	75	77
Etanolamid kyseliny stearovej	5
Dipropylénglykol	55
2-Etylhexanol	40	18	31	78 81	87	90

Etanolamid kyseliny stearovej 5

V tejto tabulke podobné, ako aj v tabulkách 1-3 sa navýše porovnávajú odpeňovače podlá tohto vynálezu so známými odpeňovačmi, ako aj s účinnostou jednotlivých zložiek.

Claims (4)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   1. Odpeňovací prípravok, zvláší vhodný na odpeňovanie a/alebo zabránenie tvorby pien kvapalných pracích prostriedkov aplikovaných v ložiskovéj a inej strojárskej výrobě, vyznačujúci sa tým, že pozostáva z 92 až 99,5 % hmot. propylénglykolu až polypropylénglykolu o mólovej hmotnosti do 1 200 g.mol ¹ a 0,5 až 8 % hmot. monoetanolamidu najmeTiej jednej nasýtenej karboxylovéj kyseliny C^g až C^q.
2. 2. Odpeňovaci prípravok podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, že 3alej obsahuje 10 až 80 % hmot. zmesi uhlovodíkov o priemernej molovéj hmotnosti 130 až 1 100 g.mol ¹, s výhodou petrolejovú frakciu a/alebo syntetické uhlovodíky, s výhodou oligoméry alkénov až Cj.
3. 3. Odpeňovaci prípravok podlá bodu 1 a 2, vyznačujúci sa tým, že dalej obsahuje 20 až

   80 % hmot. najmenej jeden alifatický alkohol až C^, s výhodou ťažký podřel z rektifikácie surového 2-etylhexanolu v oxoprocese, obsahujúci hlavně zmes 2-etylhexanolu, jednomocných až dvojmocných alkoholov C^₂ ^a acetály a/alebo lahký podřel z rektifikácie 2-etylhexanolu, pozostávajúci hlavně zo zmesi n-butanolu, izobutanolu, izoamylalkoholu a 2-etylhexanolu s dalšími kyslikatými organickými prímesami.
4. 4. Odpeňovací prostriedok podlá bodu 1 až 3, vyznačujúci sa tým,.že obsahuje pomocné látky, s výhodou práškové vodonerozpustné anorganické materiály, vodu, emulzifikačné přísady, fungicidy a baktericídy.