DK165122B - Flydende praeparat til antaendelse af fast braendsel - Google Patents

Description

i

DK 165122B

Den foreliggende opfindelse angår et flydende præparat til antændelse af fast brændsel.

Efter at man praktisk talt har forladt den praksis at antænde faste brændselsmidler ved hjælp af avispapir 5 og kviste af træ eller kvas, har markedet for ildtæn dingsmidler undergået en voldsom udvikling. Man kan opdele ildtændingsmidlerne i tre kategorier afhængig af, om de foreligger på fast form, i flydende form eller i form af en gelstruktur.

10 De faste ildtændingsmidler kan i sig selv opdeles i to klasser afhængig af, hvorvidt de indeholder eller ikke indeholder flydende brændselsmidler. Når de faste ildtændingsmidler indeholder flydende brændselsmidler, er disse sidstnævnte absorberede på et porøst substrat, 15 der i sig selv er brændbart, eller de er indesluttet i en matrix af et brændbart polymermateriale. De porøse substrater er hyppigst cellulose eller træ-agglomerater, og de polymere matrixer er formaldehyd-urinstofharpikser eller formaldehyd-phenolharpikser. De flydende brændsels-20 midler er i almindelighed carbonhydrider, alkoholer med lav molekylvægt og blandinger deraf. Når de faste ildtændingsmidler ikke indeholder flydende brændselsmidler, består de simpelt hen af et eller flere brændsels-midler, som er faste ved omgivelsernes temperatur. Dette 25 er „ilfældet med terninger af metaformaldehyd eller kager af voks eller paraffin.

De flydende ildtændingsmidler består hyppigst af et eller flere carbonhydrider, af en eller flere alkoholer eller af blandinger af alkoholer eller carbonhydrider.

30 Ildtændingsmidlerne på gelform består som basisbestanddel af en eller flere forbindelser, som udviser en eller flere alkoholgrupper, såsom f.eks. ethylalkohol eller butylgly-

DK 165122B

2 col, af et eller flere carbonhydrider eller af blandinger af disse to produktgrupper, som eventuelt er forbundet med et opløsningsmiddel af særdeles polær art, såsom vand. Gelstrukturen opnås i almindelighed ved tilsætning 5 af langkædede organometalsalte, af siliciumoxid med høj absorptionsevne eller af organiske polymere, som er effektive i meget polære medier.

De op til nu eksisterende faste ildtændingsmidler udviser talrige ulemper, hvad enten de anvendes til antænding 10 af ovne eller komfurer med fast brændsel, pejse eller såkaldt barbecue. Disse ulemper er knyttet til den kendsgerning, at kontaktoverfladen af den flamme, som stammer fra forbrændingen af ildtændingsmidlet, med brændslet, hvis antændelse man ønsker, er meget lille, og at det 15 derfor ofte er nødvendigt at fordele en stor mængde ildtændingsmiddel i massen af fast brændsel for at opnå en hurtig antændelse af brændslet. Dette er især tilfældet, når det drejer sig om antændelse af brændselsmidler, såsom anthracit, koks, briketter eller ved antænding 20 af en pejs. Når de faste ildtændingsmidler indeholder flydende brændselsmidler bør de derudover være indpakket i en film, som sikrer en effektiv barriere over for afdampning. Eftersom denne barriere aldrig er fuldkommen, er oplagring af disse typer ildtændingsmidler ikke 25 uden faremoment, især i årets varme perioder.

Man har forsøgt at forbedre effektiviteten åf de faste ildtændingsmidler ved inkorporering af additiver. Man kan blandt de foreslåede additiver nævne: - metaller i form af deres uorganiske salte eller i 30 form af deres organometalforbindelser (sæber, naphtena- ter, chelater etc.)j - uorganiske eller organiske peroxider.

3

Forbedringen med hensyn til ydeevne, som er blevet opnået ved hjælp af disse additiver, er imidlertid minimal.

Dette skyldes den kendsgerning, at selv om additiverne er til stede i tilstrækkelig stor mængde, er de ikke 5 i direkte kontakt med det brændsel, som skal antændes.

Deres indvirkning med hensyn til antændings-hastigheden for brændselsmidlet er således kun meget moderat.

De flydende ildtændingsmidler består hyppigst af en enkelt komponent. Denne komponent er enten et carbonhy-10 drid eller en alkohol med lav molekylvægt. Man anvender dog ofte blandinger af flydende ildtændingsmidler eller opløsninger af et fast brændselsmiddel, såsom voks eller paraffin, i et brændselsmiddel, som spilder rollen som opløsningsmiddel. De flydende ildtændingsmidler udviser 13 ikke de samme tekniske ulemper som de faste ildtændings midler, eftersom man let kan fordele dem over en stor overflade af et fast brændsel, hvis antændelse man ønsker at fremkalde. De udviser ikke desto mindre betydelige ulemper. Først og fremmest er de farlige for personen, 20 der anvender dem, på grund af de hyppigt meget lave flammepunkter, hvilket yderligere medfører, at håndteringen i handelen af disse produkter kræver en speciel etikettering, hvilket udgør en betydelig hemsko for markedsføringen. Derudover pr inkorporeringen af additi-23 ver til forbedring af forbrændingen, skønt særdeles effektiv og derfor ønskværdigt, når det drejer sig om et flydende ildtændingsmiddel, gjort vanskelig på grund af den meget lave opløselighed eller uopløselighed af de additiver, som er mest effektive, i de i almindelighed 30 anvendte flydende præparater. Det er især tilfældet med hensyn til forbrændingskatalysatorer baseret på tungmetaller og især peroxider, når de foreligger i form af uorganiske salte.

Ildtændingsmidler med gelstruktur pakkes i almindelighed

DK 165122B

4 i enkeltdoseringsposer eller små flasker, således at de kan kastes på det faste brændsel, der skal antændes.

I form af enkeltdoseringsposer udviser de samme tekniske ulemper som de faste ildtændingsmidler, eftersom de 5 kun gør det muligt at antænde brændslet punktvis, idet de dog ikke har samme risiko under oplagring, eftersom den pågældende emballage i almindelighed er tæt. Når de foreligger i små flasker kan de fordeles over det faste brændsel på samme måde som væskerne; men de udviser 10 så den ulempe, at de forbliver på overfladen af brænd slet uden at trænge ind deri, hvorved man kun opnår en beskeden effektivitet.

Man har nu fundet, at man på enkel og effektiv måde på én gang kan løse problemet med hensyn til sikkerheden 15 af de flydende tændvæsker og problemet med effektivi teten af forbrændingen ved hjælp af et flydende præparat med forbedret sikkerhed til antændelse af fast brændsel ifølge den foreliggende opfindelse.

Den foreliggende opfindelse angår således et flydende 20 ildtændingsmiddel med forbedret sikkerhed, der kan an vendes til antændelse af et hvilket som helst fast brændsel. Dette ildtændingsmiddel er ejendommelig derved, at det består af mindst to bestanddele (A) og (B), således som de er defineret i det efterfølgende, og det kan 25 derudover indeholde mindst én af to additiver (C) og (D), således som det ligeledes vil blive defineret i det følgende, idet det samlede præparat udgør en væske, som er stabil under normale oplagringsbetingelser.

A) Bestanddelen A består af en forbindelse eller en 30 blanding af forbindelser med den almene formel: R. - 0 - (R, - 0) - R7 1 Z n 3

DK 165122B

5 hvori: R, = C H„ , eller = H 1 a 2a + 1 R2 = CH2 ~ CH2 ~}b eller (~CU2 ~ CH Λ H3 /b

R3 = Cm H2m <- 1 eller = H

5 hvori n, a, b og m, som kan vare ens eller forskellige, har værdier på 1 - 12.

Forbindelser, som er særligt nyttige ved fremstillingen af ildtændingsmidlet ifølge opfindelsen, er mono- og di-methyl-, -ethyl-, -propyl- eller -butylethere af 10 mono- og polyethylenglycoler og mono- og polypropylengly- coler.

Denne bestanddel A) kan indeholde organometalliske additiver, blandt hvilke man kan nævne metalfedtsyresæber og organiske metalkomplekser. De kan ligeledes indeholde 15 inden for grænsen af deres opløselighed organiske per oxid- f orbindelser såvel som uorganiske additiver. Man kan blandt de organiske peroxider navne, uden at dette er begrænsende, peroxider afledt af aldehyder, ketoner, estere, alkylhydroperoxider og analoge forbindelser.

20 Man kan blandt de uorganiske' additiver navne, uden at denne liste er udtømmende, chlorater, perchlorater og nitrater af alkalimetaller eller jordalkalimetaller. Bestanddelen (A) kan ligeledes indeholde overfladeaktive midler. Blandt de overfladeaktive midler vil man foretræk-25 ke sådanne, som fører til opnåelse af et slutprodukt i form af en flydende opløsning, som er stabil under normale oplagringsbetingelser og anvendelsesbetingelser.

B) Bestanddelen (B) består af et eller flere uorganiske salte eller uorganiske komplekser af overgangsmetaller.

DK 165122B

6

De forbindelser, som er særligt nyttige ved fremstillingen af ildtændingsmidlet ifølge opfindelsen er uorganiske salte og uorganiske komplekser af metallerne i kolonne Ib i det periodiske system af grundstoffer ifølge Men-5 deleje, dus. de uorganiske salte og komplekser af kobber, sølv og guld.

C) Additivet (C) består hovedsagelig af vand. Det kan derudover indeholde et eller flere uorganiske salte eller komplekser af overgangsmetallerne som ovenfor 10 defineret og inden for grænsen for deres opløselighed.

Dette additiv kan ligeledes indeholde andre uorganiske forbindelser, såsom chlorater,. perchlorater og nitrater af alkalimetaller eller jordalkalimetaller. Det kan også indeholde et eller flere overfladeaktive midler 15 valgt på en sådan måde, at man opnår et slutprodukt i form af en flydende opløsning, som er stabil under normale oplagringsbetingelser og anvendelsesbetingelser.

D) Additivet (D) består i hovedsagen af et carbonhydrid.

Man kan blandt carbonhydrider, som er bekvemme ved frem- 20 stilling af et ildtændingsmiddel ifølge opfindelsen, nævne følgende carbonhydrider, såsom flydende paraffiner eller isoparaffiner og blandinger deraf, flydende car-bonhydridfraktioner, således som man opnår dem ved jord-oliedestillationen, eller blandinger deraf. Dette additiv 25 kan derudover indeholde et eller flere organiske additiver eller organiske peroxider, således som det'er defineret under afsnit (A). Det kan yderligere indeholde et eller flere overfladeaktive midler valgt med henblik på at opnå et slutprodukt i form af en flydende opløsning, 30 som er stabil under normale oplagringsbetingelser og anvendelsesbetingelser.

Vægtforholdene udtrykt ved iw, x, y og z i de forskellige kombinationer AB, ABC, ABD, ABCD lader sig let

DK 165122B

7 bestemme af fagmanden i de enkelte tilfælde under fastlæggelse af de tilsvarende binære, ternære eller kva-ternære diagrammer, som afgrænser sammensætningens stabil it et szoner . En flydende sammensætning betragtes som 5 værende stabil, når den ikke udviser faseseparation ved formuleringen.

Yderligere karakteristika og fordele knyttet til opfindelsen vil fremgå af de efterfølgende eksempler, hvor specifikke udførelsesformer ifølge opfindelsen efter 10 behov sammenlignes med præparater, som ikke er fremstillet ifølge opfindelsen, med hensyn til sikkerheden ved anvendelse som ildtændingsmiddel og med hensyn til effektiviteten ved antændelse af et fast brændselsmiddel.

Måling af omfanget af sikkerhed 15 Sikkerheden under anvendelse af et ildtændingsmiddel bedømmes ganske enkelt ved måling af dets flammepunkt.

Jo højere dette flammepunkt er, desto mere sikkert er det pågældende ildtændingsmiddel. Et ildtændingsmiddel, som normalt anvendes under antændingsbetingelser ved 20 en temperatur højere end sit flammepunkt, bør betragtes som værende farligt. Man anvender apparaturet efter fransk norm AFNOR T 60-103 med et såkaldt Luchaire bæger med låg til målingen af flammepunkterne.

Måling af antændingseffektiviteten 25 Man har som brændsel valgt en kugleformet trækulsbriket af normal facon med en vægt på 39 ί 1 g. Den vejes før og efter neddykning i 5 minutter i en opløsning af ildtændingsvæske. Man bemærker sig mængden af absorberet ildtændingsvæske. Den således imprægnerede kuglebriket

DK 165122B

8 antændes derpå, og man følger dens vægttab igennem 30 minutter fra det øjeblik, hvor den absorberede mængde ildtændingsvæske teoretisk er forbrændt.

Sammenligning mellem vægttabene for briketterne under 5 forbrændingen gør det muligt direkte at sammenligne ildtændingsvæskernes effektivitet.

EKSEMPEL 1

Man fremstiller en ildtændingsvæske efter følgende formel: monobutylether af monoethylenglycol, som 10 i det efterfølgende bliver betegnet som butylglycol ' : 90 vægtdele cuprichlorid (dihydrat) 10 vægtdele

Man sammenligner egenskaberne af denne ildtændingsvæske med egenskaberne for butylglycol i sig selv.

15 Resultater I ld tænd in g svæske_Flammepunkt_Vægttab_

Butylglycol alene 70 °C 8,5 g

Præparat- ifølge opfindelsen 70 °C 14,0 g

Resultaterne viser de opnåede gode antændingsresultater.

20 Flammepunktet på 70 °C garanterer en sikkerhed under anvendelsen ved normale forhold.

EKSEMPEL 2

Man fremstiller en ildtændingsvæske efter følgende formel :

DK 165122B

9

Butylglycol 87,5 vægtdele

Vand 8,5 vægtdele

Cuprichlorid (dihydrat) 4 vægtdele.

Man sammenligner egenskaberne for denne ildtændingsvæske 5 med egenskaberne for butylglycol alene.

Resultater I ldtændinqsvæske_Flammepunkt_Vægttab

Butylglycol alene 70 °C 8,5 g

Præparat ifølge opfindel- 10 sen Højere end 100 °C 13,6 g

Resultaterne viser de opnåede fremragende antændings-resultater, såvel som den forøgede sikkerhed, som er bibragt præparatet ifølge opfindelsen, idet flammepunktet af blandingen er højere end 100 °C.

15 EKSEMPEL 3

Man fremstiller en ildtændingsvæske ved hjælp af følgende formel: "Napsol PM 2"* 82 vægtdele Sølvnitrat 9 .. vægtdele 20 Vand 9 vægtdele.

*Napsol PM 2: methylmonoether af dipropylenglycol, som forhandles under dette varemærke af firmaet Naphtachimie.

Man sammenligner egenskaberne af denne ildtændingsvæske 25 med egenskaberne for "Napsol PM 2" alene.

_Flammepunkt_Vaqttab

DK 165122 B

Resultater 10 "Napsol PM 2" ‘ 78 °C 6 g

Prsparat ifølge opfindelsen 100 °C 12 g 5 Resultaterne viser de opnåede fremragende antændings- resultater med præparatet ifølge opfindelsen samtidig med dettes høje grad af sikkerhed.

EKSEMPEL 4

Man fremstiller et ildtændingsmiddel med følgende for-10 mel:

Butylglycol 47,5 vsgtdele

Cuprichlorid (dihydrat) 5 vægtdele "Shellsol K"* 47,5 vægtdele.

* "Shellsol K": afaromatiseret og desodoriseret alifatisk 15 opløsningsmiddel, som forhandles under denne betegnelse af firmaet Shell.

Dette ildtandingsmiddels egenskaber sammenlignes med egenskaberne for "Shellsol K" alene, for butylglycol alene og for blandingen af disse to opløsningsmidler 20 (50 ?oV50 %).

Resultater _Flammepunkt_Vægttab_

DK 165122B

11

Butylglycol 70 °C 8,5 g "Shellsol K" 77 °C 11,0 g 5 "Shellsol"/butylglycol (50/50) 64 °C 5,7 g

Præparat ifølge opfindelsen 64 °C 13,9 g

Flammepunktet på 64 °C bevarer en tilstrækkelig god sikkerhedsgrad for normale anvendelsesbetingelser.

Med hensyn til den opnåede effektivitet er denne betyde-10 lig forbedret i forhold til produkterne anvendt alene eller i sammenblanding.

EKSEMPEL 5

Man fremstiller et ildtandingsmiddel med følgende formel : 15 Butylglycol 46,1 vsgtdele

Cuprichlorid (dihydrat) 2 vsgtdele

Vand 5,8 vægtdele "Shellsol K" 46,1 vægtdele.

Man sammenligner egenskaberne for dette ildtændingsmid-20 del med egenskaberne for butylglycol alene, for Shellsol l< alene og for blandingen af disse to opløsningsmidler (50 ?ό/50 ?ό).

Resultater _Flammepunkt_Vægttab_

DK 165122B

12

Butylglycol 70 QC · 8,5 g "Shellsol K" 77 °C 11 g 5 "Shellsol K"/butylglycol (50/50) 64 °C 5,7 g

Præparat ifølge opfindelsen Intet flamme- 13,3 g punkt

Dampene antæn-

10 des ved 92 °C

Denne tabel belyser de opnåede fremragende resultater såvel med hensyn til sikkerheden, eftersom der ikke foreligger noget flammepunkt, hvorved man fjerner enhver fare for eksplosion af produktets dampe under forstøv-15 ningen deraf f.eks. over gløder, som med hensyn til antændingseffektiviteten, eftersom de opnåede resultater er bedre end resultaterne med et klassisk additiv.

EKSEMPEL 6

Man fremstiller et ildtændingsmiddel med gelstruktur 20 i overensstemmelse med følgende formel:

Isopropylalkohol 80 vægtdele "Aerosil 200"* 4 vægtdele

Vand 14 vægtdele

Triethanolamin 2 vægtdele 25 * "Aerosil 200": atomiseret, udfældet siliciumoxid, der sælges under denne betegnelse af firmaet Degussa.

Viskositet: (Brookfield RVT-viskosimeter; nål nr. 3;

DK 165122B

13 20 omdr./min.) 1.200 centipoise.

Resultater

Flammepunkt: 12 °C

3 Vægttab: 1 g (forbrændingen af briketten standsede efter 5 minutter).

Disse resultater sammenlignet med resultaterne opnået i de øvrige eksempler viser den fare, der foreligger ved dette produkt under anvendelsen, eftersom denne 10 altid vil finde sted ved en temperatur højere end produk tets flammepunkt, såvel som den næsten neglicerbare effektivitet, eftersom briketten ikke har nået tilstanden for selvforbrænding.

EKSEMPEL 7 15 Man fremstiller et ildtsndingsmiddel med efterfølgende formel:

Butylglycol 46,9 vægtdele

Kobberoctoat 0,2 vægtdele

Cuprichlorid (dihydrat) 2 vægtdele 20 Vand 4 vsgtdele "Shellsol K" 46,9 vægtdele.

Dette ildtændingsmiddels egenskaber sammenlignes med egenskaberne for en blanding af butylglycol/vand/"Shellsol K" (47,5/5/47,3) uden additiv.

Resultater _Flammepunkt_Vægttab_

DK 165122B

14

Blanding uden additiver 73 °C 7,8 g

Præparat ifølge opfindelsen 73 °C 13,3 g 5 Resultaterne viser de opnåede fremragende resultater med præparatet ifølge opfindelsen. Flammepunktet er højere end de normale anvendelsestemperaturer for et ildtændingsmiddel.

EKSEMPEL 8 10 Man fremstiller et ildtændingsmiddel med følgende formel:

Butylglycol 46,85 vægt.dele

Cuprichlorid (dihydrat) 2 vægtdele

Vand 4 vsgtdele

Kaliumchlorat 0,2 vægtdele 15 "Shellsol K" 46,85 vægtdele

Kobberoctoat 0,1 vsgtdele.

Egenskaberne for dette ildtsndingsmiddel sammenlignes med egenskaberne for en blanding af butylglycol/vand/ "Shellsol K" (47,5/5/47,5) uden additiver.

20 Resultater _______. Flammepunkt_Vægttab_

Blanding uden additiver 73 °C 7,8 g

Præparat ifølge opfindelsen 73 °C 13,4 g

Resultaterne viser klart den forbedring, som er tilført

DK 165122B

15 ved hjalp af prsparatet Ifølge opfindelsen. Det opnåede flammepunkt gør det muligt at sikre en sikkerhedstilstand under anvendelsen ved normale betingelser.

Dersom man i ovenstående eksempler erstatter butylgly-5 col eller "Napsol PM 2" med andre ethere, som svarer til den almene formel for de forbindelser, som udgør bestanddelen (A) ifølge opfindelsen, opnår man dermed analoge resultater.

/

Claims (7)

1. Flydende præparat til antændelse af fast brændsel, hvilket præparat består af mindst to komponenter, kendetegnet ved, at den ene komponent (A) udgøres af mindst én forbindelse med den almene formel:

2. Præparat ifølge krav 1, kendetegnet 15 ved, at forbindelsen (A) er valgt blandt mono- og di-meth- yl, -propyl- og -butylethere af mono- og polyethylen-glycoler og af mono- og polypropylenglycoler.

3. Præparat ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at forbindelsen (A) indeholder et additiv 20. en mængde op til grænsen for dets opløsel'ighed valgt blandt organometalforbindelser, organiske peroxidforbin-delser, oxiderende uorganiske salte af alkalimetaller eller jordalkalimetaller, overfladeaktive midler og forligelige blandinger deraf.

4. Præparat ifølge ethvert af kravene 1-3, ken detegnet ved, at det i forbindelsen (B) indgående overgangsmetal er valgt blandt grundstofferne Cu, Ag og Au. DK 165122B

5 B, C, D) svarende til et stabilt præparat, der ikke under normale oplagringsbetingelser udviser faseseparation, idet additivet (C) i hovedsagen er vand, og additivet (D) i hovedsagen er mindst et carbonhydrid.

5. Præparat ifølge ethvert af kravene 1-4, kendetegnet ved, at det endvidere indeholder mindst ét af to additiver (C, D) i vægtforhold (y, z) fastlagt ved fasediagrammerne (A, B, C), (A, B, D) eller (A,

5 R, -0£R9-0·)· R, (A) 1. n 3 hvori R^ betegner en gruppe CgH2g+1 eller hydrogen, R2 betegner en gruppe 4CH2-CH2)b eller ch3 R^ betegner en gruppe CmH2m+^ eller hydrogen, 10 a, b, n og m kan være ens eller forskellige og har vær dier mellem 1 og 12, og den anden komponent (B) udgøres af mindst ét uorganisk' salt eller et overgangsmetalkompleks.

6. Præparat ifølge krav 5, kendetegnet 10 ved, at det indgående -vand indeholder en andel af mindst ét uorganisk salt eller et metalkompleks af et overgangsmetal tilhørende gruppe Ib i det periodiske system i dispersion, en uorganisk peroxidholdig forbindelse, et overfladeaktivt middel eller en af deres forligelige 15 blandinger.

7. Præparat ifølge krav 5 eller 6, kendetegnet ved, at det indgående carbonhydrid indeholder mindst én dispergeret organometalforbindelse, et organisk peroxid, et overfladeaktivt middel eller en af 20 deres forligelige blandinger inden for opløseligheds- grsnsen.