PL215932B1

PL215932B1 - Biodegradable plastic grease

Info

Publication number: PL215932B1
Application number: PL390360A
Authority: PL
Inventors: Marian Pawelak
Original assignee: Chlapek Kornelia Pamar
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2014-02-28
Also published as: PL390360A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest biodegradowalny smar plastyczny, przeznaczony do smarowania węzłów tarcia, szczególnie trakcji szynowej, w których z uwagi na możliwość przenikania smaru do środowiska oraz skażenia go, wymagana jest jego wysoka biodegradowalność.The subject of the invention is biodegradable plastic grease, intended for the lubrication of friction junctions, especially rail traction, in which, due to the possibility of penetration of the grease into the environment and its contamination, its high biodegradability is required.

Znane biodegradowalne smary plastyczne zawierają w swym składzie biodegradowalne oleje tłuszczowe oraz oleje syntetyczne, zagęszczacze typu soli metalicznych kwasów tłuszczowych oraz dodatki uszlachetniające typu inhibitorów utlenienia i korozji, dodatki smarne i inne. Do wytwarzania biodegradowalnych smarów stosowane są oleje tłuszczowe roślinne i zwierzęce oraz syntetyczne typu estrów kwasów dikarboksylowych i monoalkoholi oraz estrów kwasów monokarboksylowych i polialkoholi.Known biodegradable plastic greases contain biodegradable fatty oils and synthetic oils, metal fatty acid thickeners and additives such as oxidation and corrosion inhibitors, lubricants and others. For the production of biodegradable lubricants, vegetable and animal fatty oils as well as synthetic fatty oils of the dicarboxylic acid esters and monoalcohols as well as monocarboxylic acid esters and polyalcohols are used.

Znany z polskiego opisu patentowego PL 193337 biodegradowalny smar plastyczny zawiera 80 do 90% oleju rzepakowego, 4,0 do 10,4% kwasu 12-hydroksystearynowego, 1,2 do 3,2% wodorotlenku litu, 0,5 do 4,0% pochodnej difenyloaminy, 0,5 do 1,5% dialkiloditiofosforanu wapnia oraz 0,5 do 3,9% grafitu koloidalnego. Według polskiego opisu patentowego PL 196724 smar zawiera 30 do 70% ftalanu dibutylu i/lub dioktylu, 10 do 25% stearynianu cynku i/lub glinu oraz 3 do 5% mieszaniny karbamidu, talku i rozdrobnionej celulozy w stosunku 5:2:3. Ponadto może zawierać mieszaninę mikrowosku polietylenowego z sproszkowanym cynkiem. Z polskiego zgłoszenia patentowego PL 381475 znany jest smar zawierający 50 do 80% olejów estrowych takich jak adypinian dioktylu, adypinian didecylu, do 40% stearynianów cynku i/lub glinu, do 50% polieterów, 5 do 50% polioli, korzystnie szczepionych kauczukiem, do 10% proszków lub pasty cynku i/lub glinu, do 5% grafitu, 1 do 5% trietanoloaminy oraz 0,1 do 5% inhibitorów korozji i dyspergatorów. Według polskich zgłoszeń patentowych PL 371308 i PL 371309 smar zawiera 80 do 95% mieszaniny oleju rzepakowego i ftalanu 2-etyloheksylowego w stosunku 1:3 do 3:1, 1,5 do 6,5% 12-hydroksystearynianu wapnia, 0,5 do 2,0% dialkiloditiofosforanu cynku oraz 1,0 do 3,0 roztworu olejowego kauczuku i 5 do 10% grafitu.Known from the Polish patent specification PL 193337, biodegradable plastic grease contains 80 to 90% of rapeseed oil, 4.0 to 10.4% of 12-hydroxystearic acid, 1.2 to 3.2% of lithium hydroxide, 0.5 to 4.0% a diphenylamine derivative, 0.5 to 1.5% calcium dialkyldithiophosphate, and 0.5 to 3.9% colloidal graphite. According to the Polish patent specification PL 196724, the lubricant contains 30 to 70% of dibutyl and / or dioctyl phthalate, 10 to 25% of zinc and / or aluminum stearate and 3 to 5% of a mixture of carbamide, talc and crushed cellulose in a ratio of 5: 2: 3. Moreover, it may contain a mixture of polyethylene microwax with powdered zinc. From the Polish patent application PL 381 475 there is known a lubricant containing 50 to 80% of ester oils such as dioctyl adipate, didecyl adipate, up to 40% zinc and / or aluminum stearates, up to 50% polyethers, 5 to 50% polyols, preferably rubber grafted, to 10% zinc and / or aluminum powders or pastes, up to 5% graphite, 1 to 5% triethanolamine and 0.1 to 5% corrosion inhibitors and dispersants. According to Polish patent applications PL 371308 and PL 371309, the lubricant contains 80 to 95% of a mixture of rapeseed oil and 2-ethylhexyl phthalate in the ratio 1: 3 to 3: 1, 1.5 to 6.5% calcium 12-hydroxystearate, 0.5 to 2.0% zinc dialkyldithiophosphate and 1.0 to 3.0% rubber oil solution and 5 to 10% graphite.

Stwierdzono, że biodegradowalny smar plastyczny wytworzyć można stosując estry nienasyconych kwasów tłuszczowych i niskocząsteczkowych alkoholi alifatycznych, uzyskane w wyniku alkoholizy olejów tłuszczowych, korzystnie poddane kontrolowanemu utlenieniu, zagęszczacze typu wosków i/lub soli metalicznych kwasów tłuszczowych oraz dodatki uszlachetniające.It has been found that the biodegradable plastic lubricant can be prepared using esters of unsaturated fatty acids and low molecular weight aliphatic alcohols obtained by alcoholysis of fatty oils, preferably subjected to controlled oxidation, wax and / or metal salt thickeners and additives.

Według wynalazku biodegradowalny smar plastyczny zawiera 30-95%, korzystnie 50-85% masowych estrów nienasyconych kwasów tłuszczowych i niskocząsteczkowych alkoholi alifatycznych zawierających do 3 atomów węgla w cząsteczce, uzyskanych w wyniku alkoholizy olejów tłuszczowych korzystnie poddanych kontrolowanemu utlenieniu w podwyższonej temperaturze, 0-40% masowych olejów tłuszczowych i/lub syntetycznych, 0-40% masowych zagęszczaczy typu wosków i/lub soli metalicznych kwasów tłuszczowych 0,3-15% masowych znanych dodatków uszlachetniających. Stosowany do wytwarzania smaru olej, uzyskany w wyniku kontrolowanego, częściowego utlenienia estrów nienasyconych kwasów tłuszczowych i niskocząsteczkowych alkoholi alifatycznych, posiada lepkość kinematyczną w temperaturze 40°C powyżej 10 mm/s, korzystnie 40-150 mm/s. Olej ten w toku wytwarzania smaru może być mieszany ze znanymi olejami tłuszczowymi pochodzenia zwierzęcego np. z olejem lard oil wydzielanym z łoju wołowego oraz olejami roślinnymi np. olejem rzepakowym, sojowym, słonecznikowym, korzystnie utlenionymi, a także z syntetycznymi olejami estrowymi typu estrów kwasów dikarboksylowych i monoalkoholi np. adypinianem di-2-etyloheksylowym oraz estrami kwasów monokarboksylowych i polialkoholi. Jako zagęszczacze do wytwarzania smaru stosowane są woski, korzystnie wosk polietylenowy i/lub sole nasyconych kwasów tłuszczowych zawierających 16-20 atomów węgla w cząsteczce i metali, korzystnie wapnia, litu, glinu, cynku. W charakterze dodatków uszlachetniających stosowane są znane dodatki takie jak: inhibitory utlenienia np. dibutyloparakrezol, alkilodifenyloamina, inhibitory korozji np. aminy, amidy, dodatki smarne rozpuszczalne w oleju np. dialkiloditiofosforan cynku, siarkowane oleje tłuszczowe, nierozpuszczalne w oleju np. grafit, talk, proszki metali takich jak: glin, cynk.According to the invention, biodegradable plastic grease contains 30-95%, preferably 50-85% by weight of esters of unsaturated fatty acids and low molecular weight aliphatic alcohols containing up to 3 carbon atoms in the molecule, obtained by alcoholysis of fatty oils, preferably subjected to controlled oxidation at elevated temperature, 0-40 % by weight of fatty and / or synthetic oils, 0-40% by weight of wax type thickeners and / or metallic salts of fatty acids 0.3-15% by weight of known additives. The oil used for the production of the lubricant, obtained by controlled partial oxidation of esters of unsaturated fatty acids and low molecular weight aliphatic alcohols, has a kinematic viscosity at 40 ° C above 10 mm / s, preferably 40-150 mm / s. In the course of lubrication production, this oil can be mixed with known fatty oils of animal origin, e.g. with lard oil extracted from beef tallow and vegetable oils, e.g. rapeseed, soybean, sunflower oil, preferably oxidized, as well as with synthetic ester oils of the dicarboxylic acid ester type. and monoalcohols, e.g. di-2-ethylhexyl adipate and esters of monocarboxylic acids and polyalcohols. Waxes, preferably polyethylene wax and / or salts of saturated fatty acids containing 16-20 carbon atoms in the molecule and metals, preferably calcium, lithium, aluminum, zinc, are used as thickeners for the production of lubricant. As enriching additives, known additives such as: oxidation inhibitors, e.g. dibutylparacresol, alkyldiphenylamine, corrosion inhibitors, e.g. amines, amides, oil-soluble lubricating additives, e.g. zinc dialkyldithiophosphate, sulfurized fatty oils, insoluble in oil, e.g. graphite, talc, metal powders such as: aluminum, zinc.

Biodegradowalny smar plastyczny według wynalazku, wykazuje wysoką adhezję do smarowanych powierzchni, odporność na działanie czynników atmosferycznych, szczególnie wymywanie przez deszcz oraz wysokie właściwości przeciwzużyciowe. Stosowany w trakcji szynowej do smarowania rozjazdów oraz obrzeży szyn ogranicza ich zużycie. Charakteryzuje się dobrymi właściwościami technologicznymi, umożliwiającymi stosowanie go w szerokim zakresie temperatur, obejmujących warunki zimowe i letnie. Zaletą smaru jest jego wysoki stopień biodegradacji. Przenikanie smaru, przy stosowanych w trakcji szynowej systemach smarowania, do gruntu i wód gruntowych, nie powoduje skażenia.The biodegradable plastic grease according to the invention shows high adhesion to the lubricated surfaces, resistance to weather conditions, especially washing away by rain, and high anti-wear properties. Used in rail traction to lubricate turnouts and rail edges, it reduces their wear. It has good technological properties, enabling its use in a wide range of temperatures, including winter and summer conditions. The advantage of the grease is its high degree of biodegradation. Penetration of grease into the ground and groundwater with the lubrication systems used in rail traction does not cause contamination.

PL 215 932 B1PL 215 932 B1

Przedmiot wynalazku został szczegółowo przedstawiony w przytoczonych przykładach.The subject of the invention is illustrated in detail in the examples provided.

P r z y k ł a d 1.P r z k ł a d 1.

₂₂

Smar zawiera: 84,8% masowych utlenionych do lepkości kinematycznej 51,8 mm^{1 2}/s w temperaturze 40°C estrów metylowych kwasów oleju rzepakowego, 5,0% masowych 12-hydroksystearynianu wapnia, 10,0% masowych grafitu, 0,1% masowych dibutyloparakrezolu i 0,1% masowych pochodnej imidazoliny. Otrzymany smar posiada penetrację w temperaturze 25°C 322 mm/10.The grease contains: 84.8% by mass oxidized to the kinematic viscosity 51.8 mm ^{1 2} / s at 40 ° C methyl esters of rapeseed oil acids, 5.0% by mass of calcium 12-hydroxystearate, 10.0% by mass of graphite, 0.1 % by weight of dibutylparacresol and 0.1% by weight of the imidazoline derivative. The obtained grease has a penetration at 25 ° C 322 mm / 10.

P r z y k ł a d 2.P r z k ł a d 2.

₂₂

Smar zawiera: 80,0% masowych utlenionych do lepkości kinematycznej 93,2 mm²/s w temperaturze 40°C estrów etylowych kwasów oleju sojowego 10,0% masowych oleju lard oil, 3,5% masowych wosku polietylenowego, 4,0% masowych stearynianu litu, 1,5% masowych dialkiloditiofosforanu cynku i 1,0% masowych proszku glinu. Otrzymany smar posiada penetrację w temperaturze 25°C 356 mm/10.The grease contains: 80.0% by mass oxidized to the kinematic viscosity 93.2 mm ² / s at 40 ° C of soybean oil ethyl esters, 10.0% by mass of lard oil, 3.5% by mass of polyethylene wax, 4.0% by mass lithium stearate, 1.5% by weight of zinc dialkyldithiophosphate, and 1.0% by weight of aluminum powder. The obtained grease has a penetration temperature of 25 ° C 356 mm / 10.

P r z y k ł a d 3.P r z k ł a d 3.

₂₂

Smar zawiera: 53,5% masowych utlenionych do lepkości kinematycznej 111,2 mm²/s w temperaturze 40°C estrów metylowych kwasów oleju rzepakowego, 20,0% masowych adypinianu di-2-etyloheksylowego, 5% masowych wosku polietylenowego, 13,0% masowych stearynianu cynku, 3,0% masowych stearynianu glinu i 5,5% masowych talku. Otrzymany smar posiada penetrację w temperaturze 25°C 421 mm/10.The grease contains: 53.5% by mass of oxidized to kinematic viscosity 111.2 mm ² / s at 40 ° C methyl esters of rapeseed oil, 20.0% by mass of di-2-ethylhexyl adipate, 5% by mass of polyethylene wax, 13.0 % by weight zinc stearate, 3.0% by weight aluminum stearate, and 5.5% by weight talc. The obtained grease has a penetration temperature of 25 ° C 421 mm / 10.

P r z y k ł a d 4.P r z k ł a d 4.

Smar zawiera: 65,5% masowych estrów metylowych kwasów oleju rzepakowego, 26,0% maso₂ wych utlenionego oleju rzepakowego o lepkości 350 mm²/s w temperaturze 40°C, 8,0% masowych talku i 0,5% pasty glinu. Otrzymany smar posiada penetrację w temperaturze 25°C 442 mm/10.Lubricant contains 65.5% by weight of methyl esters of rapeseed oil 26.0% ₂ french Outgoing oxidized rapeseed oil with a viscosity of 350 mm ² / s at 40 ° C, 8.0 mass% of talc and 0.5% of aluminum paste. The obtained grease has a penetration temperature of 25 ° C 442 mm / 10.

P r z y k ł a d 5.P r z l a d 5.

Smar zawiera: 66,8% masowych utlenionych estrów etylowych kwasów oleju sojowego o lepkości jak w przykładzie 2, 6,0% masowych wosku polietylenowego, 10,0% masowych oleju rzepakowego, 9% masowych siarkowanego oleju sojowego o zawartości 13,2% siarki, 5,0% masowych grafitu, 3,0% masowych proszku cynku i 0,2% masowych alkilodifenyloaminy. Otrzymany smar posiada penetrację w temperaturze 25°C 393 mm/10.The grease contains: 66.8% by mass of oxidized ethyl esters of soybean oil with the viscosity as in example 2, 6.0% by mass of polyethylene wax, 10.0% by mass of rapeseed oil, 9% by mass of sulfurized soybean oil with 13.2% of sulfur , 5.0% by weight of graphite, 3.0% by weight of zinc powder, and 0.2% by weight of alkyldiphenylamine. The obtained grease has a penetration temperature of 25 ° C 393 mm / 10.

P r z y k ł a d 6.P r z k ł a d 6.

₂₂

Smar zawiera: 64,5% masowych utlenionych do lepkości kinematycznej 17,6 mm²/s w temperaturze 40°C estrów metylowych kwasów oleju rzepakowego, 27,0% masowych stearynianu cynku, 8,0% masowych talku, 0,2% masowych pasty glinu. Otrzymany smar posiada penetrację w temperaturze 25°C 463 mm/10.The grease contains: 64.5% by mass of oxidized to the kinematic viscosity 17.6 mm ² / s at the temperature of 40 ° C methyl esters of rapeseed oil, 27.0% by mass of zinc stearate, 8.0% by mass of talc, 0.2% by mass of paste aluminum. The obtained grease has a penetration temperature of 25 ° C 463 mm / 10.

P r z y k ł a d 7.P r z k ł a d 7.

Smar zawiera: 51,0% masowych estrów metylowych kwasów oleju rzepakowego, 12% masowych utlenionego oleju rzepakowego o lepkości jak w przykładzie 4, 20,0% masowych adypinianu di-2-etyloheksylowego, 7,0% masowych talku i 2,0% masowych pasty glinu. Otrzymany smar posiada penetrację w temperaturze 25°C 473 mm/10.The grease contains: 51.0% by mass of rapeseed oil acid methyl esters, 12% by mass of oxidized rapeseed oil with a viscosity as in Example 4, 20.0% by mass of di-2-ethylhexyl adipate, 7.0% by mass of talc and 2.0% by mass bulk aluminum paste. The obtained grease has a penetration at 25 ° C 473 mm / 10.

Chociaż niniejszy wynalazek został powyżej wyjaśniony za pomocą jego preferowanych realizacji, należy zwrócić uwagę, że wszelkie modyfikacje tych preferowanych realizacji w zakresie dołączonych zastrzeżeń nie są uważane za zmieniające lub modyfikujące naturę i zakres niniejszego wynalazku.While the present invention has been explained above by means of its preferred embodiments, it should be appreciated that any modification of these preferred embodiments within the scope of the appended claims is not considered to alter or modify the nature and scope of the present invention.

Claims

1. Biodegradable plastic grease containing ester oils of natural and synthetic origin, thickeners and improvers, characterized in that it contains 30-95% by weight, preferably 50-85% by weight, of esters of unsaturated fatty acids and low molecular weight aliphatic alcohols containing up to 3 carbon atoms in molecule, obtained by alcoholysis of fatty oils, preferably subjected to controlled oxidation at elevated temperature, 0-40% by weight of fatty ester oils, preferably oxidized and / or synthetic, 0-40% by weight of wax type thickeners and / or metal salts of fatty acids, 0, 3-25% by mass of known additives.

2. Biodegradable lubricant according to Claim A process according to claim 1, characterized in that it contains oil obtained by partial oxidation of esters of unsaturated fatty acids and low molecular weight alcohols.

₂ aliphatic hols with a kinematic viscosity at 40 ° C above 10 mm ² / s, preferably 40-150 mm ² / s.

3. Biodegradable lubricant according to Claim A process as claimed in claim 1, characterized in that it contains fatty oils of vegetable and / or animal origin, preferably oxidized, and ester oils of the ester type of dicarboxylic acids and monoalcohols and / or esters of monocarboxylic acids and polyalcohols.

4. Biodegradable lubricant according to Claim A method as claimed in claim 1, characterized in that it contains thickeners of the wax type, preferably polyethylene and / or salts of saturated fatty acids with 16-20 carbon atoms per molecule and metals, preferably calcium, lithium, aluminum, zinc.

5. Biodegradable lubricant according to Claim The process of claim 1, characterized in that it contains oxidation and corrosion inhibitors as well as oil-soluble and insoluble lubricating additives as enriching additives.