DE69813808T2

DE69813808T2 - Alkalisches förderanlageschmiermittel auf basis von etheramine

Info

Publication number: DE69813808T2
Application number: DE69813808T
Authority: DE
Inventors: L. Kimberly PERSON HEI; E. Michael BESSE; S. Christopher SYKES
Original assignee: Ecolab Inc
Current assignee: Ecolab Inc
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 2004-04-01
Anticipated expiration: 2018-05-13
Also published as: BR9810049A; DE69813808D1; CN1097631C; US5932526A; PL337518A1; AU7485698A; JP4065031B2; AU743671B2; EP0990018A1; CA2291246C; PL190632B1; ZA985234B; CN1260826A; JP2002505705A; NZ500840A; CA2291246A1; AR013098A1; WO1998059023A1; EP0990018B1; KR20010049188A

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft allgemein Schmiermittel auf Etheramin-Basis und Verfahren zur Verwendung derselben. Insbesondere betrifft die Erfindung Schmiermittel auf Etheramin-Basis, die einen alkalischen pH-Wert besitzen und die verbesserte Schmierfähigkeit in Gegenwart saurer Verunreinigungen besitzen.
Hintergrund der Erfindung
Getränke und andere Lebensmittel werden häufig auf mechanischen Fördersystemen verarbeitet und verpackt, die geschmiert sind, um die Reibung zwischen der Verpackung und der lasttragenden Oberfläche des Fördersystems zu verringern. In der Vergangenheit enthielten die üblicherweise auf den lasttragenden Oberflächen dieser Fördersysteme verwendeten Schmiermittel typischerweise Fettsäureseifen als schmierend wirksame Bestandteile.
Darüber hinaus ist es, jedenfalls bei der Flaschenabfüllung, hochgradig wünschenswert, dass ein Schmiermittel wirksam ist, um die Bahnen, auf denen die verschiedenen Arten von Behältern, d. h. Dosen, Glas- und PET-Gegenstände, befördert werden, zu schmieren. Fettsäureschmiermittel sind in Verbindung mit allen diesen Arten von Behältern wirksam. Deshalb sind diese Schmiermittel „universelle" Schmiermittel zur Anwendung bei verschiedenen Getränkebehältern.
Diese Fettsäureschmiermittel haben bisher hervorragende Schmierfähigkeit gezeigt. Allerdings ist auch bekannt, dass Fettsäureschmiermittel in Gegenwart von Calcium und Magnesiumkationen, die gewöhnlich in hartem Wasser vorkommen, unlösliche Niederschläge bilden. Wasserenthärter und chemische Chelatierungsmittel wie EDTA müssen mit Schmiermitteln auf Fettsäurebasis verwendet werden, um die Bildung solcher Niederschläge zu verhindern. Ein Unterlassen der Implementierung solcher Maßnahmen resultiert allgemein in der Bildung eines Niederschlags, der die Sprühdüsen, die zum Aufbringen des Schmiermittels auf das Fördersystem verwendet werden, verstopfen kann.
Antimikrobielle Mittel sind besonders nützlich für Fördersysteme, die Nahrungsmittel transportieren können. Das Verschütten von Getränken und anderen Lebensmitteln auf dem Fördersystem resultiert häufig im Wachstum von Bakterien, Hefen und Schimmelpilzen und kann zur Bildung von Schleim oder Verunreinigungen führen, die dann die Leistung des Fördersystems beeinträchtigen können und außerdem die Produktreinheit und das Erscheinungsbild beeinträchtigen können. Antimikrobielle Mittel sind besonders nützlich zur Verringerung der Schleimbildung in Fördersystemen, die Nahrungsmittel transportieren können.
Schmiermittel auf Fettsäurebasis sind mit wirksamen antimikrobiellen Mitteln formuliert worden. Die Neigung, mit Wasserhärte-Ionen zu reagieren, beeinträchtigt jedoch die Gesamtleistungsfähigkeit des Schmiermittels. Alternativen zu Fettsäureschmiermitteln sind ebenfalls entwickelt worden; diese Zusammensetzungen besitzen jedoch ebenfalls gewisse Nachteile.
Zum Beispiel beschreibt Jansen, US-Patent Nr. 4 839 067, ein Verfahren zur Instandhaltung bzw. Pflege von Förderbändern des Kettentyps durch Behandeln des Förderbands mit einer antimikrobiellen Schmiermittelzusammensetzung, die eine schmierende Menge eines neutralisierten C_12–18 primären Fettsäureamins enthält. Wie Jansen jedoch feststellt, neigen die primären Fettsäureamine dazu, in Gegenwart von Anionen wie SO₄ ^–2, PO4^–3 und CO₃ ^–2, die gewöhnlich als Verunreinigungen in Wasser vorkommen, einen Niederschlag zu bilden. Der Niederschlag kann Sprühdüsen verstopfen und die Oberflächen des Fördersystems verunreinigen, ungefähr so wie Fettsäureseifen in Gegenwart von Wasserhärte.
Schmidt et al., US-Patent Nr. 5 182 035, beschreiben mit Essigsäure neutralisierte aliphatische Etherdiamine, die in Schmiermittelzusammensetzungen in Kombination mit alkoholischen Hydrotropica, die zur Erhöhung der physikalischen Stabilität eingesetzt werden, verwendet werden.
Remus, US-Patent Nr. 5 510 045 und entsprechend die WO 95/26389, beschreibt eine Aminschmiermittelzusammensetzung zur Verwendung mit Glas, Aluminium und zweiteiligen PET-Behältern. Die Schmiermittelzusammensetzungen umfassen ein Gemisch aus Amin, Hydrotropicum und Alkalitätsquelle, um einen pH-Wert von größer als 8 aufrecht zu erhalten.
Weber et al., US-Patent Nr. 5 062 978, beschreiben ebenfalls wässrige Schmiermittelzusammensetzungen auf der Basis neutralisierter Fettsäurealkylamine, die zum Betrieb von Fördersystemen geeignet sind, insbesondere beim Transport von Flaschen.
Schapira, europäische Patentanmeldung Nr. 0 533 522 Al, beschreibt Schmiermittelzusammensetzungen, umfassend neutralisierte verzweigte gesättigte oder ungesättigte C₆-C₁₂-Alkyletheramine und -diamine, um Wasserlöslichkeit und Schmierfähigkeit zu ergeben. Die Schmiermittelzusammensetzungen sind zum Betrieb von Fördersystemen geeignet und können außerdem ein Tensid und ein Alkohollösungsmittel umfassen.
Die WO-A-95/26389 beschreibt alkalische Lösungen von Diaminzusammensetzungen zur Schmierung.
Die EP-A-847 436 beschreibt Fördersystemschiniermittelkonzentrate, umfassend ein Alkyletheramin, wobei das Konzentrat einen pH-Wert im Bereich von 7–10 besitzt.
Obwohl Fettsäureamine angemessene Schmierfähigkeit und antimikrobielle Aktivität ergeben, ist deren Eignung wegen der Neigung zur Bildung von Niederschlägen in Gegenwart von in Wasser üblicherweise vorkommenden Anionen beschränkt.
Demgemäß besteht nach wie vor ein erheblicher Bedarf an antimikrobiellen Fördersystemschmiermitteln, die eine Toleranz für sowohl Anionen als auch Kationen, die in dem zur Verdünnung der Schmiermittelformulierung vor der Anwendung auf das Fördersystem verwendeten Wasser vorkommen, und überlegene Schmierfähigkeit in Gegenwart verschütteter Nahrungsmittel wie Bier zeigen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein Schmiermittelkonzentrat bereitgestellt, das folgendes umfasst:

a. eine schmierend wirksame Menge einer oder mehrerer Etheraminverbindungen, wobei jede der Aminverbindungen eine Formel hat, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R₁-O-R₂-NH₂ , R₁-O-R₂-NH-R₃-NH₂ , und Gemischen davon, worin R₁ eine geradkettige, gesättigte oder ungesättigte C₆-C₁₈-Alkylgruppe ist, R₂ eine geradkettige oder verzweigte C₁-C₈-Alkylengruppe ist und R₃ eine geradkettige C₁-C₈-Alkylengruppe ist; und
b. eine Tensidmenge, die wirksam ist, die Etheraminverbindung bei Verdünnung mit Wasser zu solubilisieren, wobei die Schmiermittelkonzentratzusammensetzung einen pH-Wert von mehr als 10 besitzt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der beanspruchten Erfindung wird eine Schmiermittelanwendungslösung bereitgestellt, umfassend einen Hauptanteil Wasser, 10 ppm bis 10.000 ppm einer oder mehrerer Etheraminverbindungen, wobei jede der Aminverbindungen eine Formel hat, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R₁-O-R₂-NH₂ , R₁-O-R₂-NH-R₃-NH₂ , und Gemischen davon,
worin R1 eine geradkettige, gesättigte oder ungesättigte C₆-C₁₈-Alkylgruppe ist, R₂ eine geradkettige C₁-C₈-Alkylengruppe ist und R₃ eine geradkettige oder verzweigte C₁-C₈-Alkylen gruppe ist; und eine Tensidmenge, die wirksam ist, um die Aminverbindung zu solubilisieren, wobei die Schmiermittelanwendungslösung einen pH-Wert von mehr als 10 besitzt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der beanspruchten Erfindung wird ein Verfahren zum Schmieren eines Fördersystems bereitgestellt, umfassend die Stufen:

(a) Verdünnen eines Schmiermittelkonzentrats mit Wasser, um ein wässriges Schmiermittel nach einem der voranstehenden Ansprüche zu bilden, umfassend eine schmierend wirksame Menge einer oder mehrerer Etheraminverbindungen, wobei jede der Aminverbindungen in dem Schmiermittelkonzentrat eine Formel besitzt, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: R₁-O-R₂-NH₂ , R₁-O-R₂-NH-R₃-NH₂ , und Gemischen davon, worin R1 eine geradkettige, gesättigte oder ungesättigte C₆-C₁₈-Alkylgruppe ist, R2 eine geradkettige oder verzweigte C₁-C₈-Alkylengruppe ist und R₃ eine geradkettige C₁-C₈-Alkylengruppe ist, wobei das Schmiermittelkonzentrat des Weiteren eine Tensidmenge umfasst, die wirksam ist, um das Amin in dem Schmiermittelkonzentrat bei Verdünnung zu solubilisieren; und
(b) Aufbringen der Schmiermittelanwendungslösungszusammensetzung auf die beabsichtigte Anwendungsoberfläche.

Die Erfindung besteht in einem Schmiermittelkonzentrat und einer Schmiermittelanwendungslösung, die jeweils geradkettige oder verzweigte gesättigte oder ungesättigte Alkyletheramine umfassen. Die Alkyletheraminverbindungen erhöhen die Schmier fähigkeit in der wässrigen Schmiermittelanwendungslösung trotz der Gegenwart von Ionen und sauren Getränkeverunreinigungen wie sauren Bierverunreinigungen, die häufig einen pH-Wert von 3 bis 4 oder weniger besitzen.
Die Erfindung führt zu verringerter Verunreinigung von Fördersystemen, resultierend aus der verminderten Wechselwirkung von Nahrungsmittelverunreinigungen mit der Schmiermittelanwendungslösung. Erfindungsgemäße Zusammensetzungen ergeben außerdem eine größere Toleranz der Schmiermittelanwendungslösung gegenüber ionenbeladenem Wasser. Darüber hinaus besitzt die erfindungsgemäße Schmiermittelanwendungslösung antimikrobielle Wirksamkeit auf Nicht-Lebensmittelkontaktoberflächen, was eine Verringerung von Bakterienkolonie-bildenden Einheiten um 99,9% innerhalb von fünf Minuten ergibt.
Im Zusammenhang mit dieser Erfindung ist das „Schmiermittelkonzentrat" die Zusammensetzung, die vor der Verwendung verdünnt wird. Die „Schmiermittelanwendungslösung" ist demgegenüber die Schmiermittelzusammensetzung, die nach der Verdünnung auf die oben vorgesehene Oberfläche aufgebracht wird.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Die Erfindung besteht in einem Schmiermittelkonzentrat, einer Schmiermittelanwendungslösung und einem Verfahren zur Verwendung der Schmiermittelanwendungslösung. Das Schmiermittelkonzentrat kann ein Feststoff oder eine Flüssigkeit sein.
Das erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrat und die erfindungsgemäße Schmiermittelanwendungslösung enthalten lineare gesättigte und ungesättigte Alkyletheraminverbindungen, die Schmiermittelfähigkeit, antimikrobielle Eigenschaften sowie eine Verringerung der Bildung verschiedener Niederschläge, die bei der Verwendung häufig auftreten, ergeben.
Erfindungsgemäße Zusammensetzungen schließen Tensidlösungsvermittler ein und können außerdem antimikrobielle Mittel und Alkalinitätsquellen neben anderen Bestandteilen einschließen. Die Erfindung schließt auch Verfahren zur Verwendung der beanspruchten Erfindung ein.
A. Die Alkyletheraminverbindungen
Das erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrat und die erfindungsgemäße Schmiermittelanwendungslösung umfassen eine Aminverbindung. Die Aminverbindung ergibt zusammensetzungsbedingte Schmierfähigkeit, des Weiteren antimikrobielle Eigenschaften und vermindert oder eliminiert die Bildung verschiedener Niederschläge, die aus der Verdünnung mit Wasser und/oder Verunreinigungen auf der Anwendungsoberfläche resultieren.
Die Aminverbindungen der Erfindung können eine beliebige Anzahl von Spezies umfassen. Vorzugsweise ist die Aminverbindung eine Alkyletheraminverbindung der Formel R₁-O-R₂-NH₂, (1) R₁-O-R₂-NH-R₃-NH₂, (3) und Gemische davon,
worin R1 eine geradkettige, gesättigte oder ungesättigte C₆-C₁₈-Alkylgruppe sein kann, R₂ eine geradkettige oder verzweigte C₁-C₈-Alkylengruppe sein kann und R₃ eine geradkettige oder verzweigte C₁-C₈-Alkylengruppe sein kann.
Mehr bevorzugt ist R₁ eine geradkettige C₁₂-C₁₆-Alkylgruppe; R₂ ist eine geradkettige oder verzweigte C₂-C₆-Alkylengruppe und R₃ ist eine geradkettige oder verzweigte C₂-C₆-Alkylengruppe.
Vorzugsweise enthalten das erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrat und die erfindungsgemäße Schmiermittelanwendungslösung eine oder mehrere Aminverbindungen, worin R₁ als geradkettige C₆-C₁₈-Alkylgruppe vorliegt. Wenn R₁ eine geradkettige Alkylgruppe ist, ergibt die aus dem Schmiermittelkonzentrat resultierende Schmiermittelanwendungslösung verbesserte Schmierfähigkeit.
Das erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrat und die erfindungsgemäße Schmiermittelanwendungslösung besitzen einen pH-Wert von größer als 10, sind frei von irgendwelchen zugegebenen Säurequellen und besitzen eine oder mehrere Aminverbindungen, wobei R₁ eine geradkettige C₆-C₁₈-Alkylgruppe ist.
Bevorzugte erfindungsgemäße Zusammensetzungen schließen geradkettige Alkyletherdiaminverbindungen der Formel (2) ein, worin R₁ eine C₁₂-C₁₆-Alkylgruppe ist, R₂ eine C₃-Alkylengruppe ist und R3 eine C₃-Alkylengruppe ist.
Wenn die verwendete Aminverbindung ein Amin der Formeln (1) und (2) ist, kann R₁ auch entweder eine geradkettige C₁₂-C₁₆-Alkylgruppe oder ein Gemisch geradkettiger C₁₀-C₁₂- und C₁₄-C₁₆-Alkylgruppen sein.
Insgesamt ergeben die geradkettigen Alkyletheraminverbindungen, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden, niedrigere Anwendungskonzentrationen nach Verdünnung bei erhöhter Schmierfähigkeit. Die Menge der Aminverbindung in dem Schmiermittelkonzentrat liegt allgemein im Bereich von etwa 0,1 Gew.-% bis 90 Gew.-%, bevorzugt etwa 0,25 Gew.-% bis 75 Gew.-% und mehr bevorzugt etwa 0,5 Gew.-% bis 50 Gew.-%. Diese Materialien sind kommerziell erhältlich von Tomah Products Incorporated als PA-19, PA-1618, PA-1816, DA-18, DA-19, DA-1618, DA-17, DA-1816 und dergleichen.
Insbesondere ist Tomah DA-1618® ein geradkettiges C₁₂-C₁₄-Al-kyloxypropyl-1,3-diaminopropan; Tomah DA-18® ist ein geradkettiges C₁₄-Alkyloxypropyl-1,3-diaminopropan; Tomah DA-17® ist ein verzweigtes N-Isotridecyloxypropyl-l,3-diaminopropan; und Tomah PA-19® ist ein lineares Alkyloxypropylamin.
Beispielhafte Alkyletheraminverbindungen werden allgemein formuliert aus geradkettigen C₁₂- oder höheren Alkylalkoholen und Acrylonitril, um eine Etheraminverbindung gemäß dem folgenden Schema zu ergeben:
worin R₁ wie oben definiert ist. Diamine können gemäß dem folgenden Schema synthetisiert werden:
worin R1 wie oben definiert ist.
Die Verdünnung des Schmiermittelkonzentrats mit Wasser ergibt eine Schmiermittelanwendungslösung, die vorzugsweise so berechnet ist, dass sie Schmierfähigkeit bei der vorgesehenen Anwendung oder Verwendung ergibt. Demgemäß liegt die Konzentration der aktiven Aminverbindung in der erfindungsgemäßen Schmiermittelanwendungslösung im Bereich von 10 ppm bis 10.000 ppm, bevorzugt von 30 ppm bis 5.000 ppm und mehr bevorzugt von 50 ppm bis 2.000 ppm.
B. Tenside
Das erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrat und die erfindungsgemäße Schmiermittelanwendungslösung umfassen des Weiteren ein Tensid. Das Tensid fungiert als Hydrotropicum, um die Etheraminverbindung in dem wässrigen Schmiermittelkonzentrat und der wässrigen Schmiermittelanwendungslösung zu solubilisieren, und erhöht die Phasenstabilität. Das Tensid erhöht außerdem die Detergiereigenschaften der Schmiermittelanwendungslösung. Verbindungen, die als Tenside bei der Erfindung verwendet werden können, schließen nichtionische Tenside neben anderen Verbindungen ein.
Nichtionische Tenside sind im Allgemeinen hydrophobe Verbindungen, die im Wesentlichen keine Ladung tragen und aufgrund der Gegenwart von Sauerstoff im Molekül eine hydrophile Neigung zeigen. Nichtionische Tenside umfassen eine große Vielzahl polymerer Verbindungen, die speziell, aber nicht ausschließlich, alkoxylierte Alkylphenole, alkoxylierte aliphatische Alkohole, alkoxylierte Amine, alkoxylierte Etheramine, Carbonsäureester, Carbonsäureamide und Polyoxyalkylenoxid- Blockcopolymere einschließen. Vorzugsweise ist die Alkoxygruppe eine Ethoxy- oder Propoxygruppe und besonders bevorzugt Ethoxy.
Besonders zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Schmiermittelkonzentrat und der erfindungsgemäßen Schmiermittelanwendungslösung geeignete nichtionische Tenside sind die alkoxylierten (bevorzugt ethoxylierten) Alkohole mit der allgemeinen Formel R₁((CH₂)mO)_n, worin R₁ eine aliphatische Gruppe mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen ist, m eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist und n eine Zahl von 1 bis 40 ist, die die durchschnittliche Anzahl von Ethylenoxidgruppen in dem Molekül angibt.
Nichtionische Tenside, die sich im Rahmen der Erfindung als geeignet herausgestellt haben, schließen Nonylphenolethoxylate mit etwa 9,5 Mol Ethoxylierung ein, die von Stepan Chemical Co. als Macon 9® erhältlich sind, und geradkettige C₁₂-C₁₅-Alkoholethoxylate mit etwa 9 Mol Ethoxylierung, die von Shell Chemical Company als Neodol 25-9® erhältlich sind. Außerdem geeignet sind ethoxylierte Etheramine, die durch folgende Reaktionsfolge dargestellt werden.
Die Tensidkonzentration in dem Schmiermittelkonzentrat beträgt im Allgemeinen etwa 0,1 Gew.-% bis 66 Gew.-%, bevorzugt etwa 0,5 Gew.-% bis 50 Gew.-%. Mehr bevorzugt beträgt die Tensidkonzentration etwa 1 bis 30 Gew.-%.
C. Die Alkalitätsquelle
Das erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrat und die erfindungsgemäße Schmiermittelanwendungslösung besitzen im Allgemeinen einen alkalischen pH-Wert. Das erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrat besitzt einen pH-Wert, der größer als 10 ist, er liegt bevorzugt im Bereich von oberhalb 10 bis 13. Die Schmiermittelanwendungslösung besitzt im Allgemeinen einen pH-Wert von größer als 10 ohne eine andere zugegebene Al-kalinitätsquelle als das Tensid und die Aminverbindung. Wenn jedoch andere Hilfsstoffe zu dem erfindungsgemäßen Schmiermittelkonzentrat oder der erfindungsgemäßen Schmiermittelanwendungslösung zugegeben werden, die den pH-Wert des Schmiermittelkonzentrats oder der Schmiermittelanwendungslösung erniedrigen, können Alkalinitätsquellen zugegeben werden.
Die allgemeine Natur der Alkalinitätsquellen ist nur auf solche chemischen Zusammensetzungen beschränkt, die Löslichkeit in dem System besitzen. Dies bedeutet, dass die Alkalinitätsquelle keine Metallionen beitragen sollte, die die Bildung von Niederschlägen oder Filmsalzen fördern. Beispielhafte Al-kalinitätsquellen schließen Silikate, Hydroxide, Phosphate, Carbonate und Alkanolamine ein.
Sofern vorhanden, kann die Alkalinitätsquelle verwendet werden, um den zusammensetzungsbedingten pH-Wert auf das gewünschte Niveau zu erhöhen. Demgemäß kann die Konzentration der Alkalinitätsquelle erheblich variieren, je nach der Art der Alkalinitätsquelle und der erforderlichen Erhöhung des pH-Werts.
D. Antimikrobielle Mittel
Das Schmiermittelkonzentrat und die Schmiermittelanwendungslösung besitzen allgemein antimikrobielle Wirksamkeit, die einen 99,9%-ige Reduzierung der koloniebildenden Einheiten von Bakterien innerhalb von fünf Minuten nach Inkontaktbringen ergibt. Falls jedoch zusätzliche antimikrobielle Wirksamkeit gewünscht wird, können das erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrat und die erfindungsgemäße Schmiermittelanwendungslösung des Weiteren ein oder mehrere antimikrobielle Mittel umfassen. Allgemein kann jedes feste oder flüssige chemische Mittel mit antimikrobieller Wirksamkeit in der Erfindung verwendet werden. Chemische Zusammensetzungen, die bekanntermaßen mikrobicide Wirksamkeit bei einem pH-Wert von 9 oder größer verleihen, schließen Iodophore, phenolische Verbindungen und quaternäre Ammoniumverbindungen ein.
Bevorzugte antimikrobielle Mittel, die im Rahmen der Erfindung verwendbar sind, sind kationische Tenside wie Alkyl- und Benzyl-quaternäre Verbindungen wie N-Alkyl(C₁₂-C₁₈)dimethylbenzylammoniumchlorid, N-Alkyl (C₁₄-C₁₈)dimethylbenzylammoniumchlorid, N-Tetradecylidmethylbenzylammoniumchloridmonohydrat, Dimethyldidecylammoniumchlorid und N-Alkyl- und (C₁₂-C₁₄)Dimethyl-l-naphthylmethylammoniumchlorid, die kommerziell von Herstellern wie Stepan Chemical Company erhältlich sind.
Sofern vorhanden, muss ein antimikrobielles Mittel eine Konzentration besitzen, die effektiv notwendig ist, um die erforderliche Wirkung zu ergeben. Allgemein kann die Konzentration des antimikrobiellen Mittels in dem Schmiermittelkonzentrat im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt von 1 bis 8 Gew.-% und mehr bevorzugt von 2 bis 6 Gew.-% liegen.
E. Hilfsstoffe
Das erfindungsgemäße Schmiermittelkonzentrat und, demgemäß, die erfindungsgemäße Schmiermittelanwendungslösung können des Weiteren einen oder mehrere Hilfsstoffe enthalten, um den Charakter oder die Eigenschaften dieser Zusammensetzungen zu modifizieren. Beispielhafte Hilfsstoffe schließen viskositätsverändernde Stoffe, Mittel gegen die Wiederablagerung von Verunreinigungen, Konservierungsstoffe, Farbstoffe, Parfüme, Antischaummittel, Mittel zur Suspendierung und Solubilisierung von Verunreinigungen, sowie Penetrationsverbesserer neben anderen ein.
FORMULIERUNG
Die erfindungsgemäße Schmiermittelanwendungslösung kann als Schmiermittelkonzentrat formuliert werden, das später zur Schmiermittelanwendungslösung für die Verwendung bei einer bestimmten Anwendung verdünnt wird. Das Schmiermittelkonzentrat kann, abhängig von der Konzentration der Aminverbindung, allgemein 10- bis 10.000-fach verdünnt werden, um die Schmiermittelanwendungslösung zu ergeben. Die folgende Tabelle enthält Richtwerte für die verschiedenen Konzentrationen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung.
Tabelle 1 – Schmiermittelkonzentrat – (Gew.-%)
– Schmiermittelanwendungslösung – (PPM)
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die folgenden Ausführungsbeispiele erläutern verschiedene Eigenschaften, Charakteristika und beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 1
Herstellung von nicht-neutralisierten Zusammensetzungen und neutralisierten Vergleichszusammensetzungen Die Zusammensetzungen 1–7 wurden hergestellt durch Zugabe des Etheramins und des ethoxylierten Tensids zu Wasser unter Rühren. Die Etheramine in Zusammensetzung 3 wurden durch die Tenside nicht ausreichend solubilisiert, wie die Phasentrennung zeigt. Diese Zusammensetzung wurde erneut mit höherem Tensid-zu-Amin-Verhältnis als Zusammensetzung 7 hergestellt. Bei dieser Zusammensetzung trat keine Phasentrennung auf.
Bei den Zusammensetzungen 1,2 und 4–7 war der pH-Wert größer als 11, was anzeigt, dass die Amine nicht im neutralisierten Zustand sind. Typischerweise sind nicht-neutralisierte gesättigte Alkylamine mit einer Alkylgruppe von mehr als 10 Kohlenstoffatomen wasserunlöslich. Wasserlöslichkeit bei diesen Zusammensetzungen wurde erreicht durch Kopplung durch die Tenside.
Die Zusammensetzungen 8 und 9 stellen Vergleichsbeispiele dar, die mit Essigsäure neutralisiert wurden. Bei den Zusammensetzungen 8 und 9 wurden die Etheramine durch Essigsäureneutralisierung solubilisiert und das Tensid wurde wegen der Detergiereigenschaften zugegeben. Der pH-Wert der Zusammensetzungen für die Zusammensetzungen 8 und 9 betrug 7,0–7,5.
Diese Arbeiten zeigen, dass Alkyletheramine unter Verwendung verschiedener Tenside einschließlich ethoxylierter nichtioni scher Tenside zu wässrigen Zusammensetzungen solubilisiert werden können. Die Zusammensetzungen 3, 7, 8, 9 und 10 sind nur zu Vergleichszwecken angegeben.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL 2
SCHMIERFÄHIGKEIT
Die Schmiermittelanwendungslösungen 6D und 10D (wobei „D" für verdünnt steht) wurden durch Verdünnung mit Leitungswasser zu 0,5 Gew.-% aus den Schmiermittelkonzentraten 6C bzw. 10C (wobei „C" für konzentriert steht) (wie im Ausführungsbeispiel 1 hergestellt) hergestellt.
Messung der Gleitwirkung
Die Schmiermittelanwendungslösungen 6D und 10D wurden auf den Rand einer polierten Edelstahlplatte von 20,5 cm Durchmesser verteilt. Die Platte wurde mit einem elektrischen Motor verbunden und nach dem Anschalten mit gleichmäßiger Geschwindigkeit gedreht. Eine Glasscheibe, die 189 g wog, wurde mit einer Belastungszelle verbunden und in einem von den Schmiermittelanwendungslösungen 6D und 10D benetzten Bereich der Platte platziert. Nachdem der elektrische Motor angeschaltet wurde, glitt die Scheibe frei auf der Platte. Die Schleppkraft zwischen der Glasscheibe und der Edelstahlplatte wurde mittels der Belastungszelle festgestellt und auf einen Datenschreiber übertragen.
Um die Konsistenz der Testmethode sicherzustellen, wurde die Schleppkraft mit einer standardmäßigen Fettsäureschmiermittelanwendungslösung vor und nach den Testversuchen gemessen und dem damit erhaltenen Wert wurde ein Reibungskoeffizient von 1,00 zugeordnet. Jeder Testversuch wurde auf den Versuch mit der Fettsäureschmiermittelanwendungslösung bezogen, so dass die Ergebnisse als relative Reibungskoeffizienten (COF) angegeben werden. Je niedriger der COF, umso besser die Schmierfähigkeit.
Die als Vergleichszusammensetzung verwendete Formulierung war ein Fettsäureschmiermittelkonzentrat, umfassend:
Der COF für diese Zusammensetzung betrug:
Die Schmiermittelanwendungslösung 6D zeigte überlegene Schmierfähigkeit in der Abwesenheit und in Gegenwart von sauren Verunreinigungen. Dies kann resultieren aus dem neutralen oder alkalischen pH-Wert, der sich durch die Solubilisierung anstelle der Neutralisierung der Aminspezies in dem Schmiermittelkonzentrat ergab.
Die voranstehende Beschreibung, Beispiele und Daten stellen eine vollständige Beschreibung der Herstellung und der Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung dar. Da viele Ausführungsformen der Erfindung möglich sind, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen, besteht die Erfindung in den nachfolgenden Ansprüchen.

Claims

Schmiermittelkonzentrat, umfassend: a. eine schmierend wirksame Menge einer oder mehrerer Etheraminverbindungen, wobei jede der Aminverbindungen eine Formel hat, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R₁-O-R₂-NH₂ , R₁-O-R₂-NH-R₃-NH₂ , und Gemischen davon, worin R1 eine geradkettige, gesättigte oder ungesättigte C₆-C₁₈-Alkylgruppe ist, R₂ eine geradkettige oder verzweigte C₁-C₈-Alkylengruppe ist und R₃ eine geradkettige C₁-C₈-Alkylengruppe ist; und b. eine Tensidmenge, die wirksam ist, die Etheraminverbindung bei Verdünnung mit Wasser zu solubilisieren, wobei die Schmiermittelkonzentratzusammensetzung einen pH-Wert von mehr als 10 besitzt. Schmiermittelanwendungslösung, umfassend einen Hauptanteil Wasser, etwa 10 ppm bis 10000 ppm einer oder mehrerer Etheraminverbindungen, wobei jede der Aminverbindungen eine Formel hat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus R₁-O-R₂-NH₂ , R₁-O-R₂-NH-R₃-NH₂ , und Gemischen davon, worin R₁ eine geradkettige, gesättigte oder ungesättigte C₆-C₁₈-Alkylgruppe ist, R₂ eine geradkettige C₁-C₈-Rlkylengruppe ist, und R3 eine geradkettige oder verzweigte C1-C8-Alkylengruppe ist; und eine Tensidmenge, die wirksam ist, um die Aminverbindung zu solubilisieren, wobei die Schmiermittelanwendungslösung einen pH-Wert von mehr als 10 besitzt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Etheraminverbindung in einer Konzentration von 0,25 Gew.-% bis 75 Gew.-% vorhanden ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Etheraminverbindung in einer Konzentration von 0,5 bis 50 Gew.-% vorhanden ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Aminverbindung eine Monoaminverbindung ist, R₁ eine geradkettige C₁₂-C₁₆-Alkylgruppe ist und R₂ eine C₂-C₆-Alkylengruppe ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei mehr als eine Etheraminverbindung in dem Schmiermittelkonzentrat vorhanden ist, mindestens eine der Etheraminverbindungen eine Monoaminverbindung ist, R₁ ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer geradkettigen C₁₀-C₁₂-Alkylgruppe, einer geradkettigen C₁₄-C₁₆lkylgruppe und Gemischen davon und R₂ eine C₂-C₆-Alkylengruppe ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Etheraminverbindung eine Diaminverbindung ist, R₁ eine geradkettige C₁₂-C₁₆lkylgruppe ist, R₂ eine C₂-C₆-Alkylengruppe ist und R₃ eine C₂-C₆-Alkylengruppe ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei mehr als eine Etheraminverbindung in dem Schmiermittelkonzentrat vorhanden ist, mindestens eine der Etheraminverbindungen eine Diaminverbindung ist, R₁ ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer geradkettigen C₁₀-C₁₂-Alkylgruppe, einer geradkettigen C₁₄-C₁₆-Alkylgruppe und Gemischen davon, R₂ eine C₂-C₆-Alkylengruppe ist und R3 eine C₂-C₆-Alkylengruppe ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Tensid ein nichtionisches Tensid umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Alkylphenolethoxylat, einem geradkettigen Alkoholethoxylat, einem sekundären Alkoholethoxylat, einem ethoxylierten geradkettigen Alkylamin, einem ethoxylierten geradkettigen Alkyletheramin und Gemischen davon.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Tensid ein alkoxyliertes nichtionisches Tensid umfasst, das in einer Konzentration von 0,5 Gew.-% bis 50 Gew.-% vorhanden ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Tensid ein alkoxyliertes nichtionisches Tensid umfasst, das in einer Konzentration von 1 bis 30 Gew.-% vorhanden ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei das nichtionische Tensid 1 bis 40 Mol Ethoxylierung besitzt.
Schmiermittel, resultierend aus der wässrigen Verdünnung des Schmiermittelkonzentrats nach Anspruch 1, wobei die Aminverbindung in der Schmiermittelanwendungslösung in einer Konzentration im Bereich von 50 ppm bis 2000 ppm vorhanden ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Aminverbindung ein Tetradecyloxypropyl-l,3-diaminopropan umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Schmiermittelkonzentrat ein Feststoff ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Schmiermittelkonzentrat eine Flüssigkeit ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, die zusätzlich eine Alkalinitätsquelle umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 17, wobei die Alkalinitätsquelle in einer Menge vorhanden ist, die notwendig ist, um bei Verdünnung des Schmiermittelkonzentrats mit Wasser einen pH-Wert größer als 9 bis zu 13 zu ergeben.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei R₁ eine geradkettige C6-C18-Alkylgruppe ist und der pH-Wert des Schmiermittelkonzentrats im Bereich von 10 bis 13 liegt.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei die Aminverbindung in einer Konzentration von 30 bis 5000 ppm vorhanden ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das Tensid ein alkoxyliertes nichtionisches Tensid umfasst, das in einer Konzentration von 25 ppm bis 3000 ppm vorhanden ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das Tensid ein alkoxyliertes nichtionisches Tensid umfasst, das in einer Konzentration von 100 ppm bis 2500 ppm vorhanden ist.
Verfahren zum Schmieren eines Fördersystems, umfassend die Stufen:
(a) Verdünnen eines Schmiermittelkonzentrats mit Wasser, um ein wässriges Schmiermittel nach einem der voranstehenden Ansprüche zu bilden, umfassend eine schmierend wirksame Menge einer oder mehrerer Etheraminverbindungen, wobei jede der Aminverbindungen in dem Schmiermittelkonzentrat eine Formel besitzt, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus R₁-O-R₂-NH₂ , R₁-O-R₂-NH-R₃-NH₂ , und Gemischen davon, worin R1 eine geradkettige, gesättigte oder ungesättigte C₆-C₁₈-Alkylgruppe ist, R₂ eine geradkettige oder verzweigte C₁-C8-Alkylengruppe ist, und R3 eine geradkettige C₁-C₈-Alkylengruppe ist, wobei das Schmiermittelkonzentrat des Weiteren eine Tensidmenge umfasst, die wirksam ist, um das Amin in dem Schmiermittelkonzentrat bei Verdünnung und Verwendung zu solubilisieren; und (b) Aufbringen der Schmiermittelanwendungslösungszusammensetzung auf die beabsichtigte Anwendungsoberfläche.