177093. lajstromszámú szabadalom • Borát-észter alapú szintetikus erőátviteli folyadékok és eljárás azok előállítására
5 177093 6 előbb az R1 OH általános képletű vegyület és víz elegye, majd tiszta R1 OH általános képletű vegyület desztillál át, ilyen módon teljesen víz- és szénhidrogénmentes (III) és/vagy (IV) általános képletű vegyülethez jutunk, attól függően, hogy (II) általános képletű vegyületként monohidroxi- vagy dihidroxi-származékot alkalmazunk. A technológiai fegyelem megsértése esetén kevés R1 OH marad csupán a reakcióelegyben, amely a belőle készülő erőátviteli folyadék tulajdonságait számottevően nem rontja, a berendezések szerkezeti anyagait nem károsítja, így a felhasználás során baleseti forrást nem jelent. A (III) és (IV) általános képletű vegyületek előállítása egyszerű üstdesztilláló berendezésben végrehajtható. Az eljárás kiküszöböli a korábbi rendkívüli energia- és készülékigényes vízelválasztási műveleteket, a szénhidrogén szennyezések lehetőségét, az ebből adódó baleseti forrásokat és biztosítja a magas forráspontú, megnövekedett víztoleranciájú termékek előállítását. Az eljárás további előnye, hogy verzatilitása igen nagy, minden racionális forráspontú erőátviteli folyadék előállítására a berendezés vagy a technológia lényeges módosítása nélkül alkalmas. Nem érzékeny a kiindulási anyag szokásos mértékű összetételváltozásaira, így biztonságos üzemvitelt és balesetmentes felhasználást eredményez. A találmány szerinti átészterező eljárások rendkívüli előnye a korábbiakkal szemben az, hogy amennyiben a (II) általános képletű vegyületként dihidroxi-származékokat alkalmazunk, előre nem várt módon elkerülhető az alacsony forráspontú, alacsony molekula-súlyú és alacsonyabb termikus stabilitású ciklusos észterek (pl. (CH2 CH2 0)2 — -OBOCH2CH2OCH2CH2OH) keletkezése, amely vegyületekből a felhasználási igénybevétel magas hőmérsékletén — a fémek katalitikus hatásától is gyorsítva - alacsony forráspontú gyűrűs éterek és metaborát, majd az utóbbi ismételt észtereződése révén víz keletkezik. A káros bomlástermék a munkahengerekben a forráspont hirtelen lokális csökkenését, gázdugók képződését, ezáltal súlyos balesetet okozhat. Eljárásunk alkalmazásával a ciklusos észterek keletkezése elkerülhető, mert helyette a (IV) általános képletű és a felhasználás szempontjából igen előnyös tulajdonságú biborát-észterek képződése kerül előtérbe. A találmány szerinti eljárással előállított vegyületek a (II) általános képletű vegyületekkel és célszerűen korróziós inhibitorokkal, antioxidánsokkal és szintetikus kenőanyagokkal elegyítve olyan erőátviteli folyadékokat képeznek, amelyek víz-toleranciája nagy, és előnyös tulajdonságaikat tartós igénybevétel esetén is megőrzik. A találmány szerinti eljárás különösen előnyös megvalósulási módja a következő: 1 mól bórvegyületet (bór-trioxidot, ortobórsavat, metabórsavat, valamely tetraborátot vagy ezek keverékét) — előnyösen bórsavat — az R1 OH általános képletű alkohol, előnyösen butil-alkohol 3—15 — célszerűen 8-10 — móljával elegyítve olyan mértékben melegítjük egy leszálló hűtővel és adagoló berendezéssel felszerelt üstben, hogy előbb az alkohol és víz gőzeinek elegye, majd alkoholgőzök távozzanak a hűtőbe. Amikor az észterben nem kötött R1 OH vegyület lényegében ledesztillált, az üstbe beadagoljuk a (II) általános képletű vegyület 1.5- 80, célszerűen 1,5—10 mólját, továbbá valamely bázikus nitrogén-vegyület, például 4-amino-piridin vegyület 0,01-10, - célszerűen 0,1-0,5 - mólját és a desztiúációt addig folytatjuk míg alkoholgőzök távoznak a reakcióelegyből, vagy amíg a desztillációs maradék forráspontja eléri az erőátviteli folyadék kívánt forráspontját. A megfelelő forráspont így utólagos keverés nélkül is beállítható ± 20 u eltéréssel. Ez a technológiai forráspont-korrekció egyetlen más eljárással sem valósítható meg ilyen egyszerű módon és ilyen pontossággal. Az ismert eljárásoknál csak kisebb vagy nagyobb illékonyságú komponensek utólagos bekeverésével tudják a forráspont hasonló mértékű korrekcióját végrehajtani. Az ilyen módon előállított termát erőátviteli folyadékként az erőátviteli folyadékok szokásos folyadék komponenseivel elegyítve, hígítva is felhasználható. Azok élettartamát jelentősen növeli, korrozív tulajdonságaikat és nedvességabszorpcióval járó forráspont csökkenésük mértékét csökkenti. Amenynyiben a borátészterek koncentrációja az erőátviteli folyadékban 50 súly% alá csökken, célszerű a korróziógátlók, antioxidánsók és kenőanyagok szokásos mértékű adagolása. Az eljárás kedvező foganatosítási módja szerint a rövidszénláncú trialkoxi-boránok előállítását és azok átészterezését egyetlen műveleti lépésben végezzük. Ez azzal az előnnyel is jár, hogy a borát-észterek előállításánál szokásos bór : alkohol mólarány a szokásos 1 :4-12 értékről 1 :0,7-2 értékre csökkenthető, ami lényegesen alacsonyabb a sztöchiometrikus aránynál is. Ennek a megfigyelésnek a segítségével a melegtechnológiákkal feldolgozandó anyagok volumene legalább felére, a desztillátumok térfogata pedig legalább harmadára csökkenthető. Ezzel a műszaki megoldással tehát jelentős energiamegtakarítás és beruházásiköltség megtakarítás érhető el, javuló termék minőség mellett. Az előzőek értelmében tehát valamely észterezendő bórvegyület - célszerűen bórsav — egy mólját annyi alkanollal - előnyösen butanollal - elegyítünk, hogy az alkanol : bór mólarány 0,4-8,0 — célszerűen 2 — legyen. Hozzáadunk még annyi (II) általános képletű glikoléter származékot, hogy a bór és a (II) általános képletű vegyület mólaránya 1.5- 80 - célszerűen 1,5-10 - legyen. Ezután 0,01—2,0 - célszerűen 0,1 mól amint adunk a reakcióelegyhez és az első eljárásváltozatban leírt berendezésben az elegyet óvatos melegítéssel desztillációnak vetjük alá. A víz-alkanol gőzelegy távozása után alkanolgőzök távoznak a rendszerből, miközben a desztillációs maradék forráspontja gyorsan emelkedik. Az eljárásnak ez az a szakasza, amikor a termék megfelelő forráspontja beállítható. A kívánt forráspontérték elérésekor a desztillációt befejezzük. A termék, vagyis a desztillációs maradék, erőátviteli folyadékként közvetlenül alkalmazható. Amennyiben 50 súly%-nál kevesebb borátésztert tartalmazó készítmény előállítása az eljárás célja, úgy a korábban említett adalékok a desztilláció befejezése után a még meleg desztillációs maradékba adagolhatok, majd hígítás, hűtés, végül kiszerelés következik. Az így előállított erőátviteli folyadékok 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
