Результат интеллектуальной деятельности: Омывающая незамерзающая жидкость

Изобретение относится к составам моющих средств, в частности к омывающим незамерзающим жидкостям, которые могут найти применение как средство очистки стекол, световых приборов автомобильной техники в зимнее время.

Известно жидкое моющее средство для очистки автомобильных стекол (патент на изобретение РФ 2171832, МПК C11D 3/43, дата публикации 10.08.2001), которое содержит метиловый спирт, поверхностно-активные вещества, денатониум бензоата или октаацетата сахарозы и воду. Указанное жидкое моющее средство содержит, мас.%: 25-92 метилового спирта, 0,01-4 поверхностно-активного вещества, 0,001-0,100 денатониум бензоата или октаацетата сахарозы и остальное вода.

Недостатком известного средства является присутствие в составе вещества II класса опасности - метилового спирта, оказывающего негативное воздействие на организм человека (гипоксия, ацидоз, направленное действие на нервную систему). Использование метанола в жидких моющих средствах запрещено (Постановление главного государственного санитарного врача РФ от 11.07.2007 №47 «О прекращении использования метилового спирта в средствах по уходу за автотранспортом»).

Известна стеклоочистительная низкозамерзающая жидкость (патент на изобретение РФ 2558765, МПК C11D 1/04, дата публикации 10.08.2015), содержащая одноатомный спирт из алифатического ряда, ПАВ, пакет технологических присадок и воду, по крайней мере, одну соль карбоновой кислоты, выбранную из ряда, включающего: формиат аммония, формиат калия, формиат натрия, ацетат аммония, ацетат натрия, ацетат калия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: одноатомный спирт 5,0-30,0, соль карбоновой кислоты 5,0-60,0, ПАВ 0,10-0,35, пакет технологических присадок не более 5,0, воду до 100%. В качестве одноатомного спирта жидкость содержит, по крайней мере, один, выбранный из ряда: метиловый, этиловый, н-пропиловый, изопропиловый, н-бутиловый, изобутиловый, отдельно или в смеси в любом соотношении между собой.

Недостатком известной жидкости является наличие в ее составе свободного одноатомного спирта, использование которого связано с разного рода трудностями:

a) метиловый спирт является веществом II класса опасности, он оказывает негативное воздействие на организм человека (гипоксия, ацидоз, направленное действие на нервную систему), а также законодательно запрещен для использования;

b) этиловый спирт экономически невыгодный материал, поскольку на территории РФ действуют высокие акцизы на данное соединение, что повышает себестоимость стеклоочистительной низкозамерзающей жидкости;

c) изопропиловый спирт дорогостоящий материал, что повышает себестоимость жидкости, обладает резким, неприятным запахом;

d) все одноатомные спирты из известного состава имеют высокую летучесть, способствующую расслоению омывающей жидкости на лобовом стекле автомобиля при движении на большой скорости (спирт испаряется быстрее, чем другие компоненты), что приводит к образованию ледяной пленки, недостаточной видимости во время движения и повышению аварийности.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является омывающая незамерзающая жидкость (патент на изобретение РФ 2505594, МПК C11D1/02, дата публикации 27.01.2014), включающая компонент, снижающий температуру - метиловый эфир пропиленгликоля, а также анионное поверхностно-активное вещество (ПАВ), неиногенное ПАВ, трилон Б, краситель, отдушку, триэтаноламин, фосфорную кислоту и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Температура замерзания жидкости в зависимости от состава лежит в диапазоне от минус 5 до минус 40°С.

Недостатками известной омывающей жидкости является применение в активной части состава омывающей незамерзающей жидкости вещества II класса опасности - свободной фосфорной кислоты, которая, воздействуя на организм человека в большом количестве, может провоцировать различные болезни (сердечно-сосудистые заболевания, остеопороз), а также вещества III класса опасности - метилового эфира пропиленгликоля, который может вызвать головокружение, раздражение глаз, носа и глотки, что снижает безопасность использования известной омывающей жидкости для потребителей при очистке стекол.

Задача изобретения состоит в снижении опасного воздействия омывающей незамерзающей жидкости на здоровье потребителей с сохранением низкой температуры замерзания жидкости и омывающих свойств.

Технический результат достигается тем, что омывающая незамерзающая жидкость включает компонент, снижающий температуру замерзания, отдушку, пропиленгликоль и воду, согласно изобретению, в качестве компонента, снижающего температуру замерзания, включает синтезированный полный метиловый эфир трифосфоната триэтаноламина, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Технический результат достигается тем, что исходными компонентами среды для получения полного метилового эфира трифосфоната триэтаноламина являются триэтаноламин, фосфорная кислота, метиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Технический результат достигается тем, что в омывающей незамерзающей жидкости в результате химических реакций высокоопасные вещества (II класс опасности), такие как метиловый спирт и фосфорная кислота, в присутствии триэтаноламина связываются и образуют малоопасный эфир - полный метиловый эфир трифосфоната триэтаноламина (IV класс опасности), который используют в качестве компонента, снижающего температуру замерзания и обеспечивающего омывающие свойства жидкости.

Соответствие заявленного решения критерию изобретения «промышленная применимость» показано на примерах конкретного выполнения состава омывающей незамерзающей жидкости.

Приводимые ниже примеры позволяют проиллюстрировать изобретение, однако не ограничивают его.

Омывающую незамерзающую жидкость получают следующим образом.

Пример 1.

На 1 моль триэтаноламина берут 3,75 моль фосфорной кислоты технической (массовая доля 80%). Процесс смешения ведут в реакторе диссольвере. Образование трифосфоната триэтаноламина идет с выделением тепла, при котором происходит саморазогрев системы до температуры 130-135°С. Перемешивание системы ведут с отводом тепла.

При образовании трифосфоната триэтаноламина происходит окрашивание системы из коричневого цвета в зеленый цвет.

Охлаждают систему до 80°С. Далее добавляют метиловый спирт в количестве 7,5 моль. Первые порции добавления метилового спирта вызывают его вскипание и поднятие давления в реакторе. Процесс ведут при оборотах мешалки 100-120 оборотов в минуту.

Процесс образования полного метилового эфира трифосфаната триэтаноламина сопровождается изменением цвета от зеленого до желтого цвета. Эфир имеет легкий запах груши.

Полученный эфир контролируют на ИК-Фурье спектрометре на наличие связи С-О-Н (характерной для алифатических одноатомных спиртов) в диапазоне 2450-2500 см^-1. При заданном мольном соотношении исходных компонентов свободных групп алифатических одноатомных спиртов не обнаружено.

Полученный эфир смешивают с водой, пропиленгликолем, отдушкой в соотношении, мас.%:

Полученная омывающая незамерзающая жидкость представляет собой прозрачную жидкость желтого цвета с запахом отдушки, которая имеет температуру кристаллизации, равную 5°С и может быть использована в осенне-весенний период.

Пример 2.

Синтезируют полный метиловый эфир трифосфоната триэтаноламина согласно методике, указанной в примере 1 при следующем соотношении исходных компонентов: на 2 моля триэтаноламина берут 7,5 моль фосфорной кислоты и 15 моль метилового спирта.

Полученный эфир смешивают с водой, пропиленгликолем, отдушкой в соотношении, мас.%:

Полученная омывающая незамерзающая жидкость представляет собой прозрачную жидкость желтого цвета с запахом отдушки, которая имеет температуру кристаллизации, равную минус 30°С, и может быть использована в зимний период в умеренных широтах нашей страны.

Пример 3.

Синтезируют полный метиловый эфир трифосфоната триэтаноламина согласно методике, указанной в примере 1 при следующем соотношении исходных компонентов: на 3 моля триэтаноламина берут 11,25 моль фосфорной кислоты и 22,5 моль метилового спирта.

Полученный эфир смешивают с водой, пропиленгликолем, отдушкой в соотношении, мас.%:

Полученная омывающая незамерзающая жидкость представляет собой прозрачную жидкость желтого цвета с запахом отдушки, которая имеет температуру кристаллизации, равную минус 60°С и может быть использована в зимний период в северных регионах нашей страны.

Расширение рабочего диапазона температур в сторону повышения до 0°С экономически нецелесообразно, так как при данных температурах используют более дешевые летние водные омывающие жидкости.

А снижение температуры эксплуатации ниже минус 60°С нецелесообразно из-за отсутствия необходимости применения незамерзающих стеклоомывающих жидкостей при более низких температурах.

Показатели омывающих жидкостей представлены в таблице 1.

Таким образом, полученная омывающая незамерзающая жидкость не содержит в своем составе свободных опасных веществ (II, III класс опасности), оказывающих негативное влияние на организм потребителей, и является малоопасной (IV класс опасности), имеет низкую температуру замерзания, обладает повышенными омывающими свойствами.