Brevet FR2495633A1 — publié le 19820611

La présente invention se rapporte à une composition qui peut être ajoutée à des fluides usés de traitement de métaux pour retirer les odeurs sulfureuses déplaisantes ainsi que pour reconditionner le fluide. Les fluides de traitement de métaux contiennent usuellement un agent émulsifiant qui est couramment du type sulfonate et contiennent également des impuretés de soufre dans la partie de base - huile du fluide. Ces matériaux servent d'aliments pour les micro-organismes anaérobies qui ainsi produisent des odeurs désagréables. Comme ces micro-organismes épuisent l'émulsifiant dans le fluide, la phase d'huile de l'émulsion se sépare avec pour résultat un niveau accru d'huile dans la fosse. Des biocides sont couramment incorporés dans des formules de fluidesde traitement de métaux pour contrôler la croissance de ces micro-organismes, mais les biocides s'épuisent tandis que le bain vieillit et l'effet du biocide décline, ainsi les micro-organismes peuvent éventuellement prendre le dessus. Ces problèmes sont particulièrement sévères avec des fluides de traitement de métaux du type en émulsion soluble dans l'huile, mais ils peuvent également se présenter avec des fluides du type synthétique. Des tentatives ont été faites pour résoudre ce problème. Dans le brevet U.S. NO 4 129 509 est révélé un citrate de sodium-cuivre (II) utilisé comme désodorisant et stabilisant de l'émulsion pour les fluides de traitement de métaux solubles dans l'huile. Dans le brevet U.S. NO 4 055 655, on utilise ce même matériau comme biocide. Dans ces deux produits, l'ingrédient actif produit une lente libération des ions de cuivre qui précipitent le sulfure d'hydrogène produit. L'utilisation de ce matériau est restreinte à des fluides du type soluble dans l'huile car ces matériaux n'ont pas d'effet avec les fluides synthétiques. La présente invention a pour objet de formuler une composition pulvérulente pouvant être ajoutée à des fluides usés de traitement dé métaux pour retirer les odeurs sulfureuses désagréables qui se trouvent pendant les arrêts des installations ou quand il existe des conditions anaérobies à un pH inférieur, dans le fluide, ainsi que pour reconditionner le fluide de traitement usé. La présente invention a pour autre objet une composition éliminant les odeurs rances des fluides usés de traitement de métaux et qui, quand on les ajoute en excès de ce qui est nécessaire pour satisfaire la demande des mauvaises odeurs existantes, empêche leur retour. La présente invention a pour autre objet une composition restaurant la couleur d'un blanc laiteux d'un fluide usé de traitement de métaux. La présente invention a pour autre objet une composition augmentant la capacité de tampon alcalin d'un fluide usé de traitement de métaux pour réduire ainsi la formation de rouille et/ou la corrosion des matériaux métalliques finis. La présente invention a pour autre objet une composition augmentant l'onctuosité d'un fluide usé de traitement de métaux. La présente invention a pour autre objet une composition qui, quand elle est appliquée à un fluide usé de traitement de métaux, abaisse son compte de micro- organismes. La présente invention a pour autre objet une composition stabilisant l'émulsion dans un fluide usé de traitement de métaux pour réduire la teneur en huile usée dans la fosse du système du fluide de traitement. La présente invention a pour autre objet un procédé par lequel un fluide usé de traitement de métaux reste aérobie et sa durée de vie utile est étendue et qui améliore également la durée de vie de l'outil ainsi que l'aspect des produits finis en ajoutant un désodorant et une composition de rajeunissement dans le fluide usé de traitement de métaux. Ces objets et d'autres encore deviendront mieux apparents à la lecture de la description qui suit. Une composition a été obtenue qui, par une seule application à un fluide usé de traitement de métaux, permettra d'éliminer les odeurs rances et décolorera la couleur sombre du fluide usé. Avec une réapplication périodique, elle empochera que ne se reposent ces problèmes, en prolongeant la durée de vie du fluide. La composition contient des composants qui libèrent de l'oxygène actif, servent d'agent tampon et forment un additif extrême- pression améliorant l'onctuosité du fluide. La composition contient au moins un composé qui libère de l'oxygène actif afin de convertir les composés à odeur sulfureuse en sulfates libres ou soufre élémen- taire inoffensif. Le composé sert également de biocide en oxydant les sulfures de métaux insolubles sous leur forme soluble. Les composés qui libèrent de l'oxygène actif in situ sont le peroxyde d'hydrogène ou son composé d'addition avec des carbonates, borates, pyrophosphates de métaux alcalins ou leurs hydrates et analogues. D'autres composéscomprennent l'addition de peroxyde d'hydrogène avec de l'urée ou toute combinaison de mélanges de ces composés. Les composés préférés pour cette fonction comprennent une combinaison de perborate de sodium avec du percarbonate de sodium. Un second composant de la composition est un agent tampon alcalin. Quand on utilise la combinaison de deux ingrédients préférés ci-dessus, ces ingrédients remplissent également cette fonction car ils sont tous deux de nature alcaline. Dans un autre mode de réalisation préféré, il est souhaitable de compléter ces composés par un agent tampon alcalin inorganique ou organique soluble dans l'eau. Le pyrophosphate tétrasodique (TSPP) est un sel inorganique efficace tandis que l'acétate de sodium est un sel organique utile. Le troisième composant de la composition est un composé qui forme un additif extrême-pression pour améliorer l'onctuosité du fluide. Quand on utilise le composé de perborate comme l'un des composés préférés pour la source d'oxygène actif, il forme simultanément des ions borates qui ont d'excellentes caractéristiques extrême-pression. D'autres additifs extrême-pression dispersibles ou solubles dans l'eau peuvent être employés. La composition selon l'invention a des composants qui donnent les trois propriétés indiquées ci-dessus. Dans un mode de réalisation préféré, il est possible d'utiliser un sel de perborate seul ou en combinaison avec un percarbonate pour obtenir les trois fonctions afin d'atteindre l'objectif de l'invention. De plus, d'autres agents éventuels peuvent également être ajoutés. L'un de ceux-ci est un agent séquestrant capable de complexer ou chélater les cations métalliques tels que le calcium et le magnésium qui, à leur forme non chélatée, ont tendance à déstabiliser l'émulsion de traitement de métaux. On peut citer comme agents séquestrants préférés, les chélates organiques solubles dans l'eau comme EDTA, NTA, ou leurs sels de métaux alcalins. Un autre agent éventuel est une charge soluble dans l'eau comme le sulfate de sodium qui augmente la durée de vie de la composition et qui sert d'agent gonflant pour améliorer la précision du dosage de la composition lors d'une application à un fluide usé de traitement de métaux. L'un des composants clés de la présente invention- est au moins un composé qui libère de l'oxygène actif. Ce composant restaure, et par réapplication périodique, maintient la condition aérobie souhaitable dans le fluide. Quand on l'utilise en excès, cela retarde une nouvelle présence de la condition malodorante. La présence d'hydro- gène actif élimine les odeurs sulfureuses par oxydation en sulfates sans odeur et solubles dans l'eau ou même en soufre élémentaire inoffensif. Les propriétés biocides de l'oxygène actif servent également à contrôler les comptes de micro-organismes et à empêcher ainsi la détérioration de l'agent émulsifiant dans le fluide. Le composé libérant l'oxygène actif a pour autre fonction d'oxyder les sulfures de métaux insolubles et formant la couleur, comme le sulfure de fer, qui forcent le fluide à s'assombrir progressivement lors de son utilisation. En oxydant ces sulfures, ils se convertissent en sulfates solubles plus clairs, comme Fe2(S04)3. On peut citer comme exemples de telles sources d'oxygène actif, le peroxyde d'hydrogène ou ses composés d'addition avec des carbonates, borates, pyrophosphates de métaux alcalins ou leurs hydrates et analogues, ou avec de l'urée ou leurs mélanges. Ces composés d'addition de peroxyde d'hydrogène sont également connus sous le nom de peroxyhydrates, superoxydes et composés de peroxygène comme les peroxyborates. Le composé préféré est le perborate de sodium ou une combinaison de perborate de sodium avec du percarbonate de sodium. Le percarbonate de sodium est également connu comme peroxyde de carbonate sodium. En choisissant d'autres composés oxydants, il faut prendre soin qu'ils ne soient pas trop explosifs. Par exemple, le perchlorate de sodium, le périodate de sodium et le permanganate de sodium peuvent présenter un risque d'inflammabilité du fait de leur forte teneur en oxygène. Le persulfate de sodium est également un agent oxydant possible, mais il libère le sulfate qui est un matériau alimentaire pour les micro-organismes réduisant le sulfate. Ainsi, le persulfate de sodium peut ne pas être un agent oxydant optimal. L'agent tampon alcalin sert à améliorer l'alcali- nité de réserve du fluide et à maintenir le fluide à pH souhaitable entre 7,5 et 9,5. En empêchant le système de passer du côté acide, on diminue l'émission d'odeurs sulfureuses ainsi que la formation de rouille et la corrosion de l'équipement et des produits finis qui viennent en contact avec le fluide de traitement de métaux. Les sels de métaux alcalins des composés préférés d'addition de peroxyde d'hydrogène, le perborate de sodium et le percarbonate de sodium, sont de nature alcaline, et servent donc d'agents tampons alcalins ainsi que de sources d'oxygène actif. Ils peuvent être complétés de sels organiques ou inorganiques alcalins solubles dans l'eau qui ont une activité connue de tampon alcalin. On préfère les phosphates complexes, et ils comprennent des sels inorganiques, le pyrophosphate tétrasodique (TSPP) et les tripolyphosphates de sodium. Cependant, on peut également utiliser d'autres sels inorganiques couramment connus. L'acétate de sodium est représentatif d'un sel organique utile. L'additif extrême-pression est choisi pour inclu- sion dans la composition selon l'invention pour améliorer l'onctuosité du fluide et ainsi étendre la durée de vie de l'outillage. L'utilisation du composé de perborate comme source d'oxygène actif produit simultanément des ions borates qui ont d'excellentes caractéristiques d'extrême- pression. D'autres additifs extrême-pression utiles dispersibles ou solubles dans l'eau peuvent être employés, comme des esters de phosphates organiques, des huiles chlorées ou sulfurées ou analogues. Le choix du composé de perborate présente un autre avantage qui est que l'ion borate sert également d'inhibiteur de la rouille. D'autres agents éventuels peuvent être ajoutés à la composition debase. Par exemple, un agent séquestrant peut être ajouté, capable de chélater les cations de métaux tels que le calcium et le magnésium. Ce sont les ions qui peuvent avoir été introduits dans le fluide par de l'eau dure d'appoint. Des agents séquestrants pour d'autres cations peuvent également être ajoutés comme les cations dérivés de poussières fines de métaux qui entrent dans le fluide de traitement de métaux en provenant de la pièce, par suite de l'usinage ou du meulage. Si ces impuretés métalliques et/ou cationiques ne sont pas retirées, elles peuvent provoquer une instabilité de l'émulsion et peuvent écourter la durée de vie utile du fluide ainsi que contribuer à l'accumulation de l'huile dans la fosse. Tout agent chélatant ou complexant organique soluble dans l'eau comme EDTA, NTA, et autres, ou agents chélatants inorganiques comme des pyrophosphates ou autres poly- phosphates condensés est utile dans ce but. Un autre ingrédient facultatif est une charge soluble dans l'eau comme le sulfate de sodium. Dans certains cas o sont présentes des bactéries réduisant les sulfates, alors d'autres charges ne contenant pas de sulfate peuvent être choisies comme du carbonate de sodium, du bicarbonate de soude et du nitrate de sodium. Une charge est également utile pour doser avec précision la quantité de la composition complète à ajouter dans le fluide usé de traitement de métaux. Par exemple, si l'on utilise normalement un kilogramme de la composition pour 417 litres du fluide usé, alors si l'on veut utiliser la même quantité pratique de 1 kilogramme pour un réservoir de 208,5 litres, on peut prendre 500 grammes de la composi- tion et y ajouter 500 grammes de la charge pour obtenir un nouveau mélange pouvant être ajouté en une quantité pratique de 1 kilogramme. Le terme fluide de traitement de métaux utilisé ici s'applique aux fluides qui servent à lubrifier, refroidir, nettoyer et inhiber la décomposition des surfaces des métaux pendant leur traitement. Ces fluides sont bienconnts de ceux qui sont compétents en la technique du traitement des métaux. Il y a deux domaines de base du traitement des métaux, c'est-à-dire les opérations mécaniques, se référant à la coupe, le perçage, l'alésage, le travail au tour, le forage, le brochage, le laminage, l'étirage et analogues; et des opérations non mécaniques se référant au lavage, au trempage après traitement thermique et analogues. Il est généralement accepté que les compositions de traitement de métaux dans les opérations mécaniques ont des fonctions d'onctuosité, de refroidissement, de nettoyage et d'inhi- bition de la rouille tandis que dans les opérations non mécaniques, elles ont principalement les fonctions de nettoyage, inhibition de la rouille et refroidissement. Les compositions qui suivent sont considérées comme étant efficaces: Gamme Gamme acceptable acceptable Composé(s) de peroxygène 2-99% 30-99% Un mélange de ce sui suit est particulièrement efficace: Perborate de sodium 1-99% 10-99% Percarbonate de sodium 1-99% 10-99% Agent tampon Pyrophosphate tétrasodique 0-10% 0-5% Agent séquestrant EDTA trisodique trihydraté 0-10% 0-5% Charge Sulfate de sodium 0-98% 0-70% L'utilisation de dilutions de l'additif doit donner suffisamment d'oxygène actif pour qu'il réagisse avec les impuretés donnant, au fluide, son odeur sulfu- reuse, et qu'il laisse un résidu afin que le bain soit de nature aérobie. Le niveau normal d'utilisation de l'additif est de l'ordre de I kilogramme pour 417 litres du fluide de traitement de métaux. On a trouvé de façon surprenante qu'il y avait une grande marge d'utilisation, car la quantité de la composition ajoutée peut être dépassée de dix fois sans dépasser les limites de solubilité de l'additif ou son utilité. Cependant, il faut prendre un soin raisonnable de ne pas trop surutiliser l'additif ou les agents tampons alcalins qui peuvent élever le niveau du pH du fluide car le pH de la solution doit être maintenu entre environ 7,5 et environ 9,5 pour protéger les métaux en toute sécurité. Ayant décrit les aspects de base de l'invention, les exemples qui suivent sont donnés pour en illustrer les modes de réalisation spécifiques. EXEMPLE 1 Cet exemple illustre la capacité de la présente composition à produire une réduction sensible du compte total des organismes par millilitre, quand il y a des bactéries, de la moisissure et des levures. Une composition selon l'invention a été formulée, contenant 50% en poids de percarbonate de sodium, 45% en poids de perborate de sodium, 3% en poids de tétraacétate d'éthylènediamine trisodique et 2% en poids de pyrophosphate tétrasodique. Le fluide de coupe utilisé était ICF-33 fabriqué par DuBois Chemicals et utilisé à une concentration de 1 partie de ICF-33 pour 20 parties d'eau. Ce fluide de coupe usé contenait une population mélangéede bactéries, levures et moisissures. Aucune bactérie réduisant le sulfate n'était présente. Comme on peut le voir par le tableau 1 ci-après, le nombre de population microbienne a été déterminé sur une période de 7 jours. Aucun matériau n'a été ajouté au témoin tandis que dans les essais res- tants, on a ajouté suffisamment du composé pour obtenir un niveau d'oxygène actif de 0,05% à 1% de H202. Tableau 1 TEMPS DE CONTACT Croissanc témoin 1% H202 0,5% H202 je TC* L/M NOMBRES INITIAUX 26.000.000 88.000 2 HEURES 18.500.000 60.000 6 HEURES 23.300.000 67.000 24 HEURES 24.900.000 67.000 48 HEURES 24.100.000 69.000 7 JOURS 12.400.000 80.000 TC 30.200.000 3.250 740 10 L/M 57.000 1.400 260 4 10 TC L/1 20.100.000 32.000 4.030 2.460 2.380 032% H202 0,1% H202 TC L/M TC L/M 10.400.000 32.000 23.600.000 36.000 6.330 8.630 234.000 12.080 28.000 6.140 481.000 6.000 4.030 1.000 403.000 > 3.000 1 _oo. od 1.600.000 1.620 1.030 4 10 22.000.000 NR 730.000 0,05% H202 TC L/M 26.500.000 51.000 2.600.000 19.260 4.500.000 6.000 16.600.000 11.600.000 > 3.000 4.600 27.900.000 NR 43.000 *TC: compte total (organismes/ml) : compte des levures et des moisissures : pas de réduction (organismes/ml) %0 Ln ON (>1 L/M (NR) o La composition produisant l'équivalent de 0,2% de H202 semble être un produit efficace et excellent antimicrobien contre les bactéries, les levures et les moisissures pendant une période pouvant atteindre 1 semaine. Quand l'additif est employé à un niveau équivalent à 0,1% H202, il n'est pas aussi efficace comme antimicrobien. EXEMPLE 2 Cet exemple illustre la capacité de la présente composition à produire une réduction sensible du compte total des organismes par millilitre, quand il n'y a pas de moisissure ou de levure présentes, mais qu'il y a des bactéries et des micro-organismes réduisant les sulfates qui sont producteurs d'odeurs sulfureuses. De nouveau, on a utilisé la même composition que celle décrite à l'exemple 1. Le fluide de coupe utilisé était formé d'échantillons rassemblés sur place de ICF-23E usé. ICF-23Eest vendu par DuBois Chemicals. Comme on l'a indiqué ci-dessus, dans ce liquide sont présentes ni moisissure ni levure, mais il était contaminé d'un mélange de bactéries et de micro-organismes réduisant les sulfates, qui sont producteurs d'odeurs sulfureuses. Le même processus d'essai de l'exemple 1 a été suivi et les résultats sont indiqués au tableau 2. Croissance témoin 1,5% H202 1, 0% H202 0,5%o H202 0,2% H202 0,1% H202 0,05% H202 NOMBRES INITIAUX 6.100.000 6.100.000 6.100.000 6.100.000 6.100.000 6.100.000 6.100.000 Tableau 2 TEMPS DE CONTACT 2 HEURES 6 HEURES 5.100.000 6.400.000 780 600 740 4.650 15.000 1.390 1.300.000 68.000 2.400.000 3.300.000 3.900.000 5.700.000 24 HEURES 26.100.000 4.620 220.000 2.000.000 4.300.000 6.600.000 15.200.000 48 HEURES 52.000.000 8.000 2.000 620.000 2.100.000 5.000.000 17.400.000 7 JOURS 26.100.000 10.800.000 56.000.000 No %4 ui o' w LY Pour cet échantillon usé, la composition présentait un excellent contrôle microbien à un équivalent de 0,2% de H202 pendant tout l'essai d'une semaine. A ce niveau équivalent de 0,2% de H202, la composition est capable d'éliminer la population bactérienne réduisant les sulfates, qui produit les odeurs sulfureuses. A un niveau équivalent de 0,1% de H202, l'additif n'est pas aussi efficace au bout de 24 heures d'essai. EXEMPLE 3 Cet exemple illustre l'amélioration de l'onctuosité du fluide de traitement de métaux due à l'utilisation de la composition selon l'invention. En utilisant un appa:reil d'essai de lubrification "Falex Lubricant Tester " fabriqué par Faville-Le Valley Corp, Bellwood, Illinois, Etats Unis d'Amérique, et une huile fluide soluble et fraîche, la pression appliquée à la rupture était de 1.407 kilogrammes et l'aspect de la broche de pression était lisse et acceptable. Lors de l'essai d'un échantillon usé du même produit, la pression appliquée à la rupture n'était que de 1.180 kilogrammes et l'aspect de la broche de pression montrant des marques notables était ainsi inacceptable. Ce même fluide usé a alors été traité avec la composition de la présente invention telle que décrite à l'exemple 1 à raison de 1 kilogramme pour 417 litres du fluide de traitement. La pression appliquée à la rupture atteignait une très haute valeur de 1.589 kilo- grammes et la broche de pression avait un aspect de miroir, excellent. Ainsi, l'additif était capable de rajeunir le fluide usé de traitement de métaux qui s'était détérioré jusqu'à ne plus donner de résultats acceptables. La performance du produit traité dépassait celle d'un fluide frais et non usé. REVENDICATIONS 1.- Composition pour améliorer des fluides usés de traitement de métaux, caractérisée en ce qu'elle contient: un composé qui libère de l'oxygène actif; un composé qui sert d'agent tampon alcalin; et un composé qui forme un additif extrême-pression. 2.- Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce quelle contient de plus un agent séquestrant. 3.- Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient une charge. 4.- Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé précité qui libère l'oxygène actif, qui sert d'agent tampon alcalin, et qui forme un additif extrême-pression, est choisi dans le groupe consistant en perborate de sodium, percarbonate de sodium et leurs mélanges. 5.- Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle contient de plus un agent séquestrant. 6.- Composition selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'agent sequestrant précité est du tétraacétate d'éthylènediamine trisodique. 7.- Composition selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle contient de plus un agent tampon supplémentaire. 8.- Composition selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'agent tampon supplémentaire précité est du pyrophosphate tétrasodique. 9.- Composition selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle contient de plus un agent sequestrant. 10.- Composition selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'agent sequestrant précité est du tétraacétate d'éthylènediamine trisodique. 11.- Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend, à peu près en parties en poids: percarbonate de sodium 10-99 perborate de sodium 10-99 tétraacétate d'éthylènediamine trisodique 0-5 pyrophosphate tétrasodique 0-5. 12.- Procédé pour désodoriser et rajeunir un fluide usé de traitement de métaux, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter une quantité efficace de la composition selon la revendication 1.