МОЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1997 года по МПК C11D7/50 C11D7/50 C11D7/24 C11D7/26 

Изобретение относится к моющим композициям для очистки поверхностей металлов, полупроводников и диэлектриков и может быть использовано в различных областях машиностроительного производства.

Для очистки металлических изделий и деталей, изделий и деталей из полупроводниковых и диэлектрических материалов, а также из композиционных материалов, выполненных из более чем одного из перечисленных материалов, в настоящее время используют бензины (обычно базовый авиабензин Б-70 (по новой маркировке Нефрас Б)) и специализированные нефтяные растворители (Нефрасы) [1]
Достоинством нефтяных растворителей является их доступность и дешевизна в сочетании с высокой моющей способностью.

Недостатком нефтяных растворителей является их высокая пожароопасность. Так, температура вспышки бензинов, определяющая их способность воспламеняться от искры, лежит в области температур много ниже нуля (в ^oC). Анализ причин пожаров, связанных с производством, хранением и применением бензинов, показал, что свыше 80% их происходит по причине разрядов статического электричества, накапливаемых в процессе динамического контакта бензина с металлическим поверхностям, а еще в большей мере с развитыми поверхностями диэлектриков [2] Поскольку эти процессы сопровождают очистку (мойку) деталей и изделий машиностроения, имеется ряд известных решений задачи предотвращения опасного накопления зарядов статического электричества в процессе производства, хранения применения бензинов.

Так, известна моющая композиция следующего состава (в мас.): метилэтилкетон (МЭК) 6-10; кобальт аммоний роданистый 0,0010-0,0015; бензин до 100 [3]
Введение полярного компонента и диссоциирующей соли позволяет повысить проводимость композиции до уровня 17000 пСм и избежать опасности накопления статического разряда в процессе мытья изделий. Однако введение больших количеств полярного компонента (МЭК) и комплексной водорастворимой соли (NH₄)₂ повышает коррозионную активность моющей композиции и сильно ограничивает возможность ее использования.

Известна также моющая композиция следующего состава, мас. изопропанол (ИПС) 8-10; хлорид кобальта (II) 0,0010-0,0020; аммоний роданистый 0,0020-0,0040; бензин до 100 [4]
Введение полярного компонента и диссоциирующих солей позволяет повысить проводимость композиции до уровня 12000 пСм/м и избежать опасности накопления статического разряда в процессе мытья изделий. Однако введение больших количеств полярного компонента (МЭК) и водорастворимых диссоциирующих солей (NH₄CNS и CoCl₂) повышает коррозионную активность моющей композиции и сильно ограничивает возможность ее использования. Из уровня техники известно, что бензины, не содержащие полярных добавок, не вызывают коррозии цветных металлов и сплавов на их основе; добавление к бензинам низших спиртов вызывает коррозию цветных металлов. Так, потеря массы за 4 ч свинцовой пластины составляет 29 г/м², за 6 ч 55 г/см², за 10 и 14 ч - 60 и 64 г/м², соответственно. Становится заметной потеря массы пластин из других цветных металлов, в частности меди и сплавов на ее основе [5] Введение же водорастворимых солей увеличивает скорость коррозии цветных металлов не менее чем на 1-2 порядка.

С другой стороны, нет никаких причин добиваться повышения проводимости моющих бензинов и/или Нефрасов до величин свыше 100 пСм/м, поскольку хорошо известно, что уже при проводимости 75 пСм/м исключается возможность скопления в бензине зарядов статического электричества, способного привести к воспламенению и взрыву его паров с воздухом [6]
Изложенное показывает актуальность разработки коррозионно неагрессивных в отношении цветных металлов моющих композиций, характеризующихся высокой моющей и обезжиривающей способностью.

В соответствии с изобретением предлагается моющая композиция, содержащая, мас. фракцию полиэтилбензолов 1-10; толуол ксилольную фракцию 1-5; парафины С5-С12 побочный продукт производства алкилсульфатов 3-5; нефтяной растворитель до 100.

Фракция алкилбензолов является побочным продуктом производства стирола (иногда и дивинилбензолов), образуется на стадии алкилирования бензола этиленом и представляет собой концентрат ароматических углеводородов С₉-С₁₂, основным компонентом которого являются диэтилбензолы, выкипающие при 150-175^oC. Плотность этой фракции колеблется в диапазоне 0,8700-0,8900 г/см³.

Толуол-ксилольная фракция тоже является побочным продуктом производства стирола. Она выкипает при 110-150^oC и характеризуется плотностью 0,8300-0,8500 г/см³.

Парафины С₅-С₁₂ являются побочным продуктом производства алкилсульфатов. Они образуются на стадии производства альфа-олефинов, в частности тримеров и тетрамеров пропилена и отделяются в качестве побочного продукта при сульфатировании альфа-олефинов. Эта фракция выкипает в диапазоне 85-295^oC и характеризуется плотностью 0,7400-0,7600.

Возможно использование аналогичных продуктов и других производств. Например, можно использовать смесь препаративно чисты диэтилбензолов, толуола и ксилола, парафины процесса оксосинтеза и т.п. но предпочтительно в силу дешевизны и доступности использовать указанные выше компоненты.

В качестве нефтяного растворителя целесообразно использовать Нефрас-Б (бензин Б-70) или узкую гексановую фракцию Нефрас-П-65/75 или аналогичный ему растворитель Нефрас-П-63/75. (При маркировке Нефрасов цифра в числителе характеризует температуру начала кипения, а цифра в знаменателе конец кипения). Плотность Нефрасов-П-65/75 и 63/75 0,685 г/см³.

При необходим ости обеспечения предотвращения опасного накопления зарядов статического электричества моющая композиция может содержать маслорастворимую антистатическую присадку в количестве 0,00001-0,001 мас.

В качестве антистатической присадки можно использовать отечественные присадки АСП-1, АСП-2, представляющие собой растворы хромовых комплексов СЖК фракций С17-С20 и технических алкилсалициловых кислот в ксилоле, или зарубежную композиционную присадку ASA-3, основным компонентом которой являются хромовые комплексы алкилсалициловых кислот.

Помимо названных компонентов моющая композиция в соответствии с изобретением может содержать обычные целевые добавки (присадки), использование которых широко известно из уровня техники и которые не являются объектом патентования в рамках данной заявки. К таковым присадкам относятся: жирорастворимые красителя (маркеры), антикоррозионные присадки, дезактиваторы металлов, коагулирующие присадки и т.п. Количество вводимых присадок при этом не отличается от количеств, известных из уровня техники, и находится в диапазоне 0,00001-0,001 мас.

Следующие примеры иллюстрируют заявленное изобретение.

Готовят ряд композиций в соответствии с изобретением. Для сравнения берут Нефрас-Б и композицию в соответствии с [4]
Составы композиций приведены в табл. 1. Пластинки размером 7х40х70 мм, выполненные из сплава ВSB334B (0,06-0,07% Cu, остальное Pb), шлифуют до 11 класса чистоты. Шлифование ведут на плоскошлифовальном станке модификации 3711. При шлифовании используют смазочно-охлаждающую жидкость веретенное масло с добавлением 5 мас. олеата триэтаноламина. В процессе шлифования снимают 1 мм с одной из поверхностей (40х70). Шлифованную поверхность протирают сухой шерстяной тряпкой.

Затем пластины подвергают очистке в ультразвуковой ванне емкостью 1 л в течение 5 мин при мощности облучения 5 Вт/см³, заполненной моющими композициями, состав которых приведен в табл. 1.

Качество очистки оценивают следующим образом. Пластины достают из ванны, высушивают и подвергают повторной очистке в ультразвуковой ванне, заполненной Нефрасом-П-65/75, в условиях, аналогичных указанным выше. Определяют проводимость растворителя (Нефраса-П-65/75) после очистки. Рост этого показателя в сопоставлении с проводимостью исходного растворителя является критерием качества очистки пластины и, соответственно, моющей способности растворителя. Затем по методике работы [5] определяют коррозионные свойства растворителей. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Из приведенных данных видно, что моющие композиции в соответствии с изобретением характеризуются лучшей моющей способностью по сравнению с известными растворителями и композициями. Проводимость Нефраса-П-65/70 после обработки поверхности, очищенной композициями в соответствии с изобретением (образцы 1-5), изменяется незначительно, но заметно меньше, чем при использовании базового компонента (Нефрас-Б). При этом добавление антистатической присадки не ухудшает по существу моющих характеристик композиции. Композиция 6 в соответствии с [4] не соответствует задачам данного изобретения. Испытания приведенной для сравнения композиции 8 (базовый компонент + антистатическая присадка) показывают, что заявленные композиции более приемисты к антистатической присадке, что является совершенно неожиданным результатом.

Моющая композиция в соответствии с изобретением готова к производству и в соответствии с техническими условиями будет поступать в продажу под специальным названием "Разбавитель Химокам".

Приведенные примеры иллюстрируют изобретение, но не ограничивают объем патентной защиты, определяемый приведенной ниже формулой изобретения.

Использование: для очистки поверхностей металлов, полупроводников и диэлектриков. Сущность изобретения: моющая композиция содержащая, мас.%: фракцию полиэтилбензолов 1-10; толуол - ксилольную фракцию 1-5; парафины С5-С12 3-5; нефтяной растворитель до 100 и предпочтительно анстистатическую присадку в количестве 0,00001-0,001 мас.%. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Моющая композиция на основе нефтяного растворителя, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит фракцию полиэтилбензолов, толуолксилольную фракцию и парафины С₅ С_1 2 при следующем соотношении компонентов, мас.

Фракция полиэтилбензолов 1 10
Толуолксилольная фракция 1 5
Парафины С₅ С_1 2 3 5
Нефтяной растворитель До 100
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит антистатическую присадку в количестве 0,00001 0,001 мас.