МОЮЩЕЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ Российский патент 1999 года по МПК C11D1/72 C11D1/72 C11D3/04 C11D3/08 C11D3/10 

Изобретение относится к составам моющих средств и может быть использовано в металлургии для очистки металлической полосы от консервационных смазок, жировых и грязевых загрязнений, налипших частиц металла, пыли, а также машиностроении, автомобилестроении при операциях подготовки поверхности металла перед нанесением фосфатного покрытия гальваникой или окраской.

Известно моющее средство (RU 2062297, 20.06.96/, для очистки металлической поверхности, содержащее компоненты, вес.%:
Метасиликат натрия - 0,6 - 1,3
Кальцинированная сода - 1,9 - 3,5
Полиэтиленгликолевые эфиры монеэтанололамидов синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₆ - 0,1 - 0,2
Полиэтиленгликолевые эфиры синтетических жирных спиртов фракции C₁₀-C₁₈ - 0,2 - 0,4
Тетраборат натрия - 0,3 - 0,5
Сульфат натрия - 1,5 - 2,7
Вода - Остальное
Используя данное средство в виде водного раствора при температуре 70-80^oC и времени обезжиривания 5-15 мин можно достичь желаемого качества обезжиривания металлической поверхности, но при уменьшении времени обработки до 25-30 сек качество обезжиривания - неудовлетворительно.

Наиболее близким к изобретению по назначению и достигаемому результату является моющее средство, содержащее следующее соотношение компонентов, в %:
Бензиловый эфир оксиэтилированного октилфенола - 5
Гидроксид натрия - 30
Карбонат натрия - 30
Метасиликат натрия (5H₂O) - 35
/"Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества". Справочник, 1984, с. 349/.

Обладая удовлетворительной моющей способностью, состав имеет существенные недостатки. Входящий в состав в больших количествах метасиликат натрия образует на поверхности металла пассивную пленку, которая впоследствии оказывает отрицательное влияние на формирование различных защитных пленок. Бензоловый эфир оксиэтилированного октилфенола - дорогостоящий и дефицитный продукт, что приводит к определенным сложностям при производстве данного средства. Средство имеет повышенное пенообразование, что к тому же исключает возможность его использования в моечных агрегатах распылительного типа.

Основным недостатком является неудовлетворительное качество обработки при сокращении времени обезжиривания.

Задачей изобретения является разработка такого моющего средства для очистки металлической поверхности, при использовании которого улучшается моющая способность при сокращении времени обезжиривания 25-30 сек и наблюдается низкая пенообразующая способность.

Поставленная задача достигается тем, что моющее средство, содержащее гидроксид натрия, карбонат натрия, метасиликат натрия, дополнительно содержит смесь ПАВ (оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 моль окиси этилена и оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 9 моль окиси этилена с триполифосфатом натрия, при следующем соотношении компонентов, г/л:
Гидроксид натрия - 6,44 - 11,04
Карбонат натрия - 5,74 - 9,84
Метасиликат натрия - 0,42 - 0,72
Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 моль окиси этилена - 0,084 - 0,144
Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 9 моль окиси этилена - 0,056 - 0,096
Триполифосфат натрия - 1,26 - 2,16
Вода - Остальное до 1 л
Причем массовое соотношение смеси ПАВ к триполифосфату натрия составляет 1:9.

Выбранное соотношение компонентов моющего средства позволяет достичь желаемого результата и обеспечить высокую моющую способность при времени обезжиривания не более 25 - 30 сек.

Водный раствор моющего средства обладает небольшим пенообразованием и его можно использовать в моечных машинах струйного типа (давление струи до 3 атм).

Эффективность и стабильность степени очистки моющим раствором сохраняется при накоплении значительного количества загрязнений.

Для исследования было составлено 5 растворов моющего средства с различным соотношением компонентов и раствор известного.

Раствор моющего средства готовили путем последовательного растворения в теплой воде (35-40^oC) в течение 15-20 мин расчетного количества ингредиентов.

После их полного растворения раствор перекачивали в рабочую ванну.

Известный готовили путем растворения 20-25 г готового препарата в 1 л подогретой до 45-50^oC воды.

Составы известного и предлагаемого моющих средств приведены в таблице 1.

Качество очистки определяли методом исследования металла на жировые и механические загрязнения.

Испытания проводили на стандартных образцах металла размером 70Х150 мм.

На жировые загрязнения образцы обезжиривали в моющем растворе при температуре 70-75^oC, времени - 30 сек. Промывали в холодной воде, затем в горячей. Обливали спиртом и сушили на воздухе.

Расчет вели по формуле:

где m₁ - масса образца до обезжиривания, г;
m₂ - масса образца после обезжиривания, г;
m_ж - масса жировых загрязнений, г/м²;
S - площадь образца (стандарт.0,021 м²).

Далее эти же образцы исследовали на механические загрязнения.

Образцы вытирали ветошью, смоченной в этиловом спирте, до полной очистки образца и взвешивали.

Расчет вели по формуле:

где m₃ - масса образца после обработки спиртом, г;
m₂ - масса образца после обезжиривания, г;
S - площадь образца, м² (стандарт 0,021 м²);
m_мех - масса механических загрязнений, г/м².

Растворы предлагаемого и известного моющих средств проверяли на пенообразующую способность. Сущность определения сводилось к тому, что в стандартный цилиндр на 250 см³ заливали 100 см³ раствора, закрывали пробкой и встряхивали 20 раз. По истечении 15 сек замеряли первоначальную высоту пены в см. Определение проводили при температуре 60^oC.

Результаты испытаний предлагаемого и известного моющих средств приведены в таблице 2.

Как видно из примеров (см. таблицу 2 пр. 2,3,4), содержание гидроксида натрия, метасиликат натрия, оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 моль окиси этилена, оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 9 моль окиси этилена, триполифосфат натрия в заявляемых пределах обеспечивают значительно лучшее качество очистки металла образцов при времени обезжиривания не более 30 сек.

Изменение содержания компонентов выше или ниже заявляемых пределов (см. таблицу 2 пр. 1,5) приводит в одном случае к снижению моющей способности, а в другом к высокому пенообразованию рабочего раствора.

Пример 6 характеризует пенообразующую способность и моющую по прототипу.

Использование предложенного моющего средства обеспечивает следующие технико-экономические преимущества:
высокую степень очистки металлической поверхности при малом времени обработки;
малый расход препарата и снижение производственных затрат.

Изобретение относится к составам моющих средств и может быть использовано в металлургии для очистки металлической поверхности от консервационных смазок, жировых и грязевых загрязнений, налипших частиц металла, пыли, а также в машиностроении, автомобилестроении при операциях подготовки поверхности металла перед нанесением фосфатного покрытия. Средство содержит, г/л 6,44- 11,04 гидроксид натрия, 5,74-9,84 карбонат натрия, 0,42-0,72 метасиликат натрия, оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена с 12 молями окиси этилена 0,084-0,144, 0,056-0,096 оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена с 9 молями окиси этилена, 1,26-2,16 триполифосфат натрия и воду до 1 л. Технико-экономические преимущества заключаются в высокой степени очистки, в малом расходе препарата и снижении производственных затрат. 2 табл.

Моющее средство для очистки металлической поверхности, содержащее гидроксид натрия, карбонат натрия, метасиликат натрия, отличающееся тем, что дополнительно содержит смесь ПАВ (оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена
и оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 9 молей окиси этилена
с триполифосфатом натрия при следующем соотношении компонентов, г/л:
Гидроксид натрия - 6,44 - 11,04
Карбонат натрия - 5,74 - 9,84
Метасиликат натрия - 0,42 - 0,72
Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена - 0,084 - 0,144
Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 9 молей окиси этилена - 0,056 - 0,096
Триполисфосфат натрия - 1,26 - 2,16
Вода - Остальное до 1 л,
причем массовое соотношение смеси ПАВ и триполифосфат натрия составляет 1:9.