МОЮЩЕЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ Российский патент 2003 года по МПК C11D1/66 C11D1/83 C11D1/02 C11D3/04 C11D3/06 

Изобретение относится к моющим средствам для очистки металлической поверхности и может быть использовано для удаления загрязнений с поверхности изделий в механосборочном производстве и для подготовки поверхности перед нанесением лакокрасочных покрытий в автомобильной промышленности.

Из уровня техники известен ряд моющих средств, близких по составу с заявляемым средством, а именно:
- моющая композиция для очистки металлической поверхности (авторское свидетельство SU 397536, публ. 17.09.73, бюл. 37, С 11 D 1/66), содержащая неионогенное поверхностно-активное вещество (ПАВ) - моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов, комплексообразователь - триполифосфат натрия и активатор моющего действия - метасиликат и карбонат натрия при соотношении комплексообразователя, ПАВ и активатора соответственно (0,3-0,4):(0,07-0,1):1;
- моющее средство для очистки металлической поверхности (патент US 3888783, публ. 10.06.75, 252-135), содержащее неионогенное ПАВ - оксиэтилированные алкилфенолы на основе тримера пропилена и моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов, комплексообразователь - триполифосфат или пирофосфат натрия и активатор моющего действия - метасиликат натрия и тетраборат или борат натрия при соотношении комплексообразователя, ПАВ и активатора соответственно (0,1-0,4):(0,15-0,2):1;
- моющее средство для очистки металлической поверхности (патент RU 2041927, публ. 20.08.95, С 11 D 1/72), содержащее неионогенное ПАВ - оксиэтилированные алкилфенолы на основе тримера пропилена, комплексообразователь - тринатрийфосфат и триполифосфат натрия и активатор моющего действия - карбонат натрия при соотношении комплексообразователя, ПАВ и активатора соответственно (1,1-2,2):(0,1-0,3):1;
- моющее средство для очистки металлических изделий от масляных загрязнений (авторское свидетельство SU 1059001, публ. 07.12.83, бюл. 45, С 11 D 1/83), содержащее неионогенное ПАВ - полиоксиэтилированные эфиры моноэтаноламидов синтетических жирных кислот и анионное ПАВ - алкилполиоксиэтиленсульфат, комплексообразователь - триполифосфат натрия и активатор моющего действия - метасиликат и карбонат натрия при соотношении комплексообразователя, ПАВ и активатора соответственно (0,3-0,5):(0,5-0,7):1;
- моющее средство "ОСА" для очистки металлической поверхности (авторское свидетельство SU 1004466, публ. 15.03.83, бюл. 10, С 11 D 1/83), содержащее неионогенное ПАВ - моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов и анионное ПАВ - алкилсульфонат и алкилбензолсульфонат натрия, комплексообразователь - тринатрийфосфат и триполифосфат натрия и активатор моющего действия - тетраборат и карбонат натрия при соотношении комплексообразователя, ПАВ и активатора соответственно (0,4-0,5):(0,09-0,1):1;
- моющее средство ОПМ-1 для обезжиривания металлической поверхности (авторское свидетельство SU 1382845, публ. 23.03.88, бюл. 11, С 11 D 1/83), содержащее неионогенное ПАВ - моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных (вторичных) жирных спиртов и анионное ПАВ - алкилсульфат, комплексообразователь - триполифосфат и пирофосфат натрия и активатор моющего действия - карбонат натрия при соотношении комплексообразователя, ПАВ и активатора соответственно (2,5-3,4):(0,2-0,4):1;
- состав для очистки металлической поверхности (патент RU 2109804, публ. 27.04.98, С 11 D 1/00), содержащий или анионное ПАВ - алкилсульфонат или неионогенное ПАВ - полиэтиленгликолевые эфиры моноэтаноламидов, оксиэтилированные жирные спирты, оксиэтилированные алкилфенолы, комплексообразователь - триполифосфат натрия и активатор моющего действия - жидкое стекло и карбонат натрия при соотношении комплексообразователя, ПАВ и активатора соответственно (0,4-0,7):(0,008-0,02):1.

Известные составы характеризуются пониженной смачивающей способностью при сравнительно неплохих результатах пенообразующей и моющей способности.

Наиболее близким по составу является моющее средство для очистки металлической поверхности (авторское свидетельство 749888, публ. 23.07.80, бюл. 27, С 11 D 1/83), содержащее следующие компоненты, мас.%:
Неионогенное поверхностно-активное вещество - 20,0-60,0
Комплексообразователь - 15,0-40,0
Вода - 4,0-20,0
Анионное поверхностно-активное вещество - До 100
причем в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества средство содержит моноэтаноламид синтетических жирных кислот фракции C₁₀-C₁₆, а в качестве анионного поверхностно-активного вещества оно содержит соль окиси третичного амина и жирных кислот фракции С₇-С₂₀.

Недостатком данного состава являются высокая пенообразующая способность, недостаточная моющая способность по отношению к графитовым смазкам, нагарам полировальных и шлифовальных паст.

Задачей изобретения является уменьшение пенообразования, повышение моющей способности и улучшение смачивающей способности средства за счет создания оптимального соотношения между компонентами состава.

Поставленная задача достигается с помощью предложенного моющего средства для очистки металлической поверхности, содержащего неионогенное и/или анионное поверхностно-активное вещество, комплексообразователь, активатор моющего действия при соотношении комплексообразователя, поверхностно-активных веществ и активатора соответственно (0,41-1,09):(0,11-0,40):1.

Средство содержит в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества хотя бы одно соединение из ряда: оксиэтилированные алкилфенолы на основе тримера пропилена, моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов, полиоксиэтилированные эфиры моноэтаноламидов синтетических жирных кислот, полиоксиэтиленгликолевые эфиры олеиновой кислоты, полигликолевые эфиры жирных спиртов, жирные спирты с добавлением этиленоксида и пропиленоксида, смачиватели; в качестве анионного поверхностно-активного вещества - хотя бы одно соединение из ряда: алкилсульфаты, алкилсульфонаты, алкилфосфаты, соли окиси третичных аминов и жирных кислот; в качестве комплексообразователя - хотя бы одно соединение из ряда: двузамещенные фосфаты, трехзамещенные фосфаты и полифосфаты щелочных металлов; в качестве активатора моющего действия - хотя бы одно соединение из ряда: бораты, тетрабораты, силикаты, карбонаты щелочных металлов.

Совокупность всех признаков: компонентов состава и их оптимального соотношения позволяет решить поставленную задачу изобретения.

Применяют моющее средство в виде водных растворов концентрации 5-10 г/л в машинах струйного типа и для мойки методом окунания с применением различных методов возбуждения при температуре раствора 60-70^oС.

Были приготовлены составы моющего средства, приведенные в таблице. Примеры 2-4, 7-9 соответствуют заявляемому составу, примеры 1, 5, 6, 10 не соответствуют заявляемому составу, пример 11 - прототип, пример 12 - известный аналог.

Для сравнения проведены испытания предлагаемого и известных средств. В качестве загрязнения взята графитовая смазка УК-РИНОЛ-7. Мойку деталей осуществляют на лабораторной моечной машине методом окунания с возбуждением моющего раствора при помощи мешалки, имеющей постоянное число оборотов.

Общая концентрация компонентов в моющем растворе составляет 5 г/л.

Моющая способность определяется весовым методом, который основывается на определении процента смываемости загрязнений с поверхности детали. Взятые для испытания детали с шероховатостью поверхности 0,32-0,61 размером 100х50х1,5 мм обезжиривают эфиром и выдерживают 5-10 минут до полного испарения эфира и принятия ими постоянной температуры. Детали взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0001 г. Затем стеклянной палочкой наносят равномерным слоем загрязнения. Количество нанесенных загрязнений должно быть примерно одинаковым на всех деталях и составлять 0,08-0,085 г. Затем загрязненные детали помещают в лабораторную моечную машину и моют в течение 2 минут.

После мойки детали промывают дистиллированной водой и сушат путем обдува воздухом от вентилятора при комнатной температуре. После сушки их взвешивают. Процент удаленных загрязнений с поверхности определяют по формуле

где P₀ - начальный вес образца (чистого),
P₁ - вес загрязненного образца,
Р₂ - вес образца после мойки.

Высота столба пены определяется методом встряхивания мерного цилиндра с 5%-ным раствором моющего средства.

При определении смачивающей способности образцы (металлические пластины размером 150х70 мм) сначала погружают в приготовленный раствор моющего средства, а затем - в деминерализованную воду на 10 с. Далее образцы вынимают из воды и фиксируют нарушение сплошности водяной пленки визуально. При этом не принимают во внимание поверхность, удаленную от краев и острых кромок менее чем на 10 мм. Смачивающая способность характеризуется временем в секундах от начала испытания до разрыва водяной пленки. Это время должно составлять не менее 30 с.

Все результаты испытаний приведены в таблице.

ПРИМЕР 1. Приготовлен следующий состав моющего средства, мас.%:
Комплексообразователь - тринатрийфосфат - 24,24
Неионогенное поверхностно-активное вещество - неонол 9-6 - 15,15
Активатор моющего действия - карбонат натрия - До 100
что не соответствует заявляемому соотношению компонентов 0,40:0,25:1,0. Данный состав характеризуется повышенным пенообразованием (высота столба пены 3,5 см) и низкой моющей способностью 97,2 мас.%, недостаточной смачивающей способностью 26 с.

ПРИМЕР 2. Приготовлен следующий состав моющего средства, мас.%:
Комплексообразователь:
триполифосфат натрия - 25,47
Неионогенное поверхностно-активное вещество:
неонол 9-12 - 10,0
и
синтаф 124К - 2,42
Активатор моющего действия:
карбонат натрия - 50,00
и
борат натрия - До 100
что соответствует заявляемому оптимальному соотношению компонентов 0,41: 0,20:1,0. Данный состав характеризуется низким пенообразованием (высота столба пены 1,8 см), высокой моющей способностью 99,5 мас.%, хорошей смачивающей способностью 33 с.

ПРИМЕР 3. Приготовлен следующий состав моющего средства, мас.%:
Комплексообразователь:
динатрийфосфат - 20,67
и
триполифосфат натрия - 18,0
Неионогенное поверхностно-активное вещество:
неонол 9-12 - 6,08
Активатор моющего действия:
тетраборат натрия - До 100
что соответствует заявляемому оптимальному соотношению компонентов 0,7: 0,11:1,0. Данный состав характеризуется низким пенообразованием (высота столба пены 1,6 см), высокой моющей способностью 99,5 мас.%, хорошей смачивающей способностью 36 с.

Из приведенной таблицы можно сделать соответствующие выводы:
1. Благодаря оптимальному соотношению компонентов пенообразование заявляемого моющего средства в 2 раза ниже, чем у прототипа.

2. Моющая способность средства повысилась с 97% до 99,5% по отношению к графитовым смазкам, нагарам полировальных и шлифовальных паст.

3. Заявляемый состав характеризуется высокой смачивающей способностью от 32 секунд и выше.

Технология получения предлагаемого моющего средства осуществима в центробежных смесителях, снабженных перемешивающими устройствами.

Дополнительные преимущества при использовании заявляемого моющего средства:
1. Предложенный состав моющего средства не содержит корродирующих компонентов, не обладает аллергенным или раздражающим действием.

2. Технология приготовления не требует больших затрат, осуществима на действующем оборудовании и на отечественном сырье.

Изобретение относится к моющим средствам для очистки металлической поверхности и может быть использовано для удаления загрязнений с поверхности изделий в механосборочном производстве и для подготовки поверхности перед нанесением лакокрасочных покрытий в автомобильной промышленности. Указанное моющее средство содержит неионогенное и/или анионное поверхностно-активное вещество, комплексообразователь и активатор моющего действия при соотношении комплексообразователя, поверхностно-активных веществ и активатора соответственно (0,41-1,09): (0,11-0,40):1. Технический результат - улучшение смачивающей способности, уменьшение пенообразования и повышение моющей способности средства. 4 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Моющее средство для очистки металлической поверхности, содержащее неионогенное и/или анионное поверхностно-активное вещество и комплексообразователь, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит активатор моющего действия при соотношении комплексообразователя, поверхностно-активных веществ и активатора соответственно (0,41-1,09): (0,11-0,40): (1). 2. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества хотя бы одно соединение из ряда: оксиэтилированные алкилфенолы на основе тримера пропилена, моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов, полиоксиэтилированные эфиры моноэтаноламидов синтетических жирных кислот, полиоксиэтиленгликолевые эфиры олеиновой кислоты, полигликолевые эфиры жирных спиртов, жирные спирты с добавлением этиленоксида и пропиленоксида, смачиватели. 3. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит в качестве анионного поверхностно-активного вещества хотя бы одно соединение из ряда: алкилсульфаты, алкилсульфонаты, алкилфосфаты, соли третичных аминов и жирных кислот. 4. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит в качестве комплексообразователя хотя бы одно соединение из ряда: двузамещенные фосфаты, трехзамещенные фосфаты и полифосфаты щелочных металлов. 5. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит в качестве активатора моющего действия хотя бы одно соединение из ряда: бораты, тетрабораты, силикаты, карбонаты щелочных металлов.