МОЮЩЕЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ Российский патент 2005 года по МПК C11D1/72 C11D3/04 C11D3/10 C11D3/06 

Изобретение относится к составам моющих средств и может быть использовано в металлургии для обезжиривания металлопроката в рулонах на агрегатах непрерывной обработки перед нанесением различного типа покрытий (электороизоляционное, фосфатное и т.д.).

Известно моющее средство для очистки металлической поверхности, содержащее компоненты в %:

Бензиловый эфир оксиэтилированногооктилфенола 5

Гидроксид натрия 30

Карбонат натрия 30

Метасиликат натрия (5 Н₂О) 35

/"Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества". Справочник, 1984, с.349/.

Обладая удовлетворительной моющей способностью, состав имеет недостатки. Входящий в состав в больших количествах метасиликат натрия образует на поверхности металла пассивную пленку, которая в последствии оказывает отрицательное влияние на формирование различных покрытий, что, в свою очередь, приводит к ухудшению показателей качества покрытий.

Наиболее близким к изобретению по назначению и достигаемому результату является моющее средство (RU 2134719, 08.01.98), содержащее следующее соотношение компонентов в 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.

Используя данное средство в виде водного раствора при температуре 65-80°С и времени обезжиривания 25-30 с можно обеспечить неплохую степень очистки металлической поверхности при скоростной обработке металла.

Недостатком средства является высокое пенообразование, что делает невозможным использование его в агрегатах скоростной обработки металла и приводит к повышенному расходу материала.

Задачей изобретения является разработка моющего средства с высокой моющей способностью, низким пенообразованием при обработке металла на агрегатах скоростной, непрерывной обработки, и при использовании которого не оказывается отрицательного влияния на последующее формирование покрытий, в частности электроизоляционного покрытия, с хорошими показателями качества.

Поставленная задача достигается тем, что моющее средство, содержащее гидроксид натрия, силикат натрия, карбонат натрия, триполифосфат натрия, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 6 молей окиси этилена дополнительно содержит антивспениватель ПК-3, при следующем соотношении компонентов, г/л:

Гидроксид натрия 6,05-12,05

Карбонат натрия 5,25-10,75

Силикат натрия 0,27-0,47

Триполифосфат натрия 1,20-2,70

Оксиэтилированный моноалкилфенол

на основе тримеров пропилена, содержащий

в молекуле 12 молей окиси этилена 0,073-0,158

Оксиэтилированный моноалкилфенол

на основе тримеров пропилена, содержащий

в молекуле 6 молей окиси этилена 0,054-0,106

Антивспениватель ПК-3 0,011-0,023

Вода остальное до 1 л.

Причем массовое соотношение смеси оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 12 молей окиси этилена и оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 6 молей окиси этилена к антивспенивателю ПК-3 составляет 11,5:1.

Заявляемое соотношение компонентов позволяет обеспечить моющему средству:

- высокую моющую способность;

- использовать на агрегатах скоростной обработки металла, т.к. рабочие растворы моющего средства имеют низкое пенообразование;

- использовать перед нанесением электроизоляционного покрытия.

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

Для исследования было составлено пять составов моющего средства с различным соотношением компонентов и состав известного.

Составы моющего средства готовили путем последовательного растворения в теплой воде (35-40°С) в течение 15-20 мин расчетного количества ингредиентов.

После их полного растворения состав перекачивали в рабочую ванну.

Состав известного средства готовили аналогичным образом.

Составы известного и предлагаемого моющих средств приведены в таблице 1.

Составы предлагаемого и известного моющих средств проверяли на пенообразующую способность. Сущность определения сводилась к тому, что в стандартный цилиндр на 250 см³ заливали 100 см³ раствора, закрывали пробкой и встряхивали 20 раз. По истечении 15 с замеряли первоначальную высоту пены в сантиметрах. Определение производили при температуре 60°С.

Качество очистки оценивали по результатам удаления с поверхности металла загрязнений индустриального масла, т.е. по моющей способности раствора.

Испытания проводились на образцах листовой анизотропной электротехнической стали размером 150×70 мм.

Образцы дважды тщательно протирали бензином или уайт-спиритом, сушили в течение 20 мин на воздухе, доводили до постоянной температуры в эксикаторе и взвешивали. Результат взвешивания записывали с точностью до четвертого десятичного знака.

Чистые образцы загрязняли индустриальным маслом марки 20 окунанием в сосуд с маслом, затем подвешивали на 24 ч для удаления избытка масла.

Затем образцы взвешивали. Результат взвешивания в граммах записывали с точностью до четвертого десятичного знака.

Взвешенные стальные образцы выдерживали в течение 30 с при температуре 60-65°С в составах предлагаемого и известного моющих средств, применяя 20-кратное погружение в раствор. По истечении времени обезжиренные образцы промывали под струей водопроводной воды с температурой 15-20°С в течение 0,5 мин. Дав стечь избытку воды, образцы помещали на несколько секунд в сосуд с этиловым спиртом и досушивали в сушильном шкафу при температуре 100-110°С. Охлаждали образцы сначала на воздухе, а затем в эксикаторе до постоянной температуры и взвешивали. Результаты взвешивания записывали с точностью до четвертого десятичного знака.

Моющую способность в % определяли по формуле:

,

где А - масса образца, загрязненного маслом, г;

В - масса образца, обработанного в моющем растворе, г;

С - масса образца после обезжиривания бензином или уайт-спиритом, г.

Для определения показателей качества электроизоляционного покрытия образцы листовой анизотропной электротехнической стали обезжиривали в составах (см. табл.1 пр.1-6) при температуре 60-65°С в течение 10-15 с, промывали теплой водой 10-15 с и обрабатывали в электроизоляционном составе в течение 5 с при температуре 20-40°С. Излишки электроизоляционного состава удаляли отжимом гумированными валками. Покрытия подвергались термообработке при температуре 800°С в течение 60 с.

Качество электроизоляционного покрытия определяли по следующим показателям.

Физико-механические свойства - прочность на изгиб. Изгиб образцов на цилиндрической оправке диаметром 3 мм.

Удельные потери при магнитной индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц (Р_1,7/50) определяли по ГОСТ 12119-80.

Результаты определения показателей пенообразующая, моющая способность и качества электроизоляционного покрытия приведены в таблице 2.

Как видно из примеров (см. таблицу 2 пр.2, 3, 4), содержание гидроксида натрия, карбоната натрия, силиката натрия, триполифосфата натрия, оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 12 молей окиси этилена, оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 6 молей окиси этилена, антивспенивателя ПК-3 в заявляемых пределах, обеспечивает низкое пенообразование рабочего раствора, высокую моющую способность и дает возможность получить в дальнейшем электроизоляционное покрытие с хорошими физико-механическими и магнитными свойствами.

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 раствора и в обоих случаях отрицательно влияет на качественные показатели электроизоляционного покрытия (низкие физико-механические свойства и высокие удельные магнитные потери).

Пример 6 характеризует свойства прототипа и покрытий, полученных после предварительной обработки в данном составе.

Использование предложенного моющего средства обеспечивает следующие технико-экономические преимущества.

1. Высокая степень очистки металлической поверхности за счет высокой моющей способности состава.

2. Малый расход средства, т.к. не происходит унос моющего средства вместе с пеной.

3. Снижение производственных затрат (технологичность в приготовлении и корректировке рабочей ванны) и увеличение времени эксплуатации раствора.

4. Возможность использования его при предварительной обработке анизотропной электротехнической стали.

Таблица №1№ п.п.КомпонентыСодержание в составе, г/л  123456*1.Гидрокcид натрия4,906,059,0512,0513,211,042.Карбонат натрия4,555,258,010,7511,659,843.Силикат натрия0,190,270,370,470,56-4.Триполифосфат натрия1,061,201,952,703,02,165.Оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена0,0620,0730,1160,1580,175-6.Оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 6 молей окиси этилена0,0420,0540,080,1060,124-7.Антивспениватель ПК-30,0090,0110,0170,0230,026-8.Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 моль окиси этилена-----0,1449.Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 9 моль окиси этилена-----0,09610.Метасиликат натрия-----0,07211.ВодаДо 1 литра12.Соотношение смеси ПАВ к антивспенивателю ПК-311,5:111,5:111,5:111,5:111,5:1-

Таблица №2Состав моющего средстваМасса образцов зажиренных маслом (А), гМасса образцов обезжиренных в моющем растворе (В), гМасса образцов обезжиренных бензином или уайт-спиритом (С), гМоющая способностью, %Пенообразующая способность, смПоказатели качества покрытия     Прочность на изгибУдельные магнитные потери Р (т) 50 Вт/кг1.57,7764057,7431557,7404092,40,7-1,282.57,2409057,1977057,1975599,61,2+1,13.59,0133558,9157058,9156599,91,4+1,04.59,9333059,9127059,9126599,751,7+1,05.58,9580058,9306058,9282098,22,8-1,266*58,5361058,5033058,4988588,052,9-1,36

Изобретение относится к составам моющих средств и может быть использовано в металлургии для обезжиривания металлопроката в рулонах на агрегатах скоростной (20-30 с), непрерывной обработки перед нанесением различного типа покрытий (электроизоляционное, цинковое). Моющее средство содержит следующие компоненты в г/л : гидроксид натрия 6,05-12,05; карбонат натрия 5,25-10,75; силикат натрия 0,27-0,47; триполифосфат натрия 1,20-2,70; оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена 0,073-0,158; оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 6 молей окиси этилена 0,054-0,106; антивспениватель ПК-3 0,011-0,023; вода остальное до 1 л, причем массовое соотношение смеси ПАВ к антивспенивателю ПК-3 составляет 11,5:1. Использование заявляемого моющего средства позволит обеспечить высокую степень очистки металлической поверхности при его низком пенообразовании и возможность его применения при предварительной обработке анизотропной электротехнической стали. 2 табл.

Средство моющее для очистки металлической поверхности, содержащее гидроксид натрия, карбонат натрия, силикат натрия, триполифосфат натрия, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 6 молей окиси этилена, отличающееся тем, что дополнительно содержит антивспениватель ПК-3 при следующем соотношении компонентов, г/л:

Гидроксид натрия 6,05-12,05

Карбонат натрия 5,25-10,75

Силикат натрия 0,27-0,47

Триполифосфат натрия 1,20-2,70

Оксиэтилированный моноалкилфенол

на основе тримеров пропилена, содержащий

в молекуле 12 молей окиси этилена 0,073-0,158

Оксиэтилированный моноалкилфенол

на основе тримеров пропилена, содержащий

в молекуле 6 молей окиси этилена 0,054-0,106

Антивспениватель ПК-3 0,011-0,023

Вода Остальное до 1 л

причем массовое соотношение смеси оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 12 молей окиси этилена и оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 6 молей окиси этилена, к антивспенивателю ПК-3 составляет: 11,5 :1.