СОСТАВ ДЛЯ ЧИСТКИ ТВЕРДОЙ ПОВЕРХНОСТИ Российский патент 2007 года по МПК C11D7/36 C11D3/75 C02F5/14 

Изобретение относится к области чистящих веществ, в частности к веществам для удаления накипи, и может быть использовано в виде водных растворов для очистки как теплоэнергетических установок, технологического (пастеризаторов, стерилизаторов и др.) и теплообменного оборудования из нержавеющего, черного и цветного металлов, так и бытовой эмалированной или пластмассовой посуды, а также в качестве азотфосфатного удобрения.

В настоящее время проблема удаления накипи является актуальной. Неоднократно в различных источниках появляется информация, что необходимо вещество, которое легко очищает твердую поверхность и, одновременно, не разрушает ее. Фосфат мочевины, по совокупности свойств, является одним из предпочтительных порошкообразных чистящих веществ. Известно, что композиции, содержащие фосфат мочевины, не оказывают вредного влияния на эмалированные поверхности и пластмассу и легко удаляют загрязнения /5-6/. Однако установлено, что фосфат мочевины может взаимодействовать с железом и алюминием, вызывая коррозию металлов. В связи с этим возникла необходимость поиска ингибирующих веществ, которые предотвращали бы неблагоприятный процесс коррозии металлов, не снижая при этом эффективность очистки поверхности металлов от накипи.

Санитарное очищающее средство по заявке ФРГ №4317104 /2/ содержит 1,5-50 г/кг мочевины или ее производных, не <10 мг/кг водорастворимых кислот, растворяющих известковые отложения, 2-30 г/кг водорастворимых белковых веществ, полученных из молочной сыворотки, тормозящие развитие зародышей микроорганизмов и образующие пену и другие добавки.

Пример. Санитарное очищающее средство содержит (г):

175 - лимонной кислоты,

22 - гидроксида натрия,

10 - муравьиной кислоты,

2 - бензоата натрия,

2 - сорбата калия,

1 - мочевины,

5 - загустителя,

10 растворимых белковых веществ.

Средство разбавляют водой для доведения объема раствора до 1000 мл.

Недостатком данного средства является сложный состав и низкая эффективность очищающего действия по сравнению с предлагаемым средством.

Средство для очистки изделий из пластмасс по патенту ПНР №148118 /3/ содержит (части):

5-35 комплекса фосфорной кислоты с мочевиной,

2-10 гидроксида кальция,

5-10 карбоната натрия,

1-10 фосфорной кислоты,

1-4 карбоксиметилцеллюлозы,

2-6 сульфосукцината натрия,

1-4 фосфорнокислого эфира лаурилового спирта (ФЭЛС), 100 ч.

воды;

а также средство для очистки серебряных и посеребренных изделий по патенту ПНР №148119 /4/ содержит (части):

30-60 комплекса фосфорной кислоты с мочевиной,

6-30 алкилбензолсульфоната натрия,

2-10 оксиэтилированного (n=12) спирта C₁₈-C₂₂,

1-3 диалкиламида жирных кислот кокосового масла

и воду.

Данные средства не могут быть пригодными для очистки от накипи теплоэнергетических установок, так как имеют сложный состав, большой расход и недоступность исходных материалов.

Наиболее близким к заявляемому является средство, описанное в патенте ГДР №0152940 /1/, где К.Heiz с сотрудниками предлагают порошкообразное или пастообразное средство для удаления накипи в аппаратах, предназначенных для нагревания или кипячения воды, состоящее из 40-60% фосфата мочевины с размером гранул менее 20 мм и 20-60% или более кислых фосфатов (предпочтительно соли фосфорной или пирофосфорной кислот). Для получения порошкообразного продукта используют фосфаты (моно- или ди-Na-соли, NH₄- или К-соли или их смеси), содержащие менее 10% воды. В данном средстве фосфат мочевины, а также соли фосфорной и пирофосфорной кислот могут взаимодействовать с железом и алюминием, вызывая коррозию металлов.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка порошкообразного водорастворимого средства для удаления накипи в аппаратах, предназначенных для нагревания или кипячения воды, обладающего высокими эксплуатационными свойствами и предотвращающего процесс коррозии очищаемой поверхности.

Предлагаемое техническое решение - рецептура средства для удаления накипи, содержащая фосфат мочевины и натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (NaКМЦ), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фосфат мочевины95,0-99,0Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы1,0-5,0

При этом рецептура дополнительно может содержать лапрол (полиизопропиленгликоль) в количестве 0,1-1,0 мас.%.

В предлагаемом составе в качестве добавок, ингибирующих коррозию металлов, введены натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы или лапрол. Использование в качестве ингибирующих добавок натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы и лапрола приводит к предотвращению коррозии металлической поверхности, не снижая при этом эффективности процесса очистки от накипи.

Сопоставление коррелирующего действия фосфата мочевины и фосфата мочевины с ингибирующими добавками осуществляли с помощью весового метода анализа, который заключается в том, что готовят растворы 15%-ной концентрацией, затем в эти растворы погружают предварительно взвешенные испытуемые металлические образцы с одинаковой формой и размерами. Растворы с образцами термостатировали при температуре 60°С. Через определенное время образцы удаляют из растворов, промывают водой, высушивают и взвешивают. По разнице веса судят о наличии и величине коррозии поверхности металла:

где w - массовая доля, %;

m₁ - масса исходного образца, г;

m_i - масса образца после испытания, г.

Наиболее распространенные металлы, из которых выпускают теплоэнергетические установки, - это сталь, латунь, алюминий. Поэтому в качестве испытуемых образцов были выбраны именно эти материалы.

Результаты испытаний представлены на фиг.1-3.

Как видно из графика фиг.1, наибольшую коррозионную активность по отношению к стали проявляет раствор фосфата мочевины (ФМ), наименьшую - раствор фосфата мочевины с 5%-ным содержанием NaКМЦ и 1,0%-ным содержанием лапрола (ФМ+5% NaКМЦ+1,0% лапрола).

Результаты оценки коррозии по отношению к латуни представлены на фиг.2. Из графика видно, что уровень коррозии латуни по сравнению со сталью значительно меньше.

Из графических зависимостей (фиг.3) можно констатировать, что растворы фосфата мочевины и фосфата мочевины с ингибирующими добавками также оказывают незначительное корродирующее действие на алюминий.

Сравнительную растворяющую способность составов по отношению к накипи оценивали с помощью волюмометрического метода путем измерения объема выделившегося газа (CO₂). Введение ингибиторов NaКМЦ в количестве от 0 до 5,0% и лапрола в количестве от 0,1 до 1,0% практически не влияет на растворяющую способность составов по отношению к накипи. При дальнейшем увеличении содержания NaКМЦ более 5,0% наблюдается нежелательное повышение вязкости растворов. При введении в состав лапрола более 1,0% его ингибирующая эффективность меняется незначительно. Таким образом, оптимальным соотношением вводимых в состав ингибиторов являются количества, входящие в границы предлагаемого состава.

В настоящее время заявляемый состав выпускается на лабораторной установке и предусматривается создание промышленного производства по выпуску продукта заявляемого состава.

Используемые источники информации

1. Средство для удаления накипи. Mittiel zur Entfernung von Kesselstein. Bergk Karl-Heiz, ...; Пат. ГДР 0152940 /прототип/.

2. Способ санитарной очистки и применяемое санитарное очищающее средство. Verfahren zur Sanitärreinigung sowie ein Sanitärreiniger: Заявка ФРГ 4317104, МКИ⁵ С11Д 7/32 / Becker Klaus. - №4317104.4; Заявл. 21.5.93; Опубл. 24.11.94.

3. Средство для очистки изделий из пластмасс. Srodek do mycia i czyszczenia tworzyw sztucznych. Brambor Andrzej, ...; Пат. ПНР 148118.

4. Средство для очистки серебряных и посеребренных изделий. Srodek do czyszczenia wyrobow ze srerba i srebrzonych. Gorecki Henryk, ...; Пат. ПНР 148119.

5. РЖХ 1990 г. 11Л200 Применение фосфата мочевины в производстве продуктов бытовой химии. Zastosowanie fosforanu mosznika w produkcji wyrobow chemii cospodarczej: [Pap.] Poster technol. kwasu fosforow. i nawozow miner., Lukecin, 21-22 wrzes., 1989 / Hoffmann Jozef, ... // Pr. nauk. Inst. technol. nieorg. i nawoz. miner. PWrocl. - 1989. - №36. - с.101-106. - Пол.; рез. англ., рус.

6. РЖХ 1990 г. 4Р2005 Фосфат мочевины как сырье для товаров бытовой химии. Fosforan mosznika jako surowiec dia potrzeb chemii gospodarczej / Hoffmann Jozef // Chemik. - 1989. - 42. - №7. - с.177-180. вкл. - Пол.; рез. англ., рус.

Изобретение относится к области чистящих веществ, в частности к веществам для удаления накипи, и может быть использовано в виде водных растворов для очистки как теплоэнергетических установок, технологического (пастеризаторов, стерилизаторов и др.) и теплообменного оборудования из нержавеющего, черного и цветного металлов, так и бытовой эмалированной или пластмассовой посуды. Сущность: порошкообразный водорастворимый состав содержит, мас.%: фосфат мочевины 95-99, натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы 1-5. Состав может дополнительно содержать 0,1-1,0 мас.% (сверх 100 мас.%.) лапрола. Технический результат - предотвращение коррозии металлической поверхности без снижения эффективности очистки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Порошкообразный водорастворимый состав для чистки твердой поверхности, содержащий фосфат мочевины, отличающийся тем, что содержит натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фосфат мочевины95,0-99,0Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы1,0-5,0