СРЕДСТВО МОЮЩЕЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ Российский патент 2008 года по МПК C11D1/825 C11D3/04 C11D3/30 C11D3/36 

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: цинкового, алюмоцинкового и т.д.

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

Бензиловый эфир оксиэтилированного октилфенола5Гидроксид натрия30Карбонат натрия30Метасиликат натрия (5Н₂О)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, г/л:

Гидроксид натрия6,44-11,04Карбонат натрия5,74-9,84Метасиликат натрия0,42-0,72Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 моль окиси этилена0,084-0,144Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 9 моль окиси этилена0,056-0,096Триполифосфат натрия1,26-2,16ВодаОстальное до 1 л.

Данное моющее средство достаточно неплохо очищает металлопрокат при температуре 65-80°С и времени обезжиривания 30-60 сек, но не дает хороших очищающих результатов при скоростной обработке от 4 до 12 сек, а также к недостатку средства относится высокое пенообразование, что делает невозможным использование его на распылительных агрегатах скоростной обработки металла.

Задачей изобретения является разработка моющего средства с высокой моющей способностью, низким пенообразованием, при обезжиривании холоднокатаного проката на распылительных агрегатах скоростной (4-12 сек), непрерывной обработки металла и при использовании которого не оказывается отрицательного влияния на формирование цинкового, алюмоцинкового покрытий, с хорошими показателями качества.

Поставленная задача достигается тем, что моющее средство, содержащее гидроксид натрия, карбонат натрия, натрий фосфорнокислый трехзамещенный, триполифосфат натрия, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена, полиэтиленгликолевые эфиры синтетических первичных спиртов фракции С₁₂-С₁₄, дополнительно содержит ацеталь алкилфенилполиоксиэтиленгликоля, комплексен (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водная) и пеногасящую добавку при следующем соотношении компонентов, г/л:

Гидроксид натрия5,4-12,0Карбонат натрия3,3-8,2Натрий фосфорнокислый трехзамещенный0,6-1,25Триполифосфат натрия1,0-2,5Оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена0,17-0,37Полиэтиленгликолевые эфиры синтетических первичных спиртов фракции С₁₂-С₁₄0,14-0,33Ацеталь алкилфенилполиоксиэтиленгликоля0,11-0,28Комплексон (динатриевая соль этилендиамин тетрауксусной кислоты, водная или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водная)0,02-0,075Пеногасящая добавка0,001-0,0025ВодаОстальное до 1 л.

Причем массовое соотношение смеси неорганической и органической части состава к смеси поверхностно-активных веществ составляет 24,5:1.

Заявляемое соотношение компонентов позволяет моющему средству:

- обеспечить высокую моющую способность;

- использовать его на агрегатах скоростной обработки металла распылительного типа, т.к. рабочие растворы обладают низким пенообразованием;

- использовать его перед нанесением цинкового и алюмоцинкового покрытий.

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

Для исследования было составлено 5 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 лабораторную распылительную установку.

Состав известного средства готовили аналогичным образом.

Составы известного и предлагаемого моющего средства приведены в таблице 1.

Составы предлагаемого и известного моющего средства 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 30 сек замеряли первоначальную высоту пены в сантиметрах. Определение производили при температуре 70°С.

Моющую способность определяли весовым методом, который основывается на определении процента смываемости загрязнений с поверхности металлического образца.

Испытания проводились на образцах холоднокатаного металла 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 часа для удаления избытка масла.

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

В ванной распылительной лабораторной моечной установки подогревали раствор до температуры 70-75°С, включали насос и через отверстие в крышке устанавливали в ванне загрязненные образцы и очищали 4-12 сек.

По истечении времени обезжиренные образцы вынимали из ванны, промывали с помощью щетки, под струей водопроводной воды с температурой 60-65°С в течение 7-10 сек и сушили 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 процентах удаления загрязнения с поверхности металла 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.

Качество цинкового покрытия, прочность сцепления с основой, проверяли стандартным методом по ГОСТ 14019. Сущность метода сводилась к тому, что испытуемый образец оцинкованного металла загибали на 180° и определяли прочность сцепления покрытия со стальной основой. При удовлетворительном результате не должно наблюдаться отслоение цинкового и алюмоцинкового покрытия с наружной стороны. (Допускается сетка мелких трещин по всей длине изгиба и отслоение покрытия на расстояние не более 6 мм от краев образца).

Дополнительно к основному испытанию образцы оцинкованного металла проверяли на прочность сцепления с основой на приборе Локформер. Этот прибор формировал двойной перегиб металла на 180° в одной плоскости. Изгиб проводился по всей длине образца (не <250 мм). Один образец испытывали поперек направления прокатки, второй - вдоль. Оценка прочности сцепления проводилась визуальным методом. В месте изгиба не должно быть отслоений, обнажающих стальную поверхность. (Допускается сетка мелких трещин).

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

Как видно из примеров (см. таблицу 2, пр.2, 3, 4), содержание гидроксида натрия, карбоната натрия, натрия фосфорнокислого трехзамещенного, триполифосфата натрия, оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 12 молей окиси этилена, полиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных спиртов фракции С₁₂-С₁₄, ацеталь алкилфенилполиоксиэтиленгликоля, комплексона (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водная) и пеногасящей добавки в заявляемых пределах обеспечивает низкое пенообразование рабочего раствора, высокую моющую способность и дает возможность получить в дальнейшем покрытия с хорошими показателями качества.

Изменение содержания компонентов ниже заявляемых пределов (см. таблицу 2, пр.1) приводит к снижению моющей способности, а вышепредельных значений к повышенному пенообразованию раствора и не приводит к улучшению моющих свойств, но удорожает состав. В обоих случаях отрицательно влияет на качественные показатели покрытий.

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 обработки холоднокатаного проката перед нанесением цинкового и алюмоцинкового покрытия.

Таблица 1№п.п.КомпонентыСодержание в составе, г/л123456*1.Гидроксид натрия4,55,48,712,013,211,042.Карбонат натрия2,83,35,88,29,09,843.Натрий фосфорнокислый трехзамещенный0,50,60,91,251,4--4.Триполифосфат натрия0,91,01,72,52,82,165.Оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена0,140,170,270,370,41--6.Полиэтиленгликолевые эфиры синтетических первичных спиртов фракции C₁₂-C₁₄0,120,140,240,330,36--7.Ацеталь алкилфенилполиоксиэтиленгликоля0,090,110,190,280,31--8.Комплексон (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водная)0,0150,020,0480,0750,1--9.Противопенная добавка0,00090,0010,00180,00250,003--10.Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 моль окиси этилена----------0,14411.Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 9 моль окиси этилена----------0,09612.Метасиликат натрия----------0,07213.ВодаДо 1 литра14.Соотношение смеси неорганической и органической частей состава к смеси ПАВ24,5:124,5:124,5:124,5:124,5:1-

Таблица 2Состав моющего средстваМасса образцов зажиренных маслом (А), гМасса образцов обезжиренных в моющем растворе (В), гМасса образцов обезжиренных бензином или уайт-спиритом (С), гМоющая способность, %Пенообразующая способность, смПоказатели качества цинкового и алюмоцинкового покрытия (прочность сцепления при изгибе на 180° и на приборе Локформер)1.17,9714017,9688517,9685589,50,7Не удовлетворительно2.17,6717517,6686317,6686099,01,2Удовлетворительно3.17,0511017, 0467317,0467099,31,25Удовлетворительно4.17,4957017,4932717,4932599,21,3Удовлетворительно5.17,2413017,2385017,2384096,62,6Не удовлетворительно6*17,6790017,6761017,6754582,73,5Не удовлетворительно

Использование: в металлургии для обезжиривания металлопроката в рулонах на агрегатах непрерывной обработки перед нанесением различного типа покрытий (цинкового, алюмоцинкового и т.д.). Сущность: средство содержит в г/л: гидроксид натрия 5,4-12,0; карбонат натрия 3,3-8,2; натрий фосфорнокислый трехзамещенный 0,6-1,25; триполифосфат натрия 1,0-2,5; оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена 0,17-0,37; полиэтиленгликолевые эфиры синтетических первичных спиртов фракции C₁₂-C₁₄ 0,14-0,33; ацеталь алкилфенилполиоксиэтиленгликоля 0,11-0,28; комплексон 0,02-0,075; пеногасящая добавка 0,001-0,0025; вода остальное до 1 л.

Массовое соотношение смеси неорганической и органической части состава к смеси поверхностно-активных веществ составляет 24,5:1. В качестве комплексона содержится динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты водная или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты водная. Технический результат - повышение степени очистки металлической поверхности за счет высокой моющей способности состава, снижение пенообразования. 2 табл.

Средство моющее для очистки металлической поверхности, содержащее гидроксид натрия, карбонат натрия, натрий фосфорно-кислый трехзамещенный, триполифосфат натрия, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена, полиэтиленгликолевые эфиры синтетических первичных спиртов фракции С₁₂-С₁₄, пеногасящую добавку, отличающееся тем, что дополнительно содержит ацеталь алкилфенилполиоксиэтиленгликоля, комплексон - этилендиаминтетрауксусной кислоты динатриевая соль водная или гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты тринатриевая соль водная при следующем соотношении компонентов, г/л:

гидроксид натрия5,4-12,0карбонат натрия3,3-8,2натрий фосфорнокислый трехзамещенный0,6-1,25триполифосфат натрия1,0-2,5оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена0,17-0,37полиэтиленгликолевые эфиры синтетических первичных спиртов фракции С₁₂-С₁₄0,14-0,33ацеталь алкилфенилполиоксиэтиленгликоля0,11-0,28комплексон0,02-0,075пеногасящая добавка0,0009-0,0025водаостальное до 1 л

причем массовое соотношение смеси неорганической и органической части состава к смеси поверхностно-активных веществ составляет 24,5:1.