ЩЕЛОЧНОЙ МОЮЩИЙ ПРЕПАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2009 года по МПК C11D1/825 C11D3/04 C11D3/30 C11D3/36 

Изобретение относится к технологическим процессам, где используются моющие составы, в частности в металлургической промышленности для очистки металлопроката в рулонах на агрегатах непрерывной обработки от масла, эмульсий, смазок и углеродистых загрязнений.

Известно моющее средство (RU №2186099) для очистки металлической поверхности, содержащее следующее соотношение компонентов, г /л:

Гидроксид натрия 0,9-3,3 Триполифосфат натрия 0,72-2,64 Карбонат натрия ,82-10,34 Метасиликат натрия 0,6-2,2 Оксиэтилированный монононилфенол   на основе тримеров пропилена, содержащий   в молекуле 12 моль окиси этилена 0,024-0,088 Оксиэтилированный монононилфенол   на основе тримеров пропилена, содержащий   в молекуле 6 моль окиси этилена 0,036-0,132 Тринатрийфосфат 0,84-3,08 Полиэтиленгликолевые эфиры синтетических 0,06-0,22 первичных высших жирных спиртов фракции С₁₆-С₂₀   Вода Остальное до 1 л.

Обладая удовлетворительной моющей способностью, состав имеет недостатки:

- высокое пенообразование, что делает невозможным использование его в агрегатах скоростной обработки металла и приводит к повышенному расходу материала;

- входящий в состав в больших количествах метасиликат натрия образует на поверхности металла пассивную пленку, что приводит к ухудшению качественных свойств наносимых на металл покрытий.

Наиболее близким к изобретению по назначению и достигаемому результату является моющее средство (RU №2245359), содержащее следующее соотношение 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 моноалкилфеиол   на основе тримеров пропилена, содержащий   в молекуле 12 молей окиси этилена 0,073-0,158 Океиэтилированный 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.

Данное средство обладает низким пенообразованием, но оно не может обеспечить хорошую степень очистки металлопроката в рулонах, т.к. входящие в его составе поверхностно-активные вещества малоэффективны при удалении смазок и углеродистых загрязнений при скоростной (25-30 сек) обработке, к тому же они не являются полностью биоразлагаемыми веществами. Недостатком средства также является то, что входящие в состав сложные фосфаты в количестве более 15-20% нежелательны с точки зрения экологии, т.к. являются главной причиной этерификации поверхностных вод.

Задачей изобретения является разработка щелочного моющего препарата с высокой моющей способностью, низким пенообразованием, при использовании которого не оказывается отрицательного влияния на нанесение и последующее формирование покрытий с хорошими показателями качества и который безопасен в использовании и безвреден для окружающей среды при использовании и после сброса.

Поставленная задача достигается тем, что щелочной моющий препарат, содержащий гидроксид натрия, силикат натрия, натрий фосфорно-кислый трехзамещенный, дополнительно содержит комплексон - динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная, или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водная, и моющий поверхностно-активный агент Берол DGR81, представляющий собой оптимизированную смесь неиногенных ПАВ этоксилатов спирта с алкилглюкозидом, при следующем соотношении компонентов, г/л:

Гидроксид натрия 1,16-6,38 Силикат натрия 0,01-0,70 Натрий фосфорно-кислый трехзамещенный 0,016-0,09 Комплексон - динатриевая соль этилендиамин-   тетрауксусной кислоты, водная, или   тринатриевая соль гидроксиэтилиден-   дифосфоновой кислоты, водная 0,0095-0,05 Моющий поверхностно-активный агент   Берол DGR81 - оптимизированная смесь   неиногенных ПАВ этоксилатов спирта   с алкилглюкозидом 0,078-0,428 Вода Остальное до 1 л.

Причем массовое соотношение смеси гидроксида натрия и комплексона к моющему поверхностно-активному агенту составляет: 15: 1.

Заявляемое соотношение компонентов позволяет обеспечить моющему щелочному составу:

- высокую моющую способность;

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

- использовать перед нанесением различного типа покрытий;

- возможность поставлять щелочные компоненты и моющий поверхностно-активный агент в виде единого высококонцентрированного водного раствора, что упрощает промышленное использование, а концентрацию компонентов легко регулировать, такой состав можно перекачать насосом, что делает работу безопасной и улучшает производственные условия труда;

- экологическую безопасность производства.

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

Для исследования было составлено 5 составов моющего щелочного препарата с различным соотношением компонентов и состав известного.

Составы моющего щелочного препарата готовили путем последовательного растворения в воде в течение 20-25 мин расчетного количества ингредиентов.

После их полного растворения состав перекачивали в рабочую ванну.

Состав известного средства готовили аналогичным образом.

Составы известного средства и предлагаемого щелочного моющего препарата приведены в таблице 1.

Составы 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 сек 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 составов, и проводили следующим образом.

Образцы листовой динамной и трансформаторной электротехнической стали размером 150×70 мм, 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 (m₁). 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 (m₂). Взвешенные стальные образцы выдерживали в течение 30 сек 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 (m₃).

Моющую способность в % определяли по формуле:

где

m₁ - масса образца после обезжиривания бензином или уайт-спиритом, г.

m₂ - масса образца, загрязненного маслом, г;

m₃ - масса образца, обработанного в моющем растворе, г;

Для определение показателей качества электроизоляционного покрытия образцы листовой динамной и трансформаторной электротехнической стали обезжиривали в составах (см. табл.1 пр. 1-6) при температуре 60-65°С в течение 10-15 сек, промывали теплой водой 10-15 сек и обрабатывали в электроизоляционном составе в течение 5 секунд при температуре 20-40°С. Излишки электроизоляционного состава удаляли отжимом гумированными роликами. Покрытия подвергались термообработке при температуре 500°С на трансформаторной стали и 800°С на динамной стали, в течение 60 сек.

Качество электроизоляционного покрытия определяли по физико-механическим свойствам:

- прочность на изгиб. Изгиб образцов на цилиндрической оправке диаметром 3 мм;

- коэффициент сопротивления по ГОСТ 12119-80.

Результаты определения показателей пенообразующей, моющей способности и качества электроизоляционного покрытия приведены в таблице 2.

Как видно из примеров (см. таблицу 2, пр.2, 3, 4), содержание гидроксида натрия, силиката натрия, натрия фосфорно-кислого трехзамещенного, комплексона и моющего поверхностно-активного агента в заявляемых пределах обеспечивает низкое пенообразование рабочего раствора, высокую моющую способность и дает возможность получить в дальнейшем электроизоляционное покрытие с хорошими физико-механическими свойствами.

Изменение содержания компонентов выше или ниже заявляемых пределов (см. таблицу 2, пр. 1, 5) приводит в одном случае к снижению моющей способности рабочего раствора и отрицательно влияет на получение электроизоляционного покрытия с хорошим показателями качества, а в другом - к высокому пенообразованию рабочего раствора и снижению физико-механических свойств электроизоляционного покрытия.

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 трансформаторной и динамной электротехнической стали.

5. Применение такого высококонцентрированного водного раствора упрощает и повышает надежность промышленного использования. Такой состав можно перекачивать насосом, что делает работу безопасной и улучшает производственные условия труда.

Таблица №1 №пп. Компоненты Содержание в составе, г/л     1 2 3 4 5 6* 1 Гидроксид натрия 1,1 1,16 3,77 6,38 6,44 12,0 2 Карбонат натрия - - - - - 10,7 3 Силикат натрия 0,009 0,01 0,36 0,7 0,72 0,47 4 Натрий фосфорно-кислый трехзамещенный 0,014 0,016 0,053 0,09 0,092 - 5 Комплексон (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная, или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водная) 0,009 0,0095 0,0298 0,05 0,051   6 Триполифосфат натрия - - - -   2,7 7 Моющий поверхностно-активный агент Берол DGR81 - оптимизированная смесь неиногенных ПАВ этоксилатов спирта с алкилглюкозидом 0,074 0,078 0,253 0,428 0,433   8 Оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена           0,158 9 Оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 6 молей окиси этилена           0,106 10 Антивспениватель ПК-3 - - - - - 0,023 11 Вода до 1 литра 12 Массовое соотношение компонентов: смесь гидроксида натрия и комплексона : моющий поверхностно-активный агента 15:1 15:1 15:1 15:1 15:1 -

Изобретение относится к моющим составам для очистки металлов от масла, эмульсий, смазок и углеродистых загрязнений. Моющее средство содержит, г/л: гидроксид натрия - 1,16-6,38, силикат натрия - 0,01-0,70, натрий фосфорно-кислый трехзамещенный - 0,016-0,09, комплексон - 0,0095-0,05, смесь неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ) марки Берол DGR81 - 0,078-0,428 и остальное воду, при массовом соотношении смеси гидроксида натрия и комплексона к указанной смеси неионогенных ПАВ, равном 15:1. Предложенное средство обеспечивает моющую способность до 99,8-99,9%, имеет низкое пенообразование - 0,7 см. 2 табл.

Щелочной моющий препарат для очистки металла, содержащий гидроксид натрия, силикат натрия, натрий фосфорно-кислый трехзамещенный, отличающийся тем, что дополнительно содержит комплексон-динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водную или тринатриевую соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водную и моющий поверхностно-активный агент Берол DGR81, представляющий собой оптимизированную смесь неионогенных ПАВ этоксилатов спирта с алкилглюкозидом при следующем соотношении компонентов, г/л:
Гидроксид натрия 1,16-6,38 Силикат натрия 0,01-0,70 Натрий фосфорно-кислый трехзамещенный 0,016-0,09 Комплексон-динатриевая соль   этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная   или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой   кислоты, водная 0,0095-0,05 Моющий поверхностно-активный агент   Берол DGR81 - оптимизированная смесь   неионогенных ПАВ этоксилатов   спирта с алкилглюкозидом 0,078-0,428 Вода Остальное до 1 л,