МОЮЩЕЕ СРЕДСТВО ТЕХНОСОЛ Российский патент 2012 года по МПК C23G5/02 C11D1/66 C11D1/83 

Изобретение относится к моющим средствам, применяемым для очистки металлических и других поверхностей от технологических смазок и микрочастиц металла, масел, смазок, битума, консервационных составов, следов смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). Может быть использовано на машиностроительных предприятиях для мытья подшипников, деталей и узлов механизмов, в электротехническом производстве и ремонте роторов, статоров электродвигателей и в других отраслях промышленности. Может быть применено в условиях с повышенными требованиями по пожаробезопасности. Может применяться при очистке электрооборудования, не воздействует на изоляцию. Возможно неоднократное применение.

Известно изобретение «Композиция для снижения воспламеняемости», патент RU №2236484, опубл. 10.08.2003, MПК C23G 5/028, С07С 19/08, включающее невоспламеняющиеся фторсодержащие соединения, выбираемые из фторуглеводородов, и органический растворитель, выбираемый из углеводородов или ароматических сложных эфиров, а также поверхностно-активное вещество, предпочтительно алкилбензолсульфонатного типа. Смесь дает тонкую дисперсию углеводорода во фторированных соединениях при температуре кипения композиции. Однако у смеси на основе фторсодержащих соединений температура кипения композиции составляет не более 70 градусов С, что существенно хуже предлагаемой смеси, кроме того, смесь существенно дороже и сложнее в изготовлении. Кроме того, данный состав предназначен только для очистки алюминиевых поверхностей.

Известно изобретение «Состав для удаления солеотложений в скважине» патент RU №2383577, опубл. 10.03.2010, МПК С09К 8/528, включающий в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества состав неонол АФ9-12 в количестве 0,1-1,0% от массы состава и растворитель нефтяной. Состав предназначен прежде всего для удаления карбонатов и используется в нефтедобывающей промышленности. Обладает хорошей растворяющей способностью для удаления солеотложений за счет повышения скорости их растворения. Состав предназначен для удаления солеотложений на эксплуатационной колонне скважин, а не в качестве моющей жидкости. Не пригоден для использования с широким спектром материалов. Невозможно неоднократное применение. Его нельзя использовать для электрооборудования.

Известно изобретение «Моющее средство для очистки поверхности от органических загрязнений и способ его получения», патент RU №2169175, опубл. 20.06.2001, МПК C11D 1/83, C11D 1/86, C11D 3/20, C11D 3/04, C11D 11/00, включающее неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) 4 в количестве мас.% от 4 до 20, алкилбензолсульфонат натрия, соли щелочного металла или натриевое соединение фосфорной кислоты, неонол. Обладает высокой моющей способностью с одновременной антикоррозионной защитой обрабатываемых поверхностей, причем моющий раствор средства пригоден для повторного использования. Однако у состава большой уровень пенообразования при большом содержании неонола, а также состав имеет низкую температуру вспышки.

Наиболее близким к предлагаемому составу моющей смеси является изобретение "Композиция для защиты металлов от кислотной коррозии", патент RU №2139955, опубл. 20.10.1999, МПК C23F 11/04, композиция на основе соединений пиридина, с температурой кипения выше 250°С при давлении 760 мм рт.ст., содержащая синтетические жирные кислоты (СЖК) фракции С₁₀-C₁₃, уайт-спирит и эмульгатор неонол. Композиция предназначена для защиты металлов от кислотной коррозии в агрессивных средах. Однако смесь полиалкилпиридинов - ингибитор обладает резким пиридиновым запахом, плохими технологическими свойствами, очищающей способностью.

Заявляемое моющее средство относится к техническим моющим средствам, применяемым для химической обработки, очистки и обезжиривания металлических поверхностей от органических загрязнений, является удобным универсальным очистителем с сильным растворяющим эффектом, хорошей очищающей способностью и широким спектром применения. Изготовлен на базе углеводородов парафинового ряда высокой степени очистки. Совместим с широким спектром материалов. Возможно неоднократное применение.

Большинство известных водных растворов моющих средств способствуют загрязнению водного бассейна фосфатами. Однако и твердые моющие средства (ТМС) имеют существенные недостатки, т.к. их общим недостатком является то, что они используются в качестве слабоконцентрированных моющих растворов, а до их практического приготовления должны храниться на складе, при этом происходит потеря цвета и снижение некоторых моющих свойств при длительном хранении такого моющего средства. Причиной является микробиологическое разложение некоторых компонентов, входящих в состав моющего средства. Кроме того, для реализации процесса очистки средством ТМС требуется сложное технологическое оборудование, а также переход на высокотемпературную обработку.

Требуется моющее средство, которое является токсикологически безвредным, не вызывающим раздражения кожи человека.

Предложенное моющее средство не содержит серы, хлора, ароматических, галогеносодержащих углеводородов, поэтому у нее отсутствует запах, его просто применять при очистке изделий. Моющее средство не относится к классу легковоспламеняющихся жидкостей, т.к. у нее температура вспышки больше 67 градусов С.

Для решения поставленных задач требуется осуществить подбор соотношения компонентов, благодаря чему достигаются высокие травящие свойства средства и снижается время очистки поверхности от загрязнений. Однако при добавлении большого процентного содержания дорогих ПАВ, например неонолов, существенно увеличивается стоимость моющего средства, что также является экономически нецелесообразно. Неонол и натриевая соль полиакриловой кислоты (деэмульгатор, флокулянт) способствуют вторичному использованию очищающего раствора, создавая условия для его самоочистки, но для более полного разрушения загрязнений необходимы введение анионактивного ПАВ, отщепляющего их от металлической поверхности. Особенно актуальна эта проблема для старых загрязнений.

Одним из важнейших условий, обеспечивающих эксплуатационную надежность транспортных средств, устройств и оборудования, является чистота их деталей, узлов и агрегатов. При этом должны быть учтены требования по обеспечению безопасности и исключению вредного воздействия растворителей и моющих средств на материал техники и обслуживающий персонал. Загрязнения от остатков нефти, растительных и животных масел и жиров, а также горюче-смазочных материалов и продуктов их преобразования являются наиболее распространенными в эксплуатации. Это могут быть продукты неполного сгорания топлива, окисления, деструкции углеводородов, полимеризации, конденсации и коагуляции углеводородных и гетероорганических соединений, а также продукты коррозии и биоповреждения металлов в среде.

Под невоспламеняющимся соединением или невоспламеняющейся композицией понимают любое соединение или композицию, которое (которая) не имеет температуры вспышки, определяемой согласно норме ISO 1523. Термодинамическое состояние флюида по существу определяют четырьмя независимыми переменными: давление, температура, состав жидкой фазы и состав газовой фазы. Истинный азеотроп представляет собой особую систему из компонентов, для которой при данной температуре и данном давлении состав жидкой фазы точно равен составу газовой фазы. Псевдоазеотроп представляет собой систему из компонентов, для которой при данной температуре и данном давлении состав жидкой фазы в основном равен составу газовой фазы. На практике это означает, что компоненты таких азеотропных и псевдоазеотропных систем не могут быть легко разделены путем перегонки.

Достигаемый технический результат предложенного моющего средства ТЕХНОСОЛ состоит в том, что получено безопасное чистящее средство с температурой вспышки в закрытом тигле больше 62 град С, и в открытом тигле - больше 67 град С. Получено средство на базе углеводородов парафинового ряда, которое обеспечивает высокую степень очистки, совместимо с широким спектром материалов, имеет широкий спектр применения, обладает повышенной чистящей способностью. Моющее средство имеет возможность неоднократного применения.

Достигаемый технический результат обеспечен за счет того, что моющее средство ТЕХНОСОЛ состоит из композиции ПАВ на основе тримеров пропилена (изононила) с температурой кипения выше 230°С при давлении 760 мм рт.ст., включает нефтяной растворитель или их смесь фракции С₇-C₁₈. Моющее средство ТЕХНОСОЛ в качестве ПАВ содержит неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) с концентрацией водородных ионов (рН) в водно-спиртовой эмульсии концентрацией 10 г/дм³ не менее 6,0-8,0, характеризуется отсутствием вспышки до начала вскипания. В состав смеси входит также нефтяной растворитель парафиновой фракции в соотношении компонентов, мас.% НПАВ - 0,02-0,5, нефтяной растворитель остальное.

2. В качестве НПАВ берут оксиэтилированный моноалкилфенол неводорастворимый с числом атомов углерода в алкильном радикале, равным 9, и усредненным числом молей окиси этилена, присоединенных к молю алкилфенола, от 4 до 12, и в качестве нефтяного растворителя берут парафин нефтяной жидкий, широкой фракции в соотношении компонентов, мас.% НПАВ - 0,02-0,5, парафин жидкий - остальное.

В данную смесь также могут добавить в качестве НПАВ оксиэтилированный моноалкилфенол неводорастворимый - Неонол, нефтяной растворитель парафиновый и анион активный ПАВ. В качестве ПАВ берут смесь НПАВ-оксиэтилированный моноалкилфенол неводорастворимый - Неонол и анионоактивный ПАВ, состоящий из смеси натриевых солей алкилсульфоновых кислот, и нефтяной растворитель парафиновый в соотношении компонентов, %:

- Неонол 9-(4-12) - 0,02-0,5

- смесь натриевых солей алкилсульфоновых кислот - 0,3-7,0

- парафин нефтяной жидкий, широкая фракция - 99,68-92,5

В качестве НПАВ берут оксиэтилированный моноалкилфенол неводорастворимый - Неонол 9-6 и нефтяной растворитель парафиновый в соотношении компонентов, %:

Неонол 9-6 - 0,02-0,5

парафин нефтяной жидкий, широкая фракция - остальное

В качестве ПАВ берут смесь НПАВ - оксиэтилированный моноалкилфенол неводорастворимый - Неонол 9-6 и анионоактивный ПАВ - алкилсульфонат, и нефтяной растворитель парафиновый - парафин жидкий - в соотношении компонентов, %:

Неонол 9-6 - 0,02-0,5

алкилсульфонат - 0,3-7,0

парафин нефтяной жидкий, широкая фракция - 99,68-92,5

Полученная смесь является смесью высокоактивных ПАВ на основе углеводородов парафинового ряда.

По физико-химическим показателям ТМС соответствует требованиям, указанным в таблице 1.

Требования безопасности определяются характеристиками основного компонента моющего средства - предельными углеводородами - фракциями нефтеперегонки, деароматизированной методом глубокого гидрирования. Температура вспышки: - в закрытом тигле 62 град С, и в открытом тигле - 67 град С.

Сырьем для производства моющего средства являются поверхностно-активные вещества, растворители.

«Неонол 9-(4-12)» неионогенный ПАВ в соответствии с ТУ 2483-077-05766801-98. Формула: С₉Н₁₉С₆Н₄O(С₂Н₄O)₆Н.

Неонолы являются оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, где 9 - число атомов углерода в алкильном радикале, 4-12 или 6 - усредненное число молей окиси этилена, присоединенное к молю алкилфенола, являются высокоэффективным неионогенным поверхностно-активным веществом, прозрачная маслянистая жидкость от бесцветного до желтоватого цвета. Первичная степень биоразложения Неонолов составляет от 97±2 до 79±3, т.е. повышает биоразлагемость смеси. Продукт не летуч, в ингаляционном отношении безопасен, в воздухе рабочей зоны не накапливается и не определяется. Температура вспышки, °С, отсутствует до начала вспенивания и равна не менее: - в открытом тигле 240-258, - в закрытом тигле 218-240, что повышает температуру вспышки всей смеси. Является блокосополимерным поверхностно-активным веществом с очень высокими диспергирующими свойствами, повышает свойства неионогенных ПАВ, входящих в состав средства, что способствует быстрому удалению с очищаемой поверхности продуктов загрязнения, травления, что повышает травящие свойства средства и сокращает время очистки поверхности. Неионогенные ПАВ сохраняют моющую способность в жесткой воде и других средах в широком диапазоне рН. Неонол АФ 9-6 в заявленном составе используется как поверхностно-активное вещество (ПАВ), вызывая снижение межфазного натяжения между вышеупомянутыми растворителями для их лучшего смешивания. Неионогенный ПАВ, оксиэтилированный моноалкилфенол, где n=4-12, а 9 - углеводородный радикал, имеющий 9 атомов углерода, в составе обладает деэмульгирующими и стабилизирующими способностями, т.е. способностью связывать пленкой выделившиеся на поверхность моющей жидкости загрязнения, препятствуя обратному осаждению их на очищаемую поверхность, что позволяет использовать моющее средство повторно.

Алкилсульфонат в соответствии с ТУ 2481-308-05763458-2001,

имеет химическую формулу R-SO₂ONa.

Является смесью натриевых солей алкилсульфоновых кислот с длиной цепи алкильного радикала С 11-С 18, полученного из н-парафинов. Является пастой от белого до светло-желтого цвета. Является эмульгатором и анионоактивным поверхностно-активным веществом для получения синтетических моющих средств, мало токсичен, обладает слабо выраженными раздражающими свойствами.

И неонол, и алкилсульфанол являются синтетическими жирными кислотами (СЖК) фракций С10-С13, С10-С16, С16-С20. СЖК существенно расширяет диапазон защитного действия смеси (возможность защиты от кислотной коррозии в средах, содержащих сероводород, диоксид углерода, кислород). Неонол и натриевая соль полиакриловой кислоты (деэмульгатор, флокулянт) способствуют вторичному использованию очищающего раствора, создавая условия для его самоочистки.

Диспергирование твердой фазы загрязнений в моющем средстве происходит из-за адсорбции ПАВ на частицах загрязнений за счет возникновения расклинивающего эффекта между частицами загрязнений. В частности, действие ПАВ обеспечивает флокуляцию загрязнений, т.е. образование на поверхности крупных капель углеводородных загрязнений.

Включение в моющее средство смеси углеводородных растворителей: нефрас, керосин, уайт-спирит, индустриальное масло, парафин, церезин и др., содержание которых в композиции может составлять до 99 мас.%, позволяет получить необходимые технологические свойства и повысить защитное действие моющего средства. Нефтяные растворители парафиновые содержат 2,5-5,0% ароматических углеводородов, которые выкипают при температуре в пределах 30-80°С.

Парафин - это смесь предельных (насыщенных) углеводородов, имеет формулу С7-С35. Жидкая фракция имеет формулу С7-С18. В предложенном средстве берут парафин нефтяной жидкий широкой фракции.

В зависимости от предусматриваемого применения можно использовать нефторированный органический растворитель, не смешивающийся с водой. Хорошо подходят, например, для использования в целях осушивания растворители, которые практически не смешивающиеся с водой. Действительно, при большом разнообразии величин полярности различных растворителей сохраняются полностью преимущества в отношении невоспламеняемости композиций. Эти композиции, в частности, позволяют достигать хороших свойств в отношении растворения поверхностно-активных веществ, что требуется, например, для осушающих растворителей.

Современная теория рассматривает моющий эффект как результат проявления комплекса физико-химических свойств моющего препарата, т.е. растворяющей, смачивающей, эмульгирующей, диспергирующей, стабилизирующей и пленкообразующей способности, что обеспечивают включенные в моющую смесь ТЕХНОСОЛ в требуемых соотношениях компоненты.

Данная моющая смесь приготавливается следующим образом. Для изготовления композиции веществ берут 10% массы, предварительно очищенной путем фильтрации и вакуумирования фракции парафина, нагретого до 45-50 град. С, в нее помещают алкилсульфонат и перемешивают в течение 35-45 минут с поддержанием температуры, в полученный раствор добавляют в оставшемся количестве парафин нефтяной и перемешивают 10-15 минут, затем добавляют Неонол 9-6 и перемешивают 30 минут. Характеристики сырья указаны в таблице 2.

Таблица 2 Наименование сырья Нормативная и техническая документация Агрегатное состояние Класс опасности по ГОСТ 12.1.007 1 2 3 4 «Неонол 9-6» неионогенный ПАВ ТУ 2483-077-05766801-98 жидкость 3 Алкилсульфонат ТУ 2481-308-05763458-2001 паста 4

Исследования подтверждают, что подобранным соотношением компонентов достигаются высокие моющие свойства средства и снижается время очистки поверхности от загрязнений. Высокая растворяющая способность по отношению к масложировым, нефтесодержащим загрязнениям и к водонерастворимой литиевой смазке предложенного моющего средства подтверждена протоколами испытаний.

Контроль ведут следующим образом. Моющее средство ТЕХНОСОЛ однородно по физико-химическим показателям, не содержит механических примесей, видимых невооруженным глазом. Показатель концентрации водородных ионов водных растворов моющих средств с массовой долей 1% определяют по ГОСТ Р 50550. При отсутствии рН-метра - милливольтметра водородный показатель моющих средств можно определять по универсальной индикаторной бумаге или универсальному индикатору.

Очищающую способность определяют в соответствии с ТУ, для чего приготавливают загрязнитель с соотношением следующих компонентов, мас.%:

солидол синтетический по ГОСТ 4366 - 25,

отработанное масло для гипоидных передач - 65,

масло льняное по ГОСТ 579 - 10,

Компоненты тщательно перемешивают стеклянной палочкой до получения однородной консистенции. На загрязненные пластинки пульверизатором наносят испытуемый раствор моющего средства так, чтобы он полностью покрывал поверхность пластинки. После 10-минутной выдержки струей водопроводной воды (температура 30-40°С) в течение минуты удаляют образовавшуюся эмульсию. Очищающую способность X, т.е. смытое количество загрязнителя, в процентах, рассчитывают по формуле. Определение плотности средства проводят по ГОСТ 18995.1. Определение условной вязкости проводят вискозиметром В3-246 по ГОСТ900-75, диаметр сопла 2 мм.

Результаты испытаний различных рецептур указаны в Таблице 1.

Моющее средство ТЕХНОСОЛ применяют следующим образом. Техническое моющее средство (нейтральное) применяется для обезжиривания деталей и узлов механических и электротехнических устройств железнодорожного подвижного состава и других портативных приспособлений, а также для очистки от масляно-грязевых отложений и других эксплуатационных загрязнений в соответствии с технологическими инструкциями по обмывке и очистке, утвержденными и согласованными в установленном порядке. Применяется только в концентрированном виде. Средство не подлежит разведению. Моющее средство наносится на обрабатываемую поверхность с помощью кисти, ветоши, губки или распылителя, или методом погружения, механического воздействия. Возможно применение в моющих машинах со струйным обливом, а также с ультразвуком.

Таким образом обеспечен результат получения моющего средства, которое безопасно и имеет температуру вспышки в закрытом тигле больше 62 град С и в открытом тигле - больше 67 град С. Данное средство обеспечивает высокую степень очистки, совместимо с широким спектром материалов, т.к. является нейтральным, обладает повышенной чистящей способностью, имеет возможность неоднократного применения.

Изобретение относится к моющему средству для очистки металлических и других поверхностей от технологических смазок и микрочастиц металла, масел, смазок, битума, консервационных составов, следов смазочно-охлаждающей жидкости и других загрязнений. Моющее средство для очистки поверхностей от загрязнений включает неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) на основе тримеров пропилена с температурой кипения выше 230°С при давлении 760 мм рт.ст. и с концентрацией водородных ионов рН в водно-спиртовой эмульсии концентрацией 10 г/дм³ не менее 6,0-8,0, характеризующееся отсутствием вспышки до начала вскипания, и нефтяной растворитель парафиновой фракции C₇-C₁₈, при следующем соотношении компонентов, мас.%: НПАВ - 0,02-0,5, нефтяной растворитель парафиновой фракции - остальное. В качестве НПАВ моющее средство содержит Неонол 9-(4-12) или Неонол 9-6, а в качестве нефтяного растворителя - парафин нефтяной жидкий широкой фракции. Также в моющее средство добавляют 0,3-7,0 мас.% анионоактивного ПАВ, состоящего из смеси натриевых солей алкилсульфоновых кислот. Изобретение позволяет получить совместимое с широким спектром материалов моющее средство, обеспечивающее высокую степень очистки за счет использования в парафиновых растворителях указанных поверхностно-активных веществ, которые в составе обладают демульгирующими свойствами и стабилизирующими способностями и позволяют использовать моющее средство повторно. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Моющее средство для очистки поверхностей от загрязнений, включающее поверхностно-активное вещество (ПАВ) на основе тримеров пропилена с температурой кипения выше 230°С при давлении 760 мм рт.ст. и нефтяной растворитель фракции C₇-C₁₈, отличающееся тем, что в качестве ПАВ оно содержит неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) с концентрацией водородных ионов рН в водно-спиртовой эмульсии концентрацией 10 г/дм³ не менее 6,0-8,0 и отсутствием вспышки до начала вскипания, а в качестве нефтяного растворителя - нефтяной растворитель парафиновой фракции при следующем соотношении компонентов, мас.%:
НПАВ 0,02-0,5 нефтяной растворитель парафиновой фракции остальное

2. Моющее средство по п.1, отличающееся тем, что в качестве НПАВ оно содержит оксиэтилированный моноалкилфенол неводорастворимый с числом атомов углерода в алкильном радикале 9 и усредненным числом молей окиси этилена, присоединенных к молю алкилфенола, от 4 до 12, а в качестве нефтяного растворителя - парафин нефтяной жидкий широкой фракции при следующем соотношении компонентов, мас.%:
НПАВ 0,02-0,5 парафин нефтяной жидкий, широкая фракция остальное

3. Моющее средство по п.2, отличающееся тем, что в качестве НПАВ оно содержит Неонол 9-(4-12), к которому добавлено анионоактивное ПАВ, состоящее из смеси натриевых солей алкилсульфоновых кислот при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Неонол 9-(4-12) 0,02-0,5 смесь натриевых солей алкилсульфоновых кислот 0,3-7,0 парафин нефтяной жидкий, широкая фракция 99,68-92,5

4. Моющее средство по п.1, отличающееся тем, что в качестве НПАВ оно содержит оксиэтилированный моноалкилфенол неводорастворимый Неонол 9-6, а в качестве нефтяного растворителя - парафин нефтяной жидкий широкой фракции при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Неонол 9-6 0,02-0,5 парафин нефтяной жидкий, широкая фракция остальное

5. Моющее средство по п.1, отличающееся тем, что в качестве НПАВ оно содержит Неонол 9-6, к которому добавлено анионоактивное ПАВ, состоящее из смеси натриевых солей алкилсульфоновых кислот, а в качестве нефтяного растворителя - парафин нефтяной жидкий широкой фракции при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Неонол 9-6 0,02-0,5 смесь натриевых солей алкилсульфоновых кислот 0,3-7,0 парафин нефтяной жидкий, широкая фракция 99,68-92,5