УНИВЕРСАЛЬНАЯ МОЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ "ГЕНС" Российский патент 2012 года по МПК C11D1/83 C11D3/20 C11D3/38 

Изобретение относится к техническим моющим средствам для очистки и обезжиривания поверхности от органических загрязнений, в т.ч. нефтепродуктов, смазок, масел и др. жидких углеводородов, и может быть использовано для очистки различных металлических и неметаллических поверхностей в нефтехимической промышленности, машиностроении, приборостроении, на транспорте, агрокомплексах, а также при межоперационной мойке агрегатов и узлов в любых отраслях промышленности.

В настоящее время известен целый ряд составов технических моющих средств, применяемых для очистки различных металлических поверхностей, содержащих поверхностно-активные вещества различных типов и активную щелочную добавку, включающую кальцинированную соду, силикат натрия в виде его различных модификаций, натриевые соли фосфорной кислоты (а.с. №667589, МПК C11D 1/66, опубл. 15.06.79, патенты РФ №2280070, МПК C11D 1/44, опубл. 20.07.2006, №2169175, МПК C11D 1/44, опубл. 20.06.2001, №2243255, МПК C11D 1/44, опубл. 27.12.2004, пат. US 3888783, МПК C11D 1/83, опубл. 1975, «Рекомендации по применению моющих средств для очистки машин и деталей и прочем ремонте» М., ГОСНИТИ, 1984 г.).

Вышеуказанные известные средства имеют недостаточную моющую способность, высокое пенообразование и значительное время мойки при низкой температуре.

Известны технические моющие средства для очистки различных металлических и неметаллических поверхностей от органических загрязнений, в т.ч. нефтепродуктов, смазок, масел и др. жидких углеводов, содержащие поверхностно-активные вещества (ПАВ), пеногаситель, деэмульгатор, ингибитор коррозии, активные составляющие (патенты РФ №2289614, МПК C11D 1/44, опубл. 20.12.2006, №2309979, МПК C11D 1/44, опубл. 10.11.2007, заявка 95111644, МПК C11D 1/66, опубл. 20.11.1996). В качестве неионогенного ПАВ используют неонол или синтанол, в качестве ионогенного ПАВ - катамин АВ.

Основным недостатком известных технических моющих средств является низкая моющая способность к органическим загрязнениям, в частности нефтяным смолистым соединениям, графитовым смазкам, литиевым смазкам - «Буксол» и асфальтеносмолопарафиновым отложениям (далее АСПО), недостаточная смачиваемость очищаемой поверхности, невозможность использования моющего средства многократно.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению - прототипом - является техническая моющая композиция «Эффект», предназначенная для мойки и обезжиривания загрязненных поверхностей деталей машин, механизмов и агрегатов перед сборкой, окраской и консервацией готовых изделий (пат. РФ №2229503, МПК C11D 1/72, C11D 3/04, опубл. 27.06.2004).

Известная композиция содержит в вес.%: триполифосфат натрия 22-26; тринатрийфосфат 20-22; кальцинированная сода 17-20; щавелевая кислота 5-7; неонол 7-8; бура техническая 4-5; натрий сернокислый 8-10; дипроксамин 157 7-8; карбоксиметилцеллюлоза 2.

Недостатком известной технической моющей композиции является то, что она имеет ограниченную моющую способность к органическим загрязнениям, в частности к нефтяным смолистым соединениям, битумным отложениям, к пигментным загрязнениям от кофе и др., а также невозможность использования моющего средства многократно, расслаивание моющего раствора через несколько минут после окончания перемешивания.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности моющей композиции, улучшение моющей и эмульгирующей способности, снижение токсичности, расширение области применения, использование универсальной моющей композиции «ГЕНС» в жидком, гелеобразном и порошковом состоянии.

Технический результат достигается за счет того, что предлагаемая универсальная моющая композиция для очистки металлических и неметаллических поверхностей от органических загрязнений, содержащая триполифосфат натрия, тринатрийфосфат, кальцинированную соду, щавелевую кислоту, буру техническую, натрий сернокислый, дипроксамин 157, карбоксиметилцеллюлозу, дополнительно содержит синтанол, алкилсульфат, аллантоин, глицерин, канифоль сосновую, нашатырный спирт, HydroChem 110, HydroChem 140, клей казеиновый, ароматизаторы пищевые при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Триполифосфат натрия 18-26 Тринатрийфосфат 19-23 Кальцинированная сода 16-21 Щавелевая кислота 4-8 Бура техническая 4-6 Натрий сернокислый 9-11 Дипроксамин 157 8-9 Карбоксиметилцеллюлоза 2 Синтанол 7-8 Алкилсульфат 1-2 Аллантоин 1-2 Глицерин 0,1 Канифоль сосновая 0,01-2 Нашатырный спирт 1-2 HydroChem 110 1-2 HydroChem 140 1-2 Клей казеиновый 0,01-2 Ароматизаторы пищевые 0,1-0,5

Результат достигается за счет того, что в предлагаемую универсальную моющую композицию (УМК) «ГЕНС», содержащую при различных соотношениях триполифосфат натрия, тринатрийфосфат, кальцинированную соду, щавелевую кислоту, буру техническую, натрий сернокислый, дипроксамин 157, карбоксиметилцеллюлозу, дополнительно введены дополнительные компоненты синтанол, алкилсульфат, аллантоин, глицерин, канифоль сосновая, нашатырный спирт, HydroChem 110, HydroChem 140, клей казеиновый, ароматизаторы пищевые, а также внесены изменения в соотношении компонентов как общего состава универсальной моющей композиции, так и его составляющей согласно изобретению.

Химический состав УМК «ГЕНС»

Триполифосфат натрия: Химическая формула: Nа₅Р₃О₁₀.

- предназначается для приготовления моющих средств, обработки воды, используемой для питания котлов, в мясной и молочной промышленности, розничной торговли и для других целей. Триполифосфат натрия применяется в качестве добавки при стирке всех видов тканей в любой воде различной температуры. Триполифосфат натрия выпускают пищевой и технический. Порошкообразный триполифосфат натрия является продуктом переработки термической ортофосфорной кислоты.

Тринатрийфосфат: Nа₃РO₄·12Н₂O

- может быть использован как компонент моющих и чистящих средств, а также для технических целей (обезжиривание поверхностей, промывка технологического оборудования и т.п.), используется в качестве антинакипина. Концентрация рабочего раствора 0,3-10 г/литр. Тринатрийфосфат применяется для замачивания и стирки белья. Концентрация рабочего раствора 10-15 г/литр. Температура рабочего раствора 30-50°С.

СИНТАНОЛ ТУ-2483-003-71150986-2006

АЛМ-7, АЛМ-10, АЛМ-2, АЦСЭ-12, АЛМ-7С, АЕ-10, АЕ-8, АЕ-7 - неионогенные поверхностно-активные вещества (этоксилаты натуральных и синтетических жирных спиртов различных фракций) для производства синтетических моющих средств (стиральные порошки, пеномоющие и чистящие средства в быту и на производстве). Внешний вид: при (20±5)°С паста от белого до слегка желтого цвета.

Алкилсульфат - техническое название солей алкилсерных кислот.

Важнейшие первичные А. сульфирол-8 C₄H₉CH(C₂H₅)CH₂O₈OЗК^ - сиропообразная бесцветная жидкость; растворяется в воде, плохо в этаноле, диэтиловом эфире. Наиболее важны соединения с R=С10-С18. Такие А. - анионные ПАВ; растворяются в воде с образованием коллоидных растворов, малотоксичные; их биоразлагаемость 90-95%.

Эффективные моющие вещества, устойчивые к действию растворов щелочей, к-т, жесткой воды, эмульгаторы при полимеризации, смачиватели в производстве целлюлозы, мягчители шелка, антистатики полимеров.

Аллантоин - Химическая формула - С₄Н₆О₃N₄

Бесцветные кристаллы, растворимые в теплой воде. Является одним из продуктов окисления мочевой кислоты перманганатом калия или диоксидом свинца в нейтральных растворах. Его производные используются в кремах, лосьонах для ухода за кожей, в средствах для бритья, в изделиях декоративной косметики, кремах для загара, моющих средствах. Нетоксичен. Эффективен в низких дозировках.

Канифоль - ГОСТ 19113-84

Назначение: Канифоль сосновая используется в производстве синтетического каучука, в целлюлозно-бумажной, шинной, резиновой и лакокрасочной промышленности. Канифоль сосновая представляет собой продукт переработки сосновой живицы и состоит в основном из смоляных кислот.

Нашатырный спирт

Нашатырный спирт - это водный раствор аммиака обычно 10%-ный, прозрачная жидкость по виду похожая на воду. Применяется в медицине, а также добавляется в моющие вещества при мойке и стирке для выведения пятен.

HydroChem 110 - Химический реагент на основе натриевой соли цинкового комплекса оксиэтилидендифосфоновой кислоты предотвращает процессы накипеобразования (ТУ 2458-003-84091640-2008).

Ингибитор коррозии и накипеобразования. Растворяется в воде в любых пропорциях. Связывает растворенный кислород, нейтрализует угольную кислоту и регулирует щелочность в пределах, вызывающих наименьшую коррозию, поддерживает растворимость соединений кремнекислоты на максимальном уровне, обеспечивая соотношение кремнекислоты и щелочности (SiO₂/m) в необходимом диапазоне, этим предотвращается образование силикатной накипи. Добавляет фосфаты и создает в бойлере условия, препятствующие образованию осадков в виде хлопьев и илистой массы. Это достигается благодаря высокоэффективному дисперсанту. Этот дисперсант особенно хорошо поддерживает выпадающие в осадок соли кальция и магния в эмульсионной форме, легко удаляющиеся во время продувок. Способствует условиям создания и поддержания защитной магнетитной пленки на поверхности металла.

Уменьшает образование свободной каустической щелочности (NaOH) и, следовательно, снижает риск каустического коррозийного растрескивания. Доза составляет примерно от 50 до 200 г/м³.

HydroChem 140 - реагент на основе бисульфита натрия с добавлением катализатора. HydroChem 140 обеспечивает химическое связывание растворенного кислорода питательной воды. Свойства: HydroChem 140 - это химический реагент, обладающий следующими свойствами: связывает растворенный кислород; способствует созданию защитной магнетитной пленки на поверхности металлов; оптимальные условия взаимодействия с кислородом - 70 С; максимальная рабочая температура - 270°С. HydroChem 140 дозируется в систему насосом-дозатором пропорционально количеству подпиточной воды. Дозируется реагент в разбавленном водой виде в 4-20 раз. Доза HydroChem 140 устанавливается в зависимости от содержания кислорода в подпиточной воде и может колебаться в пределах от 10 до 200 мг/л. Контроль дозирования может осуществляться по содержанию сульфит-ионов. Избыток сульфит-ионов в котловой воде паровых котлов не должен превышать 20-40 мг/л.

Клей казеиновый

Костный клей - клей, изготовленный из костей животных. Основной компонент - желатин.

Ароматизаторы - вещества, которые используют для придания продуктам или изделиям определенных запахов. Ароматизаторами также называют добавки, которые вводят в некоторые бытовые изделия, например в моющие растворы и композиции.

Кальцинированная сода техническая (натрий углекислый)

Формула: Nа₂СО₃. ГОСТ 5100-85 Марка А.

ДИПРОКСАМИН

Структурная формула: H(C₃H₆О)nl(C₂H₄О)mI-N-CH₂ - ТУ-14-614-76.

Назначение: дипроксамин 157 применяется в качестве активной основы деэмульгаторов и ингибиторов парафиноотложений для нефтяной промышленности.

Натрий сернокислый технический (сульфат натрия)

Формула: Nа₂SO₄, применяется в химической промышленности.

Щавелевая кислота

Формула С₂Н₂O₄/(СООН)_2*Н₂O

Применение: Щавелевая кислота используется в органическом синтезе, в аналитической химии, для очистки металлов от ржавчины и накипи, в микроскопии в качестве отбеливателя срезов.

Бура техническая: Na₂B₄O₇ - 10Н₂O

Белый или бесцветный мелкокристаллический порошок. Применение: антисептик и консервант, для моющих средств (умягчитель воды).

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - это растворимое в воде высокомолекулярное соединение, получаемое из целлюлозы при обработке ее едким натром и монохлоруксусным натрием. Химический состав КМЦ описывается общей формулой [С₆Н₇)2(ОН)₃-x(OCH₂COONa)x]n.

КМЦ используется в качестве загустителя для производства моющих средств, буровых растворов.

Глицерин

Химическая формула: C₃H₈O₃/CH₂ОН-СНОН-СН₂ОН

Широко применяется при изготовлении моющих и косметических средств. Глицерин усиливает его моющую способность изготавливаемых моющих средств и композиций.

Предлагаемую универсальную композицию получают следующим образом.

Перемешивание анионактивных поверхностно-активных веществ, неионогенных поверхностно-активных веществ, регуляторов вязкости, комплексообразователи, щелочные добавки, антисорбент в требуемых количествах, осуществляют одновременно в зоне гидродинамической кавитации, получаемой в роторно-пульсационном аппарате (РПА) при скорости вращения ротора 2200-3000 об/мин, скоростном напоре потока 0,06-0,1 МПа.

После смешения компонентов приготавливаемого средства получают однородную стабилизированную моющую эмульсию с размерами частиц от 2 до 10 мкм. Моющая композиция представляет собой щелочной раствор с рН от 9 до 11.

Для обеспечения гидродинамической кавитации используют аппараты типа РПА (роторно-пульсационные аппараты) или АРГ (аппараты роторные гидроударные).

Использование заявляемой технической моющей композиции позволит обеспечить следующие технико-экономические показатели:

- высокое качество очистки металлических поверхностей при невысокой температуре обработки, например отмывка колесных пар, буксовых узлов, подшипников, тяговых электродвигателей и других узлов и деталей подвижного состава;

- мойка внутренних помещений и оборудования пассажирских вагонов, электростанций и других объектов от бытовых, жировых, смазочных и масляно-грязевых загрязнений;

- мойка посуды, стирка спецодежды;

- эффективное удаление белковых, жировых, а также пигментных загрязнений;

- предлагаемая УМК «ГЕНС» полностью заменяет растворители и бензины для очистки от синтетических масел типа Mobillit 221 SHC.

Для очистки поверхности от загрязнений применяют водный раствор предлагаемой УМК с концентрацией в зависимости от объекта очистки и рода загрязнения. Для быстрого и лучшего растворения моющего средства используют воду с температурой 40-65°С.

Моющую способность определяли по межгосударственному стандарту ГОСТ 22567.15-95, который распространяется на порошкообразные, пастообразные, жидкие и другие формы синтетических моющих средств и устанавливает метод определения моющей способности.

Моющую способность определяют весовым методом, который основывается на определении процента смываемости загрязнения с поверхности металла.

Пример. Универсальная моющая композиция «ГЕНС» для отмывки стальных пластин с нефтепродуктами.

Использовали композицию при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Триполифосфат натрия 18 Тринатрийфосфат 19 Кальцинированная сода 16 Щавелевая кислота 7 Бура техническая 6 Натрий сернокислый 9 Дипроксамин 157 9 Карбоксиметилцеллюлоза 2 Синтанол 7 Алкилсульфат 1 Аллантоин 1 Глицерин 0,1 Канифоль сосновая 1 Нашатырный спирт 1 HydroChem 110 1 HydroChem 140 1 Клей казеиновый 0,8 Ароматизаторы пищевые 0,1

Испытания проводили на пластинах из стали по ГОСТ 9045-80 размером 150×80 мм.

В таблице приведены составы предлагаемой универсальной моющей композиции «ГЕНС» как для отмывки металлических элементов промышленного оборудования различного назначения, так и для отмывки загрязненных хлопчатобумажных и смешанных бытовых тканей, изготовляемых по ГОСТ 29298-92 и ГОСТ 29223-91.

Применение универсальной моющей композиция, содержащей заявленные компоненты в большем соотношении, чем заявлено, нецелесообразно, в меньшем - не достигается заявленный технический результат.

Компоненты Содержание, вес, %, в составе Для металлических поверхностей Для х/б и смешанных тканей Триполифосфат натрия 18 18 Тринатрийфосфат 19 19 Кальцинированная сода 16 18,68 Щавелевая кислота 7 8 Бура техническая 6 4 Натрий сернокислый 9 9 Дипроксамин 157 9 9 Карбоксиметилцеллюлоза 2 2 Синтанол 7 7 Алкилсульфат 1 1 Аллантоин 1 1 Глицерин 0,1 0,1 Канифоль сосновая 1 0,01 Нашатырный спирт 1 1 HydroChem 110 1 1 HydroChem 140 1 1 Клей казеиновый 0,8 0,01 Ароматизаторы пищевые 0,1 0,2

Загрязнения наносились путем погружения пластин в сосуд с сырой нефтью, с мазутом марки 100, а также нанесением 1 мм слоя разогретого при температуре 80°С дорожного битума типа БНР, выработанного в соответствии с ГОСТ 22245-90. Пластины выдерживались в течение одного часа в загрязняющей среде. Пластины взвешивали до и после нанесения на них загрязнения, затем погружали в емкость с раствором предлагаемого моющего средства «ГЕНС» и выдерживали их при постоянном перемешивании в течение определенного времени (от 1 мин до 1 часа) при 60°С. При пользовании применялся 0,1-2,0% раствор моющей композиции «ГЕНС», затем пластины промывали водой, сушили и взвешивали. Моющую способность (степень очистки) определяли по формуле:

где А - масса пластины с загрязнением, г;

В - масса пластины после очистки, г;

С - исходная масса пластины, г.

Пластины от нефти отмывались и обезжиривались в течение 1 мин. Пластины от мазута отмывались и обезжиривались в течение 3 мин. Пластины от дорожного битума отмывались в течение 1 часа на 92%.

Пенообразующую способность определяли путем встряхивания в стандартном цилиндре на 250 см³ в 100 мл 1%-ного водного раствора моющего средства. Смачивающую способность оценивали визуально по состоянию поверхности пластин после очистки ее в моющем растворе по ГОСТ 9.402-80 (п.5.5).

Как видно при использовании заявленной УМК, соотношения компонентов композиции по моющей способности и пенообразованию превосходят все известные композиции.

Использование заявляемой универсальной моющей композиции «ГЕНС» позволяет обеспечить следующее:

- высокое качество очистки металлических поверхностей и других неметаллических материалов при невысокой температуре обработки;

- снижение энергоресурсов и энергозатрат;

- расширение спектра очищаемых металлических изделий, например, от асфальтеносмолопарафиновых (АСПО) отложений;

- улучшает условия труда работающих с УМК.

Использование предлагаемой моющей композиции на загрязненных поверхностях при мойке узлов и агрегатов показали следующие результаты:

- хорошо очищает поверхности от масляно-жировых, абразивных, солевых отложений, некоторых лакокрасочных загрязнений, способствует коагуляции отходов моечно-очистной обработки, приводит к уменьшению пенообразующей способности;

- полностью пожаро- и взрывобезопасна, при контакте не вызывает сухости и покраснения кожного покрова, нетоксична.

Методика мойки с применением моющей композиции «ГЕНС» относится к энергосберегающим технологиям.

Предлагаемая универсальная моющая композиция «ГЕНС» является лучшей по моющей способности по сравнению с технической моющей композицией «Эффект» - прототипом (патент РФ №2229503).

Изобретение относится к техническим моющим средствам, предназначенным для очистки и обезжиривания поверхности от органических загрязнений, в т.ч. нефтепродуктов, смазок, масел и др. жидких углеводородов, и может быть использовано для очистки различных металлических и неметаллических поверхностей в нефтехимической промышленности, машиностроении, приборостроении, на транспорте, агрокомплексах, а также при межоперационной мойке агрегатов и узлов в любых отраслях промышленности. Указанная моющая композиция содержит в вес.%: триполифосфат натрия 18-26, тринатрийфосфат 19-23, кальцинированную соду 16-21, щавелевую кислоту 4-8, буру техническую 4-6, натрий сернокислый 9-11, дипроксамин 157 8-9, карбоксиметилцеллюлозу 2, синтанол 7-8, алкилсульфат 1-2, аллантоин 1-2, глицерин 0,1, канифоль сосновая 0,01-2, нашатырный спирт 1-2, HydroChem 110 1-2, HydroChem 140 1-2, клей казеиновый 0,01-2, ароматизаторы пищевые 0,1-0,5. Технический результат - улучшение моющей и эмульгирующей способности, снижение токсичности, расширение области применения, использование универсальной моющей композиции «ГЕНС» в жидком, гелеобразном и порошковом состоянии.

Универсальная моющая композиция для очистки металлических и неметаллических поверхностей от органических загрязнений, содержащая триполифосфат натрия, тринатрийфосфат, кальцинированную соду, щавелевую кислоту, буру техническую, натрий сернокислый, дипроксамин 157, карбоксиметилцеллюлозу, отличающаяся тем, что дополнительно содержит синтанол, алкилсульфат, аллантоин, глицерин, канифоль сосновую, нашатырный спирт, HydroChem 110, HydroChem 140, клей казеиновый, ароматизаторы пищевые при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Триполифосфат натрия 18-26 Тринатрийфосфат 19-23 Кальцинированная сода 16-21 Щавелевая кислота 4-8 Бура техническая 4-6 Натрий сернокислый 9-11 Дипроксамин 157 8-9 Карбоксиметилцеллюлоза 2 Синтанол 7-8 Алкилсульфат 1-2 Аллантоин 1-2 Глицерин 0,1 Канифоль сосновая 0,01-2 Нашатырный спирт 1-2 HydroChem 110 1-2 HydroChem 140 1-2 Клей казеиновый 0,01-2 Ароматизаторы пищевые 0,1-0,5