ИНДИКАТОРНАЯ КРАСКА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ФТОРИСТОГО ВОДОРОДА И ЕГО ВОДНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2016 года по МПК G01N31/22 

Заявляемое изобретение относится к экспресс-средству индикации, конкретно, к индикаторной краске, предназначенной для визуального обнаружения утечек и проливов фтористого водорода (HF) и его водных растворов (плавиковой кислоты) при их контакте с контролируемыми поверхностями, окрашенными индикаторной краской.

Фтористый водород и плавиковая кислота, широко используемые в химической, металлургической, стекольной и других отраслях промышленности, относятся к I классу опасности [1].

Для визуального обнаружения HF используют индикаторные трубки [2] и кислотно-основные индикаторные бумаги [3].

Недостатком индикаторных трубок, предназначенных, в основном, для контроля воздушной среды, является ограниченная пригодность этих средств для обнаружения локальных мест утечки и проливов и в связи с этим излишние временные и трудовые затраты при проведении анализа.

Основными недостатками кислотно-основных индикаторных бумаг являются:

- неселективность ко всем соединениям, обладающим кислотным характером;

- необходимость использования дополнительных средств для закрепления на контролируемой поверхности;

- исчезновение индикационного эффекта при нейтрализации вызывающих его веществ.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по функциональному назначению и технической сущности является индикаторная краска (ИК) для определения течей веществ, имеющих pH<3, в том числе фтористого водорода, выпускаемая фирмой RAMCO® Manufacturing Company, Inc. (Acid detecting paint, ON GUARD™) [4].

Эта индикаторная краска принята нами в качестве прототипа.

ИК представляет собой смесь кислотно-основного индикатора и наполнителей в растворе связующего. При контакте HF и/или плавиковой кислоты на покрытия, полученные при нанесении индикаторной краски, происходит изменение желтого цвета покрытия на ярко-красный.

К недостаткам прототипа относятся: неселективность ко всем соединениям, обладающим кислотным характером, а также исчезновение индикационного эффекта при нейтрализации вызывающих его веществ.

Целью изобретения является индикаторная краска, нанесенная на контролируемую поверхность, предназначенная для визуального экспресс-обнаружения утечек и проливов фтористого водорода и его водных растворов, характеризующаяся высокой селективностью, длительным сроком сохранения работоспособности и проявляющая стабильный контрастный индикационный эффект в широком температурном диапазоне.

Поставленная цель достигается тем, что заявляемая индикаторная краска представляет собой суспензию пигментов, наполнителей (сульфат бария, диоксид титана) и комплекса хинализарина с европием (III) в растворе связующего (сополимер винилхлорида с винилиденхлоридом марки ВХВД-40), при следующем соотношении компонентов, мас. % (таблица 1):

Для лучшего понимания сущности заявляемого изобретения ниже приводятся примеры изготовления, применения и принцип действия РЖ.

Пример 1. Получение комплекса хинализарина с европием(III)

Смешивают 1,67 л раствора хинализарина (0,03 моль/л) и 0,17 л раствора соли европия(III), например ацетата европия, (0,30 моль/л) в диметилсульфоксиде. К полученному раствору прибавляют 9,0 л дистиллированной воды. Образовавшийся осадок отфильтровывают, промывают тремя порциями дистиллированной воды по 100 мл и сушат при t=50÷60°С до постоянной массы. Выход: 19,8 г.

Комплекс хинализарина с европием(III) представляет собой твердое порошкообразное вещество черно-фиолетового цвета.

Пример 2. Получение индикаторной краски

Компоненты в соответствующем рецептурном соотношении (см. таблицу 2) загружают в бисерную мельницу и проводят диспергирование до размера частиц 40-45 мкм. Полученную индикаторную краску хранят в герметично закрывающихся емкостях.

Пример 3. Применение индикаторной краски

Индикаторную краску наносят при нормальных климатических условиях на контролируемую поверхность при помощи кисти, валика, либо пневматическим распылением. Допускается нанесение индикаторной краски как на неокрашенные металлические поверхности (углеродистая и легированная стали, медь, алюминий, никель и их сплавы) изделий, так и на антикоррозионные покрытия на основе масляных и эпоксидных эмалей.

После высыхания краска образует индикаторное покрытие, которое используется для визуального обнаружения утечек и проливов фтористого водорода и его водных растворов.

Индикаторное покрытие сохраняет свои свойства не менее 1 года.

Контрастный индикационный эффект визуально регистрируют при контакте фтористого водорода или его водных растворов (концентрацией от 0,1% и выше) с индикаторным покрытием. Серо-фиолетовый цвет индикаторного покрытия изменяется на оранжевый. Время проявления индикационного эффекта составляет от нескольких секунд при положительных температурах до 1÷5 мин при температурах ниже -10°С.

Индикационный эффект сохраняется не менее 3 месяцев.

Селективность индикаторной краски подтверждается данными, приведенными в таблице 3.

Литература

1. ГОСТ 10484-78

2. Индикаторная трубка на фтористый водород ТИ-[HF-0,1]

http://www.christmas-plus.ru/itgaz/itairanalysis/ftoristyivodorod.

Индикаторные трубки фирмы Dräger на фтороводород. №№ по каталогу 8103251, СН 30301. Dräger-Tubes&CMS Handbook.

Soil, Water, and Air Investigation as well as Technical Gas Analysis, 16^th edition, Lübeck, 2011.

3. Патент SU 1127935, G01N 31/22, 1984 г. Способ получения кислотно-основной индикаторной бумаги для определения pH раствора. Авторы: Фалин В.А., Гончаров А.Е., Фомин Н.А., Жукова Т.А., Островская В.М.

4. http://www.ramco-safetyshields.corn/html/products_1.htm

Изобретение относится к экспресс-средству индикации, предназначенному для визуального обнаружения утечек и проливов фтористого водорода и его водных растворов. Индикаторная краска состоит из (мас. %): комплекса хинализарина с европием (III) - 2,5÷3,5; сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом марки ВХВД-40 - 3,0÷4,0; сульфата бария - 20,0÷30,0; диоксида титана - 20,0÷30,0; бутилацетата - 2,0÷14,0; ксилола - 18,5÷52,5. Достигается высокая селективность, надежность и точность индикации при осуществлении визуального обнаружения утечек и проливов фтористого водорода и его водных растворов. 1 ил., 3 табл., 3 пр.

Индикаторная краска, предназначенная для визуального обнаружения утечек и проливов фтористого водорода и его водных растворов, отличающаяся тем, что состав индикаторной краски включает, мас. %: комплекс хинализарина с европием (III) - 2,5÷3,5; сополимер винилхлорида с винилиденхлоридом марки ВХВД-40 - 3,0÷4,0; сульфат бария - 20,0÷30,0; диоксид титана - 20,0÷30,0; бутилацетат - 2,0÷14,0; ксилол - 18,5÷52,5.