МОЮЩЕЕ НЕЙТРАЛИЗУЮЩЕЕ ДЕЗИНФИЦИРУЮЩЕЕ СРЕДСТВО Российский патент 2016 года по МПК C11D1/835 C11D3/06 C11D3/32 C11D3/08 C11D3/37 C11D3/26 

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к моющим нейтрализующим и дезинфицирующим составам, предназначенным преимущественно для мытья дорожных покрытий и сооружений, а также прилегающих к ним территорий.

В настоящее время для мытья дорожных покрытий и сооружений используется большое количество универсальных моющих средств, которые, в основном, представляют собой водные растворы тех или иных ПАВ, обеспечивающие очистку поверхности от пыли и засохшей грязи и удаление незначительных загрязнений горюче-смазочными материалами и нефтепродуктами.

Недостатком обычных универсальных моющих средств является то, что они не учитывают особенности применения на дорогах и в результате не обеспечивают удаления сложных органических загрязнений, угнетающе действуют на придорожные посадки, подавляя их рост, а также способствуют усилению отрицательного действия вредных компонентов, содержащихся в выхлопных газах, в частности оксидов азота и серы, которые, растворяясь в моющем растворе, образуют кислоты, отрицательно влияющие на состояние дорожного покрытия и стальных элементов дорожных сооружений и транспортных средств.

Область использования выдвигает целый ряд требований к моющему средству, которое должно обеспечивать хорошее очищение асфальтового покрытия от различных органических загрязнений, обеспечивать дезинфекцию покрытия, нейтрализацию вредных выхлопов, предотвращать пылеобразование, а после использования - разлагаться до безвредных компонентов.

Известно использование для очистки основы дорожного покрытия 2-4%-ного раствора моющего средства, содержащего неионогенные ПАВ и кальцинированную соду в качестве активной составляющей (патент RU 2219304, МПК: Е01Н 15/00, опубл. 20.12.2003).

Известно техническое моющее средство "Астат-К", используемое для отмывания твердых наружных поверхностей от битума, нагара, окислов металлов и смазочных материалов, содержащее неионогенные ПАВ, кислотный компонент (смесь аминов, мочевину и/или органические кислоты), ингибитор коррозии и воду (заявка RU 2007130663, МПК: C11D 1/86, опубл. 20.02.2009).

Недостатком обоих вышеупомянутых аналогов является сравнительно низкая моющая способность и отсутствие дезинфицирующего действия.

Известен моющий состав, содержащий биоразлагаемое неионогенное поверхностно-активное вещество, алкилсульфонат натрия, трибутилфосфат, меламин, карбамид и/или уротропин в качестве ингибитора коррозии и соляную кислоту (патент RU 2034913, МПК: C11D 1/83, опубл. 10.05.1995). Этот состав обеспечивает хорошую очистку различных поверхностей от пыли, грязи, жировых, железоокисных и прочих загрязнений, однако в случае его использования для мытья дорог содержащаяся в составе соляная кислота будет оказывать вредное воздействие на связующие компоненты дорожного покрытия, стальные элементы машин и сооружений, придорожный грунт и посадки.

Известно дезинфицирующее моющее средство (патент RU 2315626, МПК: C11D 3/48, опуб. 27.01.2008), содержащее, мас.%: алкилдиметилбензиламмоний хлорид (катамин АБ) и полигексаметиленгуанидингидрохлорид (полисепт) (0,03-54,0), неионогенное ПАВ (0,01-30,0), высокомолекулярный полиакриламид (0,01-2,0), карбамид в качестве добавки (0,1-3,0) и воду. Это средство характеризуется широким спектром антимикробной, противовирусной и противогрибковой активности, быстротой и длительностью воздействия, однако оно имеет низкую моющую способность, особенно в отношении технических загрязнений.

Известен целый ряд технических моющих средств, обеспечивающих обезжиривание и хорошую очистку различных поверхностей от загрязнений продуктами органического происхождения, такими как смазка, нефть, эмульсии, асфальтосмолопарафиновые отложения и т.д. (см. патент RU 2230103, опубл. 10.06.2004, патент RU 2259393, опубл. 27.08.2005, патент RU 2243255, опубл. 27.12.2004). Основными компонентами этих моющих средств являются неионогенные ПАВ, триполифосфат натрия, метасиликат натрия, бактерицидно-антикоррозионная добавка и карбонат натрия в качестве основы. Однако все эти средства представляют собой чистящие порошки и использование их в виде раствора сопряжено с рядом технологических трудностей.

В качестве наиболее близкого по составу аналога для заявляемой композиции принято моющее дезинфицирующее средство, раскрытое в патенте на изобретение RU 2142499, МПК: C11D 1/72, C11D 3/48 опубл. 10.12.1999. Ближайший аналог характеризуется следующим содержанием компонентов, мас.%: 13-17 неионогенное ПАВ, 2-8 дезинфицирующий агент, в качестве которого использован катамин АБ (катионное ПАВ), 2,5-3,5 полифосфат щелочного металла, 4-5 карбамид, вода и отдушка - остальное.

К недостаткам ближайшего аналога можно отнести сравнительно невысокую моющую и нейтрализующую, по отношению к выхлопным газам, способности средства.

Из проведенного анализа уровня техники видно, что существует множество различных моющих и дезинфицирующих средств, однако ни одно из них не удовлетворяет в полной мере всему комплексу требований, обусловленных спецификой применения моющего средства для мытья дорог.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка моющего средства, отвечающего всем требованиям использования на дорогах, а именно обеспечивающего хорошую дезинфекцию и очищение асфальтового покрытия от различных органических загрязнений, нейтрализацию вредных выбросов автотранспорта, способствующего меньшему пылению и исключающего вредное воздействие на придорожные посадки.

Достигаемый технический результат заключается в создании такого средства.

Предлагаемое моющее средство, содержащее неионогенное и катионное поверхностно-активные вещества, полифосфат щелочного металла и карбамид, согласно заявляемому изобретению дополнительно содержит жидкое стекло, соли азотистой и азотной кислот, полимерный компонент и антикоррозионную добавку при следующем содержании компонентов, мас.%:

Неионогенное ПАВ 3,0-25,0

Катионное ПАВ 1,0-6,0

Полифосфат щелочного металла 0,1-8,0

Карбамид (мочевина) 0,1-7,0

Жидкое стекло 2,0-5,0

Соли азотистой и азотной кислот 0,1-3,0

Полимерный компонент 0,1-0,8

Антикоррозионная добавка 0,1-10,0

Вода - остальное

Сочетание вышеупомянутых компонентов в подобранном оптимальном количественном соотношении позволило получить моющее средство с улучшенными свойствами, проявляющимися при его использовании.

Достигаемый синергетический эффект заключается в следующем:

- раствор предлагаемого моющего средства хорошо отмывает с дорожного покрытия все характерные загрязнения: пыль, сажу, топливные и масляные пятна, рабочие жидкости автомобилей, органические загрязнения (кровь, пищевые отходы и т.п.),

- обезжиривает дорожное покрытие, позволяя сразу наносить дорожную разметку;

- обладает дезинфицирующим действием, подавляет рост болезнетворных микробов;

- обеспечивает нейтрализацию кислотных выхлопных газов в моющем растворе в процессе мытья дорожного покрытия;

- предотвращает в течение продолжительного промежутка времени пыление промытого участка дороги;

- оказывает благотворное воздействие на хвойные и лиственные растения при попадании на придорожную зону.

В качестве неионогенного ПАВ используют синтанолы, проксанолы, синтамиды, неонолы или другие ПАВ неионной природы, например неонол АФ 9-6, или неонол АФ 9-10, или неонол АФБ-12, или синтамид-5, или синтанол ДС-10, или синтанол БВ, или МАГ-590 ДТ, или синтамин ДТ, или оксамин Л-15, или их смеси в любых соотношениях.

В качестве катионного поверхностно-активного вещества используют алкилдиметил-бензиламмоний хлорид, его товарную форму катамин АБ, содержащий 50% основного вещества.

В качестве полифосфата щелочного металла может быть использован триполифосфат натрия, аммофос, фосфоритная мука.

В качестве соли азотистой кислоты предпочтительное использование имеет нитрит натрия, однако возможно использование и нитрита калия.

В качестве соли азотной кислоты может быть использована любая известная селитра: кальциевая, натриевая, аммиачная, сульфонитрат аммония и другие нитраты.

В качестве полимерного компонента может быть использовано любое высокомолекулярное соединение, выбранное из ряда: полиакриламид, карбоксиметилцеллюлоза, акриловый полимер, поливиниловый спирт либо их смеси.

В качестве антикоррозионной добавки средство может содержать один или несколько компонентов, выбранных из группы: бензотриазол, уротропин, этилендиамин-тетрауксусной кислоты динатриевая соль (ЭДТА).

Входящие в состав моющего средства неионогенные ПАВ отличаются высокими моющими свойствами и пониженным пенообразованием. Фосфаты, отличающиеся высокой способностью эмульгировать и растворять жиры, в совокупности с жидким стеклом и азотными соединениями способствуют усилению моющего действия ПАВ.

В сочетании с неонолом жидкое стекло обеспечивает хорошее смывание пятен мазута и нефти. Нитраты - соли азотной кислоты - в сочетании с неионогенными ПАВ способствуют лучшему разложению жирных составляющих загрязнений, а также повышают емкость моющего раствора, способствуют удержанию в нем растворенных веществ.

Подбор компонентов моющей композиции и их концентрация обеспечивают эффективный отмыв самых различных органических загрязнений.

Как и в ближайшем аналоге, основным дезинфектантом являются четвертичные аммонийные соли - катионные ПАВ, которые обладают бактерицидными свойствами и подавляют рост бактерий. Но они имеют низкую моющую способность. Неионогенные поверхностно-активные вещества в сочетании с карбамидом усиливают действие катионных ПАВ, обеспечивая повышение их проникающей способности.

Нитриты - соли азотистой кислоты - усиливают антибактериальные свойства средства и способствуют его стабильности.

В результате совместного действия вышеупомянутых компонентов обеспечивается надежная дезинфекция обрабатываемой поверхности, предотвращается микробиологическое разложение средства при длительном хранении.

Щелочные компоненты композиции не только способствуют повышению моющей способности, но и в совокупности с карбамидом (мочевиной) обеспечивают нейтрализацию кислотных оксидов NO_x и кислот, образующихся из выхлопных газов под действием атмосферной влажности и воды, содержащейся в моющем растворе. Так, например, при реакции мочевины с оксидами NO_x образуется азот и водяной пар. С получением воды и солей идут реакции кислот и щелочей.

Вместе с тем щелочи в составе водного раствора поглощают из воздуха углекислый газ (СО₂), постепенно превращаясь в карбонаты. При этом неионогенные ПАВ замедляют цементацию карбонатных осадков и обеспечивают смывание грязесолевых отложений.

В результате такого совместного действия компонентов смеси происходит существенное снижение вредного воздействия выхлопных газов на дорожное покрытие и окружающую среду.

Вышеупомянутые процессы нейтрализации вредных компонентов происходят до тех пор, пока моющее средство находится в состоянии раствора. Добавка в состав композиции полимера, имеющего свойства образовывать пленки, способствует замедлению процессов испарения воды и высыхания раствора на обрабатываемой поверхности, что позволяет продлить нейтрализующее действие средства.

В процессе разработки и испытаний предлагаемого средства было также обнаружено, что добавка полимера в сочетании с жидким стеклом обеспечивают надежное связывание частиц пыли, благодаря чему в течение длительного промежутка времени, до 48 часов, предотвращается пыление на промытом участке дороге.

При этом количественное содержание упомянутых компонентов исключает образование стекловидных пленок на обрабатываемой поверхности.

Присутствие карбамида и уротропина способствует увеличению набухающих свойств полимера.

В процессе использования моющий состав оказывает воздействие не только на дорожное покрытие, но и на различные бетонные и стальные элементы дорожных конструкций и сооружений, барьерные ограждения, дорожные знаки и столбики, а также на различные металлические элементы моющей машины и проезжающих по дороге автомобилей, их шины и т.д.

Широкий комплекс ингибиторов коррозии, входящих в состав предлагаемой композиции моющего средства, позволяет предотвратить практически все известные виды коррозии на различных металлах и сплавах, а также старение дорожного покрытия и бетонных строений.

Помимо специальной антикоррозионной добавки в качестве ингибиторов коррозии выступают полифосфат, нитрит натрия, водные растворы нитратов - солей азотной кислоты, катионные ПАВ, выполняющие функции ингибиторов сероводородной коррозии. Присутствие полимера повышает ингибирующие свойства нитратов.

Состав моющего средства разработан на основе компонентов с высокой биологической разлагаемостью - более 98%.

Входящие в состав композиции фосфаты и азотные соединения: нитриты, нитраты, карбамид, которые в сочетании с ПАВ дают хорошее моющее действие, одновременно являются комплексным удобрением для растений.

В сочетании с фосфатами и азотными соединениями растениями усваиваются и полимерные компоненты.

Количественное содержание фосфатов сравнительно невелико, а с учетом того факта, что дороги, обычно, расположены вдали от водоемов, их использование в составе смеси не несет отрицательных последствий.

Предлагаемое моющее средство получают в виде концентрата, который перед использованием разбавляется водой и используется в виде водного раствора с концентрацией от 0,1-0,5% и выше, в зависимости от условий применения и степени загрязненности поверхности, подлежащей мытью.

Средство получают методом механического смешения входящих в его состав исходных компонентов, последовательность загрузки которых определяется их свойствами. Каждый последующий компонент добавляется после растворения предыдущего.

Пример. Для получения 100 кг средства использовали: неионогенное ПАВ (неонол) 20 кг, катионное ПАВ (катамин) 1 кг, полифосфат щелочного металла (триполифосфат натрия) 3 кг, карбамид (мочевина) 5 кг, соли азотистой и азотной кислот (нитрит натрия и кальциевая селитра) 3 кг, жидкое стекло 5 кг, полимерный компонент (полиакриламид и поливиниловый спирт) - 0,2 кг, в качестве антикоррозионной добавки этилендиамин-тетрауксусной кислоты динатриевая соль и уротропин - 5 кг, вода - остальное до 100 кг. В таблице представлен ряд других примеров рецептур предлагаемого моющего средства.

Полевые испытания моющего средства были проведены в г. Астана, республика Казахстан. Дорожное покрытие промывали 0,5% и 1% раствором моющего средства.

В результате проведенных испытаний для всех образцов был получен заявленный технический результат: с асфальтового покрытия хорошо удалялись пятна мазута и других органических загрязнений, в течение двух суток промытый участок дороги не пылил, несмотря на сухую и ветреную погоду и интенсивное движение.

Представленное количество примеров не ограничивает количество возможных комбинаций компонентов. Как показало множество проведенных экспериментов, сочетание различных солей азотистой и азотной кислот в комбинации с остальными компонентами позволяет получать растворы со схожими выходными параметрами.

Предлагаемое средство не токсично для человека, растений и животных, полностью распадается в природных условиях и поглощается растительностью. Комплексное действие смеси позволяет мыть газонную траву, хвойные и лиственные растения.

В качестве эксперимента в течение двух недель производили полив участка газона с добавлением раствора предлагаемого средства. Было отмечено усиление роста растительности и улучшение ее состояния - блеск и плотность листьев, по сравнению с контрольным участком, где полив производился обычной водой.

Изобретение относится к моющим нейтрализующим и дезинфицирующим составам, предназначенным преимущественно для мытья дорожных покрытий и сооружений, а также прилегающих к ним территорий. Моющее средство содержит, мас.%: неионогенное ПАВ 3,0-25,0; катионное ПАВ 1,0-6,0; полифосфат щелочного металла 0,1-8,0; карбамид (мочевина) 0,1-7,0; жидкое стекло 2,0-5,0; соли азотистой и азотной кислот 0,1-3,0; полимерный компонент 0,1-0,8; антикоррозионная добавка 0,1-10,0 и вода - остальное. Технический результат заключается в комплексном моющем, дезинфицирующем и нейтрализующем действии средства, дополнительно обеспечивающего снижение пыления промытого участка дороги и благотворно воздействующего на придорожные посадки. 1 табл.

Моющее нейтрализующее дезинфицирующее средство, содержащее неионогенное и катионное поверхностно-активные вещества, полифосфат щелочного металла и карбамид, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит жидкое стекло, соли азотистой и азотной кислот, полимерный компонент и антикоррозионную добавку при следующем содержании компонентов, мас.%:
Неионогенное ПАВ 3,0-25,0 Катионное ПАВ 1,0-6,0 Полифосфат щелочного металла 0,1-8,0 Карбамид (мочевина) 0,1-7,0 Жидкое стекло 2,0-5,0 Соли азотистой и азотной кислот 0,1-3,0 Полимерный компонент 0,1-0,8 Антикоррозионная добавка 0,1-10,0 Вода Остальное