Реагент для гидрофилизации поверхностей Российский патент 2022 года по МПК C09K23/00 

Изобретение относится к области защиты поверхностей различной природы от процессов окисления в различных отраслях промышленности.

Известен способ снижения поверхностного натяжения жидкостей с помощью активных добавок (патент RU 96119426, МПК G01N 13/00, опубл. 10.12.1998), характеризующийся тем, что в качестве активных добавок используют фторуглеродные соединения с общей формулой C_nF_m, где n - больше или равно единице; m - больше или равно четырем, воздействующие на поверхности в виде пара или жидкостей.

Недостатком способа является использование фторидов, имеющих низкий уровень экологической безопасности.

Известен способ установления окислительной активности руд (а.с. SU 1298396, МПК E21F 5/00, опубл. 23.03.1987), характеризующийся тем, что вводится коэффициент торможения антиокислительной способности реагента (поливинилового спирта) как отношение суммарного содержания металлов в обработанной (С_факт) и необработанной (С_тех) антиокислителями пробах.

Недостатком способа является трудоемкость и большая продолжительность определения суммарного количества металлов в обработанной и необработанной пробах.

Известен способ определения смачиваемости в системе твердая поверхность-жидкость-насыщенный пар (патент RU 2497098, МПК G01N 13/00, опубл. 27.10.2013), характеризующийся тем, что сравниваются значения энергии смачивания при помещении идентичных образцов в разные ячейки с последующим определением параметра смачиваемости поверхности.

Недостатком способа является сложность технологического исполнения экспериментальных исследований.

Технической проблемой, решаемой изобретением, является защита поверхностей от процессов быстрого окисления путем снижения поверхностного натяжения на границе раздела фаз водного раствора реагента и твердой поверхности.

Технический результат - повышение антиокислительной способности поверхности за счет увеличения смачиваемости и, соответственно, коэффициента устойчивости поверхности к окислительным процессам.

Проблема решается, а технический результат достигается реагентом для гидрофилизации поверхностей, включающим компоненты при

следующем соотношении, мас. %:

гидрокарбонат натрия 3-5 трилон Б 0,01-1,0 сильвинит 0,5-3,0 мочевина 3-5 сульфат аммония 1-3 лигносульфонат в качестве анионного ПАВ до 100,

применяемым в виде водного раствора 5-20% концентрации.

Технический результат достигается заявленной совокупностью существенных признаков, а именно качественным и количественным соотношением компонентов, за счет следующего.

Смачиваемость является функцией снижения поверхностного натяжения на границе раздела фаз. Наличие анионного ПАВ (поверхностно-активное вещество) снижает поверхностное натяжение на границе раздела фаз и увеличивает смачиваемость поверхности. Чем больше концентрация анионного ПАВ, тем ниже поверхностное натяжение на границе раздела фаз и выше смачиваемость и, следовательно, выше антиокислительная устойчивость поверхности.

Для оценки степени защиты используют коэффициент устойчивости К_уст - отношение времени устойчивости необработанной поверхности, подверженной окислительным процессам, ко времени устойчивости поверхности к окислительным процессам в результате обработки реагентом для гидрофилизации поверхностей, величина которого в зависимости от применяемой концентрации реагента варьируется в диапазоне 0,10-0,95.

Чем выше значение коэффициента устойчивости К_уст, тем выше уровень смачиваемости поверхности.

Остальные ингредиенты также способствуют увеличению значения коэффициента устойчивости К_уст: трилон Б - снижает жесткость воды; гидрокарбонат натрия - регулирует рН; сильвинит, сульфат аммония и карбамид - ингибиторы окислительных процессов, и усиливают антиокислительное влияние.

Качественное и количественное соотношение компонентов выбрано авторами исходя из экспериментальных данных для достижения технического результата.

Заявляемый реагент получают следующим образом.

Смешивают сухую смесь и воду в диапазоне концентраций 5-20% по отношению к воде.

Сущность изобретения поясняют примеры конкретного осуществления, показывающие гидрофилизацию поверхностей после превентивной обработки 5-20% водным раствором заявляемого реагента различной концентрации.

Для оценки степени защиты поверхности используется коэффициент устойчивости К_усх. Значения К_уст в зависимости от применяемой концентрации реагента варьируется в диапазоне 0,10-0,95.

Пример 1. Обрабатывали поверхность водным раствором реагента 5% концентрации при следующем соотношении компонентов.

К_уст=0,85 (отношение времени устойчивости необработанной поверхности - 30 мин ко времени устойчивости обработанной реагентом поверхности - 35 мин). Степень защиты составляет 15% (разность между полной 100% защитой и фактическим окислением за установленный промежуток времени (35 мин) в процентном выражении, в данном примере 100-85=15%).

Пример 2.

Обрабатывали поверхность водным раствором реагента 15% концентрации при следующем соотношении компонентов.

К_усх=0,10 (отношение времени устойчивости необработанной поверхности - 30 минут ко времени устойчивости обработанной реагентом поверхности - 300 минут). Степень защиты составляет 90% (разность между полной 100%) защитой и фактическим окислением за установленный промежуток времени (300 минут) в процентном выражении, в данном примере 100-10=90%).

Пример 3.

Обрабатывали поверхность водным раствором реагента 10% концентрации при следующем соотношении компонентов.

К_уст=0,50 (отношение времени устойчивости необработанной поверхности - 30 минут ко времени устойчивости обработанной реагентом поверхности - 60 минут). Степень защиты составляет 50% (разность между полной 100% защитой и фактическим окислением за установленный промежуток времени (60 минут) в процентном выражении, в данном примере 100-50=50%).

Примеры гидрофолизации поверхностей водным раствором реагента различной концентрации при спонтанном режиме протекания окислительных процессов.

Пример 4. Обрабатывали поверхность водным раствором реагента 20% концентрации при следующем соотношении компонентов.

К_уст=0,93 (отношение времени устойчивости необработанной поверхности - 30 минут ко времени устойчивости обработанной реагентом поверхности - 32 минуты). Степень защиты составляет 7% (разность между полной 100% защитой и фактическим окислением за установленный промежуток времени (32 минуты) в процентном выражении, в данном примере 100-93=7%).

Пример 5.

Обрабатывали поверхность водным раствором реагента 20% концентрации при следующем соотношении компонентов.

К_усх=0,50 (отношение времени устойчивости необработанной поверхности - 30 минут ко времени устойчивости обработанной реагентом поверхности - 60 минут). Степень защиты составляет 50% (разность между полной 100% защитой и фактическим окислением за установленный промежуток времени (60 минут) в процентном выражении, в данном примере 100-50=50%).

Пример 6.

Обрабатывали поверхность водным раствором реагента 20% концентрации при следующем соотношении компонентов.

К_усх=0,09 (отношение времени устойчивости необработанной поверхности - 30 минут ко времени устойчивости обработанной реагентом поверхности - 320 минут). Степень защиты составляет 91% (разность между полной 100% защитой и фактическим окислением за установленный промежуток времени (320 минут) в процентном выражении, в данном примере 100-9=91%).

Как видно из примеров, при превентивной обработке оптимальной концентрацией водного раствора реагента является 15%, потому что время устойчивости обработанной поверхности к окислению в десять раз превышает время устойчивости необработанной поверхности. При спонтанном режиме протекания окислительных процессов целесообразно использовать 20% водный раствор реагента с максимальной концентрацией всех компонентов.

Таким образом, заявленный реагент повышает защитные антиокислительные свойства поверхностей за счет степени гидрофилизации (смачиваемости). Увеличивается время защиты и устойчивости поверхности к окислительным процессам.

Изобретение позволяет повысить эффективность защиты поверхностей от процессов быстрого окисления как при превентивном, так и фактическом применении.

Изобретение относится к области защиты поверхностей различной природы от процессов окисления в различных отраслях промышленности. Описан реагент для гидрофилизации поверхностей, включающий компоненты при следующем соотношении, мас. %: гидрокарбонат натрия - 3-5; трилон Б 0,01-1,0; сильвинит - 0,5-3,0; мочевина 3-5; сульфат аммония - 1-3; лигносульфонат в качестве анионного ПАВ до 100. Реагент применяют в виде водного раствора 5-20% концентрации. Технический результат - повышение антиокислительной способности поверхности за счет увеличения смачиваемости и, соответственно, коэффициента устойчивости поверхности к окислительным процессам. 6 пр.

Реагент для гидрофилизации поверхностей, включающий компоненты при следующем соотношении, мас. %:

гидрокарбонат натрия 3-5 трилон Б 0,01-1,0 сильвинит 0,5-3,0 мочевина 3-5 сульфат аммония 1-3 лигносульфонат в качестве анионного ПАВ до 100,

применяемый в виде водного раствора 5-20% концентрации.