Раствор для обезжиривания стальных поверхностей Советский патент 1983 года по МПК C23G5/02 

(5) РАСТВОР для ОБЕЗЖИРИВАНИЯ СТАЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

1- . .

Изобретение относится к химической очистке металлической поверхности от жировых, м.асляных загрязнений с одновременной очисткой от остатков грязи, пыли и налипших частиц металла после механической обработки перед нанесением гальванических, эмалевых и защитно-декоративных покрытий, например изделий из стали 08КП.

СтаЛь 08КП в настоящее время широко используется в автомобильной промышленности и в машиностроении для изготовления различных деталей..

По существующей технологии перед нанесением различных покрытий, например гальванических или защитно-декоративных, изделия из стали после механической обработки необходимо очистить от рабочих и консервационных смазок и других жировых загрязнений. Очистка проводится при температуре бО-ЮО С.

Известен раствордля очистки металлической поверхности,содержащий мас.%:

Кальцинированная

сода

Метасиликат 27-37 натрия

Триполифосфат 27-23 натрия

Полиоксиэтиленгликолевые эфиры моноэтаноламидов синтетических

10 жирных кислот с атомами уг6-12лерода

Композиция применяется в водных растворах при концентрацией 105 25 г/л tn .

Недостатком раствора такого состава является относительно низкая обезжиривающая способность (90-93%) 2JJ При температуре 70-80°С. Кроме того, композиция обладает повышенной пенообразукщей-способностью.

Известен щелочной рветвор 2 } для очистки поверхности изделий изуглеJ9родистых и легированных сталей после механической обработки перед нанесением химических и .гальванических покрЫтий, содержащий, г/л: Едкий натр5 35 Тринатрийфосфат ,5 Кальцинированная сода15-35 Синтанол ДС-10 3-5 Моющей композицией этого состава не удается также полностью очистить поверхность - обезжиривающая способность составляет 90-93 при увеличении продолжительности обезжиривания 3-30 мин. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является раство для обезжиривания деталей из углеродистых и легированных сталей, содержащий едкий натр, пиро- или тринатри фосфат, метасиликат натрия или жидко стекло и поверхностно-активные вещества (ПАВ) , например ОП-7 или ОП-10 СЗ Недостатком этого раствора являет ся низкая обезжиривающая способность в рекомендуемых условиях, а именно при температуре 60-80°С и времени обезжиривания 1-3 мин. Цель изобретения - создание эффек тивного обезжиривающего раствора, обеспечивающего удаление как масляных, так и других Загрязнений (смаз ки, частиц металла) о поверхности стальных изделий перед нанесением гальванических и зaщитнo-дeкopaтивны покрытий в стационарных ваннах подвесного или барабанного типа в струй ном агрегате, при завешивании деталей на конвейер в диапазоне температур 60-100° С, а также сокращение вре мени обезжиривания. Поставленная цель достигается тем что раствор для обезжиривания, содержащий ( натр, пиро- или орто фосфат натрия, метасиликат натрия или жидкое стекло и ПАВ, в качестве ПАВ содержит блоксополимерЫ окисей этилена и пропилена типа RPE общей формулы RO(C3H(,0)j(C2H40H) Н, где R алифатический радикал С .- Сзо и Na-алкилсульфонат формулы ()., ( CHSOsNa, где n + m 11-1 (сульфонат - эмульгатор Волгрнат) при следующем соотношении компонентов, г/л: Едкий натр30- 0 Пиро- или ортофосфат натрия5-15 7 Метасиликат натрия Блоксополимер окисей этилена и пропилена типа RPE . 0,15-0,3 Na-алкилсульфонат 0,35-0,70 Едкий натр (ГОСТ i 328-66) способствует омылению жиров животного и растительного происхождения, в результате чего они расщепляются на глицерин и натриевые соли жирных кислот, т.е. натриевые мыла. Образующиеся мцла снижают поверхностное натяжение растворов и оказывают пептизирующее действие, что способствует отрыву загрязнений от поверхности металла. Фосфаты (ГОСТ 201-58) улучшают обезжиривающую способность растворов, устраняют влияние солей и жесткости воды, способствуют диспергированию образующихся органических солей каль1ция и магния. Благодаря суспендирующему и пептизирующему действию фосфатов, загрязнения удерживаются в растворе в мелкодисперсной фазе, что предотвращает их повторное осаждение на поверхности стали. ПАВ представлены блоксополимерами окисей этилена и пропилена типа RPE (ТУ 0717б-81) и сульфонатом - эмульгатором Волгонатом (ТУ 6-01-35-79). Блоксополимеры окисей этилена и пропилена (БСП) - неионогенные ПАВ общей формулы КО(СзН(0);с(С2Н40)Н, где R - алифатический радикал- от Сдо С30, х 1-150, у 1-250 (БСП типа RPE ) устойчивы в щелочной среде, а также ho отношению к ионам тяжелых металлов. Внешний вид блоксополимеров - жидкость, паста или твердое вещество. Цвет - от бесцветного до светло-желтого. Запах практически отсутствует. Блоксополимеры относятся к нетоксичным продуктам (k класс). Волгонат относится к Na-рлкилсульфрнатам, формулы (2п- -{ т пл- CHSOjNa, где n +т п 11-17. Эти ПАВ используются как основное действующее начало, способное снижать поверхностное натяжение водных щелочных растворов, солюбилизировать и эмульгировать гидрофобные включения а также способствовать быстрому и равномерному смачиванию и очистке поверхности изделий, Метасиликат натрия (ГОСТ 4239-66) является эффективным активатором синтетических ПАВ, применяется как ингибитор коррозии оборудования и как умягчатель воды. Способствует такжр быстрому удалению загрязнения с поверхности , быстрому смачиванию поверхности металла и не вызывает дроб лений капель при стекании воды с поверхности изделий. Предлагаемый раствор для обезжирив ния получают путем введения в рабочую ванну указанных компонентов в следующей последовательности: вода, едкий натр, фосфат натрия, метасиликат -нат рия, блоксополимер окисей этилена и пропилена типа RPE, сульфонат - эмул гатор Волгонат. Образцы стали ОВКП, загрязнённые смесью солидола (Ц%).и машинного мае ла И-iiOr или И-50 (36%), очищают 1-30 мин при бО-ЮО С в известном ра воре С2 , -в известном растворе СЗ и в растворе, содержащем в качестве ПАВ препарат французского производст ва ТА-33. Обезжиривающая способность опреде ляется количественно по разнице массы образца стали до и после обезжири ванияи рассчитывается по формуле, %; Обезжиривающая способность ..Рнач - РОТМ . 100, PurtU - PW -масса образца стальной пластины до обезжиривания, г; отм зсса образца стальной пластины после обезжиривания, г; -масса образца стальной плаетины, полностью обезжиренной от загрязнений, г П р и м е р 1а. Для приготовления 100 л предлагаемого раствора для обезжиривания стальных поверхностей по нижнему пределу компонентов загру жают в рабочую ванну, кг: едкий натр 3i ортофосфат натрия 0,5; метасиликат натрия 2,5; блоксополимер формулы RO(C3HfeO)9 ()зоН, где R - 0,015; сульфонат - эму гатор Волгонат 0,035 и до 100 л воды. Раствор нагревают до 60°С, вре мя обезжиривания 3 мин. Обезжиривающая cnoco6HocTii 98,3%. Пример 16. В известном растворе 23 приготаелиаают путем введения в рабочую ванну, кг: едкий натр 0,5; тринатрийфосфат 1 ,5.; кальцинированная сода 1,5; синтаиол ДС-10 0, и до 100 л вода. Раствор нагревают до . Время обезжиривания 3 мин. Обезжиривающая способность 60,2%. П р и м е р 1в. Раствор с препаратом ТА-33 приготавливают путем введения в рабочую ванну, кг: едкий натр 3; ортофосфат натрия 0,5 метасиликат натрия 2,5; преперат ТА-330,1 и до 100 л вода. Раствор нагревают до 90-100 0. Время обезжиривания 30 мин, обезжиривающая способность П р и м е р 2а. Для приготовления 100 л раствора для обезжиривания стальных поверхностей оптимального состава по содержанию компонентов загружают в ванну, кг: едкий натр 3,5; ортофосфат натрия 1,0; метасиликат натрия 3,0; блоксополимер RPE формулы ) ().оН, где R - ,0225, сульфонат - эмульгатор Волгонат 0,0525 и до 100 л.вода. Раствор нагревают до . Время обезжиривания 3 мин. Обезжиривающая способность 98,0%. П р и мер 26. В известном растворе С23 приготавливают, загружая в ванну, кг: едкий натр 2; тринатрийфосфат 2,5; кальцинированная сода 2,5; синтанол ДС-10 О, и до 100 л . вода. Раствор нагревают до 60 С. Время обезжиривания 3 мин. Обезжиривающая способность . Примеров. Раствор с препаратом ТА-33 приготавливают путем введения в рабочую ванну, кг: едкий натр 3,5; орортофосфат; натрия 1,б; метасиликат препарат ТА-33 0,2 и до вода. Раствор нагревают до 90-100 С. Время обезжиривания 25 мин. Обезжиривающая способность 98,2%. Пример За. Для приготовления 100 л предлагаемого раствора для обеэжиривания стальных поверхностей по верхнему пределу содержащихся в нем компонентов загружают в рабочую г: едкий натр ; ортофосфат натрия 1,5; метасиликат натрия блоксополимер формулы ROlCjH DJg КС2Н/Р)зоН,гдеВ -С-,- .ОЗ; сульфонат-эмульгатор Волгонат 0,07; и до 100 л вода. Раствор нагревают до 60°С. Время обезжиривания 3 мин. Обезжиривающая способность 98,3. П р и м е р Зв. Раствор с ПАВ ТА-33 приготавливают путем введения в рабочую ванну, кг: едкий натр «; ортофосфат натрия 1,5; метасиликат натрия 3,5; препарат ТА-33 0,3 и до 100 л воды. Раствор нагревают до 90-100°С. Время обезжиривания 20 мин. Обезжиривающая способность 97,8. Состав испытуемых растворов и да ные обеэжири.вания в них образцов стали от машинного масла и солидола приведены в табл.1, Эксплуатационные свойства обезжир ивающих растворов приведены в табл.2. Сравнительные данные трех параллельных опытов по обезжириванию стальных пластин от остатков машинного масла, солидола в предлагаемом растворе (а), в известном растворе t2 (б) ив растворе с ПАВ ТА-3 (в) с различным содержанием компоне тов приведены в табл.3.

20

1, Едкий натр

Жидкое стекло

Тринатрийфосфат

ОП-10 Едкий натр

Жидкое стекло7

Тринатрийфосфат75

30 3

ОП-1025

Едкий натр30

Жидкое стекло8

80 ЗП

30

60 60,0 Остатки загрязненийна пластине

88,1 То же

63,7 Остаток загрязненийна пластине

88,9 То же

60 60 65.0

90,0 78 Как видно из таблиц, известные растворы не обеспечивают качественной очистки поверхности стали. Предлагаемый раствор обладает значительйо большей обезжиривающей способностью и не уступают по свойствам аналогичному препарату ТА-33. Применение предлагаемого раствора позволяет получать высококачественные изделия из стали, а также сжономить инвалютные средства. Раствор рекомендуется для внедрения на заводах автомобильной, машиностроительной и в других отраслях промышленности. Т а б л и ц а 1

Едкий натр

30

25

Жидкое стекло

998587

10 Продолжение табл.1

80,2

80

-11Таблица2

Тринатрий

фосфат 75

on-10 2.5

.Едкий натр 35

Тринатрийфосфат 10 10

Метасиликат

натрия 30

Волгонат 6

.Едкий натр 20

Тринатрий- ,

фосфат 25 6

Сода кальцинированная 25

Синтанол ДС-10

. Едкий натр 30

Тринатрийфосфат 5

Метасиликат

натрия 25 17

Блоксополимер RPE формулы КО(СзН(,0)эл

х(С2Н4.0)зо,

где R -С-,-Сд 0,15

.Сульфонат эмульгаторВолгонат 0,35

Тринатрийфосфат 10

Продолжение табл.2

63,7 30,8

Si,5 56,6

А8,

65,1 . 38,2

27,1

98,3 97,1

13

Метасиликат

натрия 30

Блоксополимер18

. RPE формул1э1 RO(C3HgOb« к(С2Н40),оН, где R - 0,225

СульфонатэмульгаторВолгонат 0,525-.

. Едкий натр 0

Тринатрийфосфат 15

Метасиликат

натрия 35

Блоксополимер18

RPE формулы

ROCCjHfcOb

x(C,jH40)3oH,

где R - С-,-Сэ 0,3

Суяьфонат эмульгаторВолгонат 0,7

998587

. Продолжение . 2

98,0

95,2

97,198,3 97,2 95,i

SI

IS

4)H

S IО

Si MПЗ

1- rcq

(tJ Q.с

ь ь

o тапз owl

CO

CO

ол

r

LA

CO ал

00

оо m

ос

ОС стл

OD

-d(Ti

сг

r

.

(S «-

о

r 1-

-aОО--d-LALA

-s1Л

LTl

1Г -СЭ

ил

oo

LAt- CTi

r en

v)

vO

vD

cr ол

cr

r

rv

о

сэ

чО

vO

О CN4

О.

Iш

I

s

i:

ct

LLl

if

ff r f

VD

a

(О Ь

к

SК s

ОS

(Оа а ь

нк

(D

0)Л}

з:I Т 29 Формула изобретения Раствор для обезжиривания стальны поверхностей, содержащий едкий натр, пиро-илиортофосфат натрия, метасиликат натрия или жидкое стекло и поверхностно-активные вещества, о тл и ч а ю щ,и и с я тем, что, с цепью повышения обезжирхвающей способности и сокращения времени обезжири вания, он в качестве поверхностноактивного вещества содержит блоксополийеры окисей этилена и пропилена типа ИРЕ общей формулы ЛОССзН О), (C2)W)f Н,- где R - алифатический радикал С3,) и Na-алкилсульфонат формулы (1 Н2п+- Сп 1т-и) CHSOgNa, где n-f m 11-17 (суяьфонат - эмульгатор Волгонат) при следующем соотношении компонентов, г/л: Едкий натрSO-fO 9 Пиро- или ортофосфат натрия .5-15. Метасиликат натрия25-35 Блоксополимер окисей этилена и про-пилена типа RPE Ма-алкилсул фонат0,35-0,70 Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 97537, кл. С 11 О 1/66, 1971. 2.Каданер Л.И.Справочник по гальостегии. Киев, Техника, 1976, 3.Попилов Л.Я. Советы заводскому нологу. Лч Лениздат, 1975, 70,. .