средство моющее для очистки металлической поверхности

Формула изобретения

Средство моющее для очистки металлической поверхности, содержащее гидроксид натрия, карбонат натрия, натрий фосфорно-кислый трехзамещенный, триполифосфат натрия, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена, полиэтиленгликолевые эфиры синтетических первичных спиртов фракции С₁₂-С₁₄, пеногасящую добавку, отличающееся тем, что дополнительно содержит ацеталь алкилфенилполиоксиэтиленгликоля, комплексон - этилендиаминтетрауксусной кислоты динатриевая соль водная или гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты тринатриевая соль водная при следующем соотношении компонентов, г/л:

гидроксид натрия	5,4-12,0
карбонат натрия	3,3-8,2
натрий фосфорнокислый трехзамещенный	0,6-1,25
триполифосфат натрия	1,0-2,5
оксиэтилированный моноалкилфенол
на основе тримеров пропилена, содержащий
в молекуле 12 молей окиси этилена	0,17-0,37
полиэтиленгликолевые эфиры синтетических
первичных спиртов фракции С12-С14	0,14-0,33
ацеталь алкилфенилполиоксиэтиленгликоля	0,11-0,28
комплексон	0,02-0,075
пеногасящая добавка	0,0009-0,0025
вода	остальное до 1 л

причем массовое соотношение смеси неорганической и органической части состава к смеси поверхностно-активных веществ составляет 24,5:1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к составам моющих средств и может быть использовано в металлургии для обезжиривания металлопроката в рулонах на агрегатах непрерывной обработки перед нанесением различного типа покрытий: цинкового, алюмоцинкового и т.д.

Известно моющее средство для очистки металлической поверхности, содержащее компоненты, %:

Бензиловый эфир оксиэтилированного октилфенола	5
Гидроксид натрия	30
Карбонат натрия	30
Метасиликат натрия (5Н2О)	35

/"Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества". Справочник, 1984, с.349/.

Обладая удовлетворительной моющей способностью, состав имеет недостатки. Входящий в состав в больших количествах метасиликат натрия образует на поверхности металла пассивную пленку, которая в последствии оказывает отрицательное влияние на формирование различных покрытий, что в свою очередь приводит к ухудшению показателей качества покрытий.

Наиболее близким к изобретению по назначению и достигаемому результату является моющее средство (RU 2134719, 08.01.98), содержащее следующее соотношение компонентов, г/л:

Гидроксид натрия	6,44-11,04
Карбонат натрия	5,74-9,84
Метасиликат натрия	0,42-0,72
Оксиэтилированный монононилфенол
на основе тримеров пропилена, содержащий
в молекуле 12 моль окиси этилена	0,084-0,144
Оксиэтилированный монононилфенол
на основе тримеров пропилена, содержащий
в молекуле 9 моль окиси этилена	0,056-0,096
Триполифосфат натрия	1,26-2,16
Вода	Остальное до 1 л.

Данное моющее средство достаточно неплохо очищает металлопрокат при температуре 65-80°С и времени обезжиривания 30-60 сек, но не дает хороших очищающих результатов при скоростной обработке от 4 до 12 сек, а также к недостатку средства относится высокое пенообразование, что делает невозможным использование его на распылительных агрегатах скоростной обработки металла.

Задачей изобретения является разработка моющего средства с высокой моющей способностью, низким пенообразованием, при обезжиривании холоднокатаного проката на распылительных агрегатах скоростной (4-12 сек), непрерывной обработки металла и при использовании которого не оказывается отрицательного влияния на формирование цинкового, алюмоцинкового покрытий, с хорошими показателями качества.

Поставленная задача достигается тем, что моющее средство, содержащее гидроксид натрия, карбонат натрия, натрий фосфорнокислый трехзамещенный, триполифосфат натрия, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена, полиэтиленгликолевые эфиры синтетических первичных спиртов фракции С₁₂-С₁₄ , дополнительно содержит ацеталь алкилфенилполиоксиэтиленгликоля, комплексен (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водная) и пеногасящую добавку при следующем соотношении компонентов, г/л:

Гидроксид натрия	5,4-12,0
Карбонат натрия	3,3-8,2
Натрий фосфорнокислый трехзамещенный	0,6-1,25
Триполифосфат натрия	1,0-2,5
Оксиэтилированный моноалкилфенол
на основе тримеров пропилена, содержащий
в молекуле 12 молей окиси этилена	0,17-0,37
Полиэтиленгликолевые эфиры синтетических
первичных спиртов фракции С12-С14	0,14-0,33
Ацеталь алкилфенилполиоксиэтиленгликоля	0,11-0,28
Комплексон (динатриевая соль этилендиамин
тетрауксусной кислоты, водная или
тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой
кислоты, водная)	0,02-0,075
Пеногасящая добавка	0,001-0,0025
Вода	Остальное до 1 л.

Причем массовое соотношение смеси неорганической и органической части состава к смеси поверхностно-активных веществ составляет 24,5:1.

Заявляемое соотношение компонентов позволяет моющему средству:

- обеспечить высокую моющую способность;

- использовать его на агрегатах скоростной обработки металла распылительного типа, т.к. рабочие растворы обладают низким пенообразованием;

- использовать его перед нанесением цинкового и алюмоцинкового покрытий.

Эффективность и стабильность очистки моющим раствором сохраняется при накоплении значительного количества загрязнений.

Для исследования было составлено 5 составов моющего средства с различным соотношением компонентов и состав известного.

Составы моющего средства готовили путем последовательного растворения в теплой воде (35-40°С) в течение 15-20 мин расчетного количества ингредиентов.

После их полного растворения состав перекачивали в лабораторную распылительную установку.

Состав известного средства готовили аналогичным образом.

Составы известного и предлагаемого моющего средства приведены в таблице 1.

Составы предлагаемого и известного моющего средства проверяли на пенообразующую способность. Сущность определения сводилась к тому, что в стандартный цилиндр на 250 см ³ заливали 100 см³ раствора, закрывали пробкой и встряхивали 20 раз. По истечении 30 сек замеряли первоначальную высоту пены в сантиметрах. Определение производили при температуре 70°С.

Моющую способность определяли весовым методом, который основывается на определении процента смываемости загрязнений с поверхности металлического образца.

Испытания проводились на образцах холоднокатаного металла размером 150×70 мм.

Образцы дважды тщательно протирали бензином или уайт-спиритом, сушили в течение 20 мин на воздухе, доводили до постоянной температуры в эксикаторе и взвешивали. Результат взвешивания записывали с точностью до четвертого десятичного знака.

Чистые образцы загрязняли индустриальным маслом марки 20, окунанием в сосуд с маслом, затем подвешивали на 24 часа для удаления избытка масла.

Затем образцы взвешивали. Результат взвешивания в граммах записывали с точностью до четвертого десятичного знака.

В ванной распылительной лабораторной моечной установки подогревали раствор до температуры 70-75°С, включали насос и через отверстие в крышке устанавливали в ванне загрязненные образцы и очищали 4-12 сек.

По истечении времени обезжиренные образцы вынимали из ванны, промывали с помощью щетки, под струей водопроводной воды с температурой 60-65°С в течение 7-10 сек и сушили в сушильном шкафу при температуре 100-110°С. Охлаждали образцы сначала на воздухе, а затем в эксикаторе до постоянной температуры и взвешивали. Результаты взвешивания записывали с точностью до четвертого десятичного знака.

Моющую способность в процентах удаления загрязнения с поверхности металла определяли по формуле:

,

где А - масса образца, загрязненного маслом, г;

В - масса образца, обработанного в моющем растворе, г;

С - масса образца после обезжиривания бензином или уайт-спиритом, г.

Качество цинкового покрытия, прочность сцепления с основой, проверяли стандартным методом по ГОСТ 14019. Сущность метода сводилась к тому, что испытуемый образец оцинкованного металла загибали на 180° и определяли прочность сцепления покрытия со стальной основой. При удовлетворительном результате не должно наблюдаться отслоение цинкового и алюмоцинкового покрытия с наружной стороны. (Допускается сетка мелких трещин по всей длине изгиба и отслоение покрытия на расстояние не более 6 мм от краев образца).

Дополнительно к основному испытанию образцы оцинкованного металла проверяли на прочность сцепления с основой на приборе Локформер. Этот прибор формировал двойной перегиб металла на 180° в одной плоскости. Изгиб проводился по всей длине образца (не <250 мм). Один образец испытывали поперек направления прокатки, второй - вдоль. Оценка прочности сцепления проводилась визуальным методом. В месте изгиба не должно быть отслоений, обнажающих стальную поверхность. (Допускается сетка мелких трещин).

Результаты определения показателей пенообразующая, моющая способность и качества цинкового покрытия приведены в таблице 2.

Как видно из примеров (см. таблицу 2, пр.2, 3, 4), содержание гидроксида натрия, карбоната натрия, натрия фосфорнокислого трехзамещенного, триполифосфата натрия, оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 12 молей окиси этилена, полиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных спиртов фракции С₁₂-С₁₄ , ацеталь алкилфенилполиоксиэтиленгликоля, комплексона (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водная) и пеногасящей добавки в заявляемых пределах обеспечивает низкое пенообразование рабочего раствора, высокую моющую способность и дает возможность получить в дальнейшем покрытия с хорошими показателями качества.

Изменение содержания компонентов ниже заявляемых пределов (см. таблицу 2, пр.1) приводит к снижению моющей способности, а вышепредельных значений к повышенному пенообразованию раствора и не приводит к улучшению моющих свойств, но удорожает состав. В обоих случаях отрицательно влияет на качественные показатели покрытий.

Пример 6 характеризует свойства прототипа и покрытий, полученных после предварительной обработки в данном составе.

Использование предложенного моющего средства обеспечивает следующие технико-экономические преимущества:

1. Высокая степень очистки металлической поверхности за счет высокой моющей способности состава.

2. Малый расход средства, т.к. не происходит унос моющего средства вместе с пеной.

3. Снижение производственных затрат (технологичность в приготовлении и корректировке рабочей ванны) и увеличение времени эксплуатации раствора.

4. Возможность использования его при предварительной обработки холоднокатаного проката перед нанесением цинкового и алюмоцинкового покрытия.

Таблица 1
№п.п.	Компоненты	Содержание в составе, г/л
		1	2	3	4		5	6*
1.	Гидроксид натрия	4,5	5,4	8,7	12,0		13,2	11,04
2.	Карбонат натрия	2,8	3,3	5,8	8,2		9,0	9,84
3.	Натрий фосфорнокислый трехзамещенный	0,5	0,6	0,9	1,25		1,4	--
4.	Триполифосфат натрия	0,9	1,0	1,7	2,5		2,8	2,16
5.	Оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена	0,14	0,17	0,27	0,37		0,41	--
6.	Полиэтиленгликолевые эфиры синтетических первичных спиртов фракции C12-C14	0,12	0,14	0,24	0,33		0,36	--
7.	Ацеталь алкилфенилполиоксиэтиленгликоля	0,09	0,11	0,19	0,28		0,31	--
8.	Комплексон (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водная)	0,015	0,02	0,048	0,075		0,1	--
9.	Противопенная добавка	0,0009	0,001	0,0018	0,0025		0,003	--
10.	Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 моль окиси этилена	--	--	--	--		--	0,144
11.	Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 9 моль окиси этилена	--	--	--	--		--	0,096
12.	Метасиликат натрия	--	--	--	--		--	0,072
13.	Вода	До 1 литра
14.	Соотношение смеси неорганической и органической частей состава к смеси ПАВ	24,5:1	24,5:1	24,5:1		24,5:1	24,5:1	-

Таблица 2
Состав моющего средства	Масса образцов зажиренных маслом (А), г	Масса образцов обезжиренных в моющем растворе (В), г	Масса образцов обезжиренных бензином или уайт-спиритом (С), г	Моющая способность, %	Пенообразующая способность, см	Показатели качества цинкового и алюмоцинкового покрытия (прочность сцепления при изгибе на 180° и на приборе Локформер)
1.	17,97140	17,96885	17,96855	89,5	0,7	Не удовлетворительно
2.	17,67175	17,66863	17,66860	99,0	1,2	Удовлетворительно
3.	17,05110	17, 04673	17,04670	99,3	1,25	Удовлетворительно
4.	17,49570	17,49327	17,49325	99,2	1,3	Удовлетворительно
5.	17,24130	17,23850	17,23840	96,6	2,6	Не удовлетворительно
6*	17,67900	17,67610	17,67545	82,7	3,5	Не удовлетворительно