щелочной моющий препарат для очистки металлов

Формула изобретения

Щелочной моющий препарат для очистки металла, содержащий гидроксид натрия, силикат натрия, натрий фосфорно-кислый трехзамещенный, отличающийся тем, что дополнительно содержит комплексон-динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водную или тринатриевую соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водную и моющий поверхностно-активный агент Берол DGR81, представляющий собой оптимизированную смесь неионогенных ПАВ этоксилатов спирта с алкилглюкозидом при следующем соотношении компонентов, г/л:

Гидроксид натрия	1,16-6,38
Силикат натрия	0,01-0,70
Натрий фосфорно-кислый трехзамещенный	0,016-0,09
Комплексон-динатриевая соль
этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная
или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой
кислоты, водная	0,0095-0,05
Моющий поверхностно-активный агент
Берол DGR81 - оптимизированная смесь
неионогенных ПАВ этоксилатов
спирта с алкилглюкозидом	0,078-0,428
Вода	Остальное до 1 л,

причем массовое соотношение смеси гидроксида натрия и комплексона к моющему поверхностно-активному агенту составляет: 15:1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологическим процессам, где используются моющие составы, в частности в металлургической промышленности для очистки металлопроката в рулонах на агрегатах непрерывной обработки от масла, эмульсий, смазок и углеродистых загрязнений.

Известно моющее средство (RU № 2186099) для очистки металлической поверхности, содержащее следующее соотношение компонентов, г /л:

Гидроксид натрия	0,9-3,3
Триполифосфат натрия	0,72-2,64
Карбонат натрия	,82-10,34
Метасиликат натрия	0,6-2,2
Оксиэтилированный монононилфенол
на основе тримеров пропилена, содержащий
в молекуле 12 моль окиси этилена	0,024-0,088
Оксиэтилированный монононилфенол
на основе тримеров пропилена, содержащий
в молекуле 6 моль окиси этилена	0,036-0,132
Тринатрийфосфат	0,84-3,08
Полиэтиленгликолевые эфиры синтетических	0,06-0,22
первичных высших жирных спиртов фракции С16-С 20
Вода	Остальное до 1 л.

Обладая удовлетворительной моющей способностью, состав имеет недостатки:

- высокое пенообразование, что делает невозможным использование его в агрегатах скоростной обработки металла и приводит к повышенному расходу материала;

- входящий в состав в больших количествах метасиликат натрия образует на поверхности металла пассивную пленку, что приводит к ухудшению качественных свойств наносимых на металл покрытий.

Наиболее близким к изобретению по назначению и достигаемому результату является моющее средство (RU № 2245359), содержащее следующее соотношение компонентов, г/л:

Гидроксид натрия	6,05-12,05
Карбонат натрия	5,25-10,75
Силикат натрия	0,27-0,47
Триполифосфат натрия	1,20-2,70
Оксиэтилированный моноалкилфеиол
на основе тримеров пропилена, содержащий
в молекуле 12 молей окиси этилена	0,073-0,158
Океиэтилированный моноалкилфенол
на основе тримеров пропилена, содержащий
в молекуле 6 молей окиси этилена	0,054-0,106
Антивспениватель ПК-3	0,011-0,023
Вода	Остальное до 1 л.

Данное средство обладает низким пенообразованием, но оно не может обеспечить хорошую степень очистки металлопроката в рулонах, т.к. входящие в его составе поверхностно-активные вещества малоэффективны при удалении смазок и углеродистых загрязнений при скоростной (25-30 сек) обработке, к тому же они не являются полностью биоразлагаемыми веществами. Недостатком средства также является то, что входящие в состав сложные фосфаты в количестве более 15-20% нежелательны с точки зрения экологии, т.к. являются главной причиной этерификации поверхностных вод.

Задачей изобретения является разработка щелочного моющего препарата с высокой моющей способностью, низким пенообразованием, при использовании которого не оказывается отрицательного влияния на нанесение и последующее формирование покрытий с хорошими показателями качества и который безопасен в использовании и безвреден для окружающей среды при использовании и после сброса.

Поставленная задача достигается тем, что щелочной моющий препарат, содержащий гидроксид натрия, силикат натрия, натрий фосфорно-кислый трехзамещенный, дополнительно содержит комплексон - динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная, или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водная, и моющий поверхностно-активный агент Берол DGR81, представляющий собой оптимизированную смесь неиногенных ПАВ этоксилатов спирта с алкилглюкозидом, при следующем соотношении компонентов, г/л:

Гидроксид натрия	1,16-6,38
Силикат натрия	0,01-0,70
Натрий фосфорно-кислый трехзамещенный	0,016-0,09
Комплексон - динатриевая соль этилендиамин-
тетрауксусной кислоты, водная, или
тринатриевая соль гидроксиэтилиден-
дифосфоновой кислоты, водная	0,0095-0,05
Моющий поверхностно-активный агент
Берол DGR81 - оптимизированная смесь
неиногенных ПАВ этоксилатов спирта
с алкилглюкозидом	0,078-0,428
Вода	Остальное до 1 л.

Причем массовое соотношение смеси гидроксида натрия и комплексона к моющему поверхностно-активному агенту составляет: 15: 1.

Заявляемое соотношение компонентов позволяет обеспечить моющему щелочному составу:

- высокую моющую способность;

- использовать на агрегатах скоростной обработки металла, т.к. рабочие растворы моющего средства имеют низкое пенообразование;

- использовать перед нанесением различного типа покрытий;

- возможность поставлять щелочные компоненты и моющий поверхностно-активный агент в виде единого высококонцентрированного водного раствора, что упрощает промышленное использование, а концентрацию компонентов легко регулировать, такой состав можно перекачать насосом, что делает работу безопасной и улучшает производственные условия труда;

- экологическую безопасность производства.

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

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

Составы моющего щелочного препарата готовили путем последовательного растворения в воде в течение 20-25 мин расчетного количества ингредиентов.

После их полного растворения состав перекачивали в рабочую ванну.

Состав известного средства готовили аналогичным образом.

Составы известного средства и предлагаемого щелочного моющего препарата приведены в таблице 1.

Составы проверяли на пенообразующую способность. Сущность определения сводилась к тому, что в стандартный цилиндр на 250 см³ заливали 100 см³ раствора, закрывали пробкой и встряхивали 20 раз. По истечении 15 сек замеряли первоначальную высоту пены в сантиметрах. Определение производили при температуре 60°С.

Качество очистки оценивали по результатам удаления с поверхности металла загрязнений индустриального масла, т.е. по моющей способности составов, и проводили следующим образом.

Образцы листовой динамной и трансформаторной электротехнической стали размером 150×70 мм, 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 (m₁). 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 (m₂). Взвешенные стальные образцы выдерживали в течение 30 сек при температуре 60-65°С в составах предлагаемого и известного моющих средств, применяя 20-кратное погружение в раствор. По истечении времени обезжиренные образцы промывали под струей водопроводной воды с температурой 15-20°С в течение 0,5 мин. Дав стечь избытку воды, образцы помещали на несколько секунд в сосуд с этиловым спиртом и досушивали 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 (m₃).

Моющую способность в % определяли по формуле:

где

m₁ - масса образца после обезжиривания бензином или уайт-спиритом, г.

m ₂ - масса образца, загрязненного маслом, г;

m₃ - масса образца, обработанного в моющем растворе, г;

Для определение показателей качества электроизоляционного покрытия образцы листовой динамной и трансформаторной электротехнической стали обезжиривали в составах (см. табл.1 пр. 1-6) при температуре 60-65°С в течение 10-15 сек, промывали теплой водой 10-15 сек и обрабатывали в электроизоляционном составе в течение 5 секунд при температуре 20-40°С. Излишки электроизоляционного состава удаляли отжимом гумированными роликами. Покрытия подвергались термообработке при температуре 500°С на трансформаторной стали и 800°С на динамной стали, в течение 60 сек.

Качество электроизоляционного покрытия определяли по физико-механическим свойствам:

- прочность на изгиб. Изгиб образцов на цилиндрической оправке диаметром 3 мм;

- коэффициент сопротивления по ГОСТ 12119-80.

Результаты определения показателей пенообразующей, моющей способности и качества электроизоляционного покрытия приведены в таблице 2.

Как видно из примеров (см. таблицу 2, пр.2, 3, 4), содержание гидроксида натрия, силиката натрия, натрия фосфорно-кислого трехзамещенного, комплексона и моющего поверхностно-активного агента в заявляемых пределах обеспечивает низкое пенообразование рабочего раствора, высокую моющую способность и дает возможность получить в дальнейшем электроизоляционное покрытие с хорошими физико-механическими свойствами.

Изменение содержания компонентов выше или ниже заявляемых пределов (см. таблицу 2, пр. 1, 5) приводит в одном случае к снижению моющей способности рабочего раствора и отрицательно влияет на получение электроизоляционного покрытия с хорошим показателями качества, а в другом - к высокому пенообразованию рабочего раствора и снижению физико-механических свойств электроизоляционного покрытия.

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 обработке трансформаторной и динамной электротехнической стали.

5. Применение такого высококонцентрированного водного раствора упрощает и повышает надежность промышленного использования. Такой состав можно перекачивать насосом, что делает работу безопасной и улучшает производственные условия труда.

Таблица № 1
№ пп.	Компоненты	Содержание в составе, г/л
		1	2	3	4	5	6*
1	Гидроксид натрия	1,1	1,16	3,77	6,38	6,44	12,0
2	Карбонат натрия	-	-	-	-	-	10,7
3	Силикат натрия	0,009	0,01	0,36	0,7	0,72	0,47
4	Натрий фосфорно-кислый трехзамещенный	0,014	0,016	0,053	0,09	0,092	-
5	Комплексон (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная, или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водная)	0,009	0,0095	0,0298	0,05	0,051
6	Триполифосфат натрия	-	-	-	-		2,7
7	Моющий поверхностно-активный агент Берол DGR81 - оптимизированная смесь неиногенных ПАВ этоксилатов спирта с алкилглюкозидом	0,074	0,078	0,253	0,428	0,433
8	Оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена						0,158
9	Оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 6 молей окиси этилена						0,106
10	Антивспениватель ПК-3	-	-	-	-	-	0,023
11	Вода	до 1 литра
12	Массовое соотношение компонентов: смесь гидроксида натрия и комплексона : моющий поверхностно-активный агента	15:1	15:1	15:1	15:1	15:1	-