моющее средство для очистки металлической поверхности
Классы МПК: | C11D1/72 простые эфиры полиоксиалкиленгликолей C11D3/04 водорастворимые соединения C11D3/10 карбонаты C11D3/06 фосфаты, в том числе полифосфаты |
Автор(ы): | Капускина И.В. (RU), Чумаевский В.А. (RU), Пятницкий А.Г. (RU), Лавров В.И. (RU), Миндлин Б.И. (RU), Черников В.Г. (RU) |
Патентообладатель(и): | Закрытое Акционерное Общество "ФК" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-01-14 публикация патента:
27.01.2005 |
Изобретение относится к составам моющих средств и может быть использовано в металлургии для обезжиривания металлопроката в рулонах на агрегатах скоростной (20-30 с), непрерывной обработки перед нанесением различного типа покрытий (электроизоляционное, цинковое). Моющее средство содержит следующие компоненты в 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 моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена 0,073-0,158; оксиэтилированный 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, причем массовое соотношение смеси ПАВ к антивспенивателю ПК-3 составляет 11,5:1. Использование заявляемого моющего средства позволит обеспечить высокую степень очистки металлической поверхности при его низком пенообразовании и возможность его применения при предварительной обработке анизотропной электротехнической стали. 2 табл.
Формула изобретения
Средство моющее для очистки металлической поверхности, содержащее гидроксид натрия, карбонат натрия, силикат натрия, триполифосфат натрия, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 6 молей окиси этилена, отличающееся тем, что дополнительно содержит антивспениватель ПК-3 при следующем соотношении 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 моноалкилфенол
на основе тримеров пропилена, содержащий
в молекуле 12 молей окиси этилена 0,073-0,158
Оксиэтилированный 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
причем массовое соотношение смеси оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 12 молей окиси этилена и оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 6 молей окиси этилена, к антивспенивателю ПК-3 составляет: 11,5 :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 (электороизоляционное, фосфатное и т.д.).
Известно моющее средство для очистки металлической поверхности, содержащее компоненты в %:
Бензиловый эфир оксиэтилированногооктилфенола 5
Гидроксид натрия 30
Карбонат натрия 30
Метасиликат натрия (5 Н2О) 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 в 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.
Используя данное средство в виде водного раствора при температуре 65-80°С и времени обезжиривания 25-30 с можно обеспечить неплохую степень очистки металлической поверхности при скоростной обработке металла.
Недостатком средства является высокое пенообразование, что делает невозможным использование его в агрегатах скоростной обработки металла и приводит к повышенному расходу материала.
Задачей изобретения является разработка моющего средства с высокой моющей способностью, низким пенообразованием при обработке металла на агрегатах скоростной, непрерывной обработки, и при использовании которого не оказывается отрицательного влияния на последующее формирование покрытий, в частности электроизоляционного покрытия, с хорошими показателями качества.
Поставленная задача достигается тем, что моющее средство, содержащее гидроксид натрия, силикат натрия, карбонат натрия, триполифосфат натрия, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 6 молей окиси этилена дополнительно содержит антивспениватель ПК-3, при следующем соотношении 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 моноалкилфенол
на основе тримеров пропилена, содержащий
в молекуле 12 молей окиси этилена 0,073-0,158
Оксиэтилированный 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.
Причем массовое соотношение смеси оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 12 молей окиси этилена и оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 6 молей окиси этилена к антивспенивателю ПК-3 составляет 11,5:1.
Заявляемое соотношение компонентов позволяет обеспечить моющему средству:
- высокую моющую способность;
- использовать на агрегатах скоростной обработки металла, т.к. рабочие растворы моющего средства имеют низкое пенообразование;
- использовать перед нанесением электроизоляционного покрытия.
Эффективность и стабильность очистки моющим раствором сохраняется при накоплении значительного количества загрязнений.
Для исследования было составлено пять 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 рабочую ванну.
Состав известного средства готовили аналогичным образом.
Составы известного и предлагаемого моющих средств приведены в таблице 1.
Составы предлагаемого и известного моющих средств 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 с 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 раствора.
Испытания проводились на образцах листовой анизотропной электротехнической стали 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 ч для удаления избытка масла.
Затем образцы взвешивали. Результат взвешивания в граммах записывали с точностью до четвертого десятичного знака.
Взвешенные стальные образцы выдерживали в течение 30 с 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.
Моющую способность в % 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.
Для определения показателей качества электроизоляционного покрытия образцы листовой анизотропной электротехнической стали обезжиривали в составах (см. табл.1 пр.1-6) при температуре 60-65°С в течение 10-15 с, промывали теплой водой 10-15 с и обрабатывали в электроизоляционном составе в течение 5 с при температуре 20-40°С. Излишки электроизоляционного состава удаляли отжимом гумированными валками. Покрытия подвергались термообработке при температуре 800°С в течение 60 с.
Качество электроизоляционного покрытия определяли по следующим показателям.
Физико-механические свойства - прочность на изгиб. Изгиб образцов на цилиндрической оправке диаметром 3 мм.
Удельные потери при магнитной индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц (Р1,7/50) определяли по ГОСТ 12119-80.
Результаты определения показателей пенообразующая, моющая способность и качества электроизоляционного покрытия приведены в таблице 2.
Как видно из примеров (см. таблицу 2 пр.2, 3, 4), содержание гидроксида натрия, карбоната натрия, силиката натрия, триполифосфата натрия, оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 12 молей окиси этилена, оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 6 молей окиси этилена, антивспенивателя ПК-3 в заявляемых пределах, обеспечивает низкое пенообразование рабочего раствора, высокую моющую способность и дает возможность получить в дальнейшем электроизоляционное покрытие с хорошими физико-механическими и магнитными свойствами.
Изменение содержания компонентов выше или ниже заявляемых пределов (см. таблицу 2 пр.1, 5) приводит в одном случае к снижению моющей способности, а в другом к высокому пенообразованию раствора и в обоих случаях отрицательно влияет на качественные показатели электроизоляционного покрытия (низкие физико-механические свойства и высокие удельные магнитные потери).
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 анизотропной электротехнической стали.
Таблица №1 | |||||||
№ п.п. | Компоненты | Содержание в составе, г/л | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
1. | Гидрокcид натрия | 4,90 | 6,05 | 9,05 | 12,05 | 13,2 | 11,04 |
2. | Карбонат натрия | 4,55 | 5,25 | 8,0 | 10,75 | 11,65 | 9,84 |
3. | Силикат натрия | 0,19 | 0,27 | 0,37 | 0,47 | 0,56 | - |
4. | Триполифосфат натрия | 1,06 | 1,20 | 1,95 | 2,70 | 3,0 | 2,16 |
5. | Оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена | 0,062 | 0,073 | 0,116 | 0,158 | 0,175 | - |
6. | Оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 6 молей окиси этилена | 0,042 | 0,054 | 0,08 | 0,106 | 0,124 | - |
7. | Антивспениватель ПК-3 | 0,009 | 0,011 | 0,017 | 0,023 | 0,026 | - |
8. | Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 моль окиси этилена | - | - | - | - | - | 0,144 |
9. | Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 9 моль окиси этилена | - | - | - | - | - | 0,096 |
10. | Метасиликат натрия | - | - | - | - | - | 0,072 |
11. | Вода | До 1 литра | |||||
12. | Соотношение смеси ПАВ к антивспенивателю ПК-3 | 11,5:1 | 11,5:1 | 11,5:1 | 11,5:1 | 11,5:1 | - |
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 способностью, % | Пенообразующая способность, см | Показатели качества покрытия | |
Прочность на изгиб | Удельные магнитные потери Р (т) 50 Вт/кг | ||||||
1. | 57,77640 | 57,74315 | 57,74040 | 92,4 | 0,7 | - | 1,28 |
2. | 57,24090 | 57,19770 | 57,19755 | 99,6 | 1,2 | + | 1,1 |
3. | 59,01335 | 58,91570 | 58,91565 | 99,9 | 1,4 | + | 1,0 |
4. | 59,93330 | 59,91270 | 59,91265 | 99,75 | 1,7 | + | 1,0 |
5. | 58,95800 | 58,93060 | 58,92820 | 98,2 | 2,8 | - | 1,26 |
6 | 58,53610 | 58,50330 | 58,49885 | 88,05 | 2,9 | - | 1,36 |
Класс C11D1/72 простые эфиры полиоксиалкиленгликолей
Класс C11D3/04 водорастворимые соединения
Класс C11D3/06 фосфаты, в том числе полифосфаты