Паста для очистки металлической поверхности
Изобретение относится к химической обработке металлической поверхности для удаления окислов, подготовке ее к дальнейшей обработке - грунтовке, покраске и может быть использовано в машиностроении для удаления ржавчины и окалины с металлической поверхности с образованием на очищенной поверхности защитного фосфатного слоя. Цель изобретения - повышение эффективности очистки, улучшение адгезионных свойств и стабильности пасты. Паста содержит, мас.%: природный апатитовый концентрат [CA 5(PO 4) 3F] 22-25,8 природный нефелиновый концентрат [(NA,K) 2O AL 2O 3 .2SIO 2] 1,3-5,5 серная кислота 21,7-25,4 остальное вода. Введение в пасту для очистки в качестве фосфоросодержащего соединения природного апатитового концентрата, а в качестве кремнийсодержащего соединения природного нефелинового концентрата позволяет повысить эффективность очистки, улучшить адгезионные свойства и стабильность пасты. 1 табл.
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (192 (И2 о с(°
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4392821/31-02 (22) 18.03,88 (46) 07. 08.90, Вюл. № 29 (71) Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского филиала им. С.М. Кирова АН СССР (72) В.И. Захаров и H.À. Меньшикова (53) 621,794,62 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹- 246756, кл. С 22 G 1 3, С 09 d, 1 967.
Авторское свидетельство СССР № 1371988, кл. С 23 G 5/00, 1986, (54) ПАСТА ДЛЯ ОЧИСТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ
ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к химической обработке металлической поверхности для удаления окислов, подготовке ее к дальнейшей обработке — грунтовке, покраске и может быть использовано в машиностроении для удалеИзобретение относится к химичес-. кой обработке металлической поверхности для удаления окислов и подготовки ее к дальнейшей обработке— грунтовке, покраске и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности для удаления ржавчины и окалины с металлической поверхности с образованием на очищенной поверхности защитного фосфатного слоя,-а также для удаления следов ржавчины с фарфоро-фаянсовых и других сантехнических изделий.
Цель изобретения — повышение эффективности очистки, улучшение адгезионных свойств и стабильности пасты, Щ)5 С 23 С 22/08, С 23 С 5/00
2 ния ржавчины и окалины с металлической поверхности с образованием на очищенной поверхности защитного фосфатного слоя ° Цель изобретения повышение эффективности очистки, улучшение адгезионных свойств и стабильности насты . Паста содержит, мас.%: природный апатитовый концентрат ССа (РО4),Р7 22-25,8; природный нефелиновый концентрат ((Na,К) О к
<А1 0з 2SiOz71,3-5,5; серная кислота 21, 7-25,4; вода остальное. Введение в пасту для очистки в качестве фосфоросодержащего соединения природного апатитового концентрата, а в качестве кремнийсодержащего соедине,ния природного нефелинового концентрата позволяет повысить эффективность очистки, улучшить адгезионные
1 свойства и стабильность пасты.! табл, Предлагаемая паста содержит, мас.%:
Апатитовый . концентрат
Нефелиновый концентрат 1,3-5,5
Серная кислота 21,7-25,4
Вода Остальное
Пасту готовят непосредственно из природного сырья путем обработки серной кислотой смеси апатитового
ГСа (PO )д.F7 и нефелинового 1"(Иа, К) zOê
«A1z0 .2Б10 концентратов с добавлением воды при перемешивании.
При сернокислотной обработке ,апатитового концентрата образуются
1583467
Нефелиновый концентрат легко раз.лагается кислотами, При разложении
Этого минерала кислотой в раствор ереходят не только кислотораствориге компоненты (A1 0> .Na O; Кф) о и кремнекислота, которая так же, ак и кремнекислота жидкого стекла, пособна образовывать кремнегель. оэтому нефелиновый концентрат взаи( 4одействует с образовавшимися при ернокислотной обработке апатитовоо концентрата фосфорной и плавикоой кислотами с получением кислого сфата алюминия, фосфатов и крем- ефторидов щелочных элементов
20
}- (Na,К) О A1>0z 2SiO< + 7НзРО4 +
+ ЗНà †"- (Na,К) зР04 +
1/2(Na,. K) $iР + 2А1(Н РО+) > +
+ 3 1/2 $зО пН О.
30
Пасту можно также приготовить, используя химические компоненты, сос( тав которых эквивалентен конечному составу, получаемому при взаимодействии указанных природных соединений серной кислотой и водой. В этом
Случае паста для очистки и фосфатиро:вания металлической поверхности
Содержит, мас.%:
Сульфат кальция 34-36; о-Фосфорная
35 киспота 4 — 13;
Кислый фосфат алюминия 2,2 — 10
Кремнефториды 45 натрия и калия
Фосфат натрия и калия 0,4-3 .
Кремнегель (в пересчете на Si0 ) 1-3
Вода Остальное
В этом случае пасту готовят путем смешивания входящих в состав компонентов.
На очищаемую поверхность пасту на-. носят как ручным, так и механизированным способом, например пневмораспылением. После обработки и выдержки в »течение определенного вре1,2-1,8
50 сульфат кальция, фосфорная и плавиковая кислоты:
Н,О
Са (РО) з F + 5Н $04 5Са$04 +
+ ЗН,РО. + НР мени пасту удаляют механически или путем смыва водой с последующей дополнительной промывкой слабым раствором соды. Обработанная поверхность не только очищается от окислов, но, кроме того, на ней образуется защитная фосфатная пленка, противостоящая коррозионному воздействию. На обработанную таким образом поверхность можно наносить грунтовку и краску.
Пример 1. Берут 114 r воды, добавляют при перемешивании к ней
72,7 r 75%.-ного раствора о-фосфорной кислоты, 11,8 r 30%-ного раствора плавиковой кислоты., затем добавляют к смеси 1,91 г гидроксида алюминия и растворяют его, добавляют 27,1 г
30%-ного раствора смешанного натрийкалиевого (отношение Na : К О
3: 1) жидкого стекла }(К,Na) 0
"2SiO ), после чего добавляют 125,5 г сульфата кальция. В результате получают пасту, содержащую, мас.%: сульфат кальция (CaSO4) 36; о-фосфорная кислота (Н Р04) 13,0; кислый фосфат алюминия А1(Н РО ) 2,2; кремнефториды натрия-калия {К, Na) $iF >
1,8; фосфат натрия-калия (К,Na)>PO 4
0,4; кремнегель (в пересчете на SiO ) а
1, О; вода остальное, Пример 2. Берут 101,4 r воды, добавляют при перемешивании 68,6 г
75%-ного раствора о-фосфорной кислоты и 11,6 г 30%-ной плавиковой кислоты, растворяют в смеси 3,92 r гидроксида алюминия, затем добавляют
34,8 r 30%-ного раствора натриево-. калиевого жидкого стекла и вводят
119 r сульфата кальция. В результате получают пасту, содержащую, мас.%:
Са$04 35; Н РО 10,9; Al(H Прим е р 3. Берут 87,5 г воды, добавляют при перемешивании 60,7 г 75%-ной о-фосфорной кислоты, 11,1 г 30%-ной нлавиковой кислоты, растворяют в этой смеси 7,82 r гидроксида апюминия, добавляют 48„9 r 30%.-ного раствора натриево-калиевого жидкого стекла, после чего вводят в получен. Ffyz смесь 105 r сульфата кальция. В результате получают пасту„ содержащую, мас.%: Са$0,» 34; Н Р04 4; Аl {H P04) з10; (К, Na) $ F q 1, 2; (K } }а) Р04 3 j кремнегель 3 j ВОДЯ ос тальное. 1 ч. В течение этого времени визуальна на бттюдатот э и сс с таяние и слоя пасты, отмечая время начатта заметного стекания и атслаива пасты, После 1 ч вь держки пасту у„ аляют, поверхность ттвсмывлют и высуп т.ва1от, Путем рентгеноспектральнага анализа определяют отттсситеттьную толщину oGь разовавшейся фасфатисй пленки. В качестве контрольнагс образца используют III àcò.IIIó, рж".,D итну с которой предварительно уцаляот обработкой в горячей соляной кислоте. Полу-ченные данные приведены в таблице. Как видно из таблицы, предлагаемая паста па срввие. итю с известной и с базовым объектом бслее эффективна очищает лавер итаа-тт,. с бриз уст бст:т— ший фасфатньтй слой „;.:;.DCL с у..т;ержиттэется на псверхиссп:, в там числе и потолочной, не рассттаив;.ется дтпт— тельнсе время при храттении. каждого кампан "та в состав и;.ст! обусловлен Tet" его количеством, ниже КОТОРОГО Даиттз:Л т.а;.тта.- IIT ПЕРЕСта Ет оказывать заметное «нияние на положительные свойства иасты, верхний предел — тем количестгсм компонента, выше которого дабавлетт.-те его .I:å не улучшает свойства ласты. При получении пасты путем сер -окислотного разложения апатитст;сга и нефелинавога концентратoB массовые доли апатита и серной кислоты определяются нормой,стехнсметрическн необходимой для их псиного взаимодействия. Введение ссрнси кислоты в количестве большем, е 25,4 мас.Х. приводит к налттч по в смеси свободной серной кислоты или других (краме сульфата кальция) сульфатных соединений. При количестве ее, меньшем 21,7 мас,Х, недараэлагается апатитовый концентрат. Введение в смесь более,5 мас.Х нефелинавага концентрата приводит к черезмерному связывали.п свободной фосфорной кислоты, иалученттю очень густого продукта. При меньшем чем 1,.3 мас.Х . количестве иефелштсвoI o . концентрата получас тся il ioòë, скроив ная к расслаиванию. Кром» того, образуется недостаточное к личествс фосфатов и кремнефтаридав .ще.ночных элементов. 5 1583467 Пример 4. Берут 43,2 мл (78,9 г) 93Х-ной серной кислоты, смешивают ее со 185 г воды. В полу енный раствор ЗОХ-най серной кислоты вводят при перемешивании 80 г апатитового концентрата и 20 r нефелинового концентрата. Полученное соотношение компонентов составляет, мас.Х: апатитовый концентрат 22,0; нефели10 новый концентрат 5,5; серная кислота 21, 7; вода остальное. Компоненты перемешивают в течение 30-60 мин при 40-60 С. В результате получают пасту содержащую мас Х: сульфат каль ция 34; а †фосфорн кислота 4; кислый фосфат алюминия 10; кремнефтариды натрия и калия 1,2; фосфаты натрия и калия 3; кремнегель 3; вода остальное. 20 Пример 5. Берут 48,6 мл (88,6 r) 93%-ной серной кислоты. сме— шивают ее са 180 r воды, в полученный раствор ЗЗХ-ной. серной кислоты вводят при перемешивании 90 r апати- 25 тового и 10 г нефелинового канцентра— тав. Соотношение компонентов составляет, мас,Х: апатитовый концентрат 24,4; нефелиновый концентрат 2,7; серная кислота 24,1; вода остальное. В условиях примера 4 получают пасту, содержащую, мас.%: сульфат кальция 35; о-фосфорная кислота 10,9; кислый фосфат алюминия 4,6; кремнефториды натрия и калия 1,4; фосфаты натрия и калия 1; кремнегель 1,5; вода остальное. Пример 6, Смешивают 93 5 r 93Х-ной серной кислоты, 175 r воды, 95 r апатитового и 5 г нефелинсвого концентратов. Соотношение ксмпонен— тав, мас.Х: апатитовый концентрат 25,8; нефелиновый концентрат 1,3; серная кислота 25,4; вода остальное. В условиях примера 4 получают пасту, содержащую, мас.Х: сульфат кальция 36; о-фосфарная кислота 13,0; кислый фосфат алюминия.2,2 кремнефториды натрия. .и калия 1,8; фосфаты натрия и калия 0,4; кремнегель 1,0; вода остальное. На серию металлических пластин из углеродистой стали, покрытых ржавчиной толщиной слоя 0,1-0,12 мм, наносят пасту, после чего часть пластин 55 переворачивают и помещают на подстав— ки для имитации потолочной поверхности, часть ставят вертикально и вы- держивают в этом положении в течение Нижний вессвайт ттредеп содержания 1583467 Более эффективная очистка металлической поверхности предлагаемой пастой состава обусловлена присутствием в ней активного реагента — кремнефтбрида щелочного элемента. Присутствие в составе пасты кислоло фосфата алюминия способствует получению более прочного антикоррозионного фосфатного слоя на очищенно" поверхности, так как он содер- " жи комплексные фосфаты алюминия и елеза. Фосфаты щелочных металлов способствуют.лучшему удалению (смыву) rtpo- !5 дукатов взаимодействия компонентов; пасты с очищенной поверхности. Сульфат кальция образует с кремне елем устойчивую композицию, кото-, рая меньше склонна к синерезису, что 2О повышает устойчивость пасты к расслаив нию : Использование предлагаемой пасты дл очистки металлических поверхносте обеспечит повышение эффективности очистки и улучшает адгезионные свойства и стабильность пасты. ",Изготовление пасты непосредственно из природного сырья (апатитового и иефелинового концентратов) позво- 30 ля т на порядок снизить ее себестоим сть по сравнению с изготовлением пу ем смешения готовых химических ко онентов. Предлагаемая паста может также использоваться для предварительной механической зачистки металлических поверхностей, В этом случае в нее вводят дополнительно какой-либо абразивный материал, например, измельченные кварцевый песок, полевой шпат и т.д. в количестве 2-5Х, Предварительная зачистка применяется для удаления толстого слоя ржавчины. Присутствие в пасте активных химических агентов и абразива делает такую зачистку более эффективной, чем любым другим методом. Формула изобретения 22-25,8 концентрат Нефелиновый концентрат Серная кислота 1,3-5,5 21,7-25,4 Остальное Вода Паста для очистки металлической поверхности, содержащая соединения фосфора и кремНия, серную кислоту и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, улучшения адгезионных свойств и стабильности пасты она в качестве соединения фосфора содержит природный апатитовый концентрат Са (РО )зГ, а в качестве соединения кремния — природный нефелиновый концентрат I(Na,К) 0 A1 0 -2SiOg J npu следующем соотношении компонентов, мас.7: Алатитовый 1 О э х I 1 1 Ф о а I IQ о! I x! U lie i Х I сп «h Ю Ь Э Х О3 и И Э Х Э Р, ЭЮ oи 1 се z a о CO ! » I в !! » Ю 5Г\ х х Э cd d\ М ЭЮ э а1 Cd I o w ! о CC х Р. v! о <»\ О! <Ч со Сс х Ql Ц U о о Э cd х Bl СЧ Ch 1 ос С ) «h E- U о Э Э (б Х IQ Р о1 C) E Э Э х I ln 1 ! cd 1 1 Е» О х X Р Э Э 1-ю U О о 1Э Ql cd х IQ Ch CO О-! Ch C) (lQ cd У о 1 о Ф х .Q Z Р Э Э О о 1Э e cd х IQ СЧ QO I х Х QI t о х х .ф X Р, Э Э ь v I о Б Х,О r, а Э! Э н v О о Э cd iQ ! Ю ! о со С» CO 1 х ! Э о cd Р, Ю О о х 1- а Ql IQ IQ Gl !!3 х Й х p о х х I х Э х х I, л х о U cQ ccl Х и а о! « i о 1 ! « Р Э lQ о х 1)х v о с х х I ! » х Ql X а э Р х о о х о э х! « а3 Ръ а I Э 1 Е 1 а 1 о 1 И I v Э 1 1 ! cd о 1 (I I I 1 IO Äg о э сс х хрvv о х о! Э х н Р, 1! Р О «Ч о o,эх ! «ш 1 6 Р, Ооа Э сахЭЭ lQ 1 Э 1583467 I х 1 lit Х IQ А!Е» gоEd Е» 1 Х cd Х и Icl с5 Д Р. х х е х оэх o E- e х ю 2 & а о о м1-о o v ИЭХ а v e >х д х -со Е» о о ! ч о х к E Э i- а 1 о х Э E" O B Э Х cQ !! Э О IQ о3 о 8 с! ц х Ql IC О Ql а v ооох о Рах М ! с 1 ! I с1 1 I I I ш I l ! Г \ 1 f .Ф V Cd о о, 1. 0i х х Ж х «1 4 х о v о а 1. cd и cd х m 5 о cCl V а 1df Ш cd fcf 1 х о к cd О а, е х Э cd M 1 I Ф I СЧ 1 а Ql Е (4 а (6 о о о Х о к и 5 I а а (I (о I И cd 1 l! х I й3 I & о о о I ! Е о 1 If I I I А I 1( х !1 1 о о! 1 — — — { I l l г! I х.d! О х z cd df о е х и а Х » Х э о х lff е о о1- а х о ии cd l cd Х 1- Ц оиру ozv t(cd cd х а к f.cdO5 Х5Ofd Х Х 1
