Способ защиты травильных растворов от испарения
Использование: в технологии химической обработки металлов с использованием -защитных слоев на поверхности травильных растворов, преимущественно щелочных, в частности в процессах химического фрезерования алюминиевых деталей, химмческо-. го и электрохимического обезжиривания. Сущность изобретения: способ защиты травильных растворов от испарения включает нанесение на поверхность испарения ванны поплавков из.инертных материалов - гидрофобизированный кремнийорганической жидкостью керамзит или шунгиэит, а также антииспарителя - .смесь 99,0-99,8 мас.% вазелинового масла и 0,2-1,0 мас.% нафтеновой кислоты. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК. (51)5 С 23 F 1/32
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)
4 4-. !АЙ В i,, t
fp с „".:.р, " „Ц ..) "(,-,. (ф
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816137/26 (22) 25.01,90 (46) 30.01.93. Бюл. М 4 (71) Кишиневское научно-производственное объединение "Технология" (72) В.В,Ковалев, Н.М.Фролова и И.Б.Гандзюк (56) 1. Авторское свидетельство СССР
М 161199, кл, С 25 D 21/04, 1963;
2. Авторское свидетельство СССР Ф 1675406, кл, С 25 0 21/04, 1989. (54) СПОСОб ЗАЩИТЫ ТРАВИЛ ЬНЫХ PACTBOPOB ОТ ИСПАРЕНИЯ (57) Использование: в технологии химической обработки металлов с использованием
Изобретение относится к технологии химической обработки металлов с использованием защитных слоев на поверхности травильных растворов, преимущественно щелочных, и может быть применено в процессах химического фрезерования алюминиевых деталей, химического или электрохимического обезжиривания и других.
Известен способ защиты травильных растворов от испарения, включающий нанесение на поверхность растворов полиэтиленовых поплавков и смеси-, содержащей препарат "Новость" и катанин (1).
Наиболее близким решением задачи по технической сути и достигаемому результату является способ защиты травильных растворов от испарения, включающий нанесение на поверхность испарения ванны поплавков из полимерных материалов и
„„, Ж„„1791468 А1 защитных слоев на поверхности травильных растворов, преимущественно щелочных, в частности в процессах химического фрезерования алюминиевых деталей, химическо-. го и электрохимического обезжиривания.
Сущность изобретения: способ защиты травильных растворов от испарения включает нанесение на поверхность испарения ванны поплавков из инертных материалов— гидрофобизированный кремнийорганической жидкостью керамзит wlM шунгизит, а также антииспарителя — смесь 99,0-99,8 мас.0/ вазелинового масла и 0,2-1,0 мас.% нафтеновой кислоты. 1 табл. антииспарителя — смеси 1,5-2,5 об.% сырого
-й сульфатного мыла и 98,5-97,5 об.;ь лигносульфонатов технических (2); О
Однако известные технические решения не обеспечивают эффективной защиты фь окружающей среды от вредных испарений О, щелочных травильных растворов, посколь- д ку, главный компонент антииспарителя— лигносульфонаты, обладают свойствами сильных минеральных кислот и нейтрализуются едким натром, входящим в состав защищаемого травильного раствора, и продукт их взаимодействия, являясь водорастворимым, переходит в раствор и не выполняет защитных функций, Другой компонент антииспарителя — сульфатное мыло, в щелочной среде при повышенной температуре ванн травления до 70-90 С. также переходит в растворимое состояние.
1791468
Что касается поплавков из полимерных материалов, то в сильнощелочной среде они недолговечны из-за разрушения их полимерной структуры.
Цель изобретения — повышение эффективности защиты травильных растворов от испарения.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве поплавков используют гидрофобизированный кремнийорганической жидкостью керамзит или шунгизит, а в качестве антииспарителя — смесь 99,0-99,8 мас.% вэзелинового масла и 0,2-.1,0 мас. нафтеновой кислоты, Керамзит применяют стандартный по
ГОСТ 9759-83 или по ГОСТ 9757-83 с размером частиц 10-20 мм. Шунгизит получают путем вспучивания природных карельских шунгизитовых сланцев при температуре обжига 1100 С, в результате чего образуется внутреняя замкнуто-ячеистая пористая структура с пористостью 50-61 .
Гидрофобизацию вспученных гранул керамзита или шунгизита производят путем их обработки кремнийорганической жидкостью типа ГКЖ-136-41 ГОСТ 10834-76 при остаточном давлении 10-15 мм рт.ст, с последующей сушкой при температуре 9095 С до высыхания, и 145-150 С в течение
15 мин для полимеризации, При этих режимах заполняются поры и образуется устойчивая гидрофобная пленка, что предотвращает потопляемость гранул, которые при введении на зеркальную поверхность щелочной ванны травления образуют монослой плавающих инентных частиц.
Антииспаритель готовится предварительным смешением вазелинового масла и нэфтеновых кислот в соотношении в мас. — масло вазелиновое и кислота нафтеновая — 99,0-99,8 — 0,2-1,0 соответственно, и затем вводится в ванну в количестве, необходимом для заполнения пространства между плавающими инертными частицами и покрывающем поверхность ванны слоем толщиной 1-3 мм, Инертные плавающие . гранулы шунгизита или керамзита на 8593 перекрывают зеркальную поверхность ванны, что уменьшает количество вводимого антииспарителя.
Защита раствора поверхностной антииспарительной пленкой-и гранулами шунгизита или керамзита, во первых практически исключает выделение из . раствора аэрозоля щелочи, чем обеспечивает улучшение санитарно-гигиенических условий труда, во-вторых снижает энергозатраты на достижение и поддержание технологической температуры раствора, поскольку раствор с поверхностной
40 пленкой антииспарителя и гранулами шунгизита или керамзита быстрее нагревается и медленее остывает, чем раствор в ванне без покрытия по причине меньшего испарения воды с поверхности ванны, и в третьих, изолирует его от проникновения внутрь объема щелочной ванны углекислоты воздуха и накопления в нем карбонатов, чем увеличивается срок эксплуатации раствора.
В силу химической инертности вазелинового масла органическая добавка не нарушает защитный лакокрасочный слой, наносимый на детали для избирательного травлния при химическом фрезеровании алюминия и его сплавов, и не сказывается отрицательно на качестве травления, Образующийся при взаимодействии нафтеновой кислоты со щелочью мылонафт, обладающий поверхностно-активными свойствами, формирует с вазелиновым маслом плотный устойчивый пенистый слой, увеличивающий антииспарительные и защитные свойства органической добавки.
Кроме того, наличие поверхностно-активной составляющей в поверхностном защитном слое способствует образованию в процессе травления полублестящей светлой поверхности, сохраняющей внешний вид в течение длительного времени эксплуатации, а также обеспечивает легкое удаление остатков вазелинового масла с поверхности детали при последующей промывке, Оставшиеся следовые количества вазелинового масла обладают ингибирующим свойством, предотвращают пассивационное и окислительное воздействие на поверхность.
Монослой плавающих гранул шунгизита или керамзита не препятствует загрузке и выгрузке деталей, легко раздвигаясь по поверхности вачны.
Пример: Травление алюминия проводили в щелочном травильном растворе при 70 С с концентрацией едкого натра
150 г/л. На поверхность зеркала испарения вначале наносят слой антииспарителя, а затем засыпается слой гидрофобизированных шунгизитовых или керамзитовых гранул. Количество гранул выбирается таким, чтобы укрыть монослоем поверхность ванны, а количество антииспарителя — до укрытия поверхности ванны слоем 1-3 мм.
Содержание аэрозолей над ванной и количество накапливающихся ионов в рабочем растворе определяли по стандартным методикам.
Результаты экспериментов приведены в таблице.
1791468
Как следует из полученных данных, заявленные пределы соотношения компонентов являются оптимальными., Содержание аэрозолей, мг/м
ММ пп
Содержание антииспарителя масс
Поплавки из инеpTHbtx материалов
Эффективность защиты,% масло вазе- кислота нафлиновое теновая до укрытия после укрытия
По словиям и о тоти па:
Полиэтиленовые поплавки
Монослой
Лигносульфаты техн.
Сырое сульфатное мыло
0,21
0,30
32,3
Поп е лагаемым словиям
0,22.
0,11
0,10
0,03
0,02
0,01
0,01
0,01
99,9
99,8
99,5
99,0
98,7
98,3
3
5
7
0,31
0,29
0,30
0,32
0,31
0,30
0,30 о за
30,1
62,1
66,7
90,6
94,5
96,7
96,7
9,67
Монослой
То же
0,1
0,2
0,5
1,0
1,3
1,7
Н и
Составитель В, Ковалев
Редактор А. Егорова Техред M,Ìoðãåêòàë Корректор С, Лисина
Заказ 135 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
При отсутствии монослоя поплавков и нафтеновой кислоты в вазелиновом масле (опыт 2) эффективность защиты недостаточна, Также низка эффективность защиты при наличии монослоя поплавков как с маслом вазелиновым, так и при наличии малых количеств 0,1 мас.% в нем нафтеновой кислоты (опыт 4). Более высокие концентрации нафтеновой кислоты в вазелиновом масле (опыты 5-7) обеспечивают высокую степень защиты от вредных испарений. Однако при увеличении количества нафтеновой кислоты свыше 1% (опыты 8 и 9) не возрастает эффективность защиты, Предельное значение является достаточным для достижения поставленной цели, Технико-экономическая эффективность предполагаемого решения по отношению к прототипу обуславливается следующими факторами: — снижением социальных затрат благодаря улучшению санитарно-гигиенических условий; — снижением энергозатрат в 1.1-1,3 раза на достижение и поддержание технологической температуры раствора; — увеличением сроков эксплуатации
5 раствора в 1,2-1,5 раза; — снижением расхода химреактивов: — улучшением качества обрабатываемой поверхности; — снижением затрат на вентиляционное
10 обслуживание и эксплуатацию оборудования за счет устрайения конденсации щелочного и карбонатного аэрозоля и накопления наростов в вентсистемах и на степах рабочего помещения.
15 Формула изобретения
Способ защиты травильных растворов от испарения, преимущественно щелочных, включающий нанесение на поверхность испарения ванны поплавков иэ
20 инертных материалов и антииспарителя из смеси органических веществ, о т л и ч à loшийся тем, что, с целью повышения эффективности защиты, в качестве поплавков используют гидрофобизированный
25 кремнийорганической жидкостью керамзит или шунгизит, а в качестве антииспарителя — смесь 99,0-99,8 мас.% ваэелинового масла и 0,2-1,0 мас,% нафтеновой кислоты,
