Моющее средство

 

Изобретение относится к моющим средствам для очистки от различных загрязнений, в том числе от нефтепродуктов. В частности, моющее средство содержит, мас.%: водорастворимую соль щелочных металлов 45 - 96, неионогенное поверхностно-активное вещество 2,4 - 24, натриевую соль полиакриловой кислоты 1 - 10, ингибитор коррозии 0,5 - 20 и воду - остальное, при этом в качестве натриевой соли полиакриловой кислоты используют упомянутую соль, модифицированную эфирными группами. Технический результат - увеличение моющей способности, придание свойства деэмульгирования и самоочищения раствора, что позволяет его использовать более ста раз. Кроме того, образующаяся мономолекулярная полимер-пленка предотвращает коррозию.

Изобретение относится к моющим средствам, применяемым для промышленной очистки поверхностей от различных видов загрязнений, в том числе от загрязнений нефтепродуктами и другими жидкими или вязкими углеводородами без мехпримесей или с мехпримесями и шламами.

Известно моющее средство для очистки металлических поверхностей, представляющее собой порошок, включающий в качестве электролита тетраборнокислый натрий 42-52%, неиногенное поверхностно-активное вещество (ПАВ) 5-10%, продукт полимеризации окиси этилена (с мол. м. 1000) 0,06-0,2%, кальцинированную соду - остальное до 100. Состав используют в виде водных растворов концентрации 10-15 г/дм³ при температуре 50-80^oC. Средство обладает высокими травящими свойствами, малым временем очистки загрязнений и позволяет использовать моющий раствор в струйных моечных машинах (RU 2010846, C 11 D 3/37).

Известно гранулированное моющее средство, включающее неиногенное ПАВ - 2,1, C₁₃-алкилбензосульфонат натрия - 13,7%, C₁₄-C₁₅-алкилсульфат натрия - 13,7%, полиакрилат натрия - 1,6%, пеногасителъ (полиэтиленгликоль) - 1,6%, эфир поликарбоксилат - 10,6%, ЦТА - 15,8%, цитрат натрия - 9,5%, сульфонат натрия - 17,8%, прочие добавки - 8,2%, воду - 5,4%. Водный раствор средства обладает высокими моющими способностями и возможно его применение в машинах струйного типа ("Поверхностно-активные вещества и моющие средства", справочник под. ред. А.А.Абрамзона, М, 1993, с. 99, рецептура 49).

В качестве прототипа выбрано моющее средство (сухой порошок), включающее соль щелочного металла - карбонат натрия - 45%, полиэлектролит - поликарбоксилат натрия, полученный из акриловой и малеиновой кислот - 8%, моногидрат пербората в качестве стабилизатора водного раствора - 10%, а также комплексное поверхностно-активное вещество, включающее: додецилбензосульфонат натрия (анионное ПАВ) - 7%, натриевая соль жирной кислоты (анионное ПАВ) - 12%, оксиэтилированный спирт жирного ряда 7 моль ОЭ, (неиногенное ПАВ) - 15 % и воду - до 100% ("Поверхностно-активные вещества и моющие средства", справочник, рец. 49). Водный раствор на основе прототипа обладает высокой моющей способностью и обеспечивает качественную очистку загрязненных поверхностей от масел растительного происхождения и жидких углеводородов легких фракций (бензин, керосин, уайт-спирит, дизельное топливо и т.д). Однако в процессе обработки поверхностей растворяемые частицы загрязнений остаются в моющем растворе во взвешенном состоянии, что не позволяет его многократно использовать и приводит к эффекту частичного вторичного загрязнения. Кроме того, прототип не предусматривает осуществлять очистку объектов из цветных металлов и их сплавов, поскольку происходит травление поверхности, а также изделий из чугуна и сталей, в том числе конструкционных, на поверхности которых появляются следы ржавчины. Устранение последнего недостатка простым введением ингибитора коррозии в состав прототипа приводит к резкому снижению моющей способности средства, поскольку существует техническое противоречие между ингибирующими коррозию способностями и моющими способностями таких составов.

В основу изобретения поставлена задача создания моющего средства, обладающего одновременно деэмульгирующей и ингибирующей коррозию способностями и, как следствие, расширения области применения средства и обеспечения многократности его использования.

Поставленная задача решается тем, что моющее средство, включающее водорастворимую соль щелочных металлов, неиногенное поверхностно-активное вещество, натриевую соль полиакриловой кислоты и воду, согласно изобретению дополнительно содержит ингибитор коррозии, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Водорастворимая соль щелочных металлов - 45-96 Неиногенное поверхностно-активное вещество - 2,4-24 Натриевая соль полиакриловой кислоты - 1-10 Ингибитор коррозии - 0,5-20 Вода - Остальное при этом в качестве натриевой соли полиакриловой кислоты используют упомянутую соль, модифицированную эфирными группами.

При использовании моющего средства заявляемого состава его предварительно разбавляют водой до концентрации 1-5 мас.%. Процесс очистки загрязненных поверхностей зависит от природы загрязнений, от материала обрабатываемой поверхности, от степени загрязненности и от других физико-химических факторов. С учетом конкретных особенностей очистку можно производить как в машинах струйного типа, так и методом окунания с механическим перемешиванием моющего раствора или барботажем сжатым воздухом.

В качестве водорастворимых солей щелочных металлов могут использоваться сульфаты, сульфиты, карбонаты, бикарбонаты и другие соли натрия, калия и других щелочных металлов, включая и двойные соли, такие как глазерит (Na₂SO₄ · 3 K₂SO₄).

При уменьшении доли солей щелочных металлов менее 45% резко снижается моющая способность средства, а при увеличении более 96% прекращается его самоочищающая способность.

В качестве неионогенного ПАВ могут быть использованы соединения типа RO(CH₂CH₂O)_nH, где R - линейный или разветвленный алкил C - 8-12, n - 3-20; например: неонол АФ-10, АФ-9-12, (ТУ 38.103625-87), синтанол (ТУ 6-14-19-472-83), синтамид-5 (ТУ 6-36-2000000-88), а также алкилполиглюкозиды, например Lutensol GD-70 (Проспект фирмы BASF "Technical Information": Liquid detergents Ti/ES 1148е, abr. 1992 (DEC), c. 4-5) и другие. При уменьшении доли неионогенного ПАВ меньше 2,4% резко снижается мицеллообразование моющего раствора, при увеличении свыше 24% снижается общее комплексное моющее действие, что вызвано подавлением электролитических свойств раствора.

В качестве натриевой соли полиакриловой кислоты могут быть использованы соединения с мол. м. 18000 - 250000, модифицированные эфирными группами - OC_nH_2n-1, где n= 2-6. Натриевая соль полиакриловой кислоты в присутствии указанного электролита проявляет себя как бифункциональное ПАВ анионного и неиногенного вида.

При уменьшении доли натриевой соли полиакриловой кислоты меньше 1% резко снижается деэмульгирующая способность раствора, отвечающая за его самоочищение, а при увеличении свыше 10% снижается общее комплексное моющее действие, что вызвано подавлением электролитических свойств раствора.

В качестве ингибитора коррозии могут быть использованы соединения как органического происхождения типа соли триэтаноламина и моноалкиламида дикарбоновой кислоты, так и неорганические соединения типа метасиликата натрия.

При уменьшении доли ингибитора коррозии менее 0,5% коррозионная активность водного раствора возрастает, а при увеличении более 20% снижается моющая способность средства за счет подавления электролитических свойств раствора.

Вода присутствует в сухом порошке в пределах 0,1 - 3,0%. При увеличении количества воды более 3% длительность хранения моющего состава снижается, что ухудшает его свойства.

Пример 1. В ванну объемом 1,3 л залили 1 л приготовленного моющего раствора, содержащего 30 г сухого моющего состава, в котором содержалась сода кальцинированная в количестве 80%, полиэлектролит - модифицированная натриевая соль полиакриловой кислоты (НСПАК) мол. м. 110000 - 3%, неионогенный ПАВ (НПАВ) - неонол строения RO(CH₂CH₂O)_nH (где R - алкильная группа преимущественно линейного строения изо-C₁₁, n= 8) - 10%, ингибитор коррозии - соль триэтаноламина и моноалкиламида дикарбоновой кислоты - 6,5%, вода - 0,5%.

В моющий раствор погружали пластины размером 50х50 мм из Ст.3 и чугуна АСЧ-1, загрязненные мазутом Ф-5. При механическом перемешивании производили отмывку пластин в течении 10 мин при температуре раствора 55^oC. После этого образцы взвесили и определили моющую способность (степень очистки), которая составила для стали 99,8% и для чугуна 99,5%. При исследовании отмытых образцов следов коррозии не обнаружили. После отстаивания в течение 10 мин мазут всплывал из раствора с четким разграничением фаз водный раствор - мазут, т. е. происходило самоочищение водного раствора от нефтепродукта. Впоследствии мазут удалялся с поверхности водоструйным насосом, а очищенный таким образом моющий раствор использовался многократно.

Пример 2. В ванну объемом 1,3 л залили 1 л приготовленного водного раствора, содержащего 10 г сухого моющего состава при том же соотношении компонентов, что и в примере 1, объекты загрязнения, вид загрязнения и условия отмывки те же. Моющая способность составила 99,2 % и 99,1% соответственно для стальной пластины и для чугунной. В процессе отстаивания время самоочищения составило 25 мин.

Пример 3. Осуществляли очистку пластины размером 80х80 мм из конструкционной стали Ст.20, предварительно подготовленную следующим образом: образец окунали в сырую нефть, содержащую мехпримеси (металлическая окалина и песок), и оставляли на просушку в течение 5 дней. При очистке использовался состав, аналогичный приведенному в примере 1, но в качестве ингибитора коррозии применяли метасиликат натрия. Очистку производили струйно-циркуляционным методом. Пластину помещали в резервуар, обрабатывали струей моющего раствора. Стекающий с пластины раствор собирался в донной части резервуара, отстаивался там в течение 10-15 мин, в результате чего происходило его самоочищение: нефть всплывала на поверхность, а мехпримеси осаждались и собирались в специальной выемке на дне резервуара. Очищенный раствор из резервуара забирался циркуляционным насосом и вновь подавался на отмывку, а нефть с поверхности удалялась в специальный сборник. Пластина отмывалась в течение 10 мин до степени очистки 99,0%, следов коррозии на пластине не обнаружено.

Пример 4. Описанным в примере 3 струйно-циркуляционным методом поочередно осуществляли очистку пластин из алюминиевых сплавов АМг5В, АМцС, из меди технической МЗС, латуни ЛЖМЦ 59-1-1, бронзы БрАМц 9-2, никеля НП2. Размер пластин составлял 80х80 мм, загрязнение - пластичная смазка "Литол-24" с мехпримесями, толщина слоя загрязнений 1,5-2,0 мм. Обработку осуществляли в течение 10 мин, степень очистки составляла 96,5-99,3%, при этом следов травления поверхности цветных металлов не обнаружено. Время самоочищения раствора, загрязненного пластичной смазкой, составило 10-15 мин.

Пример 5. Осуществляли очистку песка, загрязненного дизельным топливом. Применяли моющий раствор, аналогичный по составу и концентрации раствору, приведенному в примере 1, но вместо кальцинированной соды использовали сульфат натрия, а в качестве модифицированной натриевой соли полиакриловой кислоты применяли упомянутую соль с мол. м. 50000. Два килограмма загрязненного песка помещали в резервуар и заливали 10 л моющего раствора. Перемешивание осуществлялось барботажем сжатым воздухом в течение 20 мин. Затем раствор отстаивался в течение 10 мин, в результате чего происходило деэмульгирование нефтепродукта, который всплывал на поверхность и удалялся. Очищенный моющий раствор откачивался для последующего многократного использования, а собранный песок высушивался и взвешивался для определения степени очистки.

Степень очистки составила 93,0%, что позволило ввести его природооборот.

Пример 6. Осуществляли отмывку внутренней поверхности резервуара нефтеналивного танкера от дизельного топлива, в моющем растворе использовали сухую смесь, содержащую кальценированную соду - 75%, неиногенное ПАВ - Lutensol GD-70 - 13%, модифицированную натриевую соль полиакриловой кислоты - 5%, ингибитор коррозии - соль триэтаноламина и моноалкиламида дикарбоновой кислоты - 6%, воду - остальное. Указанную сухую смесь растворяли в морской воде до концентрации 3,5 мас.%. Отмывку поверхности осуществляли струйным методом под давлением 12 МПа в течение 5 час с применением четырехструйной моющей головки при температуре раствора 45-55^oC. Степень очистки определялась по ГОСТ 1510-70 и соответствовала норме. Через каждый час отмывка приостанавливалась, в течение 10-15 мин раствор отстаивался и самоочищался, деэмульгированное дизельное топливо откачивалось с поверхности раствора. Степень обводнения регенерированного нефтепродукта составляет менее 5%, что позволяет его вторично использовать по назначению. Очищенный моющий раствор использовался в дальнейшем процессе отмывки до 100 раз. Исследования внутренней поверхности резервуара не выявили следов коррозии.

Таким образом, изобретение обладает высокой моющей и ингибирующей коррозию способностями, а также свойством деэмульгирования, что позволяет его использовать более ста раз, вследствие его самоочищения.

Дополнительным преимуществом заявленного моющего средства является свойство образовывать на обработанных поверхностях мономолекулярный слой полимерной пленки, которая предотвращает коррозию, повторные загрязнения и устойчива к атмосферным осадкам.

Моющее средство может быть широко использовано в промышленности: для отмывки металлических поверхностей перед окраской, для отмывки резервуаров, например, танкеров при ремонтно-регламентных работах и смене сортности хранящегося нефтепродукта, при расконсервации деталей из черных и цветных металлов и сплавов, при стирке спецодежды, как обезжиривающее средство при гальванических работах, при отмывке грунтов и шламов от нефтепродуктов и других углеводородов при их аварийном разливе и т.д.

Один литр средства позволяет быстро очистить поверхность от одного килограмма нефтепродуктов. При этом регенерированные нефтепродукты могут быть повторно использованы, что наряду с отсутствием необходимости сброса моющего средства в канализацию и окружающую среду обеспечивает решение важной экологической задачи.

Формула изобретения

Моющее средство, включающее водорастворимую соль щелочных металлов, неионогенное поверхностно-активное вещество, натриевую соль полиакриловой кислоты и воду, отличающееся тем, что дополнительно содержит ингибитор коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.%: Водорастворимая соль щелочных металлов - 45 - 96 Неионогенное поверхностно-активное вещество - 2,4 - 24
Натриевая соль полиакриловой кислоты - 1 - 10
Ингибитор коррозии - 0,5 - 20
Вода - Остальное
при этом в качестве натриевой соли полиакриловой кислоты используют упомянутую соль, модифицированную эфирными группами.