Жидкий щелочной моющий препарат для очистки металла

Авторы патента:

Казеннова Елена Ивановна (RU)

Подобед Андрей Николаевич (RU)

Чумаевский Виктор Алексеевич (RU)

Капускина Ирина Валерьевна (RU)

Ищенко Александр Васильевич (RU)

Дьяконов Владимир Анатольевич (RU)

C11D3/02 - неорганические соединения

C11D1/72 - простые эфиры полиоксиалкиленгликолей (C11D 3/075 имеет преимущество)

C11D1/66 - неионные соединения

C11D1/00 - Моющие составы на основе поверхностно-активных соединений; использование этих соединений в качестве моющих средств

Владельцы патента RU 2531586:

Закрытое Акционерное Общество "ФК" (RU)

Изобретение относится к технологическим процессам с использованием моющих препаратов, в частности в металлургической промышленности для очистки холоднокатаного металлопроката в рулонах на агрегатах непрерывной обработки от масел, прокатных эмульсолов, смазок, углеродистых загрязнений. Описан жидкий щелочной моющий препарат, содержащий гидроксид натрия, натрий фосфорнокислый трехзамещенный, комплексон (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водная), моющий поверхностно-активный агент Berol DGR 81, дополнительно содержит гидроксид калия, моющий поверхностно-активный агент Berol LFG 61, смесь полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции C7-C17, пропиленгликоль и антипенную добавку Биомол ПГ-63 при следующем соотношении компонентов, г/л: гидроксид натрия 2,05-3,4, гидроксид калия 1,5-2,5, натрий фосфорно-кислый трехзамещенный 0,08-0,13, комплексон-динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой

кислоты, водная 0,16-0,28, моющий поверхностно-активный агент Berol DGR 81 - оптимизированная смесь неиногенных ПАВ этоксилатов спирта и

алкилглюкозидов 0,12-0,2, моющий поверхностно-активный агент Berol LFG 61 - оптимизированная смесь неиногенных ПАВ этоксилатов спирта и

алкилглюкозидов 0,58-0,97, смесь полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции C7-C17 0,035-0,09, пропиленгликоль 0,21-0,36, антипенная добавка Биомол ПГ-63 0,17-0,29, вода - остальное до 1 л, причем массовое соотношение смеси поверхностно-активных веществ к пропиленгликолю и к антипенной добавке составляет: (4,3:1,24:1). Технический результат - высокая моющая способность как при химическом, так и при электрохимическом методе обезжиривания, низкое пенообразование. 2 табл.

Известно моющее средство (RU 2422499) для очистки металлической поверхности, содержащее следующее соотношение компонентов, в мас.%:

Гидроксид натрия	15-25
Гидроксид калия	10-15
Метасиликат натрия (жидкое стекло)	1-3
Неионогенный ПАВ (алкилполигликозид C₈-тC₁₀)	3-7
Неионогенный ПАВ (окись алкилдиметиламина)	1-5
Карбонат калия	1-3
Глюконат натрия	0,1-3
Триполифосфат натрия	0,1-1
Этиленгликоль	1-3
Вода	Остальное

Используя данный моющий препарат при температуре 65-80°C и времени обезжиривания 25-30 сек, можно получить хорошую степень очистки металлической поверхности. Но у препарата есть существенный недостаток - высокое пенообразование, что делает невозможным использование его в агрегатах скоростной обработки металла, а также высокий расход материала.

Наиболее близким к изобретению по назначению и достигаемому результату является моющий препарат (RU 2359013), содержащий следующее соотношение компонентов, в г/л:

Гидроксид натрия	1,16-6,38
Силикат натрия	0,01-0,70
Натрий фосфорнокислый 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
Berol DGR 81 (оптимизированная смесь
неиногенные ПАВ этоксилатов спирта и
алкилглюкозидов)	0,078-0,428
Вода	остальное до 1 л

Данный моющий препарат хорошо очищает металлопрокат при химическом методе обезжиривания, но не дает достаточно хороших очищающих результатов при электрохимическом. Входящие в состав силикаты образуют на поверхности металла пассивную пленку, что приводит к ухудшению качественных свойств наносимого на металл цинкового или алюмоцинкового покрытий.

Задачей изобретения является разработка жидкого щелочного моющего препарата с высокой моющей способностью как при химическом, так и при электрохимическом методе обезжиривания, низким пенообразованием и не оказывающего отрицательного влияния на нанесение и последующее формирование цинкового, алюмоцинкового покрытий с хорошими показателями качества.

Поставленная задача достигается тем, что жидкий щелочной моющий препарат, содержащий гидроксид натрия, натрий фосфорнокислый трехзамещенный, комплексен (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водная), моющий поверхностно-активный агент Berol DGR 81, дополнительно содержит гидроксид калия, моющий поверхностно-активный агент Berol LFG 61, смесь полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции C7-C17, пропиленгликоль и антипенную добавку Биомол ПГ-63 при следующем соотношении компонентов, г/л:

Гидроксид натрия	2,05-3,4
Гидроксид калия	1,5-2,5
Натрий фосфорно-кислый трехзамещенный	0,08-0,13
Комплексон-динатриевая соль
этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная или
тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой
кислоты, водная	0,16-0,28
Моющий поверхностно-активный
агент Berol DGR 81 - оптимизированная смесь
неиногенных ПАВ этоксилатов спирта и
алкилглюкозидов	0,12-0,2
Моющий поверхностно-активный
агент Berol LFG 61 - оптимизированная смесь
неиногенных ПАВ этоксилатов спирта и
алкилглюкозидов	0,58-0,97
Смесь полиоксиэтилированных эфиров
моноэтаноламидов синтетических
жирных кислот фракции C7-C17	0,035-0,09
Пропиленгликоль	0,21-0,36
Антипенная добавка Биомол ПГ-63	0,17-0,29
Вода	остальное до 1 л,

причем массовое соотношение смеси поверхностно-активных веществ к пропиленгликолю и к антипенной добавке составляет: (4,3:1,24:1).

Заявляемый жидкий щелочной моющий препарат представляет собой концентрированный состав от желтого до коричневого цвета, малотоксичный и негорючий, смешиваемый с водой в любых соотношениях.

В качестве активных компонентов используются гидроксиды натрия и калия, создающие щелочную среду и оказывающие омыляющее действие на загрязнения различного характера.

Комплексоны и фосфаты улучшают моющую способность, снижают жесткость воды, что дает возможность использовать препарат в воде любой жесткости.

В качестве ПАВ в предложенном препарате используются моющие поверхностно-активные агенты Berol DGR 81 и Berol LFG 61, представяющие собой смесь этоксилатов спиртов и алкилглюкозида и смесь полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции C7-C17. Данный комплекс ПАВ обладает хорошими обезжиривающими и смачивающими свойствами в сильнощелочной среде.

Биомол ПГ-63 - антипенная добавка, состоящая из смеси ПАВ, не содержит силикона, обладает эмульгирующим и диспергирующим действием, тем самым дополнительно увеличивает моющую способность жидкого щелочного моющего препарата.

Введение в состав жидкого щелочного моющего препарата пропиленгликоля позволяет получить однородный продукт с хорошими потребительскими свойствами.

Заявляемое соотношение компонентов обеспечивает жидкому щелочному моющему препарату:

- высокую моющую способность;

- возможность использования на агрегатах скоростной обработки металла, т.к. рабочие растворы моющего препарата имеют низкое пенообразование;

- возможность использования на агрегатах скоростной обработки металла, где обезжиривание и очистка холоднокатаного металла ведется как химическим, так и электрохимическим методами;

- возможность использования перед нанесением цинковых и алюмоцинковых покрытий.

Эффективность и стабильность очистки рабочим раствором щелочного моющего препарата сохраняется при накоплении значительного количества загрязнений.

Для исследования было составлено 5 составов жидкого щелочного моющего препарата с различным соотношением компонентов и 1 состав по прототипу.

Составы жидкого щелочного моющего 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 по прототипу средства готовили аналогичным образом.

Составы предлагаемого жидкого щелочного моющего препарата и по прототипу приведены в таблице 1.

Составы проверяли на пенообразующую способность. Сущность определения сводилась к тому, что в стандартный цилиндр на 250 см³ заливали 100 см³ исследуемого раствора, нагретого до температуры 60°C, закрывали пробкой и встряхивали 20 раз. По истечении 15 сек замеряли первоначальную высоту пены в сантиметрах.

Составы предлагаемого жидкого щелочного моющего препарата и по прототипу проверяли на моющую способность. Определение вели весовым методом, который основывается на определении процента удаления загрязнений с поверхности металлического образца.

Испытания проводились на образцах холоднокатаной стали размером 50×100 мм (площадь обрабатываемой поверхности 1 дм²).

В лабораторных условиях проводили моделирование процессов химического и электрохимического обезжиривания поверхности холоднокатаной стали.

Схема последовательной обработки каждого образца:

- взвешивание на аналитических весах (m₁);

- химическая или электрохимическая обработка в растворе моющего препарата без использования щеток. При химической обработке время обезжиривания составляет 8 сек при температуре 80-85°C, при электрохимической катодной обработке время обезжиривания составляет 6 сек при температуре 70-80°C и плотности тока 10 А/дм²;

- промывка горячей водой;

- сушка фильтровальной бумагой;

- взвешивание на аналитических весах (m₂);

- удаление остаточной загрязненности протиркой образцов спиртом;

- взвешивание на аналитических весах (m₃).

Моющая способность (X), в процентах, вычисляли по формуле

$X = \frac{m_{1} - m_{2}}{m_{1} - m_{3}} \cdot 100$ ,

Результаты испытаний приведены в таблице №2.

Качество цинкового покрытия, прочность сцепления с основой, проверяли стандартным методом по ГОСТ 14019. Сущность метода сводилась к тому, что испытуемый образец оцинкованного металла загибали на 180° и определяли прочность сцепления покрытия со стальной основой. При удовлетворительном результате не должно наблюдаться отслоение цинкового и алюмоцинкового покрытия с наружной стороны. (Допускается сетка мелких трещин по всей длине изгиба и отслоение покрытия на расстояние не более 6 мм от краев образца).

Дополнительно к основному испытанию образцы оцинкованного металла проверяли на прочность сцепления с основой на приборе Локформер. Этот прибор формировал двойной перегиб металла на 180° в одной плоскости. Изгиб проводился по всей длине образца (не <250 мм). Один образец испытывали поперек направления прокатки, второй - вдоль. Оценка прочности сцепления проводилась визуальным методом. В месте изгиба не должно быть отслоений, обнажающих стальную поверхность. (Допускается сетка мелких трещин). Результаты испытаний приведены в таблице №2.

Как видно из примеров (см. таблицу 2 пр.2, 3, 4), содержание компонентов в заявляемых пределах обеспечивает низкое пенообразование рабочего раствора, высокую моющую способность и дает возможность получить в дальнейшем цинковые и алюмоцинковые покрытия с хорошими показателями качества.

Изменение содержания компонентов ниже заявляемых пределов (см. таблицу 2 пр.1) приводит к снижению моющей способности, а выше предельных значений (см. таблицу 2 пр.5) к повышенному пенообразованию раствора и не приводит к улучшению моющих свойств, но удорожает состав. В обоих случаях отрицательно влияет на качественные показатели цинкового и алюмоцинкового покрытий.

Пример 6 характеризует свойства прототипа и покрытий, полученных после предварительной обработки в данном составе.

Использование предложенного жидкого щелочного моющего препарата обеспечивает следующие технико-экономические преимущества:

1. Высокая степень очистки холоднокатаного металлопроката, за счет высокой моющей способности как при химическом, так и при электрохимическом методе обезжиривания.

2. Малый расход препарата, т.к. не происходит унос моющего раствора 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 холоднокатаного проката перед нанесением цинкового и алюмоцинкового покрытия.

5. Применение жидкого препарата упрощает и повышает надежность промышленного использования, можно перекачивать насосом, что делает работу безопасной и улучшает производственные условия труда.

Таблица №1
№ п.п.	Компоненты	Содержание в составе, г/л
1	2	3	4	5	6*
1	Гидроксид натрия	1,6	2,05	2,7	3,4	3,8	6,38
2	Гидроксид калия	1,2	1,5	2,0	2,5	2,8	-
3	Силикат натрия	-	-	-	-	-	0,7
4	Натрий фосфорнокислый трехзамещенный	0,06	0,08	0,105	0,13	0,15	0,09
5	Комплексен (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водная)	0,13	0,16	0,22	0,28	0,31	0,05
6	Моющий поверхностно-активный агент Berol DGR 81 (оптимизированная смесь неиногенные ПАВ этоксилатов спирта и алкилглюкозидов)	0,1	0,12	0,16	0,2	0,22	0,428
7	Моющий поверхностно-активный агент Berol LFG 61 (оптимизированная смесь неиногенные ПАВ этоксилатов спирта и алкилглюкозидов)	0,46	0,58	0,77	0,97	1,1	-
8	Смесь полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции C7-C17	0,03	0,035	0,063	0,09	0,1	-
6	Пропиленгликоль	0,1	0,21	0,285	0,36	0,41	-
7	Антипенная добавка Биомол ПГ-63	0,137	0,17	0,23	0,29	0,33	-
11	Вода	До 1 литра
12	Массовое соотношение смеси поверхностно-активных веществ к пропиленгликолю и к антипенной добавке составляет:	4,3:1,24:1	4,3:1,24:1	4,3:1,24:1	4,3:1,24:1	4,3:1,24:1	-

Таблица №2
№ пп.	Показатели	Составы
1	2	3	4	5	6*
1	Моющая способность, %:
1	- химическое обезжиривание	<75	>85	>90	>88	>83	<70
- электрохимическое обезжиривание	<85	>94	>98	>96	>92	-
2	Пенообразующая способность, см	0,5	0,7	0,8	1,1	2,5	2,5
3	Показатели качества цинкового и алюмоцинкового покрытия:
	- прочность сцепления с основой при изгибе на 180°;	не удовлетворительно	удовлетворительно	удовлетворительно	удовлетворительно	не удовлетворительно	не удовлетворительно
	- прочность сцепления с основой на приборе Локформер.	не удовлетворительно	удовлетворительно	удовлетворительно	удовлетворительно	не удовлетворительно	не удовлетворительно

Литература

1. Патент РФ №2422499 «Моющее средство».

2. Патент РФ №2359013 «Щелочной моющий препарат для очистки металлов», (прототип).

Жидкий щелочной моющий препарат, содержащий гидроксид натрия, натрий фосфорнокислый трехзамещенный, комплексон (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная или тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, водная), моющий поверхностно-активный агент Berol DGR 81, отличающийся тем, что дополнительно содержит гидроксид калия, моющий поверхностно-активный агент Berol LFG 61, смесь полиоксиэтилированных эфиров моноэтаноламидов синтетических жирных кислот фракции C7-C17, пропиленгликоль и антипенную добавку Биомол ПГ-63 при следующем соотношении компонентов, г/л:

Гидроксид натрия	2,05-3,4
Гидроксид калия	1,5-2,5
Натрий фосфорно-кислый трехзамещенный	0,08-0,13
Комплексон - динатриевая соль
этилендиаминтетрауксусной кислоты, водная или
тринатриевая соль гидроксиэтилидендифосфоновой
кислоты, водная	0,16-0,28

Моющий поверхностно-активный

агент Berol DGR 81 - оптимизированная смесь
неиногенных ПАВ этоксилатов спирта и
алкилглюкозидов	0,12-0,2
Моющий поверхностно-активный
агент Berol LFG 61 - оптимизированная смесь
неиногенных ПАВ этоксилатов спирта и
алкилглюкозидов	0,58-0,97
Смесь полиоксиэтилированных эфиров
моноэтаноламидов синтетических
жирных кислот фракции C7-C17	0,035-0,09
Пропиленгликоль	0,21-0,36
Антипенная добавка Биомол ПГ-63	0,17-0,29
Вода	Остальное до 1 л,

Изобретение относится к техническим моющим средствам для очистки и дезинфекции оборудования, стеклянной, пластмассовой, металлической тары, трубопроводов и прочего инвентаря на предприятиях пищевой промышленности.

Суспензия перламутрового агента для жидкой композиции для обработки // 2509799

Настоящее изобретение относится к физически стабильной суспензии неорганического перламутрового агента, пригодного для использования в жидкой композиции для обработки, содержащей: неорганический перламутровый агент; органический растворитель, выбранный из группы, состоящей из глицерина, сорбита и их смесей; и модификатор реологии, содержащий неполимерный кристаллический гидроксифункциональный материал.

Моющее средство для обезжиривания холоднокатанной черной жести в рулонах // 2507246

Изобретение относится к составам моющих средств и может быть использовано в металлургии для обезжиривания и предотвращения межвитковой свариваемости холоднокатаной черной жести в рулонах во время высокотемпературного отжига в колпаковых печах.

Бесфосфатное средство для автоматического мытья посуды, обеспечивающее улучшенные пятно- и пленкообразующие характеристики // 2483102

Моющее средство для молочного оборудования (щмс-5) // 2472851

Изобретение относится к жидким моющим средствам и может быть использовано для мойки доильных установок с молокопроводом, молочного оборудования на молочных фермах.

Обеззараживающая, очищающая и/или обезжиривающая пена, содержащая твердые частицы // 2470068

Композиция и способ чистки ковров // 2468073

Средство для очистки оборудования пищевой и перерабатывающей промышленности // 2429287

Изобретение относится к синтетическим моющим средствам для удаления сложных минерально-органических отложений с металлических поверхностей, а также с керамики и стекла на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленностей.

Композиция моющего средства // 2429286

Покрытая композиция из гипохлорита кальция // 2422500

Средство для очистки очковой оптики, телевизионных экранов и мониторов // 2487163

Изобретение относится к области медицины, к новым изделиям медицинской техники, а именно к новым средствам для очистки очковой оптики, а также к средствам для ухода за электронно-вычислительной, телевизионной и другой сложной бытовой техникой, имеющей устройства для визуализации информации (экраны, мониторы, табло, индикаторы).

Жидкие очищающие композиции // 2405033

Антикоррозионные моющие композиции и их использование для очистки стоматологических и медицинских инструментов // 2388797

Моюще-очищающее средство для удаления накипи с нагревательных элементов и внутренних поверхностей стиральных машин // 2334790

Смесь алкоксилатов и ее применение в качестве моющего средства для твердых поверхностей // 2320635

Изобретение относится к новой смеси алкоксилатов, обладающей поверхностно-активными, увлажняющими и очищающими свойствами, отличающейся тем, что она имеет формулу где ПО является звеном пропиленокси, ЭО является звеном этиленокси, n имеет среднее значение в диапазоне 1,6-3,3 на 2-этилгексильную группу, и m имеет среднее значение в диапазоне 3,0-5,5 на 2-этилгексильную группу и содержит менее чем 1,5 мас.% непрореагировавшего 2-этилгексанола; причем указанную смесь получают взаимодействием 2-этилгексанола с пропиленоксидом на первой стадии и на второй стадии пропоксилированную смесь подвергают взаимодействию с этиленоксидом, и количество 2-этилгексилпропоксилата составляет от 2 до 20 мас.%.

Техническое моющее средство // 2289614

Изобретение относится к техническим моющим средствам, применяемым для очистки и обеззараживания поверхностей от органических загрязнений, в т.ч. .

Состав для отбеливания текстильных материалов // 2285719

Изобретение относится к бытовой химии, а именно к составам для отбеливания белых и пестротканых изделий из натуральных, искусственных, синтетических и смешанных волокон.

Моющее средство для очистки металлической поверхности // 2245359

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 для очистки металлической поверхности // 2239651

Изобретение относится к моющим средствам для очистки металлических поверхностей от масляных, грязевых и жировых загрязнений перед операциями фосфатирования и нанесения лакокрасочных покрытий.

Техническое моюще-дезинфицирующее средство // 2230103

Изобретение относится к области защиты от коррозии и обеззараживания и может найти применение во всех областях промышленности, где имеют место загрязнения поверхности продуктами органического происхождения: маслами, смазками, нефтью, эмульсиями, асфальтосмолопарафиновыми отложениями, например, при ремонте оборудования, в машиностроении, на транспорте, в нефтедобывающей промышленности для отмывки емкостей, отстойников и насосов, уборки рабочих мест и мойки полов ремонтных мастерских.

Санитарно-гигиеническое чистящее средство // 2520168

Изобретение относится к гигиеническим чистящим средствам. Описывается санитарно-гигиеническое чистящее средство, содержащее следующие компоненты, мас.%: хлороводород (в пересчете па 36% соляную кислоту 15,5-22) 5,58-7,92, неионогенное поверхностно-активное вещество 0,5-1,6, полиэлектролит 2,0-6,0, гексаметилентетрамин 0-4,0, ингибитор кислотной коррозии 0,03-0,1, вода остальное.