Состав для удаления продуктов коррозии и обезжиривания металлов

Состав для удаления продуктов коррозии и обезжиривания металлов

Реферат

 

Изобретение относится к химии смесевых составов и композициям, предназначенным для очистки поверхности металлов от загрязнений, преимущественно при подготовке их к лакокрасочным покрытиям и может быть использовано в машиностроении, на транспорте. Сущность изобретения: состав содержит ортофосфорную кислоту (10 - 65%), спирт алифатический, например изопропиловый (15 - 50), синтанол ДС - 10 (0,01 - 5,0), эмульгатор, например додецилсульфат натрия (0,05 - 5,0), окись цинка и/или титана (5 - 30), нитрат цинка (0,5 - 4,0), фторид щелочного металла или аммония (0,2 - 2,0), триэтаноламин (0,5 - 8,0), вода остальное.

Изобретение относится к химии смесевых составов и композициям, предназначенным для очистки поверхности металлов от загрязнений, преимущественно при подготовке их к лакокрасочным покрытиям (ЛКП). Предлагаемое изобретение может быть использовано в машиностроении, на транспорте, при ремонте бытовой техники, очистке от продуктов коррозии трудноудаляемых загрязнений с различных изделий.

Долговечность и другие характеристики ЛКП в значительной степени зависят от качества подготовки поверхности металла под окраску. При этом важнейшими операциями являются удаление продуктов коррозии и обезжиривание поверхности. Для удаления продуктов коррозии и других прочносвязанных загрязнений с поверхности металла обычно используют механический и химической методы.

Механический метод трудоемок, требует большой осторожности, так как может привести к повреждению изделия, неэффективен при удалении загрязнений из труднодоступных мест.

Наиболее технологичен процесс удаления продуктов коррозии путем обработки изделия растворами кислот, т. е. травлением. При этом поверхность необходимо предварительно обезжирить, иначе травление протекает неравномерно, что усложняет процесс подготовки поверхности к покрытию и снижает эффективность ЛКП.

Наибольший интерес представляют растворы, пригодные для одновременной очистки и фосфотирования металлов, которые обеспечивают дополнительную антикоррозионную защиту.

Так известен водный раствор, содержащий фосфонол и неионогенное ПАВ, обеспечивающий очистку, обезжиривание и образование защитной фосфатной пленки [1]. Однако процесс очистки этим раствором протекает медленно и является недостаточно эффективным при значительных отложениях загрязнений особенно органического происхождения.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения принят получивший широкое распространение состав для травления N 1120, содержащий фосфорную кислоту, гидрохинон и водно-спиртовую смесь. Состав при 20-25^оС полностью удаляет продукты коррозии с углеродистой стали за несколько минут и образует защитную фосфатную пленку [2].

Недостатком прототипа является излишнее растворение металла одновременно с удалением продуктов коррозии и недостаточная стойкость фосфатной пленки во влажной атмосфере, что приводит к последующему покрытию металла налетом ржавчины. В связи с этим требуется обеспечивать минимальный срок нахождения металла без ЛКП.

Целью изобретения является снижение скорости взаимодействия ортофосфорной кислоты с металлом и улучшение защитных свойств состава.

Цель достигается тем, что состав содержит, мас.%: ортофосфорная кислота 10-65; спирт алифатический, например изопропиловый, 15-50; неионогенное ПАВ, например синтанола ДС-10, 0,01-5,0; эмульгатор, например додецилсульфат натрия 0,05-5,0; окись цинка и/или титана 5-30; нитрат цинка 0,5-4,0; фторид щелочного металла или аммония 0,2-2,0; триэтаноламин 0,5-8,0; вода остальное.

Фосфорная кислота, взаимодействуя с продуктами коррозии, обеспечивает их преобразование в стойкую во влажной атмосфере защитную антикоррозионную пленку. Улучшение ее защитных свойств обеспечивается наличием в составе фторидов щелочных металлов, ионов цинка, титана и триэтаноламина.

Совместное присутствие спирта и триэтаноламина обеспечивает оптимальную скорость взаимодействия фосфатов и ортофосфорной кислоты с продуктами коррозии и пассивность к чистому металлу.

Сочетание неионогенного ПАВ, например синтанола ДС-10, с ионогенным ПАВ, нитрат-ионами ускоряет процесс фосфотирования при нормальной температуре и позволяет получать фосфатную защитную пленку с хорошими адгезионными свойствами. Вода обеспечивает лучшее растворение всех компонентов состава и создает оптимальную реакционную среду, сочетание воды и спирта снижает период сушки поверхности.

Для приготовления состава могут быть использованы отходы предприятий микроэлектронной отрасли, в частности растворы, содержащие синтанол, спирты, амины, соли.

Количественный состав указанных компонентов подобран экспериментально. Приведенное сочетание компонентов обеспечивает решение поставленной задачи: улучшение защитных свойств состава и снижение скорости взаимодействия ортофосфорной кислоты с металлом.

Нанесение состава не требует предварительной трудоемкой подготовки поверхности, перед его нанесением на очищаемую деталь удаляют лишь рыхлую ржавчину протиркой ветошью. Время обработки деталей до 0,6-1,5 ч при комнатной температуре и снижается до 15-25 мин при нагреве до 70-80^оС. Расход состава 0,15-0,25 кг/м². Возможно восстановление и многократное использование состава.

П р и м е р 1 (прототип). Для отмывки деталей вакуумных насосов, поверхность которых покрыта ржавчиной и нагарообразующими продуктами, берут состав, включающий, мас.%: ортофосфорная кислота 35; гидрохинон 1; бутиловый спирт 5; этиловый спирт 20; вода 39. При 20^оС детали очищаются за 1,5-2,0 ч, расход 0,5 кг/м². Однако очистка неравномерна, на отдельных участках поверхность имеет из-за перетравления углубления, что может выводить детали из строя. Фосфатная пленка крупнозернистая. При влажности воздуха =98 очаги ржавчины появляются через 5 сут.

П р и м е р 2 (предлагаемый). Для отмывки деталей, аналогичных указанным в примере 1, используют состав, мас.%: ортофосфорная кислота 40; спирт изопропиловый 30; 0,15%-ный раствор синтанола из отхода завода "Микрон" (г. Зеленоград) 10, додецилсульфат натрия 0,2; окись цинка и окись титана (1:1) 8, нитрат цинка 2, фторид натрия 0,4, триэтаноламин 0,9, вода 8,5.

При 20^оС детали очищаются за 40 мин. Поверхность детали покрывается равномерной мелкозернистой защитной фосфатной пленкой, расход 0,25 кг/м². В условиях 98% -ной влажности воздуха ржавчина не появляется за время более трех месяцев. Все очищенные детали работоспособны.

В результате достигается снижение скорости взаимодействия ортофосфорной кислоты с металлом при увеличении скорости растворения продуктов коррозии стали, а также при условии наличия жироподобных загрязнений. Поверхность обладает хорошей адгезией к ЛКП.

Таким образом, предложенный состав обеспечивает ускорение процесса удаления продуктов коррозии при одновременном обезжиривании поверхности и улучшение защитных свойств фосфатной пленки.

Формула изобретения

СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПРОДУКТОВ КОРРОЗИИ И ОБЕЗЖИРИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ, содержащий водно-спиртовую смесь и ортофосфорную кислоту, отличающийся тем, что, с целью ускорения одновременного удаления загрязнений продуктов коррозии и улучшения защитных свойств фосфатной пленки, он содержит, мас.%: Ортофосфорная кислота - 10 - 65 Спирт алифатический, например изопропиловый - 15 - 50 Неионогенное ПАВ, например синтанол ДС-10 - 0,01 - 5,0 Эмульгатор, например додецилсульфат натрия - 0,05 - 5,0 Окись цинка и/или титана - 5,0 - 30 Нитрат цинка - 0,5 - 4,0 Фторид щелочного металла - 0,2 - 2,0 или Аммония триэтаноламин - 0,5 - 8,0 Вода - Остальное