Моющее средство для очистки металлической поверхности

Моющее средство для очистки металлической поверхности

Реферат

Изобретение относится к составам моющих средств и может быть использовано в металлургии для обезжиривания металлопроката в рулонах на агрегатах непрерывной обработки перед нанесением различного типа покрытий (электороизоляционное, фосфатное и т.д.).

Известно моющее средство для очистки металлической поверхности, содержащее компоненты в %:

Бензиловый эфир оксиэтилированногооктилфенола 5

Гидроксид натрия 30

Карбонат натрия 30

Метасиликат натрия (5 Н₂О) 35

/"Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества". Справочник, 1984, с.349/.

Обладая удовлетворительной моющей способностью, состав имеет недостатки. Входящий в состав в больших количествах метасиликат натрия образует на поверхности металла пассивную пленку, которая в последствии оказывает отрицательное влияние на формирование различных покрытий, что, в свою очередь, приводит к ухудшению показателей качества покрытий.

Наиболее близким к изобретению по назначению и достигаемому результату является моющее средство (RU 2134719, 08.01.98), содержащее следующее соотношение компонентов в г/л:

Гидроксид натрия 6,44-11,04

Карбонат натрия 5,74-9,84

Метасиликат натрия 0,42-0,72

Оксиэтилированный монононилфенол

на основе тримеров пропилена, содержащий

в молекуле 12 моль окиси этилена 0,084-0,144

Оксиэтилированный монононилфенол

на основе тримеров пропилена, содержащий

в молекуле 9 моль окиси этилена 0,056-0,096

Триполифосфат натрия 1,26-2,16

Вода остальное до 1 л.

Используя данное средство в виде водного раствора при температуре 65-80°С и времени обезжиривания 25-30 с можно обеспечить неплохую степень очистки металлической поверхности при скоростной обработке металла.

Недостатком средства является высокое пенообразование, что делает невозможным использование его в агрегатах скоростной обработки металла и приводит к повышенному расходу материала.

Задачей изобретения является разработка моющего средства с высокой моющей способностью, низким пенообразованием при обработке металла на агрегатах скоростной, непрерывной обработки, и при использовании которого не оказывается отрицательного влияния на последующее формирование покрытий, в частности электроизоляционного покрытия, с хорошими показателями качества.

Поставленная задача достигается тем, что моющее средство, содержащее гидроксид натрия, силикат натрия, карбонат натрия, триполифосфат натрия, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 6 молей окиси этилена дополнительно содержит антивспениватель ПК-3, при следующем соотношении компонентов, г/л:

Гидроксид натрия 6,05-12,05

Карбонат натрия 5,25-10,75

Силикат натрия 0,27-0,47

Триполифосфат натрия 1,20-2,70

Оксиэтилированный моноалкилфенол

на основе тримеров пропилена, содержащий

в молекуле 12 молей окиси этилена 0,073-0,158

Оксиэтилированный моноалкилфенол

на основе тримеров пропилена, содержащий

в молекуле 6 молей окиси этилена 0,054-0,106

Антивспениватель ПК-3 0,011-0,023

Вода остальное до 1 л.

Причем массовое соотношение смеси оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 12 молей окиси этилена и оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 6 молей окиси этилена к антивспенивателю ПК-3 составляет 11,5:1.

Заявляемое соотношение компонентов позволяет обеспечить моющему средству:

- высокую моющую способность;

- использовать на агрегатах скоростной обработки металла, т.к. рабочие растворы моющего средства имеют низкое пенообразование;

- использовать перед нанесением электроизоляционного покрытия.

Эффективность и стабильность очистки моющим раствором сохраняется при накоплении значительного количества загрязнений.

Для исследования было составлено пять составов моющего средства с различным соотношением компонентов и состав известного.

Составы моющего средства готовили путем последовательного растворения в теплой воде (35-40°С) в течение 15-20 мин расчетного количества ингредиентов.

После их полного растворения состав перекачивали в рабочую ванну.

Состав известного средства готовили аналогичным образом.

Составы известного и предлагаемого моющих средств приведены в таблице 1.

Составы предлагаемого и известного моющих средств проверяли на пенообразующую способность. Сущность определения сводилась к тому, что в стандартный цилиндр на 250 см³ заливали 100 см³ раствора, закрывали пробкой и встряхивали 20 раз. По истечении 15 с замеряли первоначальную высоту пены в сантиметрах. Определение производили при температуре 60°С.

Качество очистки оценивали по результатам удаления с поверхности металла загрязнений индустриального масла, т.е. по моющей способности раствора.

Испытания проводились на образцах листовой анизотропной электротехнической стали размером 150×70 мм.

Образцы дважды тщательно протирали бензином или уайт-спиритом, сушили в течение 20 мин на воздухе, доводили до постоянной температуры в эксикаторе и взвешивали. Результат взвешивания записывали с точностью до четвертого десятичного знака.

Чистые образцы загрязняли индустриальным маслом марки 20 окунанием в сосуд с маслом, затем подвешивали на 24 ч для удаления избытка масла.

Затем образцы взвешивали. Результат взвешивания в граммах записывали с точностью до четвертого десятичного знака.

Взвешенные стальные образцы выдерживали в течение 30 с при температуре 60-65°С в составах предлагаемого и известного моющих средств, применяя 20-кратное погружение в раствор. По истечении времени обезжиренные образцы промывали под струей водопроводной воды с температурой 15-20°С в течение 0,5 мин. Дав стечь избытку воды, образцы помещали на несколько секунд в сосуд с этиловым спиртом и досушивали в сушильном шкафу при температуре 100-110°С. Охлаждали образцы сначала на воздухе, а затем в эксикаторе до постоянной температуры и взвешивали. Результаты взвешивания записывали с точностью до четвертого десятичного знака.

Моющую способность в % определяли по формуле:

,

где А - масса образца, загрязненного маслом, г;

В - масса образца, обработанного в моющем растворе, г;

С - масса образца после обезжиривания бензином или уайт-спиритом, г.

Для определения показателей качества электроизоляционного покрытия образцы листовой анизотропной электротехнической стали обезжиривали в составах (см. табл.1 пр.1-6) при температуре 60-65°С в течение 10-15 с, промывали теплой водой 10-15 с и обрабатывали в электроизоляционном составе в течение 5 с при температуре 20-40°С. Излишки электроизоляционного состава удаляли отжимом гумированными валками. Покрытия подвергались термообработке при температуре 800°С в течение 60 с.

Качество электроизоляционного покрытия определяли по следующим показателям.

Физико-механические свойства - прочность на изгиб. Изгиб образцов на цилиндрической оправке диаметром 3 мм.

Удельные потери при магнитной индукции 1,7 Тл и частоте 50 Гц (Р_1,7/50) определяли по ГОСТ 12119-80.

Результаты определения показателей пенообразующая, моющая способность и качества электроизоляционного покрытия приведены в таблице 2.

Как видно из примеров (см. таблицу 2 пр.2, 3, 4), содержание гидроксида натрия, карбоната натрия, силиката натрия, триполифосфата натрия, оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 12 молей окиси этилена, оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 6 молей окиси этилена, антивспенивателя ПК-3 в заявляемых пределах, обеспечивает низкое пенообразование рабочего раствора, высокую моющую способность и дает возможность получить в дальнейшем электроизоляционное покрытие с хорошими физико-механическими и магнитными свойствами.

Изменение содержания компонентов выше или ниже заявляемых пределов (см. таблицу 2 пр.1, 5) приводит в одном случае к снижению моющей способности, а в другом к высокому пенообразованию раствора и в обоих случаях отрицательно влияет на качественные показатели электроизоляционного покрытия (низкие физико-механические свойства и высокие удельные магнитные потери).

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

Использование предложенного моющего средства обеспечивает следующие технико-экономические преимущества.

1. Высокая степень очистки металлической поверхности за счет высокой моющей способности состава.

2. Малый расход средства, т.к. не происходит унос моющего средства 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 анизотропной электротехнической стали.

Таблица №1
№ п.п.	Компоненты	Содержание в составе, г/л
		1	2	3	4	5	6*
1.	Гидрокcид натрия	4,90	6,05	9,05	12,05	13,2	11,04
2.	Карбонат натрия	4,55	5,25	8,0	10,75	11,65	9,84
3.	Силикат натрия	0,19	0,27	0,37	0,47	0,56	-
4.	Триполифосфат натрия	1,06	1,20	1,95	2,70	3,0	2,16
5.	Оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена	0,062	0,073	0,116	0,158	0,175	-
6.	Оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 6 молей окиси этилена	0,042	0,054	0,08	0,106	0,124	-
7.	Антивспениватель ПК-3	0,009	0,011	0,017	0,023	0,026	-
8.	Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 моль окиси этилена	-	-	-	-	-	0,144
9.	Оксиэтилированный монононилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 9 моль окиси этилена	-	-	-	-	-	0,096
10.	Метасиликат натрия	-	-	-	-	-	0,072
11.	Вода	До 1 литра
12.	Соотношение смеси ПАВ к антивспенивателю ПК-3	11,5:1	11,5:1	11,5:1	11,5:1	11,5:1	-

Таблица №2
Состав моющего средства	Масса образцов зажиренных маслом (А), г	Масса образцов обезжиренных в моющем растворе (В), г	Масса образцов обезжиренных бензином или уайт-спиритом (С), г	Моющая способностью, %	Пенообразующая способность, см	Показатели качества покрытия
						Прочность на изгиб	Удельные магнитные потери Р (т) 50 Вт/кг
1.	57,77640	57,74315	57,74040	92,4	0,7	-	1,28
2.	57,24090	57,19770	57,19755	99,6	1,2	+	1,1
3.	59,01335	58,91570	58,91565	99,9	1,4	+	1,0
4.	59,93330	59,91270	59,91265	99,75	1,7	+	1,0
5.	58,95800	58,93060	58,92820	98,2	2,8	-	1,26
6*	58,53610	58,50330	58,49885	88,05	2,9	-	1,36

Средство моющее для очистки металлической поверхности, содержащее гидроксид натрия, карбонат натрия, силикат натрия, триполифосфат натрия, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 12 молей окиси этилена, оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, содержащий в молекуле 6 молей окиси этилена, отличающееся тем, что дополнительно содержит антивспениватель ПК-3 при следующем соотношении компонентов, г/л:

Гидроксид натрия 6,05-12,05

Карбонат натрия 5,25-10,75

Силикат натрия 0,27-0,47

Триполифосфат натрия 1,20-2,70

Оксиэтилированный моноалкилфенол

на основе тримеров пропилена, содержащий

в молекуле 12 молей окиси этилена 0,073-0,158

Оксиэтилированный моноалкилфенол

на основе тримеров пропилена, содержащий

в молекуле 6 молей окиси этилена 0,054-0,106

Антивспениватель ПК-3 0,011-0,023

Вода Остальное до 1 л

причем массовое соотношение смеси оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 12 молей окиси этилена и оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена, содержащего в молекуле 6 молей окиси этилена, к антивспенивателю ПК-3 составляет: 11,5 :1.