Стеклоочистительная низкозамерзающая жидкость

Стеклоочистительная низкозамерзающая жидкость

Реферат

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к моющим составам низкотемпературных жидкостей, предназначенных для очистки лобовых стекол, окон и световых приборов транспортных средств, в том числе автомобилей, в холодное время года.

Ассортимент незамерзающих жидкостей для очистки (омывания) автомобильных стекол очень широк, но не все препараты безопасны для здоровья человека.

Качественные препараты для омывания стекол должны обладать следующими свойствами:

- эффективно удалять загрязнения при низких температурах;

- иметь пониженную опасность для здоровья человека и окружающей среды;

- после применения жидкости на стекле не должно оставаться подтеков, налетов и радужных пленок, которые могут затруднять обзор водителю;

- отсутствие коррозионного воздействия на резиновые элементы стекол (стекло - очистительные щетки и уплотнители стекол), пластмассовые элементы декора и лакокрасочное покрытие машин;

- вязкость жидкости в пределах 0,9-1,02 мм²/с, позволяющая регулировать ее текучесть;

- рН не выше 8,5, преимущественно 6,5-8,5;

- иметь приемлемые органолептические свойства;

- жидкость не должна расслаиваться на поверхности лобового стекла при движении на больших скоростях, т.к. при этом образуется ледяная пленка, мешающая обзору;

- снижение себестоимости продукции;

- отсутствие ценообразования при пониженных температурах.

Поиск новых составов низкотемпературных стеклоочистительных жидкостей с перечисленными свойствами является актуальной задачей.

Для улучшения указанных эксплуатационных свойств низкозамерзающих стеклоочистительных жидкостей НСЖ известно достаточно много средств. Это различного рода составы НСЖ: RU 2171832, C11D 3/43, 10.08.2001, US 3978010, C11D 1/22, C11D 3/43, 31.08.1976, содержащих метиловый спирт; RU 2233317, C11D 3/44, 27.07.2004, RU 2167192, C11D 3/43, 20.05.2001, RU 2140972, C11D 3/44, 10.11.1999, ЕР 0647706 А2.05.10, 1994, US 4315828 А, 16.02.1982, WO 1997 DE 02713, 1997, WO 0075271, C11D 1/83, C11D 3/20, C11D 3/43, 14.12.2000, содержащих этиловый спирт; US 4213873 А, C11D 3/20, C11D 3/20, 22.07.1980, ЕР 0527625 А2, C11D 1/02, 08.04.1998, SU 1595896 A1, C11D 1/72, 30.09.1990, RU 2051957, C11D 1/66, 10.01.1996, RU 2430964 C1, C11D1/66, C11D 3/20, 10.10.2010, UA 71609, C11D 1/66, C11D 1/75, 25.07.2012, содержащих изопропиловый спирт и т.д.

Общими признаками известных жидкостей является содержание в ней незамерзающего спиртосодержащего компонента - жирных (одноатомных) спиртов из алифатического ряда с содержанием атомов углерода от 1 до 3, поверхностно-активного вещества ПАВ и пакета технологических присадок (ингибитор, отдушка, краситель и т.д.).

Из числа указанных аналогов более близкими являются следующие.

Известно жидкое моющее средство для очистки автомобильных стекол, которое содержит, мас. %: 25-92 метилового спирта, 0,01-4 поверхностно-активного вещества, 0,001-0,100 денатониум бензоата или октаацетата сахарозы и остальное - вода (RU 2171832, C11D 3/43, 10.08.2001). Несмотря на низкую себестоимость моющего средства введение в его состав денатониумбензоата или октаацетата сахарозы, которые придают составу непереносимую горечь и вызывают рвотный эффект, не могут остановить любителей алкоголя, поэтому состав чрезвычайно опасен для здоровья не только для последних, но и для пассажиров, т.к. ПДК такого состава очень низкая 10-15 мг/м³.

Известен состав для очистки стекол, который содержит, мас. %: спирт этиловый синтетический денатурированный (в пересчете на 100%-ный этанол) 35-60, неионогенное ПАВ 0,1-2,0, отдушка 0-0,5, натрий уксуснокислый 0,1-2,0, диэтиловый эфир фталевой кислоты 0,1-0,5, краситель 0-0,01, модификатор аминный 0,1-1,0, вода - остальное (RU 2233317, C11D 3/44, 27.07.2004). Недостатком известного состава является высокий расход этилового спирта, что удорожает себестоимость продукции, и достаточно невысокая чистящая способность (не более 95%).

Известен состав для чистки стекол, который содержит, мас. %: смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных жирных спиртов фракции С₁₂-С₁₄ или смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров моноэтаноламидов синтетических жирных кислот 1-10; многоатомный спирт 25-40; изопропиловый спирт (одноатомный) в качестве низкозамерзающего компонента 10-25, при этом массовое соотношение многоатомного и изопропилового спирта составляет (1-4):1; и вода - до 100 (RU 2051957, C11D 1/66, 10.01.1996).

Состав имеет моющую способность не выше 93%, температуру замерзания минус 45-60°C, однако высокое содержание в составе многоатомных спиртов и ПАВ снижает степень очистки лобовых стекол автомобилей.

Известна низкотемпературная стекломоющая жидкость, которая содержит, мас. %: изопропиловый спирт 10-30, этилкарбитол 2-10, неионогенное поверхностно-активное вещество 0,01-0,10, многоатомный спирт гликоль 0,02-0,10, вода - остальное (RU 2430964, C11D 1/66, C11D 3/20, 10.10.2010). Дополнительно жидкость может содержать аминоспирт - триэтаноламин, в количестве 0,01-0,03 мас. %, отдушку в количестве 0,02-0,20 мас. % и краситель в количестве 0,0002-0,0006 мас. %. Технический результат известного изобретения - снижение температуры замерзания водных растворов изопропилового спирта до минус 40°C, повышение чистящей способности (не ниже 98%), снижение суммарного содержания низкотемпературных ингредиентов и, соответственно, стоимости продукции.

При высоких эксплуатационных характеристиках известного состава жидкости она имеет достаточно высокую токсичность ПДК 20-35 мг/м³, а компоненты состава, попадая в атмосферу, затем в почву ухудшают экологическую ситуацию.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение ассортимента низкозамерзающих стеклоочистительных жидкостей, снижение себестоимости, сохранение эксплуатационных характеристик жидкостей и снижение токсичности (ПДК не ниже 50 мг/м³).

Технический результат достигается тем, что стеклоочистительная низкозамерзающая жидкость, содержащая одноатомный спирт из алифатического ряда, ПАВ, пакет технологических присадок и воду, согласно изобретению дополнительно содержит по крайней мере одну соль карбоновой кислоты, выбранную из ряда, включающего: формиат аммония, формиат калия, формиат натрия, ацетат аммония, ацетат натрия, ацетат калия, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Одноатомный спирт	5,0-30,0
ПАВ	0,10-0,35
Пакет технологических присадок	Не более 5,0
Соль карбоновой кислоты	5,0-60,0
Вода	Остальное

В качестве одноатомного спирта она содержит по крайней мере один выбранный из ряда: метиловый, этиловый, н-пропиловый, изопропиловый, н-бутиловый, изобутиловый, отдельно или в смеси в любом соотношении между собой.

Пакет технологических присадок в виде водной композиции содержит: ингибитор коррозии, регулятор рН, отдушку, краситель при сбалансированном соотношении компонентов, при этом в качестве ингибитора коррозии используют преимущественно бензоат натрия, а в качестве регулятора рН используют преимущественно мочевину.

В качестве ПАВ и ингибитора коррозии могут быть использованы многочисленные соединения из ряда известных ПАВ и ингибиторов. В заявляемой жидкости использовался преимущественно сульфанол (ПАВ), бензоат натрия (ингибитор) и мочевина как регулятор рН. Бензоат натрия также препятствует окислению компонентов жидкости.

В качестве отдушки (ароматизатора) могут быть использованы известные экологически безвредные соединения, например эковерт 7916s, лимонный 2259b, цитрон 7916s, различные косметические отдушки.

В качестве красителей используют, как правило, пищевые красители: пунцовый или краситель тартразин, блестящий голубой FCE и др.

Для приготовления жидкости используют компоненты, выпускаемые как отечественными, так и зарубежными производителями. Например, изопропиловый спирт согласно ГОСТ 9805-76. Вода используется деионизированная обессоленная.

Температуру замерзания составов жидкости определяют по методике, приведенной в ТУ 20-287-74. Испытание на степень пожароопасности проводят по методике, приведенной в ГОСТ 12.1.044-89. Показатели моющей способности определяют в соответствии с ТУ 6-15-1368-87. Чистящую способность в % определяют по ОСТ 6-15-1660-93 на стеклянной поверхности. Изменение прозрачности стекла (видимости) в баллах определяют по методике, описанной в «Сборнике методов определения единичных показателей качества автопрепаратов».

Сущность изобретения подтверждается примерами.

Пример

Приготовление жидкости осуществляют последовательным смешением компонентов при температуре не выше 100°C.

Для приготовления 1000 кг низкозамерзающей стеклоочистительной жидкости в емкость с мешалкой помещают 628 кг (62,8 мас. %) обессоленной воды, приливают 100 кг (10 мас. %) изопропилового спирта, 150 кг (15,0 мас. %) формиата натрия, ацетата натрия 100 кг (10 мас. %), вводят 2 кг (0,2 мас. %) ПАВ (сульфанол), пакет технологических присадок: 5 кг (0,5 мас. %) бензоата натрия, 1,4 мас. % мочевины, по 0,05 мас. % красителя (кислотный синий) и отдушки в виде парфюмерной композиции.

Добавление красителя и отдушки не влияет на эксплуатационные характеристики, лишь придает товарный вид (цвет) и устраняет запах спирта.

Полученный водный раствор жидкости однородный, прозрачный. Температура применения минус 25°C. Чистящая способность 98%, рН 7,5. Коррозионное воздействие на сталь, алюминий и лакокрасочное покрытие отсутствует. Прозрачность стекла 100 баллов, т.е. на стеклах автомобилей жидкость не оставляет разводов. ПДК 55 мг/м³.

В таблице представлен ряд других составов заявляемой жидкости и ее свойства.

Как показали многочисленные испытания, заявляемая жидкость по свойствам несколько лучше известных, ПДК не ниже 50 мг/м³, что относит жидкость к экологически безопасной для использования. Кроме того, за счет использования солей карбоновых кислот и минимального содержания спирта до 5,0 мас. % значительно снижаются себестоимость и пожароопасность. Жидкость сохраняет текучесть при температуре ниже минус 25-40°C; имеет кинематическую вязкость при этих температурах не хуже 100,1 мм²/с, что приводит к снижению расхода жидкости при использовании не менее чем на 20-30% по сравнению с известными аналогами. рН для исследуемых составов от 6,5 до 8,5, что соответствует требованиям, предъявляемым к таким жидкостям, в соответствии с ТУ.

При использовании н. (нормального) - пропилового и н. (нормального) - бутилового спиртов свойства жидкости также имеют высокие эксплуатационные показатели, но из-за ограниченного производства указанных спиртов жидкость с их содержанием не находит достаточного применения, при этом также несколько повышается стоимость продукта.

Представленное количество примеров не ограничивает количество возможных комбинаций компонентов жидкости. Большое количество экспериментов показало, что различное сочетание солей в комбинации со спиртом могут создавать растворы, имеющие одни и те же выходные параметры, или приобретать качественно новые.

Заявляемая жидкость не токсична для человека, животных, растений и водной биоты, полностью распадается в природных условиях и поглощается растительностью. Жидкость также безвредна для лакокрасочного покрытия, хромированных, резиновых, стеклянных и пластмассовых деталей автомобиля.

Таким образом, предлагаемое средство позволяет эффективно использовать его до минус 40°C, снизить расход жидкости при очистке лобовых стекол, понизить содержание спирта при сохранении высоких эксплуатационных характеристик жидкости, расширить ассортимент жидкостей для очистки стекол автотранспорта, при этом экономическая выгода от использования предлагаемой жидкости не менее 2-5% относительно аналогов.

Таблица
Компоненты стеклоочистительной жидкости	Составы по примерам, мас. %
1 (аналог*	2	3	4	5	6	7
Одноатомный спирт и ПАВ
Метиловый спирт	-	15	-	-	-	-	-
Этилкарбитол	10	-	-	-	-	-	-
Изопропиловый спирт	30	-	20	-	-	5,0	15,0
Этиловый спирт	-	-	-	5,0	-	-	15.0
Изобутиловый спирт	-	-	-	-	30	-	-
ПАВ	0,1	0,1	0,15	0,2	0,35	0,2	0,35
Соль карбоновой кислоты
Формиат аммония	-	-	5,0	5,0	-	-	25
Формиат калия	-	-	-	-	2,5	-
Формиат натрия	-	-	-	-	2,5	-
Ацетат аммония	-	-	5,0	-	-	-	-
Ацетат натрия	-	-	-	5,0	-	-	-
Ацетат калия	-	12,5	-	-	-	60	-
Технологические присадки
Бензоат натрия	-	3,0	3,5	2,0	2,5	4,5	2,5
Мочевина	-	1,0	1,2	2,0	1,65	0,3	1,5
Краситель	0,0006	0,06	0,05	0,02	0,01	0,01	0,02
Отдушка	0,2	0,02	0,05	0,05	0,02	0,03	0,03
Вода	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100	До 100
Свойства стеклоочистительной жидкости
Чистящая способность, %	98	98	99	98	97	99	100
Изменение прозрачности стекла (видимость), баллы	95	100	100	100	100	100	100
Температура применения, минус °C	10	25	30	15	20	40	30
Марка продукта		М-25	М-30	М-15	М-20	М-40	М-30
* RU 2430964

1. Стеклоочистительная низкозамерзающая жидкость, содержащая одноатомный спирт из алифатического ряда, ПАВ, пакет технологических присадок и воду, отличающаяся тем, что жидкость дополнительно содержит по крайней мере одну соль карбоновой кислоты, выбранную из ряда, включающего: формиат аммония, формиат калия, формиат натрия, ацетат аммония, ацетат натрия, ацетат калия, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Одноатомный спирт	5,0-30,0
ПАВ	0,10-0,35
Пакет технологических присадок	Не более 5,0
Соль карбоновой кислоты	5,0-60,0
Вода	Остальное

2. Жидкость по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве одноатомного спирта она содержит по крайней мере один, выбранный из ряда: метиловый, этиловый, н-пропиловый, изопропиловый, н-бутиловый, изобутиловый, отдельно или в смеси в любом соотношении между собой.

3. Жидкость по п. 1, отличающаяся тем, что пакет технологических присадок в виде водной композиции содержит ингибитор коррозии, регулятор рН, отдушку, краситель при сбалансированном соотношении компонентов.

4. Жидкость по п. 3, отличающаяся тем, что в качестве ингибитора коррозии используют преимущественно бензоат натрия, а в качестве регулятора рН используют преимущественно мочевину.