Результат интеллектуальной деятельности: Моющая композиция для очистки металлических поверхностей

Изобретение относится к моющим композициям для очистки металлических поверхностей от органических загрязнений, в частности нефтепродуктов, смазок, масел и может быть использовано при межоперационной мойке агрегатов и узлов в машиностроении, приборостроении, на транспорте и других отраслях промышленности.

Известны моющие средства для очистки металлической поверхности от органических загрязнений, содержащие поверхностно-активные вещества (ПАВ), пеногаситель, деэмульгатор, ингибитор коррозии, активные составляющие (RU 2054034, C11D 1/72, 10.02.1996; SU 1004463, C11D 3/06, 15.03.1983). Недостатками известных моющих средств являются низкие моющие и противокоррозионные свойства при очистке поверхности металла.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является моющая композиция для очистки металлических поверхностей, содержащая тринатрийфосфат, динатрийэтилендиаминтетраацетат, моноалкил- или диалкилполигликолевый эфир, дилитийпентаборатный комплекс трилона Б и воду (RU 2629023, C11D 3/37, C11D 3/30, C11D 3/06, C11D 1/04, 24.08.2017).

Недостатками известной моющей композиции являются его низкая моющая способность к органическим загрязнениям при очистке поверхности металла и недостаточные противокоррозионные свойства.

Задачей изобретения является создание моющей композиции для очистки металлических поверхностей от органических загрязнений с улучшенными моющими и противокоррозионными свойствами.

Технический результат: повышение моющих и противокоррозионных свойств моющей композиции для очистки металлических поверхностей.

Технический результат достигается тем, что моющая композиция для очистки металлической поверхности, содержащее тринатрийфосфат, динатрийэтилендиаминтетраацетат, моноалкил или диалкилполигликолевый эфир, дилитийпентаборатный коплекс трилона Б, согласно изобретению, дополнительно содержит глицераборат общей формулы (CH₂O)₃ВОН при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Отличием заявляемого решения от известного заключается использование в моющей композиции глицеробората общей формулы (CH₂O)₃ВОН, за счет которого достигается повышение моющего и противокоррозионного свойств раствора.

Моющую композицию готовят последовательным растворением в воде при перемешивании тринатрийфосфата (ГОСТ 201-76), динатрийэтилендиаминтетраацетата (Трилон Б, ГОСТ 10652-73), моноалкил- или диалкилполигликолевого эфира (ГОСТ 8433-81), дилитийпентаборатного комплекса трилона Б и глицеробората. Дилитийпентаборатный комплекс трилона Б синтезировали согласно описанию в прототипе. Для этого в реакционную емкость помещали 1 литр дистиллированной воды и растворяли в ней 378,0 г (2 моля) пентабората лития и 336,0 г (1 моль) трилона Б. Смесь непрерывно перемешивали в течение 3-4 часов при комнатной температуре. Затем раствор переносили в кристаллизатор для выращивания кристаллов. Выход продукта составил 686,9 г (или 96,2%) в расчете на безводную соль. Химическим анализом найдено, мас. %: 50,32 - пентабората лития, и 44,86 - трилона Б. Показатель преломления полученного соединения, измеренный иммерсионным методом, равен 1,372, а его плотность, найденная в бензоле и толуоле, - 1,482 г/см³.

Образование глицеробората установлено исследованиями (Шварц, Е.М. Взаимодействие борной кислоты со спиртами и оксикислотами / Е.М.Шварц // - Рига: Зинатне. - 1990. - 414 с.). Глицероборат общей формулы (СН₂О)₃ВОН синтезируют следующим способом: в реакционную емкость помещают 1 литр дистиллированной воды и растворяют в ней 92,0 г (1 моль) глицерина и 62,0 г (1 моль) борной кислоты. Смесь непрерывно перемешивают в течение 1-1,5 часа при комнатной температуре. Затем раствор переносят в кристаллизатор для выращивания кристаллов. Глицероборат - гигроскопичное, стеклообразное вещество, размягчающееся при 150°С. Выход продукта - 114,9 г (97,4%). Химическим анализом найдено, мас. %: С - 30,46; В - 9,32. Для синтезированного соединения определяли плотность, которая равна - 1,370 г/см³; а также молекулярный объем - 86,13 см³/моль и удельный объем - 0,73 см³/г.

Моющую способность определяли по методике, основанной на определении процента смываемости загрязнений с поверхности металла. Для испытания применяли детали с шероховатостью поверхности 0,32-0,61 мкм размером 100×50×1,5 мм. Их обезжиривали эфиром и выдерживали 5-10 мин до полного испарения эфира и принятия ими постоянной температуры. Детали взвешивали на аналитических весах с точностью до 0,0001 г. Затем стеклянной палочкой наносили равномерным слоем органические загрязнения. Количество нанесенного загрязнения должно быть примерно одинаковым на всех деталях и составлять 0,080-0,085 г. Затем загрязненные детали помещали в лабораторную моечную машину и мыли в течение 2 мин. После мойки детали промывали дистиллированной водой и сушили путем обдува воздухом от вентилятора при комнатной температуре. После сушки их взвешивали. Процент удаленного загрязнения с поверхности определяли по формуле:

где Р₀ - начальный вес образца (чистого), г;

P₁ - вес загрязненного образца, г;

Р₂ - вес образца после мойки, г.

При определении смачивающей способности образцы (металлические пластины размером 150×70 мм) сначала погружали в приготовленный раствор моющего средства, а затем - дистиллированную воду на 10 секунд. Далее образцы вынимали из воды и фиксировали нарушение сплошности водяной пленки визуально. При этом поверхность, удаленную от краев и острых кромок менее чем на 10 мм, во внимание не принимали. Смачивающая способность характеризуется временем, в секундах, от начала испытаний до разрыва водяной пленки.

Составы моющих композиций приведены в табл. 1.

Результаты исследования моющей способности и смачиваемости представлены в табл. 2.

Из таблицы 2 следует, что при содержании количества компонентов в моющей композиции ниже заявляемых граничных значений (состав №1) степень очистки (моющая способность) составляет 78,2%, что хуже заявляемых составов в 1,3 раза и в 1,9 раза хуже смачиваемость. По моющему действию и смачиваемости моющие композиции составов №2, №3, №4, №5 примерно одинаковы. Они позволяют практически полностью очистить поверхность образцов от загрязнений. Известная моющая композиция (прототип) очищает поверхность лишь на 72,7%. Состав №5 имеет достаточно высокое количественное содержание компонентов, что связано с большим расходом материала без существенного улучшения моющего свойства композиции. Оптимальными моющими композициями являются составы №2, 3 и 4. Таким образом, в сравнении с известной моющей композицией (прототипом), предлагаемая композиция имеет более высокие показатели качества очищаемой поверхности, что связано с введением в состав глицеробората.

Противокоррозионные свойства моющих композиций изучали гравиметрическим методом. Для испытаний использовали пластинки из стали Ст.10 размером 120×10×1 мм из одной партии, поэтому ее химический состав, структура и механические свойства были одинаковыми. Перед испытаниями поверхность образцов последовательно шлифовали наждачной бумагой различной зернистости, полировали на сукне до полного удаления рисок, остающихся от шлифования. Продукты коррозии с поверхности образцов удаляли в ингибированной кислоте (18% HCl + 0,5% ингибитора коррозии металла КИ-1 (ТУ 6-04689381.006-97).

Испытания полностью погруженных шлифованных и обезжиренных образцов проводили в стеклянных сосудах при соотношении объема раствора к поверхности металла 18-20 мл/см². Время выдержки образцов в коррозионно-активной среде (3%-ный раствор NaCl) составляло 10 суток.

Эффективность действия ингибиторов оценивали по потере массы образцов в исследуемых средах. Скорость коррозии (К) вычисляли по убыли массы образцов, отнесенной к единице поверхности за единицу времени по формуле:

где m₀ и m - масса пластинки до и после опыта, соответственно, г; S - площадь пластинки, м²; t - время проведения опыта, ч.

Ингибиторный эффект (коэффициент торможения), который показывает во сколько раз ингибитор замедляет скорость коррозии вычисляли по формуле:

где К и К₀ - скорость коррозии в присутствии ингибитора и без него, соответственно.

Степень защиты, характеризующая полноту подавления коррозии определяли в %:

Результаты сравнительных исследований противокоррозионных свойств технических моющих средств приведены в табл. 3.

Противокоррозионные исследования показывают, что заявляемая моющая композиция проявляет более высокие противокоррозионные свойства, чем прототип.

Заявляемая моющая композиция для очистки металлических поверхностей от органических загрязнений, в частности нефтепродуктов, смазок, масел и может быть использовано при межоперационной мойке агрегатов и узлов в машиностроении, приборостроении, на транспорте и других отраслях промышленности.