Результат интеллектуальной деятельности: Композиция для растворения коррозионных отложений

Изобретение относится к химическим реагентам, используемым для растворения отложений нерастворимых в воде оксидов и гидроксидов железа, так называемой ржавчины, образовавшейся на твердых поверхностях различных материалов, включая металлические, керамические, каменные, кирпичные, бетонные и подобные материалы.

Известен способ химической очистки твердых металлических поверхностей от коррозионных отложений на основе оксидов и гидроксидов железа различного происхождения, включающий травление отложений циркулирующим раствором, содержащим этилендиаминотетрауксусную (ЭДТА) или оксиэтилидендифосфоновую кислоты (ОЭДФ) в среде серной кислоты при повышенной температуре, при этом травление осуществляют после продувки раствора азотом или после добавления в него 0,01 г/л гидразина или гидроксиламина (RU 2386729, 2010).

Однако использованная в способе композиция не является эффективной без предварительной продувки системы азотом или без добавления восстановителей - гидразина (или гидроксиламина). Кроме того, использование в составе серной кислоты создает повышенную агрессивность среды.

Из RU 2507312, 2014 известен состав композиции для очистки поверхности от коррозионных отложений, которая содержит следующие компоненты (г/л):

Однако кислотность композиции также является довольно высокой (pH 2-3), при этом для эффективного растворения продуктов коррозии требуются повышенные температуры (50-80°C).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является композиция для удаления коррозионных и солевых отложений, имеющая следующий состав, мас. %:

Упомянутая композиция в качестве ПАВ содержит неонол, или синтанол, или оксинол. В качестве ингибитора коррозии композиция содержит продукт реакции полиэтиленполиаминов с хлористым бензилом в мольном соотношении 1:3 или продукт реакции полиэтиленполиаминов с олеиновой кислотой и хлористым бензилом в мольном соотношении 1:1:3. В качестве полиэлектролита используют ВПК-402 или ВПК-410, выполняющие функцию загустителя (RU 2520168, 2014).

Однако известная композиция обладает невысокой скоростью растворения коррозионных отложений, что требует высоких временных затрат для обработки поверхности. Так, время выдержки известного средства на плоской обрабатываемой поверхности составляет 10-15 минут, а на трубной поверхности время выдержки увеличивают до 3 часов.

Задачей настоящего изобретения является создание высокоэффективной композиции, обладающей повышенной скоростью растворения коррозионных отложений и имеющей пониженный расход при ее использовании для обработки твердой поверхности.

Поставленная задача решается описываемой композицией для растворения коррозионных отложений, содержащей соляную кислоту, гексаметилентетрамин, неионогенное поверхностно-активное вещество (ПАВ), изопропиловый спирт, олеиновую кислоту и водный разбавитель, которая характеризуется следующим соотношением компонентов, мас. %:

Предпочтительно в качестве ПАВ композиция содержит смесь оксиэтилированных алкилфенолов (неонол) и/или смесь этоксилированных жирных кислот.

В качестве водного разбавителя композиция содержит воду или смесь воды с загустителем.

В качестве загустителя композиция содержит вещество, выбранное из крахмала, аэросила, оксиэтилцеллюлозы, талового амина, при этом массовое отношение загустителя к воде составляет от 0,32 до 0,76.

Согласно изобретению композиция может быть выполнена в виде жидкости или геля.

Заявленные количественные интервалы содержания компонентов подобраны экспериментально из расчета обеспечения максимальной эффективности удаления коррозионных отложений, состоящих преимущественно из оксидов-гидроксидов железа, находящихся на металлической поверхности. При выходе за пределы заявленных содержаний компонентов либо снижается скорость растворения солей, либо повышается расход композиции, либо повышается ее агрессивность.

Следует отметить, что заявленная композиция кроме эффективного удаления отложений оксидов-гидроксидов железа обладает высоким обезжиривающим эффектом, что позволяет использовать ее для подготовки металлических поверхностей под лакокрасочное, гальваническое или порошковое покрытие.

Композицию получают путем смешения заявленных компонентов в любой последовательности с последующим перемешиванием в течение 10-15 минут при комнатной температуре, но при наличия загустителя, его добавляют в последнюю очередь. Далее смесь фасуют в стеклянную или пластмассовую тару.

Ниже приведены конкретные примеры составов композиции, которые были опробованы нами для очистки от ржавчины металлических, керамических и бетонных поверхностей.

Примеры (жидкость):

1. Кислота соляная (20%), уротропин (гесаметилентетрамин) (3%), изопропиловый спирт (5%), смесь оксиэтилированных алкилфенолов (1%), олеиновая кислота (1%), смесь этоксилированных жирных кислот (1%), вода (69%).

2. Кислота соляная (30%), уротропин (5%), изопропиловый спирт (5%), смесь оксиэтилированных алкилфенолов (1%), олеиновая кислота (1%), вода (58%).

3. Кислота соляная (25%), уротропин (4%), изопропиловый спирт (8%), смесь оксиэтилированных алкилфенолов (0.5%), олеиновая кислота (0.5%), смесь этоксилированных жирных кислот (1%), вода (61%).

4. Кислота соляная (30%), уротропин (5%), изопропиловый спирт (10%), смесь оксиэтилированных алкилфенолов (2%), смесь этоксилированных жирных кислот (2%), олеиновая кислота (2%), вода (49%).

5. Кислота соляная (25%), уротропин (8%), изопропиловый спирт (10%), смесь оксиэтилированных алкилфенолов (1%), олеиновая кислота (1%), вода (55%).

6. Кислота соляная (35%), уротропин (8%), изопропиловый спирт (10%), смесь оксиэтилированных алкилфенолов (1%), олеиновая кислота (1%), смесь этоксилированных жирных кислот (2%), вода (43%).

Примеры (гель):

1. Кислота соляная (20%), уротропин (3%), изопропиловый спирт (5%), смесь оксиэтилированных алкилфенолов (1%), олеиновая кислота (1%), загуститель (аэросил 17%), вода (53%).

2. Кислота соляная (30%), уротропин (5%), изопропиловый спирт (5%), смесь оксиэтилированных алкилфенолов (1%), олеиновая кислота (1%), загуститель (оксиэтилцеллюлоза 15%), вода (43%).

3. Кислота соляная (25%), уротропин (4%), изопропиловый спирт (8%), смесь оксиэтилированных алкилфенолов (0.5%), олеиновая кислота (0.5%), загуститель (крахмал 30%), вода (62%).

4. Кислота соляная (30%), уротропин (5%), изопропиловый спирт (10%), смесь оксиэтилированных алкилфенолов (2%), олеиновая кислота (2%), загуститель (талловый амин 20%), вода (31%).

5. Кислота соляная (35%), уротропин (8%), изопропиловый спирт (10%), смесь оксиэтилированных алкилфенолов (1%), олеиновая кислота (1%), загуститель (аэросил 15%), вода (30%).

6. Кислота соляная (35%), уротропин (8%), изопропиловый спирт (10%), смесь оксиэтилированных алкилфенолов (1%), олеиновая кислота (1%), смесь этоксилированных жирных кислот (2%), загуститель (аэросил 10%), вода (33%).

7. Кислота соляная (25%), уротропин (7%), изопропиловый спирт (5%), смесь оксиэтилированных алкилфенолов (1,5%), олеиновая кислота (1,5%), загуститель (аэросил 25%), вода (35%).

8. Кислота соляная (25%), уротропин (5%), изопропиловый спирт (5%), смесь оксиэтилированных алкилфенолов (1,5%), смесь этоксилированных жирных кислот (2%), олеиновая кислота (1,5%), загуститель (аэросил 26%), вода (34%).

Расход композиции и скорость растворения отложений:

1 литр состава способен эффективно обрабатывать от 5 м² до 7 м² поверхности, что значительно ниже расхода композиции по прототипу. Время обработки гладкой поверхности заявленным составом составляет около 5 минут, в то время как обработка поверхности составом по прототипу составляет от 10 до 20 минут, т.е. скорость растворения коррозионных отложений заявленным составом значительно выше, чем скорость растворения составом по прототипу.

Наиболее эффективно использовать заявленную композицию для очистки металлических поверхностей от устойчивой ржавчины. Перед обработкой поверхности необходимо удалить грязь, рыхлую и пластовую ржавчину, возможно обезжирить. Состав следует тщательно взболтать. Нанесение можно проводить валиком, кистью, шпателем, распылителем или смачиванием обрабатываемой поверхности. Обработку можно проводить при температуре от +5°C до +40°C. Допускается обрабатывать влажную поверхность. Толщина наносимого слоя в случае использования композиции в виде геля должна быть не меньше 2 мм. После обработки поверхность следует тщательно промыть водой до нейтральной реакции по универсальному индикатору (pH от 5,5 до 6,5).

Композиция не оказывает заметного воздействия на структуру металлов, толщину цинкового слоя при его наличии, а также не оказывает неблагоприятного влияния на качество металлической поверхности при ее последующей гальванизации. Заявленная композиция нетоксична, взрыво- и пожаробезопасна.

Другие преимущества композиции:

- компоненты состава дешевы и доступны;

- отсутствуют фосфорсодержащие компоненты;

- отсутствует "флеш" или автокоррозия после обработки заявленным составом. Проведенные испытания показали, что через день поверхность, обработанная известным составом, начала покрываться "флеш" ржавчиной, а после обработки заявленным составом "флеш" ржавчины не наблюдается в течение 7-10 дней;

- композиция не требует разбавления, а готова к немедленному употреблению;

- композиция имеет водную основу, все компоненты являются водорастворимыми и легко удаляются с обработанной поверхности.