Результат интеллектуальной деятельности: Моющая композиция для очистки металлических поверхностей

Изобретение относится к моющим композициям для очистки металлических поверхностей от производственных загрязнений.

Известна моющая композиция для очистки металлических поверхностей, включающая полигликолевый эфир синтетических жирных спиртов (синтанол); кальцинированную соду; тетраборнокислый натрий, натрий фосфорнокислый двухзамещенный (соль фосфорной кислоты), пирофосфорнокислый натрий; водный 3,5-5,0%-ный раствор солей алкилфосфорных кислот (синтаф) (RU 2054034, МПК C11D 1/72, опубл. 10.02.1996).

Недостатками известной композиции являются низкие моющие и противокоррозионные свойства при очистке поверхности металла.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является моющее средство для очистки металлической поверхности, включающее аммонийпентаборатдимоноэтаноламин, динатрийэтилендиаминтетраацетат, тринатрийфосфат, моноалкил- или диалкилполигликолевый эфир. SU 1004463, МПК 5 C11D 3/06, опубл. 15.03.83.

Недостатками известной моющей композиции являются его недостаточная моющая способность и противокоррозионные свойства при очистке поверхности металла, т.к. аммонийпентаборатдимоноэтаноламинный комплекс высаливается на поверхности очищенного металла и плохо удаляется при промывке, что приводит к вторичной коррозии металла.

Задачей изобретения является создание состава моющей композиции для очистки металлических поверхностей с улучшенными моющими и противокоррозионными свойствами (пассивация).

Технический результат: повышение моющих и противокоррозионных свойств композиции.

Технический результат достигается тем, что моющая композиция для очистки металлической поверхности, содержащая тринатрийфосфат, динатрийэтилендиаминтетраацетат, моноалкил или диалкилполигликолевый эфир, согласно изобретению дополнительно содержит дилитийпентаборатный комплекс трилона Б, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Отличие заявляемого решения от известного заключается в использовании в моющем составе нового соединения - дилитийпентаборатного комплекса трилона Б общей формулы 2LiB₅O₈⋅C₁₀H₁₄O₈N₂Na₂⋅2Н₂О, за счет которого достигается повышение моющего и противокоррозионного свойств раствора.

Дилитийпентаборатный комплекс трилона Б получали следующим способом: 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, масс. %: 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.

Моющую композицию готовили последовательным растворением в воде при перемешивании тринатрийфосфата, динатрийэтилендиаминтетраацетата, моноалкил- или диалкилполигликолевого эфира и дилитийпентаборатного комплекса трилона Б.

Составы композиции приведены в табл. 1

Моющую способность заявляемой композиции определяли по известной методике весовым методом, который основывается на определении процента смываемости загрязнений с поверхности детали (Фадеев И.В., Садетдинов Ш.В. «Синергитический эффект пентоборатов лития, натрия и калия в присутствии аминоспиртов в синтетических моющих средствах» Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ)» ⎪ Выпуск 3 (46), сентябрь 2016).

Для испытания применяли детали с шероховатостью поверхности 0,32-0,61 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 загрязнения. Количество нанесенного загрязнения должно быть примерно одинаковым на всех деталях и составлять 0,08-0,085 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 P₀ - 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 - в деминерализованную 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. Полученные данные представлены в табл. 2.

Из таблицы 2 следует, что при содержании количества компонентов в моющей композиции ниже заявляемых граничных значений (состав №1) степень очистки и смачиваемость низкие и загрязнения не удаляются с металлической поверхности.

По моющему действию и смачиваемости составы №2, №3, №4, №5 примерно одинаковы. Они позволяют практически полностью очистить поверхность образцов от загрязнений. Известный состав (прототип) очищает поверхность лишь на 82,7%. Однако состав №5 имеет достаточно высокое количественное содержание компонентов, что связано с большим расходом материала, без существенного улучшения моющего свойства композиции.

Таким образом, в сравнении с известной моющей композицией (прототипом) предлагаемый состав повышает качество очищаемой поверхности за счет улучшенных моющих свойств.

Противокоррозионные свойства моющей композиции определяли путем потенциодинамического измерения плотности анодного тока при нескольких значениях потенциала. Потенциодинамическую поляризацию (скорость развертки 1 мВ/с) проводили с помощью потенциостата П-5848. Электрод сравнения - хлорсеребряный (х.с.э.). ГОСТ 17792-72

Результаты исследований приведены в табл. 3.

Электрохимические измерения указывают на то, что при анодной поляризации сталь Ст. 10 в исследуемых растворах сразу переходит в пассивное состояние. Скорость растворения стали в предлагаемой моющей композиции (составы №2, №3, №4) на 0,9-1,3 мкА/см² ниже, чем в прототипе. Без поляризации потенциал стали смещается в положительную сторону и обуславливает пассивацию металла.

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

Результаты испытаний различных составов моющих композиций для очистки металлической поверхности подтвердили, что моющая композиция, приготовленная по составам 2-4, обладает оптимальными свойствами (высокая степень очистки 99% и хорошее качество пассивации) по сравнению с прототипом.

Предлагаемый моющий раствор промышленно применим для очистки металлических поверхностей деталей, восстанавливаемых в процессе ремонта автомобилей и агрегатов, от загрязнений и может быть использован при подготовке поверхности металла перед нанесением лакокрасочных или металлических покрытий в машиностроении и других отраслях промышленности.