RU2058381C1 - Моющее средство для очистки металлической поверхности - Google Patents

Abstract

Сущность: моющее средство для очистки металлической поверхности содержит, мас.%: кальцинированная сода 5 - 10; триполифосфат натрия 1 - 3; тетраборнокислый натрий 1 - 2; вторичный алкилсульфат натрия на основе α - олефинов фракции 100 - 320^oС общей формулы С_nН_{2 n + 1} СН(СН₃) OSO₃Na, где n=6:16, 0,1 - 1; 1,2 -дизамещенный имидазолин общей формулы

Description

Изобретение относится к техническим моющим средствам, предназначенным для эффективного удаления масло-жировых, абразивных, технологических загрязнений, а также для подготовки поверхностей жестких магнитных дисков (ЖМД) для операций формирования функциональных слоев, и может быть использовано в электронной промышленности в технологическом процессе производства ЖМД.

В настоящее время при производстве магнитных носителей информации в вычислительной технике широко используются жесткие магнитные диски на основе сплава алюминия с магнием с нанесенными на их поверхность функциональными слоями.

При изготовлении ЖМД предъявляются высокие требования к качеству поверхности магнитных дисков на всех стадиях их изготовления: металлообработки, алмазного точения, притирки, шлифовки и подготовки к нанесению функциональных слоев.

Известно моющее средство для очистки металлических поверхностей из стали или алюминия, содержащее полиэтиленгликолевый эфир алкилоламидов синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆, триэтаноламин, N-диэтаноламиноэтанол и воду [1]
Недостаток известного средства невысокая моющая способность средства. Остаточное загрязнение поверхности после обработки струйно-вихревым методом в течение 10 мин при температуре 40^оС не превышает 10^-4 г/см². Кроме того, ввиду значительного содержания поверхностно-активных веществ имеет место обильное пенообразование, что резко снижает производительность оборудования.

Известно моющее средство для очистки металлической поверхности из стали или алюминия, содержащее полиоксиэтилированный спирт фракции С₈-С₂₂, окись алмилдиметиламина, нитрит натрия, тетраборнокислый натрий, оксипропилированный бутилат калия, триполифосфат натрия [2]
Недостаток известного моющего средства относительно низкая моющая способность в отношении притирочных и смазывающих масел. Степень очистки металлических поверхностей составляет 95-100%
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является моющее средство [3] для очистки металлической поверхности, содержащее, мас.

Алкилсульфонат натрия
(ПАВ) 1,5-2,1
Алкилбензолсульфонат натрия (ПАВ) 1,5-2,1
Полигликолевый эфир
синтетических первичных жирных спиртов С₁₀-С₁₈ (ПАВ) 2,5-3,5 Кальцинированная сода 17-21 Триполифосфат натрия 25-31 Тетраборнокислый натрий до 100
Основным недостатком известного состава является то, что его водный моющий раствор обладает недостаточными показателями степени обезжиривания, невысоким травящим воздействием на алюминий и его сплавы.

Кроме того, средство в процессе применения в заметной степени ценится (кратность пены составляет (2,6+0,1)), что отрицательно влияет на производительность оборудования, используемого в технологическом процессе производства ЖМД.

Цель изобретения повышение обезжиривающих свойств, травящего воздействия и снижение пенообразующей способности моющего средства.

Поставленная цель достигается тем, что моющее средство для очистки металлической поверхности, содержащее кальцинированную соду, триполифосфат натрия, тетраборнокислый натрий и поверхностно-активное вещество, дополнительно содержит изопропиловый спирт и деионизированную воду, а в качестве поверхностно-активного вещества смесь вторичных алкилсульфатов натрия на основе α-олефинов фракции 100-320^оС общей формулы I С_nH_2n+1CH(CH₃)OSO₃Na, где n 6-16, и 1,2-дизамещенного имидазолина общей формулы II
H(CH₂-CH₂)_m-

C

где n 1,2;
m 1-6, взятых в массовом соотношении, вторичные алкилсульфаты натрия на основе α-олефинов фракции 100-320^оС общей формулы 1:1,2-дизамещенный имидазолин общей формулы II 1:0,1-1 при следующем соотношении компонентов, мас. Кальцинированная сода 5,0-10,0 Триполифосфат натрия 1,0-3,0 Тетраборнокислый натрий 1,0-2,0
Вторичный алкилсульфат натрия общей формулы I 0,1-1,0
1,2-Дизамещенный имида- золин общей формулы II 0,05-0,15 Изопропиловый спирт 0,2-2,0 Деионизированная вода до 100
Использование в составе моющего средства для очистки металлической поверхности смеси вторичного алкилсульфата натрия общей формулы I и 1,2-дизамещенного имидазолина общей формулы II в определенных соотношениях обеспечивает эффективное обезжиривание поверхности с приданием антистатических характеристик, что позволяет эффективно удалять масло-жировые, абразивные и технологические загрязнения. Одновременно 1,2-дизамещенный имидазолин общей формулы II обладает пеногасящим действием, что положительно сказывается на производительности технологического оборудования, используемого при очистке ЖМД. Кальцинированная сода, триполифосфат натрия и тетраборнокислый натрий создают необходимый водородный показатель моющего рабочего раствора и эффективно воздействуют на металлическую поверхность со скоростью 8-12 г/м² ч, снимая неровности, шероховатости и эффективно очищая поверхность ЖМД перед нанесением функциональных слоев. Изопропиловый спирт усиливает обезжиривающую способность ПАВ и выполняет функцию пеногасителя.

Вышеперечисленные компоненты обеспечивают моющему средству высокие обезжиривающие свойства, грязеудерживающую способность, обладают высоким травящим воздействием на поверхность алюминий-магниевого сплава и низкими пенообразующими свойствами.

П р и м е р 1 (по изобретению). В эмалированный реактор вместимостью 25 л, снабженный мешалкой, загружают 8,875 кг деионизированной воды, 0,9 кг кальцинированной соды и перемешивают до ее полного растворения. Затем загружают 0,13 кг триполифосфата натрия и 0,13 кг тетраборнокислого натрия и перемешивают до полного растворения солей. Затем при непрерывном перемешивании загружают предварительно приготовленный раствор изопропилового спирта, содержащий 10 г вторичного алкилсульфата натрия, 5 г I-(2-аминоэтил)-2-алкил(С₈-С₁₈)-2-имидазолина и 50 г изопропилового спирта, перемешивают в течение 20 мин, фильтруют через фильтр с размером пор до 1 мкм и разливают в полиэтиленовые канистры.

Испытание моющего средства проводят следующим образом. Водородный показатель (рН) 1%-ного водного раствора определяли по ГОСТ 22-567.5-77, кратность пены по ГОСТ 9603-69. Травящее действие 1%-ного раствора оценивают гравиметрическим методом по потере массы пластины из сплава алюминия с магнием при 70^оС в течение 10 ч.

Очистку жестких магнитных дисков после алмазного точения, притирки, шлифовки и подготовки к нанесению функциональных слоев проводят следующим образом. В автоматизированную систему для очистки ЖМД в резервуар-накопитель для моющего реагента загружают 8 л вышеприготовленной композиции. В камере промежуточного накопителя ЖМД температуру рабочего раствора выдерживают на уровне 35-40^оС, а в струйном очистителе с брызгозащитой температура рабочего раствора составляла 75-80^оС. Замачивание ЖМД в промежуточном накопителе осуществляют в течение 80±5 с, мойку ЖМД щетками в промежуточном накопителе 45±1 с, струйную очистку рабочим раствором в основном очистителе 15±1 с и ополаскивание деионизированной водой с последующей сушкой сжатым азотом 30±5 с. В системе очистки предусмотрено разбавление концентрата очищающего реагента деионизированной водой до рабочей концентрации. На стадии очистки ЖМД после притирки показания ротаметров расхода концентрата и деионизированной воды поддерживают на уровне 3:30, что соответствует рабочему раствору с содержанием активных веществ 1,0% На остальных стадиях очистки ЖМД показания ротаметров соответствуют 3: 60, что отвечает содержанию в рабочем растворе активных веществ 0,5%
Органические загрязнения на жестких магнитных дисках определяют следующим образом. На выходе установки очистки отбирают 5 образцов ЖМД и помещают в чистую транспортную кассету. Затем один ЖМД устанавливают в нестандартный держатель и помещают в камеру охлаждения, заполненную жидким азотом, выдерживают в течение 3 мин и переносят в камеру конденсации, содержащую 100 см³ дистиллированной воды, нагретой до 70^оС, устанавливают под углом 45^о и визуально наблюдают за оттаиванием образовавшейся водяной пленки. Образование тонкой равномерной и однородной пленки воды на поверхность ЖМД свидетельствует, что содержание органических загрязнений менее 2 ^. 10^-9 г/см².

Ионные загрязнения на жестких магнитных дисках определяют кондуктометрическим методом. В предварительно тщательно промытую деионизированной водой ванну для экстракции из фторопласта загружают 500 см³ деионизированной воды и термостатируют при 30^оС в течение 0,5 ч. Затем через воду пропускают 10-15 см³ азота особой частоты, включают ультразвук на 5 мин, и через 10 мин оценивают омическое сопротивление воды с помощью терраомметра. Удельная электропроводность деионизированной воды не должна превышать 1 кСм/м.

Затем на выходе установки очистки отбирают пять очищенных ЖМД, устанавливают в нестандартнный держатель, помещают держатель с ЖМД в камеру для экстракции, включают ультразвук на 5 мин, и через 10 мин оценивают оммическое сопротивление воды с помощью терраомметра.

Количественное содержание остаточных ионных загрязнений на поверхности ЖМД рассчитывают по формуле:
Q (C^.v)/(n^.S), где Q поверхностная плотность ионных загрязнений на ЖМД, г/см²;
V объем деионизированной воды в камере для экстракции, дм³;
S общая поверхность ЖМД, см²;
n количество ЖМД, подвергнутых ультразвуковой обработке;
С концентрация ионных загрязнений в контролируемом растворе, г/дм³.

Концентрацию ионных загрязнений (С) в контролируемом растворе определяют по калибровочному графику, используя в качестве загрязнителя хлористый калий в концентрации 1; 5; 10; 20; 5; 100; 250 и 500 мкг/дж³, соответственно и оценивая оммическое сопротивление стандартных растворов.

Результаты испытаний моющего средства суммированы в таблице.

П р и м е р ы 2-5 (по изобретению). Моющие композиции для очистки металлической поверхности, состав которых, компоненты и их соотношения указаны в таблице, готовили и испытывали как в примере 1.

П р и м е р ы 6-15 (контрольные). Моющие композиции для очистки металлической поверхности, состав которых, компоненты и их соотношения указаны в таблице, готовили и испытывали как в примере 1.

П р и м е р 16 (по прототипу). В эмалированный реактор вместимостью 25 л, снабженный мешалкой, загружают 9,5 кг деионизироанной воды, 95 г кальцинированной соды, 140 гс триполифосфата натрия, 235 г тетраборнокислого натрия и перемешивают до полного растворения солей. Затем при непрерывном перемешивании загружают 6 г алкилсульфоната натрия, 9 г алкилбензолсульфоната натрия и 15 г полигликолевого эфира синтетических первичных жирных спиртов С₁₀-С₁₈, перемешивают в течение 20 мин, фильтруют через фильтр с размером пор до 1 мкм и сливают в полиэтиленовые канистры. Получают 10 кг 5%-ного водного раствора моющего средства "ОСА".

Моющее средство испытывали, как в примере 1. Результаты испытаний: водородный показатель (рН) 1%-ного раствора водного 9,4; кратность пены 2,6; травящее действие 6,7 г/м² ч, содержание органических загрязнений на ЖМД после очистки на стадиях алмазного точения, притирки, шлифовки и подготовки к нанесению функциональных слоев более 2^. 10^-9 г/см²; содержание ионных загрязнений на ЖМД после очистки на стадии алмазного точения 1,5^. 10^-8 г/см²; то же, на стадии притирки 8,5 ^.10^-8 г/см²; то же, на стадии шлифовки 1,5 ^. 10^-8 г/см²; то же, на стадии подготовки к нанесению функциональных слоев 1,9 ^. 10^-8 г/см².

Как видно из данных, суммированных в таблице, описываемое моющее средство для очистки металлической поверхности по сравнению с прототипом обладает следующими преимуществами:
более высокими обезжиривающими свойствами, обеспечивая содержание органических загрязнений на поверхности ЖМД не более 2 ^.10^-9 г/см²;
более высоким травящим действием на алюминий;
пониженной пенообразующей способностью.

Claims (1)

1. МОЮЩЕЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ, содержащее кальцинированную соду, триполифосфат натрия, тетраборнокислый натрий и поверхностно-активное вещество, отличающееся тем, что, с целью повышения обезжиривающих свойств, травящего воздействия и снижения пенообразующей способности, оно дополнительно содержит изопропиловый спирт и деионизированную воду и в качестве поверхностно-активного вещества средство содержит смесь вторичного алкилсульфота натрия на основе α олефинов фракции 100 - 320^oС общей формулы I C_nH_{2 n + 1}CH(CH₃)OSO₃Na, где n 6 16 и 1,2-дизамещенного имидазолина общей формулы II
   

   

   
   где n 1, 2;
   m 1 6,
   взятых в массовом соотношении вторичный алкилсульфаты натрия общей формулы I и 1,2-дизамещенный имидазолин общей формулы II 1 0,10 1,0, при следующем соотношении компонентов, мас.

   Кальцинированная сода 5 10
   Триполифосфат натрия 1 3
   Тетраборнокислый натрий 1 2
   Вторичный алкилсульфат натрия общей формулы I 0,1 1,0
   1,2 дизамещенный имидазолин общей формулы II 0,05 0,15
   Изопропиловый спирт 0,2 2,0
   Деионизированная вода До 100

Images