SU529809A3 - Композици дл обезжиривани поверхности металлов - Google Patents

Description

(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ОБЕЗЖИРИВАНИЯ ПОБЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ метипенхлорида дл  дальнейшего использовани . Ароматические и алифатические органические соединени  и металлы, в частности алюминий, железо и цинк, их галогениды и сочетани , обычно попадают в метиленхлорид из различных смазочно-охлаждающих эмульсий и смазок, которые используют в ходе проведени  операций металлообработки причем такие материалы внос тс  в метиленхлоридный растворитель в процессе обаэ жиривани  в парах или при проведении операций очистки готовых металлических деталей. Процессы получени  растворител , различные манипул ции с ним и оборудование, примен емое при хранении, служат другим источником попадани  таких примесей. Дл  предотвращени  разложени  и ухудшени  качеств других типов, в частности окислени , гидролиза и пиролиза , которые могут иметь место в некоторых случа х, предложено вводить в метиленхлорид небольшие количества различных органических соединений, которые выполн ют роль стабилизаторов, предназначенных дл  предотвращени  такого разложени . Желательно иметь метиленхлорид, стабилизированный таким образом, что при этом эффективно предотвращаетс  его разложение в различных случа х применени . Известна, например, метиленхлоридна  композици , содержаща  стабилизатор диметиловый эфир карбоновой кислоты. Известна также композици  на основе хлорированного алифатического углеводоро™ да с введением в качестве стабилизатора гидразона и других азотсодержащих соединений . Однако эти стабилизаторы оказываютс  не в состо нии эффективно стабилизировать действие растворител  таким образом, что бы предотвратить его реакцию с металлом и/или с маслами и жирными смазками. С целью увеличени  стабильности предлагаетс  в состав композиции на основе метиленхлорида вводить в качестве стабилизатора диизопропиламин, N -метилпиррол , бутиленоксид, пропиленоксид, метилацетат , ацетон, третичный амилен и метиловый спирт в количестве 0,001-2 вес,% каждого компонента от веса метиленхлорида . Количество стабилизирующих агентов измен етс  в зависимости от условий применени , идентичности и количества други стабилизаторов, введенных в метиленхлори и других рабочих факторов. Каждый стабилизирующий агент можно использовать в количествах, которые наход тс  в предела приблизительно от 0,001 до 1,0 вес,%, предпочтительно приблизительно от 0,002 до 1,0 вес,% веса метиленхлорида. Хот  указанна  композици , содержаща  стабиизирующие агенты, обеспечивает возможность оптимально предотвратить разложение метиленхлорида в различных рабочих услови х , можно также стабилизировать метиленхлорид без использовани  пропиленоксида в зависимости от того типа стабилизации , котора  требуетс  дл  конкретных рабочих условий. Стабилизированную композицию используют дд  обезжиривани  металлов путем введени  металлов в контакт со стабилизированной композицией. Таким образом, при осуществлении способа обезжиривани  в па- pax металлов предусматриваетс  введение металлов, которые необходимо обезжирить, в контакт с метиленхлоридными композици ми . Металлы, галогениды металлов и их сочетани  могут попадать из любого источника , в частности, в виде хлорида, образующего при сверлении или других видах механической обработки алюмини  или алюминийсодержащих материалов с использованием различных рабочих жидкостей, в частности, смазочно-охлаждающих эмульсий, смазок и тому подобного, или же хлорида алюмини , который может образовыватьс  в результате реакции метиленхлорида с алюминием . Реакционно-способные ароматические соединени  включают в себ  толуол, мезитилен , нафталин и т,д. Органическими алифатическими соединени ми могут бьгть транс-дихлор этилен, че- тыреххлористый углерод и 1,1-трихлорэтан, В примерах 1 и 2, приведенных в , в стекл нные амплуы, в которые помещают алюминиевые образцы площадью 1 см , толщиной 0,397 мм, ввод т 15 мл практи- чески не содержащего воды метиленхлорида и метиленхлорида, стабилизированного указанными количествами диизопр опил амина, N-метилпиррола, пропиленоксида, бутиленоксида , метилацетата, ацетона, третичных амиленов и метилового спирта. Ампулы герметично закрывают и выдерживают в коь4натных услови х. Через 16 час никаких изменений внешнего вида растворител  величин рН или алюминиевого образца в каждой ампуле не обнаружено. После этого в каждую ампулу добавл ют толуол в количестве , равном приблизительно 5 об,%, и приблизительно 0,04 г безводного хлористого алюмини , содержимое перемешивают и записывают изменени  содержимого, ампулы закрывают с большим зазором и оставл ют сто ть. Через 4 и 22 час отмечают

изменени  внешнего вида алюминиевых образцов , растворителей и их рН, Процесс примеров 1 и 2 повтор ют в примерахЗ-7, где производ т оценку различных известных соединений, которые могут быть использованы дл  стабилизации хлорированных растн ворителей с точки зрени  их способности

стабилизировать метиленхлорид. Герметически закрытые ампулы оставл ют выдерживатьс  в течение 16 час, в результате чего никаких изменений внешнего вида растворител , величины рН или алюминиевых образцов не обнаружено. Результаты этих испытаний приведены в табл.1.

ный 2,8 вес.% 1,1-диметоксиэтана

Таблица 1

Желто-зеленый

Метиленхлорид, содержащий алюминиевый осадок образец, стабилизированный 2,0 вес.% 1,3-диоксана

Красный осаМетиленхлорид , содержащий алюминиевый док образец, стабилизированный 0,8 вес.% 1,4-диоксана

Из таблицы видно, что через 4 час метиленхлорид без стабилизирующей композиции разлагаетс  в результате реакций, обусловливающей темно-оранжевую окраску, выделение газообразного хлористого водорода и полную непригодность растворител . Различные соединени , примен емые в качестве стабилизаторов растворител , оказываютс  не столь эффективными, как предлагаема  стабилизирующа  композици  при ингибировании разложени  метиленхлорида в результате реакции ароматических соединений с метиленхлоридом в присутствии металлов, солей металлов и их сочетаний.

В примерах 8-12, приведенных в табл.2, проведены испытани  по определению стойкости при кип чении с обратным холодильником с использованием алюминиевых обПродолжение табл. 1

Желтый осадок н алюминиевом образце , серо-зеленый раствор, величина рН приблизительно 3,5

Оранжевый осадок на алюминиевом образце, бесцветный раствор, величина рН равна приблизитально 4,

разцов путем загрузки 200 мл метиленхлорида в колбу емкостью 300 мл, добавлени  приблизительно 1,0 г гранулированного алюмини  с частицами размером 2О меш. и закреплени  в подвешенном состо нии полированного алюмини  образца размерами приблизительно 2x7 см в холодильнике, установленном над колбой. В течение различных промежутков времени кип чению с обратным холодильником подвергают Метиленхлорид и растворитель , содержащий 5 об,% мезитилена, 5 об.% мезитилена со стабилизирующей КОМПОЗЕНцией и 4 об.% дуропа, В ходе проведени  испытаний определены величины рН и содержание кислоты в виде сол ной кислоты и произведены визуальные наблюдени  за алюминиевым образцом в х«1одильнике пра завершении испытаний. Результаты этих наблюдений приведены в табл. 2.

9

рованный 0,0025 вес,% диизопропиламина , 0,005 вес.7о N -метилпирропа, 0,25 вес.% пропиленоксида , 0,125 вес,% бутиленоксида , 0,20 вес.7о метилацетата , 0,05 вес.% ацетона , 0,25 вес.% трет амиленов, 0,05 вес.% метипового спирта

нительного кип чени  с обратным холодильником

Испытани  проведены путем продувки через холодильник комнатного воздуха и без добавлени  воды. Кроме того, в табл. 2 определени  величины рН произведены с порцией водного сло , полученного экстрагированием растворител  водой, объем которой равен объему растворительной системы,

В табл. 2 проиллюстрирована возможность предотвратить разложение метилен529809

10 Т а б л и ц а 2

гслорида стабилизирующими компонентами в присутствии Ш1ЮМИНИЯ и ароматического сотединени  - мезитилена в примере 10, Примеры 9, 11 и 12 показывают разложение метил енхл ори да в присутствии ароматических соединений - мезитилена и дурола (тетраметилбензола ) при кип чении с обратным холодильником с использованием алюмини  в отсутствие стабилизирующей композиции насто щего изобретени .

В табл« 3 приведены результаты испытаний по определению гидролитической стойкости путем загрузки 150 мл метилешшорида в примере 13 и 150 мл метиленхлорида , содержащего стабилизирующую композицию , состав которой указан в примере 14, в 300-млддинногорлую колбу. Эта колба смонтирована с экстрактором Сокслета, снабженным сифонным затвором и холодильником , сообщающимис  с комнатной атмосферой , В каждом примере прежде всего в экстрактор Сокслета ввод т по 50 мл растворител , а затем добавл ют по 5 О мл воды . В эту колбу далее загружают 1 г гранулированного алюмини  с гранулами размером 20 меш., приблизительно 1 г гранулированного цинка с гранулами размером 30 мещ, и приблизительно 0,1 г железного порощка В экстрактор Сокслета помещают образец размером 2x7 см известного веса,

15 9,2

Метиленхлорид +

3 0.,ЗО Бес,% пропиленоксида , 0,10 вес,% бутиленоксида , 0,005 вес,% диизопропилами- на, 0,ОО5 вес,% Ы -метилпиррола

15 8,5

Метиленхлорид +

4 алюминиевый образец , стабилизированный 0,0025 вес,% диизопропиламина , 0,ОО5 вес,% N -метилпиррола, 0,25 вес,% пропилен оксида, 0,125 вес,% бутиленоксида , 0,20 вес,% метиленацетата , О,О5 вес,% ацетона , 0,25 вес,% третичных амиленов , 0,05 вес,% метилового спирта

а в холодильнике закрепл ют взвещенный стальной образец размером 2x7 см.

Содержимое этой колбы кип т т с обратным холодильником в течение промежутка времени, указанного в таблице, путем нагревани  длинногорлой колбы алектричеоким нагревателем, В конце периода кип чени  с обратным холодильником с исполь зованием порции водной фазы, полученной экстрагированием растворител , равным объемом нейтральной дистиллированной воды определ ют величину рН и щелочность в пересчете на гидрат окиси натри  растворительных компонентов экстрактора Сокслета . Цинковые и железные образцы очищают от всех накопившихс  продуктов коррозии, взвещивают, после чего разницу между начальным и конечным весом фиксируют как потерю веса.

Результаты испытаний приведены в табл,

Таблица 3

36

140

Прозрач4 ,3 но-серый

54

28

Прозрач3 ,7 но-серый

Преимущество стабилизирующей композиции совершенно очевидно из сопоставлени  результатов примера 14 с результата ми примера 13, полученными с использованием стабилизирующей композиции известных стабилизирующих систем, В случае ис- пользовани  композиции в течение 15-дне&ного кип чени  с обратным холодильником коррози  цинкового образца в экстракторе Сокслета и железного образца, помещенного в холодильник, оказалась значительно более слабой.

В примерах 15 la 16 проведены испытани  по определению стойкости при кип чении с обратным холодильником с испольгзованием 200 мл растворительной систеМетиленхлорид + 0,30 вес,%

пропиленоксида, 0,10 вес,%

бутиленоксида, 0,005 вес,%

диизопропил амина,

0,005 вес.% N-метилпиррола

Метиленхлорид + алюминие6 вый образец, стабилизированнь1й 0,0025 вес.% диизопропиламина , 0,005 вес.% К-метилпиррола, 0,25 вес.% пропиленоксида, 0,125 вес.% бутиленоксида, 0,20 вес.% метилацетата, 0,О5 вес.% ацетона, 0,25 вес.% третичных аминов и О, Об вес.% метилового спирта

В примерах с 17 по 19 проведены иопытани  по определению стойкости при хр&нении стабилизированного метиленхлорида, результаты которых сведены в табл 5. Приблизительно по 25О мл каждой из трех стабилизированных метиленхлоридных композиций , состав которых указан в примерах , помещают в бутьшки емкостью по 0,4732 дмЗ, в которых наход тс  три ржавых стальных стержн  диаметром по 1,588 мм и длиной 127,0 мм и два измерительных ржавых образца размером 12,7 мм X 152,44 мм х 0,О762 мм. Домы и б-вт лампы УФ-света, установлет ной на рассто нии приблизитолыи 25,-} м,; от паровой трубки экстрактора Сокслета. ЗОО-мл длинногорлую колбу монтируют

совместно с экстрактором Сокслета, к

этому экстрактору подсоедин ют холодильник , после чего в колбу добавл ют приблизительно 1,0 г гранулированного цпнка и приблизительно 0,5 кщ воды, а в экстрактор и холодильник помешают циш :овый образец размером 2x7 см.

Холодильник сообшаетс  с вод ным скруббером.

Полученные результаты испытаний сведены в табл. 4.

Таблица 4

6,5

Очень

11 мг

)9 кг мутна 

16 6,7 Мутна 

7,8 мг 22 кг

бавл ют приблизительно 1,32 мл (0,4 вес.%. дистиллированной воды и все компоненты подвергают тщательному перемешиванию в начальный период испытаний. В примере 17 в бутыль через день добавл ют дополнительно 0,4 вес.% дистиллированной воды. Закрытые бутьшки оставл ют сто ть в течение 5 дней, после чего визуально провод т изучение стальных образцов, растворител  и его поверхности, а результаты осмотра фиксируют. Далее бутыли открывают и определ ют по вление какого-либо нежелательного запаха.

15

5Прозрачный, светлоМетипеюшорид , содержащий 0,50 пропиленоксида , 0,1О нитрометана, 2,30 диме токе иметана

Метиленхлорид, содержащий 1,0 нитрометана , 2,3 1,4-диоксана

Метиленхлорид, со9 держащий О, О 02 5 диизопр опиламина, 0,0050 М-метилпир-« рола, Oj25 пропиленоксида , 0,125 бутиленоксида , О,20 ме- тилацетата, 0,05 ацетона , 0,25 третичных аминов, 0,О5 метилового спирта Преимущество композиции при стабилизации метиленхлорида в отношении воздействи  на него воды и стальной ржавчины в услови х хранени  очевидны из оценки результатов испытаний примера 19 в сравн нении с результатами испытаний примеров 17 и 18, в которых использованы две раз личные стабилизирующие композиции. В примере 19 не обнаружено по влени  какого-либо нехарактерного запаха, тогда как в примерах 17 и 18 обнаружен нежелательный гнилостный запах, В примерах 2О-23 проведены испытани по определению стойкости при кип чении с обратным холодильником с применением алюмини  путем загрузки 190 мл практически не содержащего воды метиленхлорида включающего в себ  5 об.% технически до

5298О9

16 Таблица 5

Несколько более

желтый, на поверхвысока  степень заржавленности ности вод ное кольцо

Прозрачный, желтый, желтый слой и вод ное кольцо на поверхности

Прозрачный, бесцветное вод ное кольцо на поверхности ступного 1,151-трихлорэтана в той же paci ворительной системе, В примерах 22 и 23 в растворительную систему в плоскодонной 300-мл длинногорлой колбе, снабженной холодильником, добавл ют соответственно безводный хлористый алюминий и безводный хлорид трехвалентного железа. В жидкость в колбе помещают приблизительно 1,0 г гранулированного алюмини  с гранулами размером 20 меш, ,а в холодильнике подвешивают алюминиевый образец размером приблизительно 1,25x6 см« В процессе кип чени  с обратным холодильником пары растворител  окружают подвешенную полосу (образец) и конденсируютс . Во всех случа х после различных промежутков времени кип чени  с обратным холодиль нком определ ют величину рН и содержание щелочи в пересчете на гидрат окиси натри5{. Результаты испытаний сведены в .

В примере 20 ухудшение качества растворительной системы обусловлено реакцией алюмини  с содержавшимс  в растворительной системе 1,1,1-трихлорэтаноМ, В примере 21 добавление стабилизирующей композиции в такую растворительную систему предотвращает ухудшение качества системы, а в примере 22 даже после добавлени  приблизительно 0,04 г безводного хлорида

Метиленхлорид +

1 алюминиевый образец , стабилизированный 0,0025 вес.% диизопропипамина, 0,ОО5 вес.% N -метилпиррола , 0,25 вес,% пр опил е нокс ида, 0,125 вес.% бутиленоксида , 0,20 вес.% метилацетата, 0,05 вес.% ацетона, 0,025 вес.% третичных аминов, 0,05 вес.% метилового спирта

Та же, что и в примере 2, с добавлением приблизительно 0,04 г безводного хлорида алюмини , один дополнительный день кип чени  с обратным холодильником

Та же, что и в примере 3, с добавкой приблизительно 0,04 г безводного хлорида трехвалентного железа, дополнительных 7 дней, кип чени  с обратным холодильником

алюмини  и кип чени  в растворительной системе в течение дополнительного дн  с обратным холодильником достигнут тот же результат. В примере 23 даже добавление приблизительно 0,О4 г безводного хлорида трехвалентного железа и кип чение в течение дополнительных 7 дней с обратным холодильником не вызывает коррозии алюмини  в колбе и конденсаторе.

Таблица 6

8,5 20

Отсут Прозрачствует ный и

бесцветный

Отсут

Прозрачный

8,2 17 и бесцветствует ный

237,3 12Отсут Прозрачствует ный и желтый

В табл. 7 приведены результаты испытаний по определению гидролитической стойкости путем загрузки 150 мл метиленхлорида в примере 24 и 150 мл метиленхлорида , содержавшего стабилизирующую композицию , состав которой указан в примере 25, в 300-мл длинногорлую колбу. Эту колбу монтируют с экстрактором Сокслета, снабженным сифонным затвором и холодильНИКОМ , сообщающимс  с комнатной атмосферой . В каждом примере в экстрактор Сокслета ввод т по 50 мл растворител , а затем добавл ют по 5О мл воды. В эту же колбу загружают 1 г гранулированного алюмини  с гранулами размером 20 меш„ 1 г гранулированного цинка с гранулами размером 30, меш. и 0,1 г железного порошка ,

В экстрактор Сокслета помещают цинковый образец размером 2x7 см, а в холорованный 0,0025 вес.% диизопропиламина , 0,ОО5 Бес.% N -мети пиррола, 0,25 вес.% пропиленоксида , 0,125 вес.% бут№леноксида ,

0,20 вес,% метиленацетата , О,О5 вес.% ацетона, 0,25 вес.% третичных амиленов, 0,05 вес.% метилового спирта

дильнике закрепл ют взвещенный стальной образец размером 2x7 см. Содержимое этой колбы кип т т с обратным холодильником в течение времени, указанного в

таблице, путем нагревани  электрическим нагревателем. В конце периода кип чени  с обратным холодильником с использованием порции водной фазы, полученной экстра.гированием растворител  равным объемом

нейтральной дистиллированной воды, определ ют величину рН и щелочность в пересчете на гидрат окиси натри  растворкн тельных компонентов экстрактора Сокслета. Цинковые и железные образцы очищают от

всех накопившихс  продуктов коррозии, .взвещивают, после чего разницу между начальным весом и конечным весом фиксируют как потерю веса.

Результаты испытаний приведены в табл. Таблица 7

При использовании композиции в течение 15-дневного кип чени  с обратным хо юдильником коррози  цинкового образца в экстракторе Сокслета и железного образца, помещенного в холодильник, оказываетс  значительно более слабой.

В примерах 26 и 27s результаты которых показаны в табл,8, проведены испыта:ни  по определению стойкости при кип чении с обратным холодильником с использованием 200 мл растворительной системы и 6-вт лампы УФ-света на рассто нии приблизительно 25,4 мм от паровой трубки экстрактора Сокслета, 300 мл длинногорлую колбу монтируют совместно с экстрактором Сокслета, к этому экстрактору присоедин ют холодильник, после чего в колбу добавл ют приблизительно 1,0 г гранулированного цинка и О,5 мл воды, а в экстрактор и холодильник помещают цинковый образец размером 2x7 см.

Цинк

Метиленхлорид

6 0,30 вес,% пропиленоксида , 0,10 вес,% бутиленоксида , 0,005 вес,% диизопропиламина , 0,005 вес.% N -метилпиррола

7

Метиленхлорид +

Цинк алюминиевый образец, стабилизированный 0,0025 вес,% диизопропиламина , 0,005 вес.% N -метилпиррола, 0,25 вес.% пропиленоксида , 0,125 вес.% бутиленоксида, 0,2 О вес,% метилацетата , 0,05 вес.% ацетона, 0,25 вес.% третичных амиленов и 0,05 вес,% метилового спирта

Холодильник сообщаетс  с вод ным скруббером,

В примерах 28-30 проведены испытани  по определению стойкости при хранении стдбилизированного метиленхлорида, результаты которых показаны в табл,9г Приблизительно по 25 мл каждой из трех стабилиеированных метиленхлоридных композиций, Ьостав которых указан в примерах, помещают в бутыли емкостью 0,4732 дм , в jcoTOpbix наход тс  три ржавых стержн  диаметром по 1,588 мм и длиной 127,0 мм и два измерительных ржавых стальных образца размером 12,7 мм х 152,4 мм х X 0,0762 мм. Добавл ют приблизительно 1,32 мл (0,4 вес,%) дистиллированной воды и все компоненты бутылей тщательно перемешивают. Закрытые бутыли оставл ют сто ть в течение 5 дней, после чего проиэ вод т визуальное изучение стальных образцов , растворител  и его поверхности.

Таблица 8

6,5

59

11

Очень мутна 

16 6,7

7,8

22

Мутна 

529809

23

Метиленхлорид, содержащий 0,50 пропипеноксида , 0,10 нитрометана, 2,30 диметоксиметана

Метиленхлорид, содержащий 1,0 нитрометана , 2,3 1,4-диоксана

0

Метиленхлорид, содержащий 0,О025 дии зопр опил амина, 0,ОО50 N -метилпиррола , 2,25 пропиленоксида , 0,125 бутиленоксида , 0,20 метил ацетата, 0,05 ацетона , 0,25 третичных амиленов, 0,05 метилового спирта

Преимущество предлагаемых композиций при стабилизации метиленхлорида в отношении воздействи  на него воды и стальной ржавчины в услови х хранени  очевидно из оценки результатов испытаний примера 30 в сравнении с результатами испытаний примеров 28 и 29, в которых использованы две известные стабилизирующие композиции. В примере ЗО не обнаружено по влени  какого- пибо нехарактерного запаха, тогда как в примерах 28 и 29 обнаружен нежелательный гнилостный запах.

24 Таблица 9

Несколько более

Прозрачный, светложелтый , на поверхвысока  степень заржавленности ности вод ное кольцо

Повышенна  степень заржавленности и пузыри

Несколько повышенна  степень заржавленности

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Композици  дл  обезжиривани  поверхности металлов на основе метиленхлорида, содержаща  стабилизатор, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  стабильности композиции в присутствии ароматических и алифатических соединений металлов и галогенидов металлов, она содержит в качестве стабилизатора диизопропидамин , N -метилпиррол, бутиленоксид, пропиленоксид , метилацетат, ацетон, третичный амилен и метиловый спирт в количестве 0,001-2 вес.% каждого компонента от веса метиленхлорида