Способ защиты травильных растворов от испарения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 17914 А Г 1/3 51)5 М Ф 3 ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИСА АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ(72) В.В,Ковалев, Н.М.Фролова и И.Б.Гандзюк (56) 1. Авторское свидетельство СССР М 161199, кл, С 25 О 21/04, 1963;2. Авторское свидетельство СССР Р 1675406, кл; С 25 О 21/04, 1989.(54) СПОСОб ЗАЩИТЫ ТРАВИЛ ЬНЫХ РАСТВОРОВ ОТ ИСПАРЕНИЯ(57) Использование: в технологии химиче ской обработки металлов с использованием защитных слоев на поверхности травил растворов, преимущественно щелочн частности в процессаххимического ф рования алюминиевых деталей, химич го и электрохимического обезжирив Сущность изобретения: способ защит вильных растворов от испарения вкл нанесение на поверхность испарения НЫ ПОПЛВВКОВ ИЗ ИНЕРТНЫХ МатЕРИаЛ гидрофобизированный кремнийорга ской жидкостью керамзит или шунгиз также антииспарителя - .смесь 99,0 мас.оД вазелинового масла и 0,2-1,0 м нафтеновой кислоты. 1 табл. ьных ых, в резееско-. ания. ы траючаетванничеит, а -99,8 ас.% антииспарителя в сме 1,5-2,5 сульфатного мыла и 98,5-97,5 сульфонатов технических 2;Однако известные технич ния не обеспечивают эффектив окружающей среды от вредны щелочных травильных раствор ку, главный компонент антии лигносульфонаты, обладают сильных минеральных кислот и ются едким натром, входящим щищаемого травильного р продукт их взаимодействия, я растворимым, переходит в раст полняет защитных функц компонент антииспарителя - мыло, в щелочной среде при температуре ванн травления также переходит в растворимо Изобретение относится к технологии химической обработки металлов с использованием защитных слоев на поверхности травильных растворов, преимущественно щелочных, и может быть применено в процессах химического фрезерования алюминиевых . деталей, химического или электрохимического обезжиривания и других.Известен способ защиты травильных растворов от испарения, включающий нанесение на поверхность растворов полиэтиленовых поплавков и смеси-, содержащей препарат "Новость" и катанин ЯНаиболее близким решением задачи потехнической сути и достигаемому результату является способ защиты травильных растворов от испарения, включающий нанесение на поверхность испарения ванны поплавков из полимерных материалов и об.% сырого об.; лигнососто ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) еские решеной защитых испарений ов, поскольспарителя - свойствами нейтрализув состав зааствора, и ВЛЯЯСЬ ВОДО" вор и не выий, Другой сульфатное ПОВЫШЕННОЙдо 70-90 фС, е яние45 50 55 Что касается поплавков из полимерныхматериалов, то в сильнощелочной среде онинедолговечны из-за разрушения их полимерной структуры,Цель изобретения - повышение эффективности защиты травильных растворов отиспарения,Поставленная цель достигается тем, чтов качестве поплавков используют гидрофобизированный кремнийорганической жидкостью керамзит или шунгизит, а вкачестве антииспарителя - смесь 99,0-99,8мас.% вазелинового масла и 0,2-.1,0 мас. нафтеновой кислоты,Керамзит применяют стандартный поГОСТ 9759-83 или по ГОСТ 9757-83 с размером частиц 10-20 мм, Шунгизит получаютпутем вспучивания природных карельскихшунгизитовых сланцев при температуре обжига 1100 С, в результате чего образуетсявнутреняя замкнуто-ячеистая пористаяструктура с пористостью 50-61 о .Гидрофобизацию вспученных гранулкерамэита или шунгизита производят путемих обработки кремнийорганической жидкостью типа ГКЖ-41 ГОСТ 10834-76 приостаточном давлении 10-15 мм рт,ст, с последующей сушкой при температуре 9095 С до высыхания, и 145-150 С в течение15 мин для полимеризации, При этих режимах заполняются поры и образуетсяустойчивая гидрофобная пленка, что предотвращает потопляемость гранул, которыепри введении на зеркальную поверхностьщелочной ванны травления образуют монослой плавающих инентных частиц,Антииспаритель готовится предварительным смешением вазелинового масла инэфтеновых кислот в соотношении в мас.- масло вазелиновое и кислота нафтеновая- 99,0-99,8 - 0,2-1,0 соответственно, и затемвводится в ванну в количестве, необходимом для заполнения пространства междуплавающими инертными частицами и покрывающем поверхность ванны слоем толщиной 1-3 мм, Инертные плавающие. гранулы шунгизита или керамзита на 8593 перекрывают зеркальную поверхностьванны, что уменьшает количество вводимого антииспарителя.Защита раствора поверхностной антииспарительной пленкой-и грануламишунгизита или керамзита, во первыхпрактически исключает выделение из. раствора аэрозоля щелочи, чем обеспечивает улучшение санитарно-гигиенических условий труда, во-вторых снижаетэнергозатраты на достижение и поддержание технологической температуры раствора, поскольку раствор с поверхностной 5 10 15 20 25 30 35 40 пленкой антииспарителя и гранулами шунгизита или керамэита быстрее нагревается и медленее остывает, чем раствор в ванне без покрытия по причине меньшего испарения воды с поверхности ванны, и в третьих, изолирует его от проникновения внутрь объема щелочной ванны углекислоты воздуха и накопления в нем карбонатов, чем увеличивается срок эксплуатации раствора.В силу химической инертности вазелинового масла органическая добавка не нарушает защитный лакокрасочный слой, наносимый на детали для избирательного травлния при химическом фреэеровании алюминия и его сплавов, и не сказывается отрицательно на качестве травления, Образующийся при взаимодействии нафтеновой кислоты со щелочью мылонафт, обладающий поверхностно-активными свойствами, формирует с вазелиновым маслом плотный устойчивый пенистый слой, увеличивающий антииспаоительные и защитные свойства органической добавки.Кроме того, наличие поверхностно-активной составляющей в поверхностном защитном слое способствует образованию в процессе травления полублестящей светлой поверхности, сохраняющей внешний вид в течение длительного времени эксплуатации, а также обеспечивает легкое удаление остатков вазелинового масла с поверхности детали при последующей промывке, Оставшиеся следовые количества вазелинового масла обладают ингибирующим свойством, предотвращают пассивационное и окислительное воздействие на поверхность,Монослой плавающих гранул шунгизита или керамзита не препятствует загрузке и выгрузке деталей, легко раздвигаясь по поверхности вачны,П р и м е р: Травление алюминия проводили в щелочном травильном растворе при 70 С с концентрацией едкого натра 150 г/л. На поверхность зеркала испарения вначале наносят слой антииспарителя, а затем засыпается слой гидрофобизированных шунгизитовых или керамзитовых гранул. Количество гранул выбирается таким, чтобы укрыть монослоем поверхность ванны, а количество антииспарителя - до укрытия поверхности ванны слоем 1-3 мм.Содержание аэрозолей над ванной и количество накапливающихся ионов в рабочем растворе определяли по стандартным методикам,Результаты экспериментов приведены в таблице.1791468 Как следует из полученных данных, заявленные пределы соотношения компонентов являются оптимальными.,Содержание аэрозолей,мг/мММпп Содержание антииспарителя масс 0Поплавки из инертных материаловЭффективность защиты % масло вазе- кислота нафли новое теноваядо укрытия после укры- тия По словиям и о тоти па: Полиэтиленовые поплавки Монослой Лигносульфаты техн. Сырое сульфатное мыло 0,21 98 0,30 32,3 Поп е лагаемым словиям 0,22.0,11 0,10 0,03 0,02 0,01 0,01 0,01 100 100 99,9 99,8 99,5 99,0 98,7 98,3 2 3 4 5 6 7 8 9 0,31 0,29 0,30 0,32 0,31 0,30 0,30 озо 30,1 62,1 66,7 90,6 94,5 96,7 96,7 9,67 Монослой То же0,1 0,2 0,51,0 1,3 1,7 Н П Составитель В, КовалевРедактор А, Егорова Техред М,Моргентал Корректор С, Лисина Заказ 135 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 При отсутствии монослоя поплавков и нафтеновой кислоты в вазелиновом масле (опыт 2) эффективность защиты недостаточна, Также низка эффективность защиты при наличии монослоя поплавков как с маслом вазелиновым, так и при наличии малых количеств 0,1 мас,% в нем нафтеновой кислоты (опыт 4). Более высокие концентрации нафтеновой кислоты в вазелиновом масле (опыты 5-7) обеспечивают высокую степень защиты от вредных испарений. Однако при увеличении количества нафтеновой кислоты свыше 1% (опыты 8 и 9) не возрастает эффективность защиты, Предельное значение является достаточным для достижения поставленной цели,Технико-экономическая эффективность предполагаемого решения по отношению к прототипу обуславливается следующими факторами;- снижением социальных затрат благодаря улучшению санитарно-гигиенических условий;- снижением энергозатрат в 1,1-1,3 разана достижение и поддержание технологической температуры раствора;- увеличением сроков эксплуатации 5 раствора в 1,2-1,5 раза;- снижением расхода химреактивов; - улучшением качества обрабатываемой поверхности;- снижением затрат на вентиляционное 10 обслуживание и эксплуатацию оборудования за счет устрайения конденсации щелочного и карбонатного аэрозоля и накопления наростов в вентсистемах и на стенах рабочего помещения.15 Формула изобретенияСпособ защиты травильных растворовот испарения, преимущественно щелочных, включающий нанесение на поверхность испарения ванны поплавков иэ 20 инертных материалов и антииспарителя изсмеси органических веществ, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности защиты, в качестве поплавков используют гидрофобизированный 25 кремнийорганической жидкостью керамзитили шунгизит, а в качестве антииспарителя - смесь 99,0-99,8 мас,% ваэелинового масла и 0,2-1,0 мас,% нафтеновой кислоты,