Кремнийорганические эмали и краски

обзоры, методики, рецепты

Составы для обезжиривания поверхности

В практике подготовки поверхности под окраску широкое распространение получили методы обезжиривания и удаления старых лакокрасочных покрытий с помощью смывок. Обычно в рецептурах этих составов широко используются различные органические растворители. Процесс обезжиривания с помощью растворителей заключается в растворении и удалении с поверхности изделий различных загрязнений органического происхождения: масляных, жировых и воскообразных веществ, являющихся остатками шлифовальных, полировальных, доводочных паст, консервационных смазок, смывок и т. д.

Для обезжиривания применяют индивидуальные растворители и их смеси, эмульсии растворителей в воде, стабилизованные поверхностно-активными веществами, водные моющие растворы щелочного и кислотного типа. Выбор составов для обезжиривания зависит не только от характера удаляемых загрязнений, но и от вида последующей обработки изделий.

Так, если после обезжиривания проводится обработка изделий в водных растворах, например, фосфатирование или нанесение водоразбавляемых лакокрасочных материалов, то для обезжиривания рекомендуется применять водные щелочные составы. В остальных случаях для обезжиривания используют органические растворители.

Органические растворители, применяемые для обезжиривания, должны обладать высокой растворяющей способностью и химической стабильностью, должны быть легколетучими (быстро испаряться с поверхности изделий), регенерируемыми, экономически доступными и недифицитными, безвредными, безопасными при работе и не оказывать коррозионного воздействия на металлы. По растворяющей способности их можно разделить на следующие группы:

  1.  растворители с низкой растворяющей способностью— нефтяные растворители (бензины, уайт-спирит);
  2. растворители со средней растворяющей способностью— ароматические углеводороды, спирты и сложные эфиры;
  3. растворители с высокой растворяющей способностью — хлорированные углеводороды.

Достоинством нефтяных растворителей является их доступность, дешевизна и малая токсичность, поэтому они широко используются для холодного обезжиривания крупногабаритных изделий. Обычно обезжиривание таких поверхностей проводят путем протирки ветошью, смоченной в уайт-спирите, бензине, Нефрасе 180/210.

Эти растворители хорошо удаляют свежие и отработанные минеральные масла, консистентные минеральные масла, консистентные смазки, консервационные составы. При проведении обезжиривания в ваннах окунанием необходимо учитывать, что растворяющая способность нефтяных растворителей заметно снижается при содержании в обезжиривающем составе более 0,7 % (масс.) масел.

Недостатком нефтяных растворителей является горючесть, поэтому их часто заменяют хлорированными углеводородами.

Из хлорированных углеводородов для обезжиривания применяют три- и тетрахлорэтнлен, метиленхлорид, а также фторхлоруглеводороды (хладон 113 и др.). Достоинством таких растворителей является возможность их регенерации методом перегонки.

Трихлорэтилен широко применяется для обезжиривания поверхности черных металлов. Не допускается обезжиривать этим растворителем изделия из алюминия и его сплавов, так как возможно образование взрывоопасных смесей. Нельзя также обезжиривать детали, смоченные водным раствором и эмульсиями, так как при этом может образоваться нерастворимая клейкая масса. С целью стабилизации в трихлорэтилен добавляют замещенные фенолы, гидразоны, амины (дифениламин, диэтиламин и их смеси) в количестве до 0,1 % (масс). Эти стабилизаторы можно использовать и для других хлорированных углеводородов, например тетрахлорэтилена.

Для обезжиривания поверхности алюминия и его сплавов применяется тетрахлорэтилен, который более устойчив к разложению, чем трихлорэтилен. Метилен-хлорид используется для удаления полировочных паст, очистки оптических стекол и узлов вакуумных насосов. 1,1,1-Трихлорэтан находит применение при всех способах очистки, даже при протирке. В составы на основе трихлорэтана входят также 1,4-диоксан, нитрометан, метилэтилкетон, пропиловый спирт и другие растворители. Регенерацию трихлорэтана в ваннах проводят, когда содержание загрязнений достигнет 50 % (масс).

В последние годы получили применение для обезжиривания фторхлоруглеводороды, основным преимуществом которых является их низкая токсичность. Чаще всего используются хладоны 112 и 113, имеющие сравнительно высокие температуры кипения, для удаления загрязнений с изделий из черных и цветных металлов, а также печатных плат, выполненных на полимерной основе.

Для обезжиривания широко применяются азеотропные смеси растворителей, растворяющая способность которых выше, чем у каждого компонента, входящего в состав смеси.

На основе хладона-112 рекомендуются следующие азеотропные смеси: бинарные смеси с одним из алифатических спиртов (метиловым, бутиловым, изобутиловым или втор-бутиловым); тройные смеси с трихлорэтиленом или трихлор-этаном и метиловым спиртом (метиловый спирт может быть заменен этиловым или изопропиловым).

Печатные схемы обезжиривают смесью хладона-112 с изобутиловым спиртом и нитрометаном. Очистку печатных схем после пайки рекомендуется проводить с помощью смеси хладона-113 и метилового спирта (93:7 по массе) или хладона-113 и метиленхлорида (50,5:49,5 по массе). Составы на основе хладона-113 применяются для очистки узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры. Ниже приводится пример состава для очистки печатных плат, % (масс.) (пат. США 3960746):

  • Хладон-113 93,1—94,5
  • Метиловый спирт 5—6,3
  • Нитрометан 0,05—0,6

Широкое применение для обезжиривания нашли эмульсионные составы, которые представляют собой эмульсии растворителей в воде, стабилизованные ПАВ. Достоинством таких составов является негорючесть, более низкая токсичность, чем индивидуальных растворителей, а также более высокая эффективность процесса обезжиривания за счет одновременного растворения и эмульгирования загрязнений.

В качестве растворителей в эмульсионных составах используются углеводороды и хлорированные углеводороды, в качестве эмульгаторов —нафтенаты, алкилсульфонаты, алкиларилсульфоиаты, полиоксиэтиленовые ПАВ. ПАВ улучшают смачиваемость обезжириваемых поверхностей, ускоряют переход загрязнений в раствор н препятствуют вторичному загрязнению изделий. С целью совмещения эмульгаторов с растворителями в эмульсионные составы добавляют спирты и гликолевые эфиры. В составы, предназначенные для удаления уплотненных масел и осмоленных жиров, вводят компоненты щелочного характера (фосфаты щелочных металлов, амины, мыла, силикат натрия).

Типичным эмульсионным составом является следующая композиция, % (масс.):

  • Трихлорэтилен 20—80
  • Вода 19-79
  • ПАВ (оксиэтилеифосфат алкилфенола) 0,5—15
  • Кислые соли алкенилянтариой кислоты 0,5—8

Другой эмульсионный состав на основе трихлорэтилена содержит следующие компоненты, % (масс.):

  • Алкилбензолсульфонат (ДС-РАС) 1,0
  • Эмульгатор ОП-10 1,0
  • Пирофосфат натрия 0,5
  • Оксамин* 0,5
  • Трихлорэтилен 20,0
  • Вода 77

* Смесь полиэтилнгиколевых производных алифатических аминов.

Эмульсионные составы на основе нефтяных растворителей применяются для очистки изделий из черных металлов, бронзы, латуни, дюраля. Подобные препараты марок AM-15 применяются как в чистом виде, так и в качестве добавок (5—10%) к другим эмульсионным составам. С помощью этих составов удаляют мазут, минеральные масла и нагары на их основе. Ниже приведены рецептуры моющих составов АМ-15, % (масс.):

AM-15К AM-15WK AM-15WC АМ-15з. с.
Ализариновое масло 22-28 22-28
Ксилол 70—76 40-46 65-68
МСК-15* 2-5 2-5
Смачиватель ОС-20** 2 2
Уайт-спирит 30 30
Фракция высших ароматическихуглеводородов 95-98

* Моноэтаноламиновая соль спиртов кашалотового жира.

** Смесь полиэтиленгликолевых эфиров высших предельных спиртов.

В качестве растворителей с улучшенными моющими свойствами взамен уайт-спирита разработаны растворители BKP:

уйайт спирит             BKP 210               BKP240
Пределы кипения 101,325 кПа, 0С 165—200 210—240 240—300
Содержание ароматических углеводородов, %(масс.) 16 10  10
Содержание серы, % (масс.) 0,01 0,01 0,01
Плотность при 20 0C 0,795 0,820 0,840

 

Для отмывки стенок емкостей от нефтяных остатков и удаления легкой ржавчины применяется следующий состав, % (масс.):

  • Сульфонол НП-1 1,5—2
  • Сульфонол НП-5 3,0—2,5 Кальцинированная сода 30 Жидкое стекло 15,5
  • Метиленхлорид 50

В процессе приготовления вначале смешивают сульфонолы НП-1 и НП-5, затем добавляют кальцинированную соду и жидкое стекло. С помощью этого состава очищают топливные танки, причем их не надо предварительно пропаривать и удалять из них остатки. Очистку проводят при температуре моющего состава 29—320C, после очистки танки ополаскивают водой.

  • Для обезжиривания алюминия рекомендуется следующий состав, % (масс.):
  • Бутиловый спирт 40
  • Ортофосфорная кислота 10
  • изопропиловый спирт 30
  • Вода 20

Спирты можно заменить бутилцеллозольвом с добавлением 1—2 % (масс.) анионоактивного ПАВ.

Для обезжиривания изделий из полимерных материалов применяются инертные растворители, не вызывающие разрушения полимерной подложки:

  • Полистирол:  Этиловый спирт,изопропиловый спирт; этилцеллозольв +этиловый спирт (1: 1)
  • Акрилнитрилбутадиен-стирольный пластик:   Этиловый спирт, изопропиловый спирт уайт-спирит, бензин
  • Поликарбонат (дифлон): Уайт-спирит + ксилол (70 : 30), бензин БР-1+ ацетон (95:5)
  • Органическое стекло марок CT-I и Л СОМ (75:25): Этиловый спирт + ацетон, бензин БР-1 + ацетон(80 : 20)

Различают способы холодного и горячего обезжиривания. Холодное обезжиривание проводят при комнатной температуре путем протирки ветошью, окунания или струйным методом. Этот способ малоэффективен, однако используется довольно широко. Современным способом является горячее обезжиривание в парах растворителей. Для этого используют хлорированные углеводороды, которые нагревают до температуры кипения в специальных ваннах.

Прогрессивным является использование для обезжиривания ультразвуковых установок. Процесс обезжиривания в этом случае сокращается, появляется возможность уменьшения содержания активных растворителей в составах.

Comments are closed.