Средство для поверхностной очистки предметов, изготовленных из меди и ее сплавов

Изобретение относится к бытовой химии и предназначено для очистки поверхностей предметов, изготовленных из меди и ее сплавов.

Изобретение может быть использовано в быту, в хранилищах музеев, в антикварных магазинах, нумизматике: монеты (старинные и современные), изделия культурно-бытового и культурно-исторического назначения. Изобретение может быть использовано в автомобильной промышленности и электротехнике для чистки проводов, клемм и т.д., в спирто- и пивоварении для чистки внешней поверхности трубопроводов, изготовленных из меди и ее сплавов, в вооруженных силах для чистки стволов огнестрельного оружия с целью удаления с поверхности каналов стволов нагара, остатков меди и ее сплавов (бронзы), остающихся от пуль после стрельбы.

В результате хранения или эксплуатации изделий, изготовленных из меди и ее сплавов, поверхность этих изделий обычно покрывается продуктами коррозии разного цвета: зеленого, голубого, белесого и т.д., зависящего от примесей в меди. Это приводит к тому, что изделия теряют внешний вид и привлекательность, либо ухудшаются эксплутационные качества изделия. Возникает необходимость очистки (реставрации) поверхности изделий, что особенно актуально в применении, например, к старинным монетам.

В настоящее время наибольшее распространение получили методы жидкостной (химической) очистки металлических поверхностей. Они имеют очевидные преимущества перед такими методами, как механическое воздействие, ультразвуковая обработка, электролитическое или плазмохимическое травление и т.д. вследствие своей экономичности, универсальности, малых потерь металла и, в некоторых случаях, из-за улучшения свойств поверхностей обрабатываемых изделий.

Способов химической очистки поверхностей предметов, изготовленных из меди и ее сплавов, в бытовых условиях много. Эти способы можно использовать, если под рукой находится необходимый состав или компоненты для его приготовления коммерчески доступны. На практике пользователи обычно используют следующие средства чистки:

1. Водные растворы кислот: уксусной, лимонной, щавелевой;

2. Водные или водно-спиртовые растворы аммиака;

3. Вываривание в растительном или вазелиновом маслах;

4. Использование средств бытовой химии: «Фейри», «АОС», «Мистер Мускул» и др.;

5. Использование теплого мыльного раствора или желе, приготовленного из хозяйственного мыла.

Все эти способы имеют, по-видимому, лишь одно преимущество, заключающееся в доступности ингредиентов. Недостатки этих способов связаны чаще всего с их чрезмерной агрессивностью. При неосторожном обращении с этими средствами может раствориться не только слой продуктов коррозии, но и сам металл.

Известна паста для чистки металлических поверхностей от продуктов коррозии [патент СССР №985149 (1982)], содержащая фосфорную кислоту, этиловый спирт, жидкое стекло, бутилцеллозольв, хлористый метилен, каолин, воду. Однако эта паста, во-первых, неэффективна для очистки поверхностей из цветных и благородных металлов, во-вторых, содержит токсичные компоненты: бутилцеллозольв, хлористый метилен, в-третьих, в ее состав входит каолин - абразив. Использование любого абразива, какого тонкого помола он бы не был, может испортить поверхность изделия, особенно при наличии на ней тонкого рисунка. Неудобства вызывает также сложность способа приготовления пасты.

Абразивные составляющие входят также в составы ряда других средств для очистки металлических поверхностей от продуктов коррозии и остатков лаков и клеев [патент СССР №1636434 (1991), патент РФ №2199581 (2003), патент РФ №2410416 (2009)]. Кроме того, указанные средства содержат токсичные и небезопасные в обращении органические растворители и кислоты. Эти средства малоэффективны для очистки поверхностей из цветных и благородных металлов, после их применения требуется тщательная промывка изделия водой.

Известно средство для очистки поверхностей медных, серебряных и золотых монет («Industrial Strength Coin Brightner MS 70», производитель «Betterbilt Chemical», США) от продуктов коррозии, - принятое нами за прототип. В состав этого средства входят бутилцеллозольв, едкое кали, глюконат натрия, смесь динатриевых солей дисульфоната гексилдифенилового эфира и дисульфоната дигексилдифенилового эфира, вода. Это средство достаточно эффективно. Оно часто используется нумизматами для реставрации поверхности старинных монет, изготовленных из цветных и благородных металлов. Однако наряду с эффективностью пользователи отмечают и некоторую агрессивность этого средства: наряду с растворением продуктов коррозии оно при неаккуратном обращении способно растворять и сам металл. Кроме того, наличие в составе средства бутилцеллозольва и динатриевых солей дисульфоната гексилдифенилового эфира и дисульфоната дигексилдифенилового эфира позволяет сомневаться в безопасности средства. Бутилцеллозольв - органический высококипящий, но легко воспламеняющийся растворитель. На свету при контакте с воздухом может образовывать взрывоопасные перекисные соединения. При попадании в организм через кожу или рот может вызвать головную боль, головокружение, тошноту, рвоту [http://www.chemicalbook.com/]. Указанные выше производные дифенилового эфира, играющие в составе средства роль поверхностно-активных веществ, при попадании в организм через кожу, рот или посредством ингаляции могут вызвать необратимые негативные изменения в организме [http://www.chemicalbook.eom/RiskAndSafety.htm#hazards].

Настоящее изобретение направлено на создание нового эффективного и безопасного для здоровья потребителя средства для очистки поверхностей предметов, изготовленных из меди и ее сплавов. Указанный технический результат достигается тем, что для поверхностной очистки используют средство, включающее в себя:

- 1.0-2.5% динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты («Трилон Б»);

- 5.0-10.0% аминоуксусной кислоты (глицин);

- 0.1-0.2% Синтанола ДС-10;

- 5.0-10.0% едкого кали;

- 2.5-5.0% трис(гидроксиметил)аминометана («Трис»);

- 3.0-10.0% этиленгликоля;

- дистиллированную воду (до 100%).

Приготовление указанного средства иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В стеклянную, плоскодонную, одногорлую колбу емкостью 150 мл залили 50 мл дистиллированной воды, в ней растворили при взбалтывании 6.0 г едкого кали. К теплому раствору последовательно добавили 2.5 г «Трилона Б», 10.0 г глицина, 2.5 г трис(гидроксиметил)аминометана, 0.2 г Синтанола ДС-10, 3.0 г этиленгликоля. Каждый ингредиент добавляли после растворения предыдущего. После образования раствора его профильтровали через бумажный складчатый фильтр. К фильтрату добавили дистиллированную воду до 100 г. Полученный раствор использовали для чистки.

Пример 2. В стеклянную, плоскодонную, одногорлую колбу емкостью 150 мл залили 50 мл дистиллированной воды, в ней растворили при взбалтывании 5.0 г едкого кали. К теплому раствору последовательно добавили 2.0 г «Трилона Б», 5.0 г глицина, 5.0 г трис(гидроксиметил)аминометана, 0.12 г Синтанола ДС-10, 10.0 г этиленгликоля. Каждый ингредиент добавляли после растворения предыдущего. После образования раствора его профильтровали через бумажный складчатый фильтр. К фильтрату добавили дистиллированную воду до 100 г. Полученный раствор используют для чистки.

Полученные в примерах 1 и 2 средства являются бесцветными, не пенящимися жидкостями, без запаха. Они стабильны при длительном хранении при комнатной температуре.

Все ингредиенты составов, полученных в примерах 1 и 2, эффективно дополняют друг друга, усиливая чистящие свойства. Они являются нетоксичными или малотоксичными соединениями (класс опасности >3).

Динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты («Трилон Б») - комплексон - белый кристаллический порошок, умеренно растворимый в воде, широко применяется в промышленности для промывки теплоэнергетического оборудования, водоподготовки в котельных и теплосетях, в целлюлозно-бумажной промышленности, в аналитической химии и многих других областях. LD₅₀=2 г/кг [http://esis.irc.ec.europa.eu].

Аминоуксусная кислота (глицин) - комплексон, регулятор кислотности среды - белый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде. Нетоксична, применяется в качестве лекарственного препарата для улучшения мозгового кровообращения, незаменимая аминокислота.

Трис(гидроксиметил)аминометан («Трис») - комплексон, регулятор кислотности среды - белый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде. «Трис» широко используется в биохимии и молекулярной биологии в качестве буфера для снижения кислотности среды [G, Gomori, Methods Enzymology., 1, 138-146 (1955)]. По химической структуре «Трис» является первичным амином и имеет характерные для аминов свойства. «Трис» практически нетоксичен. Он используется в медицине в качестве альтернативы гидрокарбонату натрия при лечении метаболического ацидоза [R.H. Kallet, R.M. Jasmer, J.M. Luce et al., Am. J. Resp.and Critical Care Medicine, V. 161, N 4, 1149-1153(2000)], входит в состав нестероидного противовоспалительного препарата с анальгезирующим и жаропонижающим действием «Дексалгин 25» [Инструкция по медицинскому применению препарата «Дексалгин 25»].

Синтанол ДС-10 - поверхностно-активное вещество - бесцветная паста, хорошо растворимая в воде, представляет собой смесь оксиэтилированных высших спиртов. Он служит для обезжиривания металлической поверхности. Синтанолы входят в состав моющих средств, используются как стабилизаторы суспензий, эмульгаторы, антистатики при переработке синтетических волокон, обезжириватели шерсти и металлических поверхностей, выравниватели при крашении кубовыми красителями, смачиватели, добавки в моющие композиции, диспергаторы. Малотоксичен (4 класс опасности).

Этиленгликоль - способствует снижению испарения чистящего средства с поверхности металла - высококипящий органический растворитель, хорошо смешивающийся с водой. Этиленгликоль находит широкое применение во многих отраслях промышленности, в синтетической органической химии. Умеренно токсичен (3 класс опасности) [ГОСТ 10164-75].

Едкое кали - регулятор кислотности среды, способствует отшелушиванию и растворению продуктов коррозии - гранулы белого цвета, хорошо растворимые в воде.

Все ингредиенты состава, полученного в примере 1, достаточно дешевы.

Полученные в примерах 1 и 2 составы эффективно чистят поверхности предметов, изготовленных из меди и ее сплавов. При чистке, например, поверхностей старинных монет полученный состав удаляет только продукты коррозии, не затрагивая патину, в отличие от средства «Industrial Strength Coin Brightner MS 70».

Примеры использования чистящих средств

Все работы с чистящим средством необходимо проводить в резиновых перчатках, очках. Следует избегать попадания средства на одежду, кожу, в ротовую полость, в глаза.

Пример 3 (слабая степень загрязнения поверхности продуктами коррозии). Намочите ватный тампон в чистящем средстве. Протрите намоченным тампоном поверхность предмета, пока не достигнете нужного результата. Промойте поверхность предмета проточной водой и высушите ее, промокая фильтровальной бумагой. Можно использовать сухую и мягкую ткань. Если окончательный результат не удовлетворяет, повторите указанные операции.

Пример 4 (сильная степень загрязнения поверхности продуктами коррозии). Нанесите на поверхность предмета с помощью ватного тампона чистящее средство. Подождите 2-3 мин, слегка протирая особенно загрязненные места. Соберите ватным тампоном остатки средства и хорошо промойте поверхность предмета проточной водой, затем высушите ее, промокая фильтровальной бумагой. Можно использовать сухую и мягкую ткань. Если окончательный результат не удовлетворяет, повторите указанные операции.

Средство для очистки поверхностей предметов, изготовленных из меди, серебра и их сплавов, являющееся раствором малотоксичных, дешевых компонентов, при следующем соотношении компонентов:
- 1.0-2.5% динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты («Трилон Б»);
- 5.0-10.0% аминоуксусной кислоты (глицин);
- 0.1-0.2% Синтанола ДС-10;
- 5.0-10.0% едкого кали;
- 2.5-5.0% трис(гидроксиметил)аминометана («Трис»);
- 3.0-10.0% этиленгликоля;
- дистиллированная вода (до 100%).