НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СТЕКЛОМОЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ
LOW-TEMPERATURE GLASS-CLEANING LIQUID

Изобретение относится к моющим составам, предназначенным для очистки твердых поверхностей, в том числе стекол.
В продукции бытовой химии последнее время, в связи с введением акцизов на технические и денатурированные этиловые спирты, стали использовать изопропиловый спирт. Несмотря на то, что изопропиловый спирт уступает этиловому спирту по токсичности (3 класс опасности), коррозионной безопасности (коррозионная активность выше, чем у этилового спирта), имеет неприятный запах, на сегодня он является единственно доступным растворителем для использования в автомобильных стекломоющих низкотемпературных жидкостях и в другой продукции бытовой химии.
Однако по сравнению с этиловым спиртом, для обеспечения одинаковой температуры замерзания водного раствора, требуется более высокая концентрация изопропилового спирта. Для обеспечения температуры замерзания от минус 25°С до минус 30°С, изопропилового спирта потребуется примерно на 10-15% больше.
С целью понижения температуры замерзания водных растворов изопропилового спирта целесообразно введение низкотемпературных компонентов.
Известен состав для чистки стекол (RU 2051957 С1, 1992), включающий неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ), многоатомный спирт, изопропиловый спирт и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
НПАВ
1-10
Многоатомный спирт
25-40
Изопропиловый спирт
10-25
Вода
остальное
В качестве многоатомного спирта используют этиленгликоль или диэтиленгликоль.
Для обеспечения низкой температуры замерзания данного состава с содержанием изопропилового спирта в количестве 10-25 мас.% требуется введение большого количества (25-40 мас.%) многоатомного спирта (этиленгликоля или диэтиленгликоля), то есть суммарное содержание низкотемпературных компонентов составляет 35-65 мас.%.
Данный состав является эффективным чистящим средством. Однако использование его в качестве стеклоомывающей жидкости для автомобильных стекол связано с таким недостатком, как закрывание видимости через стекло вследствие образования большого количества пены и жирных натеков на стекле, обусловленных наличием в составе значительного содержания НПАВ и многоатомного спирта.
Задачей настоящего изобретения является разработка низкотемпературной стекломоющей жидкости на основе изопропилового спирта, лишенной недостатков прототипа благодаря дополнительному содержанию этилкарбитола, что позволяет существенно уменьшить содержание в составе НПАВ и многоатомного спирта и расширить возможности применения данной жидкости.
Согласно изобретению предлагается низкотемпературная стекломоющая жидкость, включающая изопропиловый спирт, многоатомный спирт, неионогенное поверхностно-активное вещество и воду, дополнительно содержит этилкарбитол при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
изопропиловый спирт
10-30
этилкарбитол
2,0-10,0
неионогенное поверхностно-активное вещество
0,01-0,10
многоатомный спирт
0,02-0,10
вода
остальное.
Преимущественно жидкость дополнительно содержит аминоспирт в количестве 0,01-0,03 мас.%, отдушку в количестве 0,02-0,20 мас.% и краситель в количестве 0,0002-0,0006 мас.%. В качестве многоатомного спирта целесообразно применять гликоль (этиленгликоль, диэтиленгликоль, пропиленгликоль и др.), в качестве аминоспирта - триэтаноламин.
При приведенном суммарном содержании изопропилового спирта и этилкарбитола (12-40 мас.%) температура замерзания стекломоющей жидкости составляет от минус 7°С до минус 40°С. Для обеспечения указанной температуры замерзания жидкости без этилкарбитола потребовалось бы от 14 до 68 мас.% изопропилового спирта.
Неионогенное ПАВ повышает смачивающую и чистящую способность жидкости. При концентрациях НПАВ выше 0,1% эффективность действия НПАВ не повышается. Следовательно, повышение концентрации НПАВ более 0,1% мас.% нецелесообразно.
Многоатомный спирт в данном составе выполняет функцию мягчителя, устраняющего скрип щеток.
Аминоспирт способствует устранению коррозионного воздействия изопропилового спирта на лакокрасочные покрытия, резиновые детали и металлические части кузова автомобиля.
Известно использование этилкарбитола в хладоносителях (Баранник В.П., Маринюк Б.Т., Овчаренко B.C., Афонский В.П. Новый хладоноситель, особенности и перспективы применения. Холодильный бизнес, 2001, №1. Этилкарбитол).
При этом этилкарбитол в водных растворах с концентрацией до 10 мас.% не эффективен; при концентрации этилкарбитола 30 мас.% температура замерзания воды понижается всего на 5°, то есть температура замерзания водного раствора этилкарбитола с концентрацией 30% мас. составляет всего минус 5°С.
Неожиданно выявлено, что в водных растворах изопропилового спирта эффективность действия этилкарбитола по понижению температуры замерзания существенно выше.
При введении в водный раствор изопропилового спирта (с концентрацией 10-30 мас.%) этилкарбитола в количестве всего 5 мас.% температура замерзания раствора понижается на 2-10°С, при введении 10% этилкарбитола - на 5-15°С (в том же интервале концентраций изопропилового спирта).
Введение в водный раствор изопропилового спирта этилкарбитола в количестве менее 5 мас.% малоэффективно, более 10 мас.% - нецелесообразно, так как эффективность понижения температуры замерзания растворов с повышением содержания этилкарбитола падает.
Понижение температуры замерзания водных растворов изопропилового спирта при введении этилкарбитола до 10% более эффективно, чем при введении в таком же количестве других низкотемпературных жидкостей: этилового, метилового спиртов, глицерина, гликолей (этиленгликоля, диэтиленгликоля, пропиленгликоля).
Температура плавления этилкарбитола (минус 78°С) выше, чем у изопропилового спирта (минус 89,5°С). Следовательно, действие этилкарбитола можно объяснить снижением взаимодействия между молекулами изопропилового спирта, что и приводит к понижению температуры замерзания.
Для достижения одной и той же температуры замерзания с введением этилкарбитола снижается суммарная концентрация низкозамерзающих ингредиентов в водном растворе (таблица 1).
Таблица 1
Температура замерзания водного раствора, °С
Массовая доля в водном растворе изопропилового спирта  с этилкарбитолом, %
Суммарная массовая доля в водном растворе изопропилового спирта с этилкарбитолом, %
Массовая доля этилкарбитола. %
2,5
5,0
7,5
10,0
Минус 15
24
24
24
26,5
27
Минус 16
27
25,5
25
26,5
28
Минус 20
34
28,5
28
30
30
Минус 25
45
34
32
33,5
34
Минус 28
49
37
35
36
36
В таблице 2 приведена температура замерзания водных растворов изопропилового спирта при введении этилкарбитола от 2,0 мас.% до 10 мас.%.
Таблица 2
Массовая доля изопропилового спирта в растворе, %
Температура замерзания раствора, °С, при содержании в растворе этилкарбитола, мас.%
0
2,5
5,0
7,5
10,0
10
минус 4,5
минус 6
минус 6,5
минус 7
минус 9
15
минус 8
минус 9
минус 10
минус 11
минус 12
20
минус 11
минус 13
минус 16
минус 17
минус 20
22
минус 13
-
-
-
-
25
минус 15
минус 19
минус 23
минус 25
минус 27
27,5
минус 17
-
-
-
-
30
минус 18
минус 24
минус 28
минус 30
минус 40
34
минус 20
-
-
-
-
40
минус 24
-
-
-
-
Как следует из результатов, приведенных в таблице 2, с введением этилкарбитола суммарная концентрация изопропилового спирта и этилкарбитола (для достижения одной и той же температуры замерзания) меньше концентрации изопропилового спирта в растворе без добавления этилкарбитола.
Коррозионная активность стекломоющей жидкости за счет уменьшения концентрации изопропилового спирта также понижается.
Наиболее оптимальной является концентрация этилкарбитола 5 мас.%, обеспечивающая минимальное суммарное содержание низкозамерзающих компонентов в водном растворе.
В других случаях количество введения в раствор этилкарбитола будет определяться соотношением цен на изопропиловый спирт и этилкарбитол.
Низкотемпературная стекломоющая жидкость не выделяет токсичных продуктов, безопасна для окружающей среды.
Чистящая способность низкотемпературной стекломоющей жидкости не ниже 98%.
Низкотемпературная стекломоющая жидкость не пенится при обмывании стекол, не оставляет на стекле разводов, пленок.
Смешение ингредиентов производится при комнатной температуре.
Пример 1. Для приготовления 500 кг низкотемпературной стекломоющей жидкости в 389,7 кг (77,94 мас.%) воды приливают 100 кг (20 мас.%) изопропилового спирта, 10 кг (2 мас.%) этилкарбитола, вводят 0,05 кг (0,01 мас.%) НПАВ (неонол), 0,1 кг (0,02 мас.%) этиленгликоля, 0,05 кг 90,01 мас.%) триэтаноламина, 0,1 кг (0,02 мас.%) отдушки и 1 г (0,0002 мас.%) красителя. Раствор перемешивают в течение 10-15 мин. Раствор однородный, прозрачный. Температура замерзания минус 14°С. Чистящая способность 98%. На стеклах автомобилей не оставляет разводов, пленок и т.п.
Пример 2. Для приготовления 500 кг низкотемпературной стекломоющей-жидкости в 298 кг (59,6 мас.%) воды приливают 150 кг (30 мас.%) изопропилового спирта, 50 кг (10 мас.%) этилкарбитола, вводят по 0,5 кг (0,1 мас.%) неонола (НПАВ) и этиленгликоля, 0,15 кг (0,03 мас.%) триэтаноламина, 1 кг (0,2 мас.%) отдушки и 3 г красителя. Раствор перемешивают в течение 10-15 мин. Раствор однородный, прозрачный. Температура замерзания минус 32°С. Чистящая способность 99,8%. На стеклах автомобилей не оставляет разводов, пленок и т.п.
Аналогичные результаты получаются при использовании в качестве многоатомных спиртов других гликолей: диэтиленгликоля, пропиленгликоля, а также в отсутствии целевых добавок - аминоспирта, отдушки и красителя.
Низкотемпературная стекломоющая жидкость экологически безопасна, обладает высокими чистящими свойствами, не оставляет на стекле разводов и пленок, не образует пены при обмывании стекол, не повреждает лакокрасочное покрытие кузова автомобиля, не вызывает коррозии металлических и резиновых деталей и может использоваться как стекломоющая жидкость, так и чистящее средство.
Наличие в составе этилкарбитола приводит к понижению температуры замерзания водного раствора изопропилового спирта, снижению суммарного содержания низкотемпературных ингредиентов в составе и удешевлению продукции.