СРЕДСТВО ДЕФЕКТОСКОПИИ ТРЕЩИН, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДСТВА ДЕФЕКТОСКОПИИ ТРЕЩИН
FISSURE-DETECTION AGENT, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND USE OF THE FISSURE-DETECTION AGENT

Изобретение относится к средствам для обнаружения трещин в форме микроэмульсий с низким средним размером частиц и высоким светопропусканием, способу изготовления микроэмульсий на водной основе, способу их переработки, в соответствии с которым органический растворитель содержит по меньшей мере один растворенный в нем краситель, а также к применению указанных средств для испытания и дефектоскопии капиллярным методом прежде всего металлических изделий. В отличие от средств для обнаружения трещин уровня техники предлагаемые в изобретении средства не являются водными растворами или растворами, основанными на масле или/и поверхностно-активных веществах, а представляют собой микроэмульсии, обладающие более экологичным составом. Средства для обнаружения трещин используют, например, в авиационной, космической и автомобильной промышленности, приборостроении и машиностроении, а также в так называемой общей промышленности. Указанные средства используют для обнаружения дефектов, например, тонких пор или/и трещин. Они служат прежде всего для обнаружения открытых с поверхности дефектов диаметром ≥10 мкм или при необходимости даже ≥1 мкм, или/и шириной ≥10 мкм или при необходимости даже ≥1 мкм. Указанные дефекты могут быть визуально обнаружены благодаря добавлению по меньшей мере одного красителя. Краситель часто входит в систему красителей, под которой в соответствии с настоящим изобретением подразумевают по меньшей мере один краситель и при необходимости любые вспомогательные добавки для оптимизированной различимости, стабильного связывания красителя или/и его растворения, например, осветлители. Преимущественно нерастворимые в воде растворители, относящиеся к соединениям преимущественно нерастворимой в воде фазы C), и используемые при этом поверхностно-активные вещества D), выбранные из группы, включающей анионные поверхностно-активные вещества a), неионные поверхностно-активные вещества B) или/и амфотерные поверхностно-активные вещества C), согласно настоящему изобретению называют веществами C), соответственно D). В соответствии с уровнем техники средства для обнаружения трещин в зависимости от цвета классифицируют также следующим образом: средства с контролем флуоресценции или/и средства с контролем цветового контраста, например, красно-белого контраста.
Согласно стандарту AMS 2644 и международному стандарту ISO 3452 (прежде всего разделам 2 и 3) средства для обнаружения трещин в зависимости от распознаваемости дефектов подразделяют на классы. При этом предлагаемые в настоящем изобретении средства, флуоресцирующие желтым цветом, подразделяют на классы 0,5, 1, 2, 3 и 4, в то время как средства для красно-белого контроля и средства, флуоресцирующие красным цветом, подразделяют на классы 1 и 2, причем к классам 4, соответственно 2, относятся средства с максимальной чувствительностью контроля.
К средствам для обнаружения трещин уровня техники относятся a) водные растворы по меньшей мере с одним поверхностно-активным веществом, которые часто содержат также определенное или значительное количество органического растворителя, b) безводные растворы на основе органического растворителя, которые могут содержать поглощенную из воздуха влагу или/и примесную влагу, c) растворы на масляной основе или d) безводные растворы на основе поверхностно-активных веществ. Растворимость используемого красителя или системы красителей в случае водных растворов а) определяется содержанием и типом поверхностно-активного вещества, содержанием воды и добавляемыми водорастворимыми растворителями, обычно водорастворимыми гликолями или/и простыми эфирами гликолей.
Средства для обнаружения трещин уровня техники обладают по меньшей мере одним из следующих недостатков.
1.) Они являются водными растворами, которые не содержат преимущественно нерастворимого в воде растворителя для нерастворимого в воде красителя и характеризуются незначительным содержанием последнего, что существенным образом снижает распознаваемость дефектов. Подобные средства обычно содержат маслорастворимые красители или/и красители, растворимые в органических растворителях. Подобные средства обычно являются экологически безопасными, однако в связи с низким содержанием красителя они характеризуются чрезвычайно низкой пригодностью для детектирования, а, следовательно, относятся к флюоресцирующим желтым цветом средствам для обнаружения трещин класса 0,5.
2.) Другие средства для обнаружения трещин уровня техники содержат систему растворителей на основе воды и растворимых в воде одноатомных спиртов, многоатомных спиртов или/и простых гликолевых эфиров, в которой растворено столь небольшое количество красителя, что в связи с низкой растворимостью красителя или системы красителей распознаваемость дефектов существенно уменьшается. Подобные средства обычно содержат маслорастворимые красители или/и красители, растворимые в органических растворителях. В связи с этим подобные средства относятся к флуоресцирующим желтым цветом средствам класса 0,5 или 1, которые обычно являются в значительной мере экологически безопасными, однако также характеризуются относительно низкой распознаваемостью дефектов.
3.) Используемые красители обычно растворимы в масле или/и органических растворителях и нерастворимы в воде или представляют собой содержащие серу или хлориды водорастворимые соединения, содержание которых, превышающее 20 г/л, обычно является нежелательным. Хотя подобные содержащие серу или галогены средства растворимы в воде и представляют собой прозрачные растворы, однако обычно их не используют, поскольку они корродируют металлические материалы.
4.) Другие средства для обнаружения трещин уровня техники основаны на масле и не растворяются в воде или вследствие очень высокого содержания экологически вредных добавок, а именно а) например, пластификаторов, часто значительно превышающего 40% масс., b) например, нерастворимых в воде органических растворителей на основе сложных или/и простых эфиров, часто значительно превышающего 40% масс., или/и c) например, поверхностно-активных веществ, часто значительно превышающего 30% масс., обычно оказывают весьма неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Подобные средства поставляют в виде совершенно безводных прозрачных растворов. При этом флюоресцирующие желтым цветом средства с максимальной чувствительностью (то есть средства, относящиеся к классам 3 и 4) обладают недостатком, состоящим в том, что при смывании избытка подобного средства перед завершением контроля на поверхности испытуемого изделия могут оседать остатки средства, которые невозможно удалить путем дополнительной промывки водой. Подобные остатки могут быть удалены лишь в результате дополнительной дорогостоящей очистки с помощью водной системы эмульгаторов, органического растворителя или смеси растворителей, выполняемой до визуального контроля и оценки его результатов.
В немецкой заявке на патент DE 2811561 A1 описан смываемый водой, устойчивый к мокрому трению, биологически деструктируемый проникающий состав красителей, содержащий красители и по меньшей мере 70% масс. этоксилата первичного спирта.
Любые известные авторам настоящего изобретения средства для обнаружения трещин уровня техники в виде смесей с известными техническими характеристиками являются прозрачными растворами, а не эмульсиями или микроэмульсиями. Средний размер частиц подобных средств, измеренный с помощью анализатора размера частиц Nano-ZS фирмы Malvern, всегда составляет менее 1 нм, то есть речь идет о растворах.
Красители обладают ограниченной растворимостью в воде, в связи с чем до последнего времени существует необходимость добавления значительных количеств водорастворимых органических растворителей в качестве агентов, способствующих растворению красителей. Системы красителей обычно содержат по меньшей мере один органический краситель и при необходимости по меньшей мере один осветлитель, называемый также ауксохромом. Органические растворители снижают вязкость средств для обнаружения трещин, повышают их способность к прониканию в особенности в трещины или/и, в случае средств на основе масел, выполняют функцию разбавителей.
В связи с этим используемые для обнаружения трещин средства на водной основе уровня техники обычно содержат от 5 до 70% масс. по меньшей мере одного водорастворимого органического растворителя и от 30 до 75% масс. воды (в случае составов без масла) или обычно от 5 до 30% масс. по меньшей мере одного органического, чаще всего нерастворимого в воде растворителя (в случаев безводных или почти безводных составов на основе масел, содержание которых в большинстве случаев составляет от 30 до 70% масс.). При этом маслами обычно являются минеральные масла или их производные, а также масла, в которые при необходимости добавлен по меньшей мере один пластификатор.
В отличие от предлагаемых в настоящем изобретении средств для обнаружения трещин средства уровня техники, относящиеся к тому же классу распознаваемости дефектов, оказывают гораздо более сильное неблагоприятное воздействие на окружающую среду, что прежде всего обусловлено отсутствием или более низким содержанием в них воды или/и присутствием в них минерального масла или/и его производных. Подобные растворители в первую очередь служат для растворения нерастворимых в воде компонентов, а также для снижения вязкости средств и повышения их способности к прониканию прежде всего в трещины. Соответствующие средства обычно содержат от 0,4 до 4% масс. компонентов системы красителей (в составах без масла) и от 0,4 до 7% масс. компонентов системы красителей (в составах на основе масла), а также от 10 до 50% масс. по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества. При этом во многих подобных средствах по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество одновременно выполняет функцию органического растворителя, причем сумма всех компонентов средства составляет 100% масс. Низкая растворимость компонентов красителя или системы красителей в смесях обусловливает довольно низкую чувствительность обнаружения дефектов. Низкая чувствительность детектирования дефектов наблюдается, например, при растворимости компонентов красителя или системы красителей в смесях, содержащих по меньшей мере 25% масс. поверхностно-активного вещества, в воде, составляющей не более 0,3% масс. Подобная низкая чувствительность наблюдается, например, также при растворимости компонентов красителя или системы красителей в смесях, содержащих 50% масс. поверхностно-активного вещества, в воде, составляющей не более 3% масс.
Весьма ограниченной чувствительностью детектирования характеризуются также водные средства для обнаружения трещин, не содержащие органического растворителя. Кроме того, при использовании подобных средств возникают проблемы удаления остающегося на поверхности избыточного средства путем смывания водой. Недостаточное смывание избыточного проникающего средства после его применения и истечения времени воздействия снижает детектируемость дефектов вследствие уменьшения контрастности, которое может быть обусловлено также присутствием на поверхности остатков красителя или системы красителей. Чрезмерное смывание может обусловливать быстрое вымывание проникающего средства из дефекта, прежде всего характерное для водных растворов.

В качестве содержащего поверхностно-активное вещество раствора с высоким водосодержанием для флуоресцирующего контроля трещин используют, например, продукт Ardrox 920А. Кроме того, в качестве безводного маслосодержащего раствора для красно-белого контроля дефектов предлагается продукт Checkmor 240.
Средства для обнаружения трещин уровня техники часто содержат нерастворимый в воде органический растворитель, который необходим для растворения всех компонентов красителя или системы красителей, и в подобном случае они также нередко являются безводными средствами. Из средств для обнаружения трещин уровня техники в промывную воду попадают органические соединения, которые невозможно удалить путем обычной обработки сточных вод, поскольку подобные средства всегда содержат также способствующие растворению агенты, которые являются смешивающимися с водой органическими растворителями на основе многоатомных спиртов и их простых эфиров. В связи с хорошей растворимостью поверхностно-активных веществ и способствующих растворению органических агентов в воде имеют место высокие значения ХПК (показателя химической потребности в кислороде) и БПК (показателя биологической потребности в кислороде).
С учетом вышеизложенного в основу настоящего изобретения была положена задача предложить средства для обнаружения трещин, позволяющие устранить по меньшей мере один из указанных выше недостатков уровня техники. Предлагаемые в изобретении средства должны отличаться как можно более простым составом, максимальной простотой изготовления или/и хорошей пригодностью для обнаружения дефектов. Кроме того, задача настоящего изобретения состояла в том, чтобы предложить способ изготовления подобных средств. Другая задача состояла в том, чтобы предложить способ переработки или/и утилизации предлагаемых в изобретении средств.
Согласно изобретению найдена возможность изготовления средств для обнаружения трещин, которые при сравнительно высоком содержании растворенных компонентов красителя или системы красителей обладают более высоким водосодержанием по сравнению со средствами для обнаружения трещин уровня техники. Благодаря этому предлагаемые в изобретении средства отличаются также более высокой экологичностью. В случае их изготовления в форме микроэмульсий они обладают более высоким водосодержанием по сравнению с водными растворами. Кроме того, удалось существенно уменьшить содержание способствующих растворению агентов, практически всегда присутствующих в средствах для обнаружения трещин уровня техники и оказывающих негативное воздействие на окружающую среду и при необходимости даже избежать использования подобных агентов. Предлагаемые в изобретении средства для обнаружения трещин можно особенно успешно использовать для дефектоскопии, причем распознаваемость дефектов с их использованием часто превосходит распознаваемость дефектов с использованием подобных средств уровня техники. Предлагаемые в изобретении средства для обнаружения трещин оказываются также особенно предпочтительными в отношении утилизации.
Кроме того, удалось предложить средства для обнаружения трещин, пригодные как для красно-белого, так и для флуоресцирующего контроля дефектов, надежно функционирующие также при повышенном содержании воды и отличающиеся высокой экологической безопасностью. Предлагаемые в изобретении средства предпочтительно являются не содержащими масел или преимущественно не содержащими масел составами, в частности, составами, флуоресцирующими желтым цветом. Некоторые коммерчески доступные продукты могут содержать определенные количества не всегда охарактеризованных масел. Масло может играть также второстепенную роль растворителя в случае красных красителей.
При этом обнаружена также возможность изготовления средств для обнаружения трещин в форме микроэмульсий, что является особенно предпочтительным, поскольку микроэмульсии обладают повышенной чистящей эффективностью, нередко позволяют повысить водосодержание и зачастую позволяют примешивать более высокие количества красителя, что, в свою очередь, способствует повышению класса распознаваемости дефектов. В результате интенсивных поисковых исследований и испытания поставляемых на рынок средств для обнаружения трещин не удалось обнаружить ни одного средства, находящегося в форме микроэмульсии.
Обнаружена также благоприятная возможность по меньшей мере частичной замены нередко используемых в больших количествах способствующих растворению агентов (называемых также сорастворителями), которыми обычно являются водорастворимые спирты или/и полиолы с растворимостью в воде при 20°C, составляющей по меньшей мере 10 г/л, нерастворимыми в воде растворителями, преимущественно нерастворимыми в воде растворителями или/и поверхностно-активными веществами, причем суммарное количество способствующих растворению агентов часто по меньшей мере на 20% масс. меньше первоначального содержания подобных способствующих растворению агентов в продуктах уровня техники. При этом прежде всего, в особенности в случае микроэмульсий типа «масло в воде», можно использовать растворители, например, преимущественно нерастворимые в воде простые гликолевые эфиры, растворимость которых в воде при 20°C и нормальном давлении находится в диапазоне от 0 до 60 г/л, или/и, в частности, водорастворимые неионные или/и анионные поверхностно-активные вещества, например, этоксилированные спирты, растворимость которых в воде при 20°C составляет по меньшей мере 10 г/л. Под указываемыми в настоящем описании значениями растворимости при 20°C всегда подразумевают результаты измерений, выполненных при нормальном давлении. Используемые красители или/и системы красителей обычно обладают очень хорошей растворимостью в указанных растворителях.
При контроле дефектов обычными средствами на водной основе до последнего времени существовал риск недостаточной полноты обнаружения трещин и других дефектов вследствие недостаточной очистки испытуемых объектов. Предлагаемые в настоящем изобретении средства для обнаружения трещин в форме микроэмульсий обладают высокой внутренней кинетической активностью, что обусловлено постоянным преобразованием мицелл. Следствием данного эффекта является дополнительное повышение чистящей эффективности, что может компенсировать наблюдаемую в некоторых случаях недостаточную очистку или/и обезжиривание подлежащих испытанию деталей. Таким образом, предлагаемые в изобретении средства в форме микроэмульсий отлично пригодны для надежного детектирования дефектов.
2
Дисперсии и эмульсии в некоторых случаях отличаются особенно высокой непрозрачностью и часто обладают молочным цветом. Микроэмульсии являются макроскопически гомогенными, светопропускающими или прозрачными, низковязкими и обычно термодинамически стабильными смесями. Их вязкость, измеренная посредством капиллярного вискозиметра при 20°C и нормальном давлении, нередко составляет менее 30 мм/с. Для обозначения эмульсий, микроэмульсий и их расслоившихся модификаций в ограничительной части формулы изобретения используют общий термин «дисперсии».
В отличие от чисто водных средств для обнаружения трещин, содержащих хорошо растворимые в воде органические растворители, предлагаемые в изобретении микроэмульсии способны растворять гораздо большие количества нерастворимого в воде красителя, включая любые компоненты системы красителей, например, красители и усилители флуоресценции. Благодаря этому предлагаемые в изобретении водосодержащие системы позволяют обеспечить чувствительность детектирования, которая до последнего времени не могла быть достигнута с помощью средств для обнаружения трещин уровня техники, содержащих по меньшей мере 50% масс. поверхностно-активных веществ и при необходимости способствующие растворению агенты, которые растворяют компоненты красителя или системы красителей.
Под микроэмульсией часто подразумевают термодинамически стабильную, оптически изотропную дисперсию, содержащую по меньшей мере две несмешивающиеся жидкости, смеси жидкостей или растворы, при необходимости стабилизированную по меньшей мере одним амфифильным компонентом, например, эмульгатором; причем микроэмульсия похожа на эмульсию и причем дисперсная фаза микроэмульсии, например, масло или вода, образует столь мелкие домены (так называемые капельки), что микроэмульсия не рассеивает или преимущественно не рассеивает видимый свет. Это обусловливает характерное для микроэмульсий светопропускание, соответственно прозрачность, например, подобные воде, в то время как другие дисперсии и эмульсии часто являются довольно непрозрачными. Недостаточное светопропускание негативно влияет на распознаваемость дефектов. В случае если масляная фаза образует дисперсную фазу микроэмульсии, непрерывную фазу образует вода, причем речь идет о микроэмульсии типа «масло в воде». В противоположном случае речь идет о микроэмульсии типа «вода в масле».
Микроэмульсии нередко являются не эмульсиями, содержащими особенно мелкие капельки диспергированной фазы, а представляют собой термодинамически стабильные жидкие смеси воды, нерастворимого в воде вещества и поверхностно-активного вещества. Микроэмульсии часто отличаются от эмульсий более высокой термодинамической стабильностью, самопроизвольным образованием и оптической прозрачностью. Характерными особенностями микроэмульсий нередко являются изотропия, прозрачность, светопропускание или/и слабая опалесценция, термодинамическая стабильность и низкая вязкость. Микроэмульсии обладают высокой прозрачностью и часто также стабильностью (отсутствием видимого разделения фаз) при центрифугировании со скоростью 2000 об/мин в течение по меньшей мере 30 минут.
Микроэмульсии можно подвергать энергичным динамическим воздействиям, которые могут обусловливать постоянное протекание процессов формирования и деструкции агрегатов вследствие непрерывной флуктуации отдельных молекул. При изменении объемного соотношения фаз микроэмульсии подобно обычным эмульсиям могут резко переходить из одного состояния в другое. Микроэмульсии обладают высокой долговременной стабильностью, причем их образование нередко может происходить самопроизвольно. Микроэмульсии могут находиться в однофазном состоянии или сосуществовать с одной или двумя другими фазами. К двум подобным другим фазам относятся водная фаза, соответственно нерастворимая в воде органическая фаза. Помимо двух несмешивающихся друг с другом жидкостей микроэмульсия обычно содержит по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество. Присутствие поверхностно-активного вещества может способствовать мицеллобразованию. Мицеллы могут поглощаться второй несмешивающейся жидкостью. При исчерпании поглощающего мицеллы потенциала остаток второй жидкости может образовывать избыточные фазы. При этом в некоторых случаях могут существовать также две разные, преимущественно нерастворимые в воде жидкие фазы C). В случае если присутствие в составе только одного поверхностно-активного вещества недостаточно для образования микроэмульсии, рекомендуется добавлять по меньшей мере одно другое дополнительное поверхностно-активное вещество или/и по меньшей мере один сорастворитель, например, по меньшей мере один спирт со средней длиной цепей. Однофазная микроэмульсия зачастую образуется лишь при достаточно высоком содержании поверхностно-активного вещества.
Указанные выше задачи согласно изобретению решаются благодаря применению средства для обнаружения трещин в соответствии с капиллярным методом дефектоскопии, прежде всего дефектоскопии металлических или/и неметаллических элементов, причем средство отличается тем, что оно является микроэмульсией, содержащей:
A) по меньшей мере 10% масс. воды A),
B) по меньшей мере 0,1% масс. по меньшей мере одного красителя В), растворимость которого в воде при 20°C и нормальном давлении составляет менее 0,1 г/л и который при необходимости входит в состав системы красителей,
C) по меньшей мере 5% масс. по меньшей мере одной преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазы C), причем растворимость преимущественно нерастворимых в воде или нерастворимых в воде органических соединений преимущественно нерастворимой в воде фазы С) в дистиллированной воде при 20°C и нормальном давлении составляет не более 60 г/л,
D) по меньшей мере 2% масс. по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D), выбранного из группы, включающей неионные, анионные или/и амфотерные поверхностно-активные вещества,
и при необходимости также по меньшей мере одну добавку E),
причем содержание красителя В), при необходимости входящего в состав системы красителей, составляет также от 0,11 до 20% масс.,
причем сумма всех компонентов составляет 100% масс.,
причем средний размер частиц средства, измеренный с помощью анализатора размера частиц Nano-ZS фирмы Malvern, находится в диапазоне от 1 до 250 нм,
и причем светопропускание микроэмульсии, идентичной указанной выше, но не содержащей других красителей кроме тех, которые используют во флуоресцирующих желтым цветом средствах для обнаружения трещин, измеренное при 600 нм, температуре 20°C и нормальном давлении с помощью фотометра CADA 100-V фирмы Hach Lange GmbH в кювете из кварцевого стекла с толщиной слоя просвечиваемой жидкости 10 мм, составляет по меньшей мере 70%.
В случае присутствия, например, по меньшей мере одной добавки Е) суммарное количество компонентов А), В), С) и D) не должно составлять 100%, причем суммарное количество компонентов А), В), С), D) и Е) в подобном случае составляет 100%. Для всех составов вместо определения «содержат» при необходимости можно использовать определение «состоят преимущественно из» или «состоят из».
В отличие от при необходимости определяемого светопропускания средний размер частиц измеряют для микроэмульсии, содержащей краситель. Размер частиц средств для красно-белого контроля дефектов, а также флуоресцирующих красным цветом средств измеряют лишь для микроэмульсии, не содержащей краситель, поскольку красный краситель обладает слишком высокой цветовой интенсивностью.
При этом предпочтительной является микроэмульсия типа «масло в воде» или «вода в масле», в которой вместо масла или совместно с маслом используют по меньшей мере одну другую не смешивающуюся с водой жидкость. Предлагаемая в изобретении микроэмульсия типа «масло в воде» предпочтительно содержит по меньшей мере 30% масс. воды А), в то время как предлагаемая в изобретении микроэмульсия типа «вода в масле» содержит по меньшей мере 10% масс. воды А).
Предлагаемое в изобретении флуоресцирующее желтым или красным цветом средство для обнаружения трещин предпочтительно является микроэмульсией типа «масло в воде», содержащей:
A) от 30 до 85% масс. воды А),
B) от 0,1 до 10% масс. по меньшей мере одного красителя В), растворимость которого в воде при 20°C и нормальном давлении составляет менее 0,1 г/л и который при необходимости входит в состав системы красителей,
C) от 5 до 50% масс. по меньшей мере одной преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазы С),
D) от 2 до 60% масс. по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D)
и при необходимости также по меньшей мере одну добавку Е),
причем содержание красителя В), при необходимости входящего в состав системы красителей, составляет также от 0,11 до 20% масс.,
причем массовое отношение компонентов С) и D) при необходимости находится в интервале от 0,08:1 до 25:1, от 0,14:1 до 8:1, от 0,2:1 до 6:1, от 0,3:1 до 4:1 или от 0,6:1 до 2:1,
причем сумма всех компонентов составляет 100% масс.,
причем средний размер частиц средства находится в диапазоне от 1 до 250 нм, а также светопропускание составляет по меньшей мере 70% при 600 нм.
Указанное средство особенно предпочтительно содержит:
A) от 40 до 75% масс. воды А),
B) от 0,1 до 10% масс. по меньшей мере одного красителя В), растворимость которого в воде при 20°C и нормальном давлении составляет менее 0,1 г/л и который при необходимости входит в состав системы красителей,
C) от 7 до 40% масс. по меньшей мере одной преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазы С) и
D) от 5 до 50% масс. по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D).
Предлагаемое в изобретении средство для красно-белого контроля дефектов предпочтительно является микроэмульсией типа «масло в воде», содержащей:
A) от 30 до 80% масс. воды А),
B) от 0,1 до 10% масс. по меньшей мере одного красителя В), растворимость которого в воде при 20°C и нормальном давлении составляет менее 0,1 г/л и который при необходимости входит в состав системы красителей,
C) от 5 до 45% масс. по меньшей мере одной преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазы С),
D) от 2 до 55% масс. по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D)
и при необходимости также по меньшей мере одну добавку Е),
причем содержание красителя В), при необходимости входящего в состав системы красителей, составляет также от 0,11 до 20% масс.,
причем массовое отношение компонентов С) и D) при необходимости находится в интервале от 0,08:1 до 25:1, от 0,14:1 до 8:1, от 0,2:1 до 6:1, от 0,3:1 до 4:1 или от 0,6:1 до 2:1,
причем сумма всех компонентов составляет 100% масс.
и причем средний размер частиц средства находится в интервале от 1 до 250 нм, а его светопропускание при 600 нм составляет по меньшей мере 70%.
Указанное средство особенно предпочтительно содержит:
A) от 30 до 70% масс. воды А),
B) от 0,1 до 10% масс. по меньшей мере одного красителя В), который обладает растворимостью в воде при 20°C и нормальном давлении менее 0,1 г/л и при необходимости входит в состав системы красителей,
C) от 7 до 40% масс. по меньшей мере одной преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазы С) и
D) от 5 до 45% масс. по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D).
Предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин, флюоресцирующее желтым или красным цветом, предпочтительно является микроэмульсией типа «вода в масле», содержащей:
A) от 10 до 60% масс. воды А),
B) от 0,1 до 10% масс. по меньшей мере одного красителя В), растворимость которого в воде при 20°C и нормальном давлении составляет менее 0,1 г/л и который при необходимости входит в состав системы красителей,
C) от 5 до 40% масс. по меньшей мере одной преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазы С),
D) от 2 до 50% масс. по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D)
и при необходимости также по меньшей мере одну добавку Е),
причем содержание красителя В), при необходимости входящего в состав системы красителей, составляет также от 0,11 до 20% масс.,
причем массовое отношение компонентов С) и D) при необходимости находится в интервале от 0,08:1 до 25:1, от 0,14:1 до 8:1, от 0,2:1 до 6:1, от 0,3:1 до 4:1 или от 0,6:1 до 2:1,
причем сумма всех компонентов составляет 100% масс.
и причем средний размер частиц средства находится в интервале от 1 до 250 нм, а его светопропускание составляет по меньшей мере 70% при 600 нм.
Указанное средство особенно предпочтительно содержит:
A) от 20 до 50% масс. воды А),
B) от 0,1 до 10% масс. по меньшей мере одного красителя В), растворимость которого в воде при 20°C и нормальном давлении составляет менее 0,1 г/л и который при необходимости входит в состав системы красителей,
C) от 10 до 35% масс. по меньшей мере одной преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазы С) и
D) от 10 до 50% масс. по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D).
Предлагаемое в изобретении средство, предназначенное для красно-белого контроля дефектов, предпочтительно является микроэмульсией типа «вода в масле», содержащей:
A) от 10 до 60% масс. воды А),
B) от 0,1 до 10% масс. по меньшей мере одного красителя В), растворимость которого в воде при 20°C и нормальном давлении составляет менее 0,1 г/л и который при необходимости входит в состав системы красителей,
C) от 5 до 40% масс. по меньшей мере одной преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазы С),
D) от 2 до 40% масс. по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D)
и при необходимости также по меньшей мере одну добавку Е),
причем содержание красителя В), при необходимости входящего в состав системы красителей, составляет также от 0,11 до 20% масс.,
причем массовое отношение компонентов С) и D) при необходимости находится в интервале от 0,08:1 до 25:1, от 0,14:1 до 8:1, от 0,2:1 до 6:1, от 0,3:1 до 4:1 или от 0,6:1 до 2:1,
причем сумма всех компонентов составляет 100% масс.,
и причем средний размер частиц средства составляет от 1 до 250 нм, а светопропускание составляет по меньшей мере 70% при 600 нм.
Указанное средство особенно предпочтительно содержит:
A) от 20 до 50% масс. воды А),
B) от 0,1 до 10% масс. по меньшей мере одного красителя В), растворимость которого в воде при 20°C и нормальном давлении составляет менее 0,1 г/л и который при необходимости входит в состав системы красителей,
C) от 10 до 35% масс. по меньшей мере одной преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазы С) и
D) от 10 до 35% масс. по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D).
Средний размер частиц предлагаемой в изобретении микроэмульсии, в частности, находится в диапазоне от 1 до 250 нм, от 1 до 200 нм, от 1 до 150 нм, от 1 до 100 нм или от 1 до 40 нм, в то время как ее светопропускание, измеренное при 600 нм, составляет по меньшей мере 70%, по меньшей мере 80% или по меньшей мере 90%. Средний размер частиц измеряют с помощью анализатора размера частиц Nano-ZS фирмы Malvern. Светопропускание измеряют при 600 нм, 20°C и нормальном давлении в кювете из кварцевого стекла с толщиной слоя просвечиваемой жидкости, составляющей 10 мм, посредством фотометра CADA 100-V фирмы Hach Lange GmbH, причем для измерения используют микроэмульсию, идентичную указанной выше, но не содержащую других красителей, кроме флуоресцирующих желтым цветом красителей средств для обнаружения трещин. В случае если дисперсия представляет собой расслоившуюся микроэмульсию или эмульсию, средний размер частиц часто составляет от 80 до 1500 нм или от 105 до 800 нм, а измеренное указанным выше методом светопропускание при 600 нм не превышает 20% или 5% (то есть дисперсия обладает чрезвычайно низким светопропусканием). В отличие от этого средства для обнаружения трещин уровня техники являются прозрачными растворами со средним размером частиц, составляющим менее 1 нм, и светопрусканием (при возможности его определения), составляющим более 90%.
Средний размер частиц предлагаемых в изобретении микроэмульсий составляет менее 250 нм. Предлагаемые в изобретении микроэмульсии предпочтительно являются прозрачными, соответственно светопропускающими материалами. Светопропускание предлагаемых в изобретении микроэмульсий, измеренное при 20°C и нормальном давлении, составляет, в частности, ≥75%, ≥80%, ≥85%, ≥90% или ≥94%, причем типичное значение измеренного при 20°C светопропускания составляет более 80%. Особенно предпочтительными являются микроэмульсии, светопропускание которых, измеренное при 20°C и нормальном давлении, находится в интервале от 90 до 100%. Светопропускание микроэмульсий, измеренное при 40°C и нормальном давлении, составляет, в частности, ≥40%, причем типичное светопропускание при 40°C составляет более 80%. Особенно предпочтительными являются микроэмульсии, светопропускание которых, измеренное при 40°C и нормальном давлении, находится в интервале от 85 до 100%.
Средний размер частиц предлагаемых в изобретении микроэмульсий предпочтительно находится в интервале от 0,1 до 300 нм, особенно предпочтительно от 1 до 250 нм, от 1,5 до 200 нм, от 1,6 до 150 нм, от 1,8 до 120 нм, от 1,9 до 100 нм или от 2 до 80 нм. В соответствии с настоящим изобретением размер частиц микроэмульсий предпочтительно составляет менее 250 нм. Размер частиц предлагаемых в изобретении микроэмульсий предпочтительно составляет менее 250 нм, особенно предпочтительно от 1 до 250 нм, от 1,5 до 200 нм, от 1,6 до 150 нм, от 1,8 до 120, от 1,9 до 100 нм или от 2 до 80 нм. Размеры частиц и рассчитываемые на их основании средние размеры частиц согласно изобретению можно измерять с помощью анализатора размера частиц Nano-ZS фирмы Malvern.
Микроэмульсии характеризуются преимущественно мономодальным распределением частиц по размерам, причем другие пики с площадью, составляющей более 25% от суммарной площади пиков, помимо главного пика отсутствуют. В случае полимодального распределения частиц по размерам в таблицах приводятся значения так называемого среднего размера частиц только тех пиков, площадь которых составляет по меньшей мере 25% от соответствующей суммарной площади. Результаты расчета площади пиков выдает используемый для измерения прибор. В связи с этим при полимодальном распределении частиц по размерам в отдельных примерах указывают до трех значений среднего размера частиц, площадь которых составляет более 25% от суммарной площади пиков.
Кроме того, с помощью флуорофотометра типа S-291 фирмы NDT Italiana можно контролировать яркость флуоресцирующих желтым цветом средств для обнаружения трещин (показатель яркости флуоресценции). Показатель яркости флуоресценции измеряют в процентах относительно сравнительного образца Sherwin RC-77 (партия No.92-B15). При этом в результате измерений, выполненных с использованием высушенных красочных пленок средств для обнаружения трещин, соответственно сравнительного раствора на стандартизованной фильтровальной бумаге, получают значения, в частности, находящиеся в диапазоне от 50 до более 100% в сравнении с эталонной системой FP-4PE фирмы Sherwin. Средства для обнаружения трещин в зависимости от выраженной в процентах яркости флуоресценции высушенной красочной пленки, визуально сравниваемой с идентичным и одновременно изготовленным эталонным образцом i, согласно стандарту ISO 3452 можно подразделять на следующие классы чувствительности: класс 1/2 - по меньшей мере 50%, класс 1 - по меньшей мере 65%, класс 2 - по меньшей мере 80%, класс 3 - по меньшей мере 90% и класс 4  по меньшей мере 95%. Предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин предпочтительно обладает показателем яркости, составляющим по меньшей мере 60%, по меньшей мере 90% или даже более 100%. Несмотря на то что указанный метод измерения характеризуется значительной погрешностью, он хорошо пригоден для оценки яркости в качестве отличительного признака.
В соответствии с настоящим изобретением микроэмульсией называют дисперсию, дисперсная фаза которой, в частности, в виде капелек, трубочек или/и пачек, образует домены столь малого размера, что они не рассеивают или почти не рассеивают видимый свет. Подобная микроэмульсия обычно является светопропускающей или прозрачной микроэмульсией. Эффект Тиндаля в не содержащих краситель дисперсиях, образованных частицами особенно малого размера, может отсутствовать, однако обычно он по меньшей мере в незначительной степени появляется в том случае, если средний размер частиц несколько превышает 70 нм.
Средство для обнаружения трещин предпочтительно может отличаться тем, что дисперсия является микроэмульсией «масло в воде».
В качестве альтернативы предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин предпочтительно отличается тем, что дисперсия является микроэмульсией типа «вода в масле», причем вместо масла или совместно с маслом при необходимости используют по меньшей мере одну другую нерастворимую в воде жидкость, например, нерастворимый или преимущественно нерастворимый в воде органический растворитель в виде соединений преимущественно нерастворимой в воде фазы C), которые в данных условиях являются жидкими и к которым относятся, например, сложные эфиры карбоновых кислот, простые эфиры или/и незамещенные углеводороды.
Содержание преимущественно нерастворимой в воде фазы С) в микроэмульсии типа «масло в воде» предпочтительно находится в диапазоне от 5 до 50% масс., от 5 до 45% масс., от 7 до 40% масс., от 10 до 35% масс., или от 15 до 30% масс., тогда как содержание поверхностно-активных веществ D) в указанной микроэмульсии предпочтительно составляет от 2 до 60% масс., от 2 до 55% масс., от 5 до 50% масс., от 5 до 45% масс., от 8 до 40% масс. или от 10 до 35% масс.
В отличие от этого содержание преимущественно нерастворимой в воде фазы C) в микроэмульсии типа «вода в масле» предпочтительно находится в диапазоне от 5 до 40% масс., от 8 до 38% масс., от 10 до 35% масс., от 12 до 30% масс. или от 15 до 25% масс., тогда как содержание поверхностно-активных веществ D) в ней предпочтительно составляет от 2 до 50% масс., от 10 до 50% масс., от 3 до 45% масс., от 2 до 40% масс., от 10 до 35% масс. или от 15 до 30% масс.
В широком диапазоне промежуточных состояний между микроэмульсиями типа «масло в воде» и «вода в масле» в принципе возможны любые, часто плавные фазовые переходы. Тип образующейся эмульсии или микроэмульсии, то есть являются ли они эмульсиями, соответственно микроэмульсиями «масло в воде» или «вода в масле», может определяться главным образом типом или/и количеством используемых веществ преимущественно нерастворимой в воде фазы С), типом или/и количеством используемых поверхностно-активных веществ D) (при необходимости включая тип или/и количество при необходимости используемых поверхностно-активных веществ D), действующих в качестве совместных поверхностно-активных веществ или/и эмульгаторов) или/и типом или/и количеством добавок Е), используемых в качестве способствующих растворению агентов.
Микроэмульсия типа «масло в воде» предлагаемых в изобретении средств для обнаружения трещин предпочтительно относится к одному из классов чувствительности от 0,5 до 3. Микроэмульсия «вода в масле» предлагаемых в изобретении средств для обнаружения трещин, флуоресцирующих желтым цветом, предпочтительно относится к классу чувствительности 4. Микроэмульсии предлагаемых в изобретении средств для обнаружения трещин, флуоресцирующих желтым цветом, обычно относятся к классам чувствительности от 0,5 до 4, причем к классу 4 относятся наиболее чувствительные средства. Предлагаемые в изобретении микроэмульсии для красно-белого контроля дефектов и флуоресцирующие красным цветом средства обычно могут быть отнесены к классу чувствительности 2, причем речь идет только о двух классах, а именно классе 1 (более низкая чувствительность) и классе 2 (более высокая чувствительность). С помощью предлагаемых в изобретении средств для обнаружения трещин в зависимости от требуемого комплекса свойств можно устанавливать любой класс чувствительности, причем производственные расходы существенным образом зависят от содержания компонентов, прежде всего от количества флуоресцирующих желтым цветом красителей.
Микроэмульсия типа «масло в воде» предпочтительно представляет собой особенно экологически безопасное средство для обнаружения трещин. В случае флуоресцирующих желтым цветом средств особенно предпочтительной является микроэмульсия типа «масло в воде» с расширенным диапазоном рабочих температур, например, составляющим от 5 до 90°C. Речь при этом идет о составах, которые при комнатной температуре находятся в форме микроэмульсии, а при 50°C в форме эмульсии (это показано также на отдельных примерах). Подобные составы в большинстве случаев содержат неионное поверхностно-активное вещество с пониженной температурой помутнения. При использовании неионных поверхностно-активных веществ способность преимущественно нерастворимого в воде растворителя C) растворять поверхностно-активные вещества (соответственно температура помутнения) снижается вследствие происходящего при повышении температуры снижения степени гидратации.
Средний размер частиц предлагаемого в изобретении средства для обнаружения трещин предпочтительно не превышает 200 нм, 100 нм, 50 нм, 20 нм или 10 нм, причем соответствующие измерения выполняют при 25°C с помощью анализатора размера частиц Nano-ZS фирмы Malvern с версией программного обеспечения 6.20 в кювете из кварцевого стекла с толщиной слоя 10 мм непосредственно, то есть без дополнительной подготовки образцов. Выполняют соответственно по меньшей мере две серии измерений (по десять замеров для каждой серии). Поскольку анализатор размера частиц Nano-ZS самостоятельно термостатируется при температуре около 25°C, необходимость соблюдения дополнительных граничных условий отсутствует.
В связи с незначительными размерами частиц предлагаемые в изобретении средства для обнаружения трещин на основе микроэмульсий визуально предпочтительно невозможно отличить от раствора. Почти все предлагаемые в изобретении средства обладают светопропусканием, подобным светопропусканию растворов. Следствием данного обстоятельства, а также более высокого содержания красителя часто является несколько более высокая детектируемость дефектов. Предлагаемые в изобретении средства на основе микроэмульсий могут быть охарактеризованы, например, методом динамического светорассеяния, предусматривающим использование приборов для измерения размера частиц. При этом средний размер частиц (соответственно капелек) «нормальных» дисперсий часто находится в диапазоне от более 300 до 100000 нм. Средний размер капелек (соответственно частиц) эмульсий находится в диапазоне от более 100 до 100000 нм, а средний размер частиц микроэмульсий в диапазоне от 1 нм примерно до 250 нм. Средний размер частиц особенно предпочтительно составляет менее 100 нм или менее 70 нм.
Светопропускание эмульсий находится в диапазоне от 0% примерно до 10%, в то время как светопропускание микроэмульсий при 600 нм составляет от 70 до 100%.
В связи с этим задача настоящего изобретения предпочтительно состоит в том, чтобы предложить стабильную, а также прозрачную, соответственно светопропускающую микроэмульсию. Микроэмульсию считают стабильной прежде всего в том случае, если при ее наблюдении невооруженным глазом по истечении по меньшей мере одного месяца не удается обнаружить разделения фаз, то есть наличия капелек и слоев, значительного помутнения и полной или почти полной утраты прозрачности или светопропускания.
Стабильную микроэмульсию многих составов получают лишь при том условии, что необходимые для ее формирования вещества, а именно прежде всего вода, преимущественно нерастворимая в воде фаза C), поверхностно-активное вещество и при необходимости совместно используемое поверхностно-активное вещество находятся в определенном количественном соотношении. Подобное количественное соотношение главным образом определятся типом поверхностно-активных веществ D) и преимущественно нерастворимой в воде фазы C). При надлежащем количественном соотношении стабильную однофазную смесь в виде микроэмульсии обычно получают без необходимости дополнительного подвода энергии, например, энергичного смешивания компонентов и интенсивного механического перемешивания.
Отношение воды A) к преимущественно нерастворимой в воде фазе C) в соответствующей смеси предпочтительно составляет от 0,25:1 до 17:1, от 0,60:1 до 17:1, от 0,40:1 до 12:1, от 0,30:1 до 10:1, от 0,40:1 до 9:1, от 0,50:1 до 8:1, от 0,55:1 до 5:1, от 0,60:1 до 6:1, от 0,65:1 до 16:1, от 0,75:1 до 10:1, от 0,80:1 до 5:1, от 1:1 до 11:1, от 1:1 до 4:1 или от 2:1 до 3:1 в пересчете на массовое отношение воды A) к поверхностно-активным веществам D).
Отношение воды А) к поверхностно-активным веществам D), включая поверхностно-активные вещества D), при необходимости действующие в качестве совместных поверхностно-активных веществ или/и эмульгаторов, в соответствующей смеси предпочтительно находится в диапазоне от 0,2:1 до 42,5:1, от 0,25:1 до 30:1, от 0,3:1 до 20:1, от 0,4:1 до 10:1, от 0,5:1 до 8:1, от 0,6:1 до 6:1, от 0,8:1 до 5:1, от 1:1 до 4:1 или от 2:1 до 3:1 в пересчете на массовое отношение воды A) к поверхностно-активным веществам D).
Стабильность подобных однофазных смесей в случае использования неионных поверхностно-активных веществ нередко сильно зависит от температуры, поскольку вследствие снижения степени гидратации по мере повышения температуры может происходить расслоение эмульсии или микроэмульсии, тогда как благодаря использованию поверхностно-активных веществ, степень гидратации которых меньше зависит от температуры, например, анионных поверхностно-активных веществ, часто получают микроэмульсии, стабильные в более широком температурном интервале, например, в интервале от 5 до 60°C.Температурная зависимость часто обнаруживается по происходящему при нагревании помутнению средства для обнаружения трещин вплоть до полного разрушения микроэмульсии, что нередко может сопровождаться разделением фаз. Расслоение средств для обнаружения трещин, в частности, в интервале рабочих температур от 10 до 50°C, регламентированном в соответствующих документах, например, стандарте AMS 2644 или DIN EN ISO 3452-2, является нежелательным. В случае использования неионных поверхностно-активных веществ предпочтительными является вещества с температурой помутнения выше 50°C, выше 60°C или выше 70°C.
Предлагаемая в изобретении микроэмульсия предпочтительно является прозрачной или светопропускающей микроэмульсией. Она предпочтительно характеризуется отсутствием как мутности, так и мутности, сочетающейся с сильным эффектом Тиндаля. Эффект Тиндаля при наличии красителя может наблюдаться независимо от среднего размера частиц (что прежде всего относится к флуоресцирующим средствам для обнаружения трещин), а также в случае не содержащих красителя дисперсий со средним размером частиц, несколько превышающим 70 нм.
Предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин на основе микроэмульсии типа «масло в воде» содержит по меньшей мере 30% масс. воды А), а средство на основе микроэмульсии типа «вода в масле» по меньшей мере 10% масс. воды А). Подобное средство на основе микроэмульсии типа «масло в воде» предпочтительно содержит по меньшей мере 25% масс., по меньшей мере 30% масс., по меньшей мере 35% масс., по меньшей мере 40% масс., по меньшей мере 45% масс., по меньшей мере 50% масс., по меньшей мере 55% масс., по меньшей мере 60% масс., от 25 до 80% масс., от 30 до 75% масс., от 35 до 70% масс., от 40 до 65% масс. или от 45 до 60% масс. воды А).
Предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин на основе микроэмульсии типа «вода в масле» предпочтительно содержит по меньшей мере 15% масс., по меньшей мере 20% масс., по меньшей мере 25% масс., по меньшей мере 30% масс., по меньшей мере 35% масс., по меньшей мере 40% масс., по меньшей мере 45% масс., от 15 до 60% масс., от 20 до 55% масс., от 25 до 50% масс., от 30 до 45% масс., или от 32 до 40% масс. воды А).
Содержание воды A) в средствах для обнаружения трещин на основе флуоресцирующих желтым или красным цветом микроэмульсий типа «масло в воде» предпочтительно находится в диапазоне от 32 до 80% масс., от 35 до 75% масс., от 40 до 70% масс., от 45 до 65% масс., или от 48 до 60% масс.
Содержание воды A) в средствах для красно-белого контроля дефектов на основе микроэмульсий типа «масло в воде» предпочтительно находится в диапазоне от 32 до 80% масс., от 25 до 75% масс., от 30 до 70% масс., от 35 до 65% масс., или от 40 до 60% масс.
Содержание воды А) в средствах для обнаружения трещин на основе флуоресцирующих желтым или красным цветом микроэмульсий типа «вода в масле» предпочтительно находится в диапазоне от 10 до 60% масс., от 15 до 55% масс., от 20 до 50% масс., от 25 до 45% масс., или от 30 до 42% масс.
Содержание воды А) в средствах для красно-белого контроля дефектов на основе микроэмульсий типа «вода в масле» предпочтительно находится в диапазоне от 10 до 60% масс., от 15 до 55% масс., от 20 до 50% масс., от 25 до 45% масс., или от 30 до 42% масс.
В случае если водосодержание предлагаемых в изобретении средств для обнаружения трещин, флуоресцирующих желтым или красным цветом, составляет менее 30% масс., соответственно водосодержание предлагаемых в изобретении средств для красно-белого контроля дефектов составляет менее 10% масс., подобные средства отличаются более низкой экологической безопасностью. В случае если водосодержание предлагаемых в изобретении средств для обнаружения трещин составляет более 95% масс или соответствующая микроэмульсия обладает слишком высоким водосодержанием, средство характеризуется более низкой чувствительностью и пригодностью для обнаружения дефектов.
Предлагаемые в изобретении средства для обнаружения трещин содержат В) по меньшей мере один краситель В), растворимость которого в воде при 20°C и нормальном давлении составляет менее 20 г/л, прежде всего менее 0,1 г/л, и который при необходимости может быть входить в состав системы красителей. Водорастворимость красителей предлагаемых в изобретении средств, измеренная при 20°C и нормальном давлении, обычно составляет менее 0,1 г/л, однако в особых случаях, например, при использовании родамина B (Solvent Red 49), водорастворимость при 20°C и нормальном давлении составляет около 15 г/л. Краситель необходим для обнаружения дефектов. В принципе можно использовать любой краситель с подобной низкой растворимостью в воде, позволяющий обеспечивать достаточно высокую контрастность, например, красный, зеленый, синий или черный краситель. Для создания определенных оттенков можно использовать также смеси красителей, например, смеси красного и синего красителей. Стандарт AMS 2644 ограничивает цветовой выбор оранжевым, красным и фиолетовым цветом. Особенно предпочтительными красителями В) являются красные красители, поскольку человеческий глаз особенно чувствителен к красному цвету. Особенно предпочтительными являются красные красители В) серии C.I. Solvent Dyes согласно международной классификации красителей и пигментов (C.I. означает «цветовой показатель», Solvent Dyes означает «красители, растворимые в органических средах»). Еще более предпочтительными красными красителями В) являются продукты серии C.I. Solvent Red под номерами 1, 23, 24, 26, 111, 164, 197, 229 или/и 242. При этом в качестве флуоресцирующего красным цветом красителя В) при необходимости можно использовать продукт Solvent Red 49 на основе ксантенового красителя. Стандарт AMS 2644 относится к флуоресцентным красителям с зеленой, желтой или оранжевой флуоресценцией. Согласно изобретению предпочтительно используют красители Solvent Yellow 43, Disperse Yellow 199, Solvent Green 5 или/и Solvent Green 7 при необходимости совместно с усилителем флуоресценции, например, кумарином или/и стильбеном.
Пригодными красителями В), в частности, являются красители, которые при 20°C нерастворимы или трудно растворимы в воде и хорошо растворимы в преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазе С), причем прежде всего пригодны красители, растворимость которых при 20°C в преимущественно нерастворимой в воде фазе С) или в преимущественно нерастворимой в воде фазе С) и по меньшей мере в одном поверхностно-активном веществе D) составляет по меньшей мере 10 г/л. Краситель В) или/и система красителей нередко являются смесью нескольких веществ B). Так, например, краситель выбран из группы, включающей антрахиноны, азометиновые красители, азокрасители без комплекса металла, металлокомплексные красители, в частности, азометаллокомплексные красители, формазаны или/и фталоцианины, бензодифураноны, хинакридоны, диоксазины, метиновые красители, нафталимиды, перилены, полиметиновые красители, трифендиоксазины, трифенилметановые красители или/и ксантены.
В качестве красителя В) особенно предпочтительно используют по меньшей мере один краситель, выбранный из группы, включающей антрахиноны, азокрасители, азометаллокомплексные красители, азометины, метиновые красители, нафталимиды, полиметиновые красители, трифенилметановые красители и ксантены.
Красители Solvent Yellow 43, кумарин и флуоресцеин предпочтительно используют для флуоресцентного обнаружения трещин посредством желтых составов, в то время как красители на основе Solvent Red всегда используют для красного-белого обнаружения трещин. Родамин B (продукт Neptune Red Base 546 von BASF) используют для изготовления средства, флуоресцирующего красным цветом.
Вместо одного индивидуального красителя В) можно использовать также систему красителей. В подобном случае по меньшей мере один краситель В) предпочтительно может входить в состав системы красителей, которая при необходимости содержит по меньшей мере один осветлитель, нередко обладающий действием усилителя флуоресценции, соответственно ауксохрома, по меньшей мере одну подкрашивающую добавку или/и по меньшей мере один другой цветовой или/и обладающий другим флуоресцирующим эффектом краситель В). При этом по меньшей мере один краситель В) при необходимости может состоять из нескольких отдельных красителей прежде всего для того, чтобы мог быть обеспечен определенный цветовой тон, в частности, также в случае использования коммерчески доступных продуктов. Кроме того, по меньшей мере один краситель В) может находиться в виде раствора в пригодном растворителе, например, по меньшей мере в одном растворителе на основе минерального масла, спирта или/и гликоля. Подобные композиции при необходимости дополнительно могут содержать по меньшей мере одну подкрашивающую добавку, выбранную из группы, включающей, например, загустители, эмульгаторы, диспергаторы или/и консерванты. Коммерчески доступные красители часто находятся в виде раствора по меньшей мере в одном органическом растворителе, способном поглощать краситель, растворимость которого при 20°C обычно составляет по меньшей мере 20 г/л, например, соответственно по меньшей мере в одном минеральном масле, гликоле или/и гликолевом эфире. В качестве осветлителей для флуоресцирующего красителя В) можно использовать, например, кумарины или/и стильбены. По меньшей мере один осветлитель предпочтительно растворяют по меньшей мере в одном веществе преимущественно нерастворимой в воде фазы С) или в общей фазе С).
Осветлители хорошо растворимы по меньшей мере в одном веществе преимущественно нерастворимой в воде фазы С). Для более быстрого растворения твердого кумарина может быть предпочтительной более высокая концентрация фазы С) или более высокая концентрация по меньшей мере одного вещества преимущественно нерастворимой в воде фазы С), особенно хорошо растворяющей кумарин. В случае использования нескольких отдельных красителей В) или системы красителей в виде смеси может оказаться, что отдельные вещества преимущественно нерастворимой в воде фазы С) более или менее хорошо растворяются в фазе С), что прежде всего зависит от выбора и количества этих веществ, в связи с чем рекомендуется использовать смеси веществ преимущественно нерастворимой в воде фазы С), причем соответственно по меньшей мере одно вещество этой смеси С) особенно хорошо растворяет по меньшей мере одно вещество красителя В), по меньшей мере один осветлитель или/и по меньшей мере одну подкрашивающую добавку.
Нерастворенный краситель В), который может находиться, например, в виде твердого, предпочтительно аморфного или/и кристаллического вещества, может быть введен в раствор предпочтительно благодаря растворению в преимущественно нерастворимой в воде фазе С).
Предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин предпочтительно содержит по меньшей мере один флуоресцирующий краситель В), по меньшей мере один краситель В) с цветностью в диапазоне видимого света, по меньшей мере один флуоресцирующий краситель В) с цветностью в диапазоне видимого света и или/и по меньшей мере детектируемый при УФ-излучении краситель В). В случае если не используют ни флуоресцирующий, ни детектируемый при УФ-излучении краситель, предпочтительно добавляют красный краситель В), поскольку человеческий глаз особенно чувствителен к красному цвету.
В вариантах осуществления изобретения, предусматривающих использование флуоресцирующего красителя В), трещины предпочтительно обнаруживают без применения или с применением проявителя, причем речь идет о белом или бесцветном проявителе, который извлекает флуоресцирующий краситель предпочтительно также у поверхности и тем самым повышает детектируемость. Подобный проявитель подлежит отдельному применению после нанесения предлагаемого в изобретении средства для обнаружения трещин. Проявитель должен извлекать проникший в дефект содержащий краситель В) состав и при необходимости повышать цветовой контраст относительно белого проявителя.
В вариантах осуществления изобретения, предусматривающих использование красного красителя В), предпочтительно можно выполнять красно-белое детектирование трещин с использованием белого проявителя. В другом варианте осуществления изобретения красный краситель В) используют либо без проявителя, либо без белого проявителя. В качестве проявителей предпочтительно используют мелкокристаллические, аморфные или/и микропористые, органические или/и неорганические, белые или/и бесцветные твердые вещества, например, карбонаты, оксиды, силикаты или/и органические твердые вещества, которые в температурном интервале от 10 до 50°C по меньшей мере частично находятся в твердом состоянии. Подобные вещества в большинстве случаев нерастворимы ни в воде, ни в органическом растворителе при 20°C в количествах по меньшей мере 1 г/л. Примерами подобных веществ являются оксиды щелочно-земельных металлов, оксиды алюминия, диоксиды кремния, диоксиды титана, бентониты, тальк, соединения бензойной кислоты, например, соли бензойной кислоты, целлюлоза, производные целлюлозы, пентаэритрит или/и полиалкиленгликоли.
Предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин предпочтительно содержит по меньшей мере один краситель В), преимущественно или полностью нерастворимый в воде.
Предлагаемое в изобретении средство содержит В) по меньшей мере 0,1% масс., от 0,1 до 20% масс. или от 0,5 до 15% масс. по меньшей мере одного красителя В). Предлагаемое в изобретении средство особенно предпочтительно содержит по меньшей мере 0,5% масс., по меньшей мере 3% масс., от 1 до 20% масс. или от 3 до 15% масс., еще более предпочтительно по меньшей мере 5% масс., по меньшей мере 7% масс., от 5 до 12% масс. или от 7 до 10% масс. по меньшей мере одного красителя В), причем содержание красителя В) предпочтительно может достигать значений, соответствующих пределу его растворимости при 20°C в преимущественно нерастворимой в воде фазе С) или в фазе С) и по меньшей мере в одном поверхностно-активном веществе D). Содержание осветлителя в системе красителей предпочтительно может находиться в интервале от 0,01 до 8% масс. или от 0,5 до 4% масс.. Содержание осветлителя обычно превышает содержание красителей В). Для флуоресцирующего обнаружения трещин при УФ-излучении предпочтительно используют систему красителей. Особенно предпочтительными красителями В) являются азометины или/и нафталимиды (диапазон флуоресценции) или/и антрахиноны, азокрасители, азометаллокомплексные красители, метиновые красители, полиметиновые красители, трифенилметановые красители или/и ксантены (диапазон видимого света). Существует также краситель В) (например, C.I. Solvent Red 49), который можно использовать в диапазоне видимого света, который одновременно флуоресцирует при облучении УФ-светом и посредством которого можно выявлять дефекты при световом воздействии одного из указанных типов или одновременном световом воздействии обоих указанных типов. Еще более предпочтительной системой красителей является флуоресцирующая смесь азометина или нафталимида соответственно с осветлителем на основе кумарина или стильбена.
В случае если предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин содержит менее 0,1% масс. по меньшей мере одного красителя В), оно обладает слишком низкой чувствительностью и плохо пригодно для обнаружения дефектов. При содержании по меньшей мере одного красителя В) в предлагаемом в изобретении средстве, составляющем более 10% масс., обычно наблюдается превышение предела растворимости красителя. С другой стороны, состав предлагаемого в изобретении средства при пониженном содержании воды можно подобрать таким образом, чтобы растворялось большее количество нерастворимого в воде или/и преимущественно нерастворимого в воде красителя В) и, соответственно, возросла чувствительность средства и улучшилось детектирование дефектов.
В случае если предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин содержит менее 0,1% масс. по меньшей мере одного красителя или менее 0,11% масс. по меньшей мере одной системы красителей, оно обладает слишком низкой чувствительностью и плохо пригодно для детектирования дефектов. При содержании по меньшей мере одного красителя или системы красителей в предлагаемом в изобретении средстве, составляющем более 20% масс., часто превышается предел растворимости красителя В).
Кроме того, в предлагаемом в изобретении средстве для обнаружения трещин можно использовать по меньшей мере один преимущественно нерастворимый в воде органический растворитель, в котором по меньшей мере один краситель В) (или выбранная система красителей) способен максимально полно или полностью растворяться предпочтительно также без необходимости сильного повышения содержания поверхностно-активного вещества: в частности, по меньшей мере один краситель В) полностью или максимально полно растворен по меньшей мере в одном соединении преимущественно нерастворимой в воде фазы С) при содержании поверхностно-активного вещества D) менее 40% масс. В случае если краситель или система красителей предлагаемых в изобретении средств растворены полностью, помутнение и выпадение осадка в температурном интервале от 10 до 50°C отсутствуют.
Данное обстоятельство является дополнительным преимуществом настоящего изобретения, поскольку повышение содержания поверхностно-активного вещества означает усиление негативного воздействия на окружающую среду, а также обусловливает легкое вымывание предлагаемого в изобретении средства из трещин и других дефектов. Таким образом, предлагаемые в изобретении средства для обнаружения трещин отличаются более высокой концентраций красителя или системы красителей, что способствует улучшению обнаружения дефектов и повышению чувствительности по сравнению со средствами с более низким содержанием красителя или системы красителей.
Предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин содержит по меньшей мере 5% масс. или от 5 до 50% масс. по меньшей мере одного соединения преимущественно нерастворимой в воде, жидкой при 20°C и нормальном давлении фазы С). Подобная преимущественно нерастворимая в воде фаза С) в большинстве случаев представляет собой смесь нескольких веществ С). В случае если преимущественно нерастворимая в воде фаза С) состоит более чем из одного вещества, последние обычно способны смешиваться друг с другом. Фаза С) в известной степени соответствует масляной фазе микроэмульсии типа «масло в воде» или типа «вода в масле». Фаза С) прежде всего выполняет функцию растворителя по меньшей мере одного красителя В) или/и по меньшей мере одного другого компонента системы красителей, например, по меньшей мере одного осветлителя. Кроме того, преимущественно нерастворимая в воде фаза С) может служить растворителем также для других компонентов, например, ингибиторов коррозии или/и консервантов. Она при необходимости может оказывать влияние на поверхностное натяжение средства для обнаружения трещин, в частности, уменьшать поверхностное натяжение. В дальнейшем описании по меньшей мере одно соединение преимущественно нерастворимой в воде, жидкой при 20°C и нормальном давлении фазы С) называют также, в частности, фазой С).
Предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин предпочтительно отличается тем, что преимущественно нерастворимая в воде жидкая фаза С) содержит по меньшей мере одно жидкое при 20°C и нормальном давлении органическое соединение, выбранное из группы, включающей углеводороды C1) (в том числе нефтепродукты), спирты C2), сложные эфиры или/и амиды монокарбоновых, дикарбоновых или/и поликарбоновых кислот C3), эфиры фосфорной кислоты C4), простые эфиры С5), кетоны C6), не являющиеся нефтепродуктами масла и их производные C7) и являющиеся производными диолов и полиолов простые/сложные эфиры С8), или выбранное из группы, включающей спирты C2), сложные эфиры или/и амиды монокрабоновых, дикарбоновых или/и поликарбоновых кислот C3), простые эфиры С5) и кетоны C6).
Содержание преимущественно нерастворимой в воде фазы С) предпочтительно составляет по меньшей мере 7% масс., по меньшей мере 9% масс., по меньшей мере 11% масс., по меньшей мере 15% масс., по меньшей мере 15% масс., максимум 50% масс., максимум 40% масс., максимум 30% масс. или максимум 25% масс., либо находится в диапазоне от 5 до 50% масс., от 5 до 45% масс., от 5 до 40% масс., от 7 до 40% масс., от 10 до 35% масс., от 13 до 40% масс., от 15 до 30% масс. или от 18 до 25% масс., причем в зависимости от типа микроэмульсии и средства для обнаружения трещин оно может колебаться в весьма широких пределах.
Растворимость преимущественно нерастворимых в воде или нерастворимых в воде органических соединений преимущественно нерастворимой в воде фазы C) при 20°C и нормальном давлении в дистиллированной воде предпочтительно составляет максимум 60 г/л, максимум 50 г/л, максимум 40 г/л, максимум 30 г/л или максимум 20 г/л. Растворимость смеси преимущественно нерастворимых в воде или нерастворимых в воде органических соединений преимущественно нерастворимой в воде фазы C) при 20°C и нормальном давлении в дистиллированной воде предпочтительно составляет максимум 60 г/л, максимум 50 г/л, максимум 40 г/л, максимум 30 г/л или максимум 20 г/л. Однако, подобные на первый взгляд высокие значения растворимости в случае значительных содержаний жидкой фазы С), например, составляющих 30% масс., то есть около 300 г/л, означают, что значительная часть этого количества жидкой фазы С) находится в средстве для обнаружения трещин в нерастворенном в воде состоянии.
Компонентами фазы С), при комнатной температуре жидкой и преимущественно нерастворимой в воде, в принципе могут являться многие органические растворители. При этом особенно предпочтительным является вариант, согласно которому жидкая при комнатной температуре фаза С) максимально хорошо растворяет желаемый краситель В) (в частности, от 10 до 300 г/л, особенно предпочтительно от 20 до 200 г/л) или/и обладает особенно высокой экологической безопасностью.
В соответствии с настоящим изобретением содержание поверхностно-активного вещества, которое одновременно может служить органическим растворителем, оценивают, рассматривая его лишь как поверхностно-активное вещество, а не как растворитель преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазы С), хотя оно одновременно и выполняет функцию органического растворителя.
Преимущественно нерастворимая в воде фаза С) предлагаемого в изобретении средства для обнаружения трещин содержит по меньшей мере одно вещество, растворимость которого в воде при 20°C и нормальном давлении составляет максимум 60 г/л. Растворимость по меньшей мере одного подобного вещества в воде при 20°C и нормальном давлении предпочтительно составляет максимум 50 г/л, максимум 40 г/л, максимум 30 г/л, максимум 20 г/л, максимум 10 г/л, максимум 1 г/л или практически полностью отсутствует. Подобной растворимостью в воде предпочтительно обладает каждое из веществ, содержащихся в преимущественно нерастворимой в воде фазе С). Таким образом, вещество(-а), содержащееся(-иеся) в преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазе С), предпочтительно обладает(-ют) растворимостью в воде при 20°C и нормальном давлении, находящейся в диапазоне от 0 до 60 г/л, от 0,1 до 50 г/л, от 1 до 40 г/л, от 5 до 30 г/л или от 10 до 20 г/л.
Подобное по меньшей мере одно соединение преимущественно нерастворимой в воде фазы С) может быть выбрано из группы нерастворимых в воде и преимущественно нерастворимых в воде, жидких при 20°C и нормальном давлении органических веществ, включающей углеводороды (в том числе нефтепродукты) C1), спирты C2), сложные эфиры или/и амиды монокрабоновых, дикарбоновых или/и поликарбоновых кислот C3), эфиры фосфорной кислоты C4), простые эфиры С5), кетоны C6), не являющиеся нефтепродуктами масла и их производные С7) и являющиеся производными диолов и полиолов комбинированные простые/сложные эфиры С8). По меньшей мере одно соединение преимущественно нерастворимой в воде фазы С) прежде всего содержит или прежде всего состоит из алифатических углеводородов без функциональной группы, ароматических углеводородов без функциональной группы, алифатических сложных эфиров, ароматических сложных эфиров, алифатических простых эфиров, простых эфиров, масел, моноалкиловых эфиров гликолей или/и диэфиров гликолей. Особенно предпочтительным является использование по меньшей мере одного вещества, представителя группы сложных эфиров карбоновых кислот C3), или/и по меньшей мере одного вещества, представителя группы простых эфиров С5). При этом еще более предпочтительными являются сложные диалкиловые эфиры дикарбоновых кислот с 2-8 атомами углерода, в частности, с 4-6 атомами углерода в углеродной цепи карбоновой кислоты или/и моноалкиловые эфиры алкиленгликолей или/и моноариловые эфиры алкиленгликолей с 2-8 атомами углерода, в частности, с 2-6 атомами углерода в углеродной цепи алкиленгликоля. Микроэмульсии типа «масло в воде» флуоресцирующего желтым цветом средства для обнаружения трещин, а также микроэмульсии типа «вода в масле» флуоресцирующего красным цветом средства для обнаружения трещин и средства для красно-белого контроля дефектов предпочтительно не содержат масла.
При этом примерами указанных выше углеводородов C1) являются i) алифатические (соответственно ациклические) углеводороды, ii) ароматические углеводороды iii), циклоалифатические (соответственно эпициклические) углеводороды и iv) нефтепродукты, которые в качестве минеральных масел содержат смеси продуктов i, ii или/и iii из нефти или/и ее дистиллятов, дистилляты нефти или/и отдельные компоненты дистиллятов.
Примерами алифатических углеводородов i) являются неразветвленные или разветвленные, насыщенные или ненасыщенные алифатические соединения, особенно предпочтительно алифатические соединения с 5-16 атомами углерода, в частности, пентан, гексан, октан, 2-этилгексан или/и 3,5,5-триметилгексан.
Примерами ароматических углеводородов ii) являются однократно или многократно замещенные алкилом ароматические соединения, например, с одной, двумя или тремя замещающими алкильными группами, независимо друг от друга соответственно содержащими до десяти атомов углерода, в частности, бензолы, например, толуол, ксилол, мезитилен, кумол или этилбензол, углеводороды с конденсированными ароматическими кольцевыми системами, в частности, нафталины, например, 1-метил-нафталин, 2-метилнафталин и диметилнафталин, или/и асимметричные или гетерогенно конденсированные ароматические углеводороды, например, индан или/и тетралин.

Примерами циклоалифатических углеводородов iii) являются насыщенные или/и ненасыщенные, при необходимости однократно или многократно замещенные алкилом циклоалифатические соединения, например, с одной, двумя или тремя замещающими алкильными группами, независимо друг от друга соответственно содержащими до десяти атомов углерода в алкильной группе, например, такие как циклогексан или метилциклопентан. При этом предпочтительными являются также смеси одного или нескольких алифатических углеводородов, одного или нескольких ароматических углеводородов или/и одного или нескольких эпициклических углеводородов, например, коммерчески доступные растворители EXXSOLD, SOLVESSO или ISOPAR фирмы Exxon Mobil Chemicals.
Примерами нефтепродуктов iv), которые в качестве минеральных масел содержат смеси продуктов i, ii или/и iii из нефти или/и ее дистиллятов, дистилляты нефти или/и отдельные компоненты дистиллятов, являются, в частности, смеси перегнанных фракций нефти, уайт-спирит D100 или/и изооктан.
Примерами спиртов C2) являются насыщенные или ненасыщенные, неразветвленные или разветвленные, первичные, вторичные или третичные, алифатические, эпициклические или ароматические спирты, предпочтительно содержащие от 4 до 22 атомов углерода, в частности, трет-бутанол, 2-этилгексэнол, октанол, додеканол или бензиновый спирт.
Примерами производных карбоновых кислот C3) являются сложные эфиры или/и амиды монокарбоновых, дикарбоновых и поликарбоновых кислот, в частности, трикарбоновых и тетракарбоновых кислот, а также более высокофункциональных карбоновых кислот, предпочтительно карбоновых кислот, соответственно содержащих от 2 до 24 атомов углерода в алкильных цепях.
Предпочтительными сложными эфирами C3) являются сложные эфиры спиртов i) с 1-20 атомами углерода, например, таких как метанол, этанол, изопропанол, изобутанол или/и 2-этилгексанол, причем предпочтительными сложными эфирами жирных спиртов являются, в частности, также сложные эфиры глицерина и гликолей.
Примерами сложных эфиров монокарбоновых кислот ii), используемых в качестве сложных эфиров C3), являются: а) сложные эфиры алифатических или/и ароматических монокарбоновых кислот, в частности, алифатические сложные эфиры монокарбоновых кислот с 1-9 атомами углерода в алкильных цепях, например, сложные эфиры муравьиной кислоты, уксусной кислоты или пропионовой кислоты, b) алифатические сложные эфиры жирных кислот, например, сложные эфиры монокарбоновых кислот с 10-24 атомами углерода в алкильных цепях, которые могут содержаться в природных маслах или растительных маслах или могут обладать синтетическим происхождением, или/и с) ароматические сложные эфиры монокарбоновых кислот с 7-24 атомами углерода в алкильных цепях, например, сложные эфиры бензойной кислоты или фенилуксусной кислоты.
1
20
10
24
Примерами сложных эфиров жирных кислот iii), используемых в качестве сложных эфиров C3), являются продукты природного происхождения, например, животные и растительные масла, а также продукты синтетического происхождения, причем особенно предпочтительными являются сложные эфиры жирных кислот с 10-24 или 12-24 атомами углерода в алкильных цепях. К сложным эфирам жирных кислот с 10-24 атомами углерода в алкильных цепях относятся, например, сложные эфиры ненасыщенных или насыщенных жирных кислот с 10-24 атомами углерода в алкильных цепях, прежде всего сложные эфиры с четным числом атомов углерода в алкильных цепях, в частности, сложные эфиры лауриновой кислоты, пальмитиновой кислоты и, в особенности, жирных кислот с 18 атомами углерода, таких как стеариновая кислота, олеиновая кислота, линолевая кислота и линоленовая кислота. Другими примерами сложных эфиров жирных кислот с 10-24 атомами углерода в алкильных цепях являются сложные эфиры на основе глицерина, соответственно гликолей и жирных кислот с 10-24 атомами углерода в алкильных цепях или продукты переэтерификации подобных эфиров, прежде всего, например, сложные С-С-алкиловые эфиры С-С-жирных кислот, которые могут быть получены, например, путем переэтерификации указанных выше сложных эфиров на основе глицерина, соответственно гликолей, и жирных кислот с 10-24 атомами углерода в алкильных цепях спиртами с 1-20 атомами углерода, например, метанолом, этанолом, пропанолом или/и бутанолом. Переэтерификацию можно осуществлять известными методами, например, описанными в справочнике Rompp Chemie Lexikon, 9-е издание, том 2, с. 1343, издательство Thieme, Штутгарт. Предпочтительными сложными эфирами жирных кислот являются, например, масла, выделяемые из масличных видов растений, например, соевое масло, рапсовое масло, кукурузное масло, подсолнечное масло, хлопковое масло, льняное масло, кокосовое масло, пальмовое масло, чертополоховое масло, масло грецких орехов, арахисовое масло, оливковое масло или/и касторовое масло, прежде всего рапсовое масло, причем под растительными маслами подразумевают также продукты их переэтерификации, например, сложные алкиловые эфиры, в частности, сложный метиловый эфир рапсового масла или сложный этиловый эфир рапсового масла. Примерами сложных эфиров дикарбоновых кислот и сложных эфиров поликарбоновых кислот являются полные сложные эфиры щавелевой кислоты, малоновой кислоты, янтарной кислоты, глутаровой кислоты, 2-метилглутаровой кислоты, адипиновой кислоты, пимелиновой кислоты, себациновой кислоты, азелаиновой кислоты, субериновой кислоты, малеиновой кислоты, фталевой кислоты, терефталевой кислоты, меллитовой кислоты, тримеллитовой кислоты и полималеиновой кислоты. Особенно предпочтительными являются сложные алкиловые эфиры с 1-10 атомами углерода в алкильных цепях, например, метиловые, этиловые, н-пропиловые, изопропиловые, н-бутиловые, изобутиловые, emop-бутиловые или трет-бутиловые сложные эфиры. Предпочтительными сложными эфирами дикарбоновых кислот являются полные сложные эфиры янтарной кислоты, глутаровой кислоты, 2-метилглутаровой кислоты и адипиновой кислоты. Предпочтительными являются сложные алкиловые эфиры с 1-10 атомами углерода в алкильных цепях, например, метиловые, этиловые или изобутиловые сложные эфиры.
Предпочтительными амидами C3) являются N,N-диалкиламиды карбоновых кислот с 6-20 атомами углерода, например, таких как гексановая кислота, декановая кислота и стеариновая кислота, и производные подобных амидов, которые не обладают высокой растворимостью в воде. Примерами амидов карбоновых кислот являются алифатические N,N-диалкилациламиды с 6-20 атомами углерода в ацильном остатке, в частности, диметиламид октановой кислоты и диметиламид декановой кислоты.
Пригодными эфирами фосфорной кислоты С4) являются, например, триэфиры фосфорной кислоты со спиртами, предпочтительно выбранными из группы, включающей 1) одноатомные спирты с 1-22 атомами углерода, например, этанол, изопропанол и 2-этилгексанол, 2) диолы или/и полиолы, например, этиленгликоль, пропиленгликоль и глицерин, 3) ариловые, алкилариловые, поли(алкил)ариловые и поли(арилалкил)-ариловые спирты, например, фенол или/и крезол, октилфенол, нонилфенол, триизобутилфенол и тристрилфенол, а также 4) алкоксилированные спирты, которые получают путем взаимодействия указанных спиртов 1), 2) или 3) с алкиленоксидами, предпочтительно с алкиленоксидами с алкильными цепями с 1-4 атомами углерода. Особенно предпочтительными эфирами фосфорной кислоты являются триэфиры ортофосфорной кислоты, например, триэтилфосфат, трибутилфосфат и три(бутоксиэтил)-фосфат.
Пригодными простыми эфирами С5) являются, например, ароматические, циклоалифатические или/ и алифатические простые эфиры. При этом особенно предпочтительными являются алкиловые эфиры, алкильные цепи которых независимо друг от друга содержат соответственно от 3 до 12 атомов углерода, например, дигексиловый эфир и диоктиловый эфир, или моноэфиры и диэфиры диолов и однократно или многократно алкоксилированных диолов, например, этиленгликоля, диэтиленгликоля, пропиленгликоля, дипропиленгликоля и трипропиленгликоля, в частности, моноэфиры и диэфиры соответственно по меньшей мере с одной алкильной цепью с 1-8 атомами углерода или/и по меньшей мере одной ароматической группой, например, монопропиловый эфир пропиленгликоля, монобутиловый эфир дипропиленгликоля, монобутиловый эфир трипропиленгликоля, дибутиловый эфир пропиленгликоля, гексиловый эфир этиленгликоля, дибутиловый эфир диэтиленгликоля, фениловый эфир диэтиленгликоля, фениловый эфир этиленгликоля, фениловый эфир пропиленгликоля и фениловый эфир дипропиленгликоля.
Пригодными кетонами С6) являются, например, ароматические, циклоалифатические или/и алифатические кетоны с алкильными или/и арильными группами соответственно с 4-24 атомами углерода, в частности, ацетофенон, бензофенон, дибутилкетон, диизобутилкетон и изобутилгептилкетон.
Ниже приведены примеры масел и их производных C7), которые не являются нефтепродуктами: а) природные масла, например, выделяемые из масличных видов растений масла или/и их сложные алкиловые эфиры, в частности, соевое масло, рапсовое масло, сложные алкиловые эфиры рапсового масла, кукурузное масло, подсолнечное масло, хлопковое масло, льняное масло, кокосовое масло, сложные алкиловые эфиры кокосового масла, пальмовое масло, сложные алкиловые эфиры пальмового масла, чертополоховое масло, масло грецких орехов, арахисовое масло, оливковое масло, сложные алкиловые эфиры оливкового масла, касторовое масло или/и сложные алкиловые эфиры касторового масла, продукты их перегонки или/и их отдельные компоненты, b) эфирные масла или/и их отдельные компоненты, в частности, терпены или/и терпеноиды, например, d-лимонен, или/и с) синтетические масла, которые могут быть получены известными методами полимеризации или поликонденсации из пригодных соединений, их производные или/и их отдельные компоненты, причем могут быть получены также соответствующие макромолекулярные соединения, например, поли-альфа-олефины, полиалкиленгликоли или/и сложные полиэфиры. Пригодными производными прежде всего являются сложные эфиры.
1
4
1
4
Кроме того, пригодными являются молекулярные комбинации веществ указанных выше классов, например, внутримолекулярно комбинированные простые/сложные эфиры C8), производные диолов и полиолов, в частности, моно(C-C)алкиловый эфир на основе карбоновой кислоты и диолов или/и однократно или многократно алкоксилированных диолов, в частности, сложный эфир на основе уксусной кислоты и моно(C-C) алкилэфиралканолов, например, ацетат монометилового эфира этиленгликоля, ацетат монобутилового эфира пропиленгликоля и ацетат монометилового эфира диэтиленгликоля.
В случае если содержание преимущественно нерастворимой в воде фазы С) в предлагаемом в изобретении средстве для обнаружения трещин составляет менее 5% масс., оно обладает слишком низкой чувствительностью и неудовлетворительной пригодностью для обнаружения дефектов. В случае если предлагаемое в изобретении средство в форме микроэмульсии типа «масло в воде» содержит более 50% масс., а в форме микроэмульсии типа «вода в масле» более 40% масс. преимущественно нерастворимой в воде фазы С), может наблюдаться нежелательное расслоение микроэмульсии, в ней могут присутствовать избыточные фазы или она может стать нестабильной эмульсией; кроме того, она становится небезопасной в экологическом отношении.
Предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин особенно предпочтительно содержит по меньшей мере одно соединение, соответственно выбранное из группы, включающей спирты C2), сложные эфиры или/и амиды монокарбоновых, дикарбоновых или/и поликарбоновых кислот C3), простые эфиры С5) и кетоны С6), из группы, включающей спирты С2), сложные эфиры или/и амиды монокарбоновых, дикарбоновых или/и поликарбоновых кислот C3) и простые эфиры С5), или из группы, включающей сложные эфиры или/и амиды монокарбоновых, дикарбоновых или/и поликарбоновых кислот C3) и простые эфиры С5). Преимущественно нерастворимая в воде фаза С) предлагаемого в изобретении средства для обнаружения трещин предпочтительно не содержит других соединений, кроме соединений, относящихся к одной из указанных выше групп.
Предлагаемые в изобретении микроэмульсии должны содержать по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество D), выбранное из группы, включающей неионные, анионные или/и амфотерные поверхностно-активные вещества. В некоторых случаях микроэмульсии содержат также по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, обладающее действием эмульгатора. В соответствии с настоящим изобретением термин «поверхностно-активное вещество D)» используют для обозначения по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества, по меньшей мере одного совместного поверхностно-активного вещества или/и по меньшей мере одного эмульгатора, причем по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество D) выбрано из группы, включающей неионные, анионные или/и амфотерные поверхностно-активные вещества. Предлагаемые в изобретении микроэмульсии особенно предпочтительно содержат по меньшей мере одно неионное и по меньшей мере одно анионное поверхностно-активное вещество, причем по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество одновременно обладает действием эмульгатора.
По меньшей мере одно поверхностно-активное вещество D) предлагаемых в изобретении составов может обладать действием «обычного» поверхностно-активного вещества, эмульгатора, детергента или/и растворителя. Эмульгаторы, которые также являются поверхностно-активными веществами, в соответствии с настоящим изобретением также называют поверхностно-активными веществами. Неионные поверхностно-активные вещества могут обладать действием эмульгаторов, в частности, если их показатель гидрофильно-липофильного баланса находится в примерном диапазоне от 8 до 20 или от 9 до 18 (в частности, в случае микроэмульсий «масло в воде»), соответственно в примерном диапазоне от 0 до 10 или от 3 до 8 (в частности, в случае микроэмульсий «вода в масле»). Можно использовать или дополнительно примешивать также микроэмульсии с поверхностно-активные веществами, показатель гидрофильно-липофильного баланса которых находится в диапазоне от 5 до 15, однако приведение подобных разных микроэмульсии в специфическое взаимное соответствие удается не всегда.
Поверхностно-активные вещества D) или/и некоторые из содержащихся в средстве поверхностно-активных веществ D), например, могут выполнять функцию эмульгатора, консерванта, растворителя (например, по меньшей мере для одного красителя В)), детергента, стабилизатора (например, по меньшей мере для одного красителя В) или/и микроэмульсии), ингибитора коррозии, регулятора вязкости средства для обнаружения трещин или/и смачивающего агента, снижающего поверхностное натяжение с целью лучшего смачивания поверхности, подлежащей контролю средством для обнаружения трещин. В средстве для обнаружения трещин с несколькими поверхностно-активными веществами D) каждое из добавляемых поверхностно-активных веществ D) при необходимости может быть предназначено для выполнения других функций.
Предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин содержит по меньшей мере 2% масс., предпочтительно по меньшей мере 4% масс. или от 2 до 60% масс., от 4 до 70% масс., от 6 до 60% масс., от 8 до 50% масс., от 10 до 40% масс., от 12 до 30% масс. или от 14 до 25% масс. по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D), причем содержание поверхностно-активного вещества D) существенным образом зависит от типа микроэмульсии и средства для обнаружения трещин.
Содержание по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D) в средствах для обнаружения трещин на основе флуоресцирующих желтым или красным цветом микроэмульсий типа «масло в воде» предпочтительно находится в диапазоне от 2 до 60% масс., от 6 до 50% масс., от 8 до 40% масс. или от 10 до 30% масс.
Содержание по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D) в средствах для красно-белого контроля дефектов на основе микроэмульсий типа «масло в воде» предпочтительно находится в диапазоне от 2 до 55% масс., от 8 до 45% масс., от 10 до 40% масс. или от 15 до 30% масс.
Содержание по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D) в средствах для обнаружения трещин на основе флуоресцирующих желтым или красным цветом микроэмульсий типа «вода в масле» предпочтительно находится в диапазоне от 2 до 50% масс., от 10 до 40% масс., от 15 до 35% масс. или от 20 до 30% масс.
Содержание по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D) в средствах для красно-белого контроля дефектов на основе микроэмульсий типа «вода в масле» предпочтительно находится в диапазоне от 2 до 40% масс., от 10 до 40% масс., от 15 до 35% масс. или от 20 до 30% масс.
Присутствие поверхностно-активного вещества D) в предлагаемом в изобретении средстве для обнаружения трещин в принципе является важным фактором, причем класс поверхностно-активного вещества, а в некоторых случаях также тип соединения, используемого в качестве поверхностно-активного вещества, обычно оказывают по меньшей мере некоторое влияние прежде всего на вязкость и поверхностное натяжение, а, следовательно, на качество средства для обнаружения трещин. Выбор поверхностно-активного(-ых) вещества(-) D) и растворителя(-ей) С) обычно влияет на рабочий интервал при настройке микроэмульсии и на ее стабильность.
В некоторых вариантах осуществления изобретения к предлагаемому в изобретении средству для обнаружения трещин примешивают следующие поверхностно-активные вещества D): по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, прежде всего обладающее очищающим действием, и по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, прежде всего обладающее эмульгирующим действием, или по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество прежде всего, обладающее очищающим действием, по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, прежде всего стабилизирующее микроэмульсию (так называемое совместное поверхностно-активное вещество), и по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество прежде всего, обладающее эмульгирующим действием. При этом поверхностно-активные вещества, прежде всего обладающие очищающим действием, и совместные поверхностно-активные вещества нередко характеризуются более или менее выраженным эмульгирующим действием. Все поверхностно-активные вещества обладают более или менее выраженным очищающим действием. Многие поверхностно-активные вещества обладают более или менее выраженным действием стабилизаторов микроэмульсии.
Во многих вариантах осуществления изобретения к предлагаемому в изобретении средству для обнаружения трещин предпочтительно примешивают по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество D), которое прежде всего обладает эмульгирующим действием. Во многих вариантах осуществления изобретения к предлагаемому в изобретении средству для обнаружения трещин предпочтительно примешивают также по меньшей мере одно прежде всего очищающее поверхностно-активное вещество, что предпочтительно позволяет решить вторичные задачи, например, придать контролируемой поверхности отмываемость или/и установить необходимую вязкость средства для обнаружения трещин.
При этом компоненты D1-D7 (см. таблицу 1) предпочтительно обладают действием эмульгаторов, тогда как компоненты D8-D14 (см. таблицу 1) предпочтительно обладают действием стабилизирующих микроэмульсию совместных поверхностно-активных веществ. Компоненты D16 и D17 (см. таблицу 1) предпочтительно обладают действием очищающих поверхностно-активных веществ. Указанное соотнесение частично зависит также от других присутствующих в микроэмульсии поверхностно-активных веществ и ее базовой структуры, a, следовательно, может отличаться от вышеуказанного. Любые микроэмульсии обычно требуют присутствия по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D), действующего в качестве эмульгатора.
Поверхностно-активные вещества D) предлагаемого в изобретении средства для обнаружения трещин выбирают из группы, включающей анионные поверхностно-активные вещества а), неионные поверхностно-активные вещества b) или/и амфотерные поверхностно-активные вещества c). В качестве поверхностно-активного вещества D) предлагаемое в изобретении средство предпочтительно содержит по меньшей мере одно анионное поверхностно-активное вещество a), по меньшей мере одно неионное поверхностно-активное вещество b) или/и по меньшей мере одно амфотерное поверхностно-активное вещество с).
Особенно предпочтительным является использование анионного поверхностно-активного вещества по меньшей мере с шестью атомами углерода в алкильной цепи. Особенно предпочтительным является также использование неионного поверхностно-активного вещества по меньшей мере с восьмью атомами углерода в алкильной цепи. В случае средств для обнаружения трещин, флуоресцирующих желтым и красным цветом, а также в случае средств для красно-белого контроля дефектов микроэмульсии типа «масло в воде» предпочтительно содержат по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество D), которое является неионным этоксилатом жирного спирта с 9-11 атомами углерода в алкильной цепи и 5-10 этоксильными группами. В случае если предлагаемые в изобретении средства являются микроэмульсиями типа «вода в масле», предназначенными для красно-белого контроля дефектов, они предпочтительно содержат по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество D), которое является неионным этоксилатом жирного спирта с 10-18 атомами углерода в алкильной цепи и 2-10 этоксильными группами.
Предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин, в частности, может содержать комбинацию по меньшей мере одного анионного поверхностно-активного вещества по меньшей мере с одним неионным поверхностно-активным веществом, причем массовое отношении указанных веществ прежде всего находится в диапазоне от 1:0,05 до 1:10. Особенно предпочтительной является также комбинация по меньшей мере одного хорошо растворимого в воде поверхностно-активного вещества (с растворимостью в воде при комнатной температуре, составляющей по меньшей мере 1% масс.) с маслорастворимым поверхностно-активным веществом.
При этом мицеллообразование по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D) может способствовать повышению стабильности эмульсии или микроэмульсии, а также позволяет стабилизировать однофазную смесь в широком температурном интервале или/и обеспечить более низкую чувствительность к нарушающим равновесие воздействиям, например, разбавлению.
Примерами анионных поверхностно-активных веществ а) являются сульфаты, сульфонаты, фосфаты и фосфонаты углеводородов, карбоновые кислоты или/и производные карбоновых кислот, которые в некоторых случаях могут содержать алкиленоксидные единицы. Сульфаты, сульфонаты, фосфаты, фосфонаты и карбоновые кислоты могут находится в форме кислот или солей. Предпочтительными являются анионные поверхностно-активные вещества общей формулы (I):
3
3
3
3
1
2
3
+
1
2
3
1
2
3
в которой Q означает -O-SOM, -SOM, -О-РОНМ, -POHM или -COOM, причем М означает водород или катион, в частности, катион металла, например, ион щелочного металла, ион щелочно-земельного металла или ион аммония формулы RRRHN, в которой R, R и R независимо друг от друга означают водород или/и при необходимости замещающие алкильные, циклоалкильные или/и арильные остатки, которые независимо друг от друга могут быть одинаковыми или разными, причем предпочтительными остатками R, R и R являются, например, водород, 2-гидрокси-этил или 2-гидроксипропил. R предпочтительно означает незамещенный или замещенный углеводородный остаток с одной или несколькими алкильными цепями соответственно с 1-30 атомами углерода, который при необходимости может быть присоединен через алкиленоксидные единицы, или предпочтительно означает алкиленоксидную единицу. Под алкиленоксидными единицами прежде всего подразумевают структурные единицы алкиленоксидов с 2-10 атомами углерода, например, таких как этиленоксид, пропиленоксид или/и бутиленоксид, которые в пределах структуры поверхностно-активного вещества независимо друг от друга могут быть одинаковыми или разными и при этом упорядочены статистически или в форме блоков. R предпочтительно означает: a) алкильный остаток с 1-20 атомами углерода, например, метил, этил, пропил или/и бутил, b) арильный остаток с 6-24 атомами углерода, например, фенил, дифенил или/и нафтил, которые независимо друг от друга при необходимости могут содержать один или несколько остатков, например, неразветвленные или разветвленные алкильные группы соответственно с 1-20 атомами углерода, например, втор-бутил, додецил, или остаток монокарбоновой, дикарбоновой или поликарбоновой кислоты или/и соответствующих производных а) или b), например, сложных эфиров или амидов. При этом особенно предпочтительными являются сложные эфиры дикарбоновых кислот, например, сложный дигексиловый эфир янтарной кислоты или/и сложный ди(2-этилгексиловый) эфир янтарной кислоты.

Особенно предпочтительными анионными поверхностно-активными веществами являются алкиларилсульфонаты, например, додецилбензолсульфонаты, в частности, продукты серии Lutensit-A фирмы BASF, алкилсульфонаты, например, додецилсульфаты, в частности, продукты серии Hostapur фирмы Clariant, диалкилсульфосукцинаты, например, ди(2-этилгексил)сульфосукцинаты, в частности, продукты серии AEROSOL фирмы Cytec, или/и карбоксилаты карбоновых кислот с 2-24 атомами углерода, например, каприлат натрия, каприлат калия, себацинат натрия, себацинат калия и изононаноат аммония. Другими особенно предпочтительными анионными поверхностно-активными веществами являются алкил(полиоксиэтил)фосфаты, в частности, н-алкил(полиоксиэтил)фосфаты, например, продукты серии Phosfetal фирмы Zschimmer & Schwarz или/и серии Rhodafac фирмы Solvay (прежнее название Rhodia).
Пригодными неионными поверхностно-активными веществами b) прежде всего являются алкоксилаты, например, этоксилаты, пропоксилаты, бутоксилаты и их смеси. Под алкоксилатами подразумевают соединения, содержащие алкиленоксидные единицы, в частности, алкиленоксидные единицы с 2-10 атомами углерода, например, такие как этиленоксид, пропиленоксид или/и бутиленоксид, которые в пределах структуры поверхностно-активного вещества независимо друг от друга могут быть одинаковыми или разными и при этом упорядочены статистически или в форме блоков. Примерами алкоксилатов являются соединения общей формулы (II):
4
4
4
4
6
6
6
5
в которой R предпочтительно означает водород, гидроксильную группу или алкильную группу с 1-30 атомами углерода, причем R может быть линейным, разветвленным или циклическим, а также насыщенным или ненасыщенным. При этом алкил особенно предпочтительно выбран из группы, включающей метил, этил, пропил, бутил, 2-этилгексил, додецил, октадецил, октадеценил или арил с 6-24 атомами углерода, в частности, фенил или нафтил, причем арил при необходимости может содержать один или несколько остатков, например, как арилалкил с 1-30 атомами углерода, в частности, этилфенил, или алкил с 1-30 атомами углерода, причем алкильные группы независимо друг от друга могут быть неразветвленными или разветвленными и предпочтительно означают 2-этилгексил или додецил. R может означать арилокси с 6-24 атомами углерода, в частности, фенокси, причем ароматическое кольцо при необходимости может содержать один или несколько остатков, как арилалкил с 1-30 атомами углерода, в частности, этилфенил, или алкил с 1-30 атомами углерода, причем алкильные группы независимо друг от друга могут быть неразветвленными или разветвленными, в частности, 2-этилгексил или додецил. Кроме того, R может означать остаток сложного эфира сорбита, остаток сложного эфира глицерина или алкил-NR с алкильной группой с 1-30 атомами углерода, предпочтительно алкил-NR с алкильной группой с 10-20 атомами углерода, причем алкильная группа может быть неразветвленной или разветвленной, насыщенной или ненасыщенной, и, в частности, может означать додецил, гексадецил, октадецил или октадеценил, и причем R означает водород или алкильную группу с 1-20 атомами углерода, которая может быть неразветвленной или разветвленной, насыщенной или ненасыщенной и предпочтительно означает метил, этил, бутил, додецил или/и октадеценил. При этом R предпочтительно означает водород или алкильную группу с 1-6 атомами углерода, которая может быть неразветвленной или разветвленной и, в частности, означает метил, этил, пропил, бутил, пентил или гексил.
x
y
z
x
y
z
В общей формуле (II) W означает целое число от 1 до 200 и AO означает алкиленоксидную единицу, в частности, формулы (EO)(PO)(BO). При этом ЕО означает этиленоксидную единицу, РО означает пропиленоксидную единицу, ВО означает бутиленоксидную единицу, x означает целое число от 0 до 200, y означает целое число от 0 до 200 и z означает целое число от 0 до 200, причем сумма x+y+z составляет по меньшей мере 1. EO, PO и BO в алкиленоксидной единице, в частности, формулы (EO)(PO)(BO) могут быть упорядочены статистически или в виде блоков.

Особенно предпочтительными неионными поверхностно-активными веществами b) являются алкоксилаты спиртов b1). Неионными поверхностно-активными веществами b) прежде всего являются этоксилаты, пропоксилаты или/и бутоксилаты неразветвленных или разветвленных спиртов b1) с 1-30 атомами углерода, например, продукты серии Neodol фирмы Shell. В качестве альтернативы или дополнительно предпочтительными неионными поверхностно-активными веществами b) могут являться представители по меньшей мере одной из указанных ниже групп b2)-b8). Особенно предпочтительными являются также блок-сополимеры алкиленоксидов b2), например, блок-сополимеры этиленоксид(EO)-пропиленоксид(PO)-этиленоксид(EO) или/и блок-сополимеры бутилен-оксид(BO)-этиленоксид(EO) b3), например, продукты серии Pluronic фирмы BASF. Особенно предпочтительными являются также полиалкиленоксиды b4), в частности, полиэтиленоксиды, полипропиленоксиды или/и полибутиленоксиды, которые у одного из двух концевых атомов кислорода с углеводородными остатками с 1-24 атомами углерода, предпочтительно алкильными остатками с 10-22 атомами углерода могут быть замещены неразветвленными или разветвленными алкильными остатками с 10-22 атомами углерода, в частности, децилом, додецилом, тетрадецилом или гексадецилом. Особенно предпочтительными являются также полигликолевые эфиры b5), особенно предпочтительно замещенные изотридецилом, например, продукты серии Genapol фирмы Clariant. Кроме того, особенно предпочтительными являются алкоксилированные масла b6), предпочтительно этоксилированные растительные масла, например, алкоксилированное, в частности, этоксилированное касторовое масло, например, продукты серии Emulsogen фирмы Clariant. Особенно предпочтительными являются также алкоксилированные, прежде всего этоксилированные алифатические амины b7) с алкильными группами, в частности, с 10-22 атомами углерода, например, продукты серии Etho-meen фирмы Akzo Nobel, или/и алкоксилированные, прежде всего этоксилированные сложные алкиловые эфиры сорбита b8) с алкильными группами, в частности, с 6-22 атомами углерода, например, продукты серии AG фирмы Akzo Nobel.
Примерами амфотерных поверхностно-активных веществ с) являются алкилиминодипропионаты, например, лаурилиминодипропионат, 2-этил-гексилиминодипропионат и кокосалкилиминодипропионат, бетаины, например, кокамидопропилбетаин, или султаины, например, кокамидопропилгидроксисултаин.
Особенно предпочтительными поверхностно-активными веществами D) прежде всего являются анионные поверхностно-активные вещества а) или/и неионные поверхностно-активные вещества b). Еще более предпочтительным является использование моноэфиров или/и диэфиров на основе фосфорной кислоты и алифатических, циклоалифатических или/и ароматических алкоксилированных спиртов, например, тридеканолгексаэтоксимонофосфата, фенилтетраэтоксимонофосфата, ди(фенилтетраэтокси)монофосфата, додеканолпентаэтоксимонофосфата или/и ди(додеканолпентаэтокси)монофосфата, неразветвленных или разветвленных алкоксилированных спиртов b1), в частности, спиртов с 9-11 атомами углерода или/и с алкоксилатными цепями, состоящими из 5-9 алкоксилатных, например, этоксилатных структурных единиц, или/и блок-сополимеров алкиленоксидов b2), например, блок-сополимеров этилен-оксид(EO)-пропиленоксид(PO)-этиленоксид(EO) или/и блок-сополимеров бутиленоксид(BO)-этиленоксид(EO) b3).
В случае если предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин содержит менее 2% масс. по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества, оно зачастую не находится в форме микроэмульсии или представляет собой нестабильную эмульсию. В случае если указанное средство содержит более 30% масс. по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества, оно обычно является более экологически опасным.
Предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин особенно предпочтительно содержит соответственно по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, включающей анионные поверхностно-активные вещества а) или/и неионные поверхностно-активные вещества b). Предлагаемое в изобретении средство в качестве поверхностно-активных веществ D) предпочтительно не содержат никаких других соединений, кроме указанных выше.

6
7
8
9
+
-

Предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин при необходимости может содержать также по меньшей мере одну добавку E), в частности, выбранную из группы, включающей консерванты, ингибиторы коррозии, нейтрализующие вещества, реологические добавки, гидротропные вещества (агенты, способствующие растворению) или/и катионные поверхностно-активные вещества. Подобная добавка прежде всего может выполнять функцию биоцида, ингибитора коррозии, способствующего растворению агента, реологической добавки или/и нейтрализующего вещества. Добавка Е), в частности, может быть выбрана из группы, включающей консерванты (например, продукт Dantoguard Plus Liquid фирмы Lonza, продукт Parmetol МВХ фирмы ), ингибиторы коррозии (например, октилфосфоновая кислота, N-олеоилсаркозин или/и продукт Ciba Amine О), катионные поверхностно-активные вещества (например, соединения общей формулы RRRRNX) или/и реологические добавки, например, загустители (в частности, продукт Rheovis AT 120 фирмы BASF). Добавка E) при необходимости может состоять из нескольких веществ, которые при необходимости примешивают в форме раствора, дисперсии или пасты. В качестве жидкости-носителя обычно используют воду, по меньшей мере один спирт, по меньшей мере один гликоль или/и по меньшей мере одно минеральное масло. Содержание по меньшей мере одной добавки E) предпочтительно составляет от 0,01 до 8% масс., от 0,1 до 7% масс., от 1 до 6% масс., от 2 до 5% масс., от 3 до 4% масс. или 0% масс., причем особенно предпочтительным является использование от 0,01 до 1% масс. консерванта или/и от 0,5 до 4% масс. ингибитора коррозии.
6
7
8
9
+
-
6
9
-
Пригодными катионными поверхностно-активными веществами являются, например, четвертичные аммониевые соединения общей формулы RRRRNX, в которой остатки R-R независимо друг от друга выбраны из группы, включающей неразветвленные, разветвленные или/и циклические, насыщенные или ненасыщенные, при необходимости замещенные алкильные группы с 1-24 атомами углерода, и X означает соответствующий анион, например, галогенид или метосульфат, особенно предпочтительно метосульфат. Поскольку катионные поверхностно-активные вещества часто содержат галогены или/и серу, они не всегда пригодны для применения, однако их предпочтительно можно использовать, например, в качестве биоцидов.
Предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин при необходимости дополнительно может содержать также хорошо растворимую в воде фазу в качестве способствующего растворению агента, относящегося к добавкам E). Подобный агент может способствовать повышению или сохранению стабильности микроэмульсии, в частности, в случае ее разбавления предпочтительно водой, а также в случае повышения температуры или/и ее колебаний. Растворимость подобных агентов в воде при 20°C предпочтительно составляет более 10 г/л. В качестве подобных агентов можно использовать водорастворимые спирты с двумя или тремя атомами углерода или/и полиолы с 2-5 гидроксильными группами, независимо друг от друга содержащие от 2 до 10 атомов углерода в алкильной группе, например, такие как глицерин, гликоли, диэтиленгликоли и дипропиленгликоли. Общее содержание подобных способствующих растворению агентов предпочтительно находится в диапазоне от 0,01 до 10% масс. или от 0,1 до 5% масс.
Дисперсия дополнительно предпочтительно содержит по меньшей мере одну добавку Е), которая обладает действием консерванта, ингибитора коррозии, нейтрализующего вещества, способствующего растворению агента или/и реологической добавки. Предлагаемое в изобретении средство для обнаружения трещин в качестве добавки Е) особенно предпочтительно содержит лишь те добавки, которые обладают действием консерванта, ингибитора коррозии, нейтрализующего вещества, способствующего растворению агента или/и реологической добавки. Как показано в некоторых примерах осуществления изобретения, возможным, но часто необязательным является добавление по меньшей мере одного способствующего растворению агента или/и добавки Е), обладающей иным действием.
Галогенсодержащие или/и серосодержащие соединения в предлагаемых в изобретении средствах для обнаружения трещин предпочтительно отсутствуют или указанные средства содержат менее 200 частей на млн галогенов. В случае если в предлагаемом в изобретении средстве присутствуют серосодержащие соединения, содержание серы в указанном средстве предпочтительно составляет менее 200 частей на млн.
Особенно предпочтительным является средство для дефектоскопии трещин капиллярным методом, которое содержит:
A) по меньшей мере 30% масс. или от 30 до 85% масс. воды А) (если средство является микроэмульсией типа «масло в воде») или по меньшей мере 10% масс. или 10 до 60% масс. воды А) (если средство является микроэмульсией типа «вода в масле»),
B) по меньшей мере 0,1% масс. по меньшей мере одного красителя В), который обладает растворимостью в воде при 20°C и нормальном давлении, составляющей менее 0,1 г/л, при необходимости входит в состав системы красителей и обладает растворимостью при 20°C и нормальном давлении в преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазе C), составляющей по меньшей мере 10 г/л,
C) по меньшей мере 5% масс., от 5 до 50% масс. или от 5 до 40% масс по меньшей мере одной преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазы С), выбранной из группы, которая включает следующие нерастворимые или преимущественно нерастворимые в воде, жидкие при 20°C и нормальном давлении органические вещества: углеводороды С1) (в том числе нефтепродукты), спирты С2), сложные эфиры монокарбоновых, дикарбоновых или/и поликарбоновых кислот C3), эфиры фосфорной кислоты C4), простые эфиры С5), кетоны C6), масла (исключая нефтепродукты) С7) и производные комбинированных простых/сложных эфиров С8),
D) по меньшей мере 2% масс., от 2 до 60% масс. или от 2 до 50% масс. по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D) выбранного из группы, включающей анионные поверхностно-активные вещества А), неионные поверхностно-активные вещества В) или/и амфотерные поверхностно-активные вещества С) и
E) при необходимости по меньшей мере одну добавку Е),
причем сумма всех компонентов составляет 100% масс.,
и причем массовое соотношение между компонентами смеси, а именно водой А), поверхностно-активными веществами D) (включая при необходимости присутствующие совместные поверхностно-активные вещества или/и эмульгаторы) и преимущественно нерастворимой в воде фазой С) предпочтительно находится в характеризующемся угловой точкой диапазоне 0,5:1:10, 20:1:10, 0,5:1:2 или 20:1:2, причем средство для обнаружения трещин при температуре 20°C и нормальном давлении обладает светопропусканием по меньшей мере 70%, причем светопропускание измеряют с помощью фотометра CADA 100-V фирмы Hach Lange GmbH при 600 нм в кювете из кварцевого стекла со слоем просвечиваемой жидкости толщиной 10 мм, используя идентичную, но не содержащую красителя микроэмульсию, средний размер частиц которой при преимущественно мономодальном распределении, измеренный с помощью анализатора размера частиц Nano-ZS фирмы Malvern, находится в диапазоне от 1 до 250 нм. Для получения более точного результата при указанном измерении задают и учитывают приблизительное значение показателя преломления нерастворимой в воде фазы С).
Еще более предпочтительным является средство для обнаружения трещин, используемое для дефектоскопии капиллярным методом, которое содержит:
A) по меньшей мере 30% масс. или от 30 до 85% масс. воды А) (если средство является микроэмульсией типа «масло в воде») или по меньшей мере 10% масс. или 10 до 60% масс. воды А) (если средство является микроэмульсией типа «вода в масле»),
B) по меньшей мере 0,1% масс. по меньшей мере одного красителя В), который обладает растворимостью в воде при 20°C и нормальном давлении, составляющей менее 0,1 г/л, и при необходимости входит в состав системы красителей, причем по меньшей мере один краситель выбран из группы, включающей нафталимиды, азокрасители, антрахиноны, метиновые красители и ксантены, а также при необходимости по меньшей мере один стильбен или по меньшей мере один кумарин в качестве осветлителя,
C) по меньшей мере 5% масс., от 5 до 50% масс. или от 5 до 40% масс. по меньшей мере одной преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазы С), выбранной из группы, включающей по меньшей мере один сложный эфир монокарбоновой, дикарбоновой или/и поликарбоновой кислоты C3) или/и по меньшей мере один простой эфир С5), например, алкиловый эфир с алкильными цепями, независимо друг от друга соответственно содержащими от 3 до 12 атомов углерода,
D) по меньшей мере 2% масс., от 2 до 60% масс. или от 2 до 50% масс. по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D), причем речь идет по меньшей мере об одном анионном поверхностно-активном веществе а) минимум с шестью атомами углерода в алкильной цепи, по меньшей мере об одном неионном поверхностно-активном веществе b) минимум с восьмью атомами углерода в алкильной цепи или о комбинации по меньшей мере одного хорошо растворимого в воде поверхностно-активного вещества D), растворимость которого в воде при комнатной температуре составляет по меньшей мере 1% масс., с маслорастворимым поверхностно-активным веществом D), и
Е) при необходимости по меньшей мере одну добавку Е), выбранную из группы, включающей консерванты, ингибиторы коррозии, нейтрализующие вещества, способствующие растворению агенты и реологические добавки,
причем сумма всех компонентов составляет 100% масс.,
и причем массовое соотношение между компонентами смеси, а именно водой А), поверхностно-активными веществами D) (включая при необходимости присутствующие совместные поверхностно-активные вещества или/и эмульгаторы) и преимущественно нерастворимой в воде фазой С) предпочтительно находится в характеризующемся угловой точкой диапазоне 0,5:1:10, 20:1:10, 0,5:1:2 или 20:1:2, причем средство для обнаружения трещин при температуре 20°C и нормальном давлении обладает светопропусканием по меньшей мере 70%, причем светопропускание измеряют с помощью фотометра CADA 100-V фирмы Hach Lange GmbH при 600 нм в кювете из кварцевого стекла со слоем просвечиваемой жидкости толщиной 10 мм, используя идентичную, но не содержащую красителя дисперсию, средний размер частиц которой, измеренный с помощью анализатора размера частиц Nano-ZS фирмы Malvern, составляет по меньшей мере 1 нм.
Указанная в начале описания задача изобретения решается также с помощью способа получения средства для обнаружения трещин в форме микроэмульсии, который отличается тем, что:
сначала по меньшей мере один краситель В) или систему красителей растворяют по меньшей мере в одном веществе преимущественно нерастворимой в воде фазы С) или в преимущественно нерастворимой в воде фазе С), после чего к полученному раствору примешивают раствор или/и дисперсию по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D) и при необходимости также по меньшей мере одной добавки Е), а также, в заключение, воду (первый вариант осуществления способа),
сначала загружают по меньшей мере одно вещество преимущественно нерастворимой в воде фазы С) или преимущественно нерастворимую в воде фазу С) совместно по меньшей мере с одним поверхностно-активным веществом D) или с поверхностно-активными веществами D), после чего к полученной смеси примешивают по меньшей мере один краситель В) или систему красителей и, в заключении, воду (второй вариант осуществления способа),
или сначала загружают воду, а затем к ней примешивают другие ингредиенты (третий вариант осуществления способа),
причем в соответствии со всеми указанными выше вариантами осуществления способа выполняют лишь смешивание и при необходимости легкое механическое перемешивание компонентов без более интенсивного движения.
В соответствии с третьим вариантом осуществления способа к загруженной воде примешивают по меньшей мере одно вещество преимущественно нерастворимой в воде фазы С) или преимущественно нерастворимую в воде фазу С), затем по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество D), далее по меньшей мере один краситель В) или систему красителей и, в заключение, при необходимости по меньшей мере одну добавку Е). Независимо от варианта осуществления способа всегда получают одинаковые микроэмульсии, которые обладают одинаковыми свойствами.
Хотя второй вариант осуществления способа и не предусматривает использования для предварительного растворения красителя или системы красителей второй емкости, для формирования микроэмульсии может потребоваться более длительное время, в некоторых случаях составляющее более 60 минут. В соответствии со всеми вариантами осуществления способа микроэмульсия как правило формируется термодинамически самопроизвольно. В соответствии со всеми вариантами осуществления способа как правило оказывается достаточным легкое механическое перемешивание компонентов в качестве при необходимости реализуемого вспомогательного технического мероприятия.
Разные компоненты предлагаемых в изобретении микроэмульсий можно смешивать друг с другом разными методами и в разной последовательности, при этом часто без значительной разницы свойств смесей и соответствующих затрат. В случае использования поверхностно-активных веществ с выраженным гидрофобным характером, например, с длинными неразветвленными алкильными цепями, в частности, такими как алкильные цепи октадеценил(гекса(оксиэтил))фосфата или поли(оксиэтил))-олеата, вследствие межмолекулярных сил притяжения в преимущественно водной микроэмульсии может происходить образование агрегатов, что обусловливает значительное первоначальное повышение вязкости при введении поверхностно-активного вещества в воду, вплоть до формирования геля. В подобном случае предпочтительным является предварительное растворение поверхностно-активного вещества в преимущественно нерастворимой в воде фаза C) и последующее смешивание полученного раствора с водой A).
В случае использования анионных поверхностно-активных веществ в виде соответствующих свободных кислот предпочтительным является их первоначальное диспергирование в воде, установление показателя pH в нейтральном диапазоне посредством щелочи или амина и последующее смешивание со смесью, состоящей из преимущественно нерастворимой в воде фазы С), красителя В), соответственно системы красителей, и при необходимости используемой добавки Е).
Микроэмульсии можно получать разными путями. Их можно получать, например, простым методом, предусматривающим смешивание нерастворимой в воде фазы С) с другими маслорастворимыми веществами, например, красителем или/и добавкой, для чего нерастворимую в воде фазу С) нагревают, а затем при перемешивании добавляют содержащую водное поверхностно-активное вещество D) фазу с определенным количеством водорастворимого вещества. При этом термодинамически стабильная микроэмульсия обычно образуется самопроизвольно, причем возможным является легкое дополнительное перемешивание.
Получение предлагаемой в изобретении микроэмульсии во всех вариантах можно осуществлять в температурном интервале от более 0°C примерно до 50°C, в частности, при комнатной температуре. Хранить микроэмульсию также можно в указанном температурном интервале. Показатель pH микроэмульсии предпочтительно находится в диапазоне от 6 до 11. Ее используют для выявления дефектов предпочтительно в неразбавленном состоянии.
Нарушения при получении предлагаемого в изобретении средства для обнаружения трещин могут возникать, например, при недостаточно плавном режиме работы ультраскоростной мешалки. Микроэмульсия иногда не образуется прежде всего в том случае, если массовое отношение преимущественно нерастворимой в воде фазы С) к поверхностно-активным веществам D), включая при необходимости присутствующие совместные поверхностно-активные вещества или/и эмульгаторы, в микроэмульсии типа «масло в воде» превышает 3:1 или 5:1 или если массовое отношение воды А) к поверхностно-активным веществам D), включая при необходимости присутствующие совместные поверхностно-активные вещества или/и эмульгаторы, в микроэмульсии типа «вода в масле» превышает 2:1 или 4:1. В случае использования температуры выше 50°C может происходить быстрое разделение фаз, однако соответствующая дисперсия часто может быть преобразована в микроэмульсию посредством перемешивания или взбалтывания при температуре ниже 50°C.
Соответствующие настоящему изобретению микроэмульсии предпочтительно являются микроэмульсиями типа «масло в воде». В подобном случае микроэмульсии в качестве внешней фазы предпочтительно содержат воду и, кроме того, в качестве преимущественно нерастворимой в воде фазы С) по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, (например, по меньшей мере один алкил(олиго)гликозид), при необходимости одно отличающееся от него совместное поверхностно-активное вещество, а также по меньшей мере одно соединение. Микроэмульсии могут находиться также в форме эмульсии типа «вода в масле» прежде всего в том случае, если в качестве поверхностно-активных веществ D) преимущественно используют амфотерные поверхностно-активные вещества или/и неионные поверхностно-активные вещества с низкой степенью этоксилирования (например, от одной до четырех этиленоксидных единиц на моль), поскольку пространственная структура подобных веществ способствует формированию микроэмульсий типа «вода в масле».
Для формирования микроэмульсии необходима вода А), по меньшей мере один преимущественно нерастворимый в воде растворитель преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазы С), а также по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество D), причем единственное поверхностно-активное вещество D) или по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество D) при необходимости может являться также по меньшей мере одним эмульгатором. При этом для формирования предлагаемой в изобретении микроэмульсии дополнительно необходимо добавление красителя В) или системы красителей. При соблюдении индивидуальных для каждого компонента, варьируемых в зависимости от химической системы специфических диапазонов концентраций микроэмульсия обычно образуется самопроизвольно без воздействия значительных сил сдвига. Простое перемешивание компонентов обычно сопровождается непосредственным формированием оптически прозрачной, соответственно светопропускающей микроэмульсии. Решающее значение для формирования так называемой «полной» микроэмульсии или микроэмульсии по меньшей мере с одной избыточной фазой часто имеет надлежащее массовое отношение поверхностно-активного вещества к воде и при необходимости также надлежащее массовое отношение поверхностно-активного вещества к растворителю преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазы С). Предпочтительной является «полная» микроэмульсия, поскольку краситель зачастую распределен в ней лучше, чем в микроэмульсии по меньшей мере с одной избыточной фазой. Другим фактором воздействия на формирование микроэмульсии в некоторых случаях является температура, поскольку она оказывает влияние на эмульгирующее действие поверхностно-активных веществ. При повышении температуры степень гидратации гидрофильной молекулярной составляющей поверхностно-активных веществ может уменьшаться. Это может сопровождаться уменьшением растворимости в воде (в особенности в случае неионных поверхностно-активных веществ), что можно обнаружить по помутнению до этого гомогенной смеси. При приближении к температуре помутнения или при ее превышении поверхностно-активное вещество может прекратить выполнение присущей ему посреднической функции между водой и маслом, что может сопровождаться разрушением, соответственно расслоением микроэмульсии. Температура помутнения примешиваемых поверхностно-активных веществ предпочтительно превышает 50°C, 70°C или 85°C. В случае превышения указанной предельной температуры микроэмульсия может расслоиться, что проявляется в ее помутнении или/и отделении одной или нескольких фаз. Предельную температуру можно установить лишь опытным путем.
В случае преимущественно неводных микроэмульсий типа «вода в масле» для формирования микроэмульсии во многих вариантах осуществления изобретения требуется от 10 до 60% масс. воды А), от 5 до 40% масс. преимущественно нерастворимого в воде растворителя преимущественно нерастворимой в воде фазы С), а также примерно от 10 до 40% масс. поверхностно-активного вещества D), включая при необходимости присутствующие совместные поверхностно-активные вещества и эмульгаторы. В случае преимущественно водных микроэмульсий типа «масло в воде» для формирования микроэмульсии во многих вариантах осуществления изобретения требуется от 30 до 85% масс. воды А), от 5 до 50% масс. преимущественно нерастворимого в воде растворителя преимущественно нерастворимой в воде фазы С), а также примерно от 10 до 40% масс. поверхностно-активного вещества D), включая присутствующие совместные поверхностно-активные вещества и эмульгаторы.
Предлагаемая в изобретении микроэмульсия может быть дестабилизирована, например, химически, в частности, при изменении показателя pH путем добавления кислоты, механически, в частности, посредством центрифугирования, а также разбавления или/и повышения температуры, благодаря чему нерастворимые и преимущественно нерастворимые в воде вещества отделяются от воды. Поскольку вследствие слияния капелек жидкости образуются более крупные капельки, становится возможным их дальнейшее срастание, а, следовательно, образование жидкого слоя. Речь при этом идет о разрушении или расслоении эмульсии или микроэмульсии. Отделившийся при этом слой можно легко удалить. Удаление указанного слоя позволяет дополнительно сократить вредное воздействие органических соединений на окружающую среду.
Тип образующейся микроэмульсии (то есть является она микроэмульсией «масло в воде» или «вода в масле») может зависеть также от выбора по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D). В случае если показатель гидрофильно-липофильного баланса по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества D), в частности, по меньшей мере одного неионного поверхностно-активного вещества, находится в примерном диапазоне от 3 до 9 или от 5 до 7, часто предпочтительно образуются микроэмульсии типа «вода в масле», в то время как при показателе гидрофильно-липофильного баланса, находящемся в примерном диапазоне от 8 до 20 или от 10 до 18, часто предпочтительно образуются микроэмульсии типа «масло в воде». Зачастую в предлагаемых в изобретении средствах для обнаружения трещин используют смесь поверхностно-активных веществ D), не все содержащиеся в которой поверхностно-активные вещества должны обладать показателем гидрофильно-липофильного баланса, находящимся в указанном выше диапазоне, что прежде всего зависит от функции отдельного поверхностно-активного вещества в средстве для обнаружения трещин.
Поскольку показатель гидрофильно-липофильного баланса зависит от температуры, варьирование последней может оказывать также влияние на мицеллярное поведение поверхностно-активного вещества. Взаимодействия гидрофильного поверхностно-активного вещества при изменении температуры в определенных условиях могут усиливаться, соответственно ослабляться до такой степени, что при повышении температуры может наблюдаться обращение фаз, то есть переход от системы типа «масло в воде» к системе типа «вода в масле», а при снижении температуры переход от системы типа «вода в масле» к системе типа «масло в воде».
Нанодисперсная структура микроэмульсии нередко формируется при минимальных затратах на перемешивание, в то время как эмульсия, в связи с присутствием в ней гораздо более крупных доменов, зачастую формируется лишь в результате дорогостоящего эмульгирования. В отсутствие изменения состава и температуры микроэмульсии обычно остаются стабильными и не подвержены старению. Эмульсии в отличие от микроэмульсий отличаются особой чувствительностью к температуре и толчкам. Нагревание и последующее охлаждение эмульсий до исходной температуры как правило сопровождается необратимым изменением дисперсной структуры, следствием которого может явиться разрушение эмульсии и слияние капелек при дестабилизации (коалесценция). В некоторых вариантах осуществления изобретения может быть предпочтительным добавление эмульгатора, позволяющее дополнительно уменьшить поверхностное натяжение.
Обнаружено также, что в случае использования ограниченно водорастворимых органических растворителей преимущественно нерастворимой в воде фазы C) может происходить расслаивание подлежащего утилизации предлагаемого в изобретении средства, загрязняющих остатков указанного средства, промывных вод и сточных вод вследствие разделения эмульсии на органическую и водную фазу, что является благоприятным фактором для переработки или/и утилизации предлагаемых в изобретении средств и содержащих их жидкостей.
Переработку или/и утилизацию средства для обнаружения трещин, загрязняющих остатков указанного средства или/и содержащих эти остатки промывных или/и сточных вод можно выполнять в присутствии по меньшей мере одного соединения преимущественно нерастворимой в воде фазы С), причем в этом случае вследствие снижения показателя pH или/и повышения температуры происходит расслаивание эмульсии и подлежащих переработке или/и утилизации жидкостей на органическую и водную фазы.
Настоящее изобретение способствует сокращению содержаний органических компонентов, в особенности в случае использования органических растворителей С) или/и поверхностно-активных веществ D), а также повышению доли воды в средствах для обнаружения трещин, используемых для контроля дефектов и очистки промывных водах и жидкостях при утилизации указанного средства и промывной воды. Изобретение предоставляет возможность использования средств для обнаружения трещин, которые отличаются более высокой экологической безопасностью и подлежат более легкой и экологически безопасной утилизации по сравнению с уровнем техники. Изобретение позволяет использовать средства для обнаружения трещин, которые можно легче удалять с контролируемых объектов по сравнению со средствами уровня техники. Предлагаемое в изобретение средство позволяет улучшить обнаружение дефектов. Кроме того, изобретение позволяет повысить стабильность средств для обнаружения трещин при хранении, в частности, при температурах ниже 10°C.
Неожиданным явилось то обстоятельство, что использование микроэмульсии довольно экологичного состава позволяет получать средства для обнаружения трещин, отличающиеся высокой или даже очень высокой чувствительностью детектирования дефектов.
Неожиданным явилось также то обстоятельство, что средство для обнаружения трещин в форме микроэмульсии обладает дополнительной чистящей эффективностью, что позволяет компенсировать в некоторых случаях недостаточную полноту очистки или/и обезжиривания подлежащих контролю деталей.
Кроме того, неожиданным явилось то обстоятельство, что в отличие от средств для обнаружения трещин уровня техники предлагаемая в изобретении микроэмульсия часто обладает более высокой стабильностью при хранении (отсутствием кристаллизации красителя или/и его осаждения), в особенности, при температурах ниже 10°C. Неожиданным оказалось также то обстоятельство, что при выборе надлежащего растворителя C) и поверхностно-активного вещества D) могут быть получены флуоресцирующие средства для обнаружения трещин, которые обладают высокой или ультравысокой чувствительностью (классы 3 и 4) и одновременно высоким водосодержанием.
Предлагаемое в изобретении, соответственно получаемое согласно изобретению средство для обнаружения трещин особенно предпочтительно можно использовать прежде всего для флуоресцирующей дефектоскопии или дефектоскопии в области видимого света или/и, в частности, для дефектоскопии пор или/и трещин.
Предлагаемое в изобретении, соответственно получаемое согласно изобретению средство для обнаружения трещин может найти применение прежде всего в автомобилестроении, авиационной и космической промышленности, производстве технологического оборудования и трубопроводов, машиностроении, энергетике и общей промышленности. При этом указанное средство предпочтительно можно использовать при изготовлении отдельных элементов конструкций и состоящих из отдельных элементов конструкций, а также при техническом обслуживании и замене отдельных элементов и конструкций. Особенно предпочтительным является использование указанного средства для испытания трубопроводов и корпусов насосов в сфере эксплуатации гидроэлектростанций.
Примеры и сравнительные примеры
Приведенные ниже примеры (В) и сравнительные примеры (VB) служат для более подробного пояснения настоящего изобретения.
Получаемые путем смешивания соответствующих компонентов водные составы приведены в таблицах 2а и 2b.
Пример 1

В химический стакан загружают 16 масс. ч. Rhodiasolv DIB (смеси изобутилсукцината, изобутилглутарата и изобутиладипата) и 12,3 масс. ч. Dowanol PnB (простого н-бутилового эфира пропиленгликоля). При легком перемешивании добавляют и растворяют 0,8 масс. ч. C.I. Solvent Yellow 43 и 2,5 масс. ч. Cumarin 1 (7-N,N-диэтиламино-4-метилкумарина). К полученному желтому раствору добавляют 2,5 масс. ч. пропиленгликоля, 5,8 масс. ч. Aerosol OT (диоктилсульфосукцината) в форме содержащего 6,8 масс. ч. воды продукта Aerosol ОТ-85 AE, а также 7,4 масс. ч. Neodol 91-6 и 7,4 масс. ч. Ethylan 1003, и смесь гомогенизируют при легком перемешивании. Затем при легком перемешивании к смеси добавляют 45,3 масс. ч. деминерализованной воды, причем в результате последующего перемешивания в течении нескольких секунд образуется оптически прозрачный желтый раствор. Аналогичными свойствами обычно обладают микроэмульсии, получаемые 1.) в соответствии с вариантами 1, 2 и 3 осуществления способа (то есть свойства микроэмульсий не зависят от последовательности добавления компонентов) и 2.) без перемешивания или при легком перемешивании, причем в отсутствие перемешивания может наблюдаться лишь замедление образования готовой микроэмульсии; тем не менее легкое перемешивание часто необходимо для экономии времени.
При рассмотрении приведенных в таблице 2 результатов измерений обнаруживаются отдельные отклонения соответствия яркости классу распознаваемости дефектов, поскольку сопоставление выполняют методами технических испытаний, к которым не относится определение яркости. Некоторые из показателей яркости оказались неожиданно высокими, причем высушенные красочные пленки фактически обладают гораздо более высокой визуально обнаруживаемой яркостью по сравнению с аналогичным образом изготовленной стандартной красочной пленкой, одновременно служащей эталоном. Таким образом, подтверждается, что средства для обнаружения трещин, яркость которых составляет более 110%, могут быть отнесены к новому, еще более высокому классу распознаваемости дефектов.
Микроэмульсии согласно приведенным в таблице 2b примерам В2-В50 получают и испытывают аналогично примеру 1, причем загружают по меньшей мере одно вещество C), затем красители B), далее поверхностно-активные вещества D), и, в заключение, примешивают добавки Е), причем полученную смесь затем при перемешивании вводят в воду. Примеры В51-В62 отличаются от предыдущих примеров тем, что загружают по меньшей мере одно вещество С), затем добавляют вещества B), D) и E) и в полученную смесь при перемешивании вводят воду. Несмотря на указанные выше технологические различия получаемые микроэмульсии не отличаются друг от друга.
Желательным является получение стабильных микроэмульсий, которые характеризуются максимально возможной экологической безопасностью, вместе с тем максимально полно удовлетворяют требованиям стандартов AMS 2644 и ISO 3452 или/и с учетом предъявляемых к продукции требований или/и издержек при необходимости могут соответствовать более низкому или более высокому классу распознаваемости дефектов.
Предварительное определение пригодности того или иного состава для формирования качественного средства для обнаружения трещин обычно не представляется возможным и в каждом конкретном случае требует выполнения соответствующих испытаний, поскольку отдельные компоненты в большинстве случаев могут взаимодействовать друг с другом непредсказуемым образом.
На многочисленных примерах показано, что широкое варьирование исходных материалов (красителей, растворителей, поверхностно-активных веществ и добавок) позволяет получать стабильные и максимально экологичные средства для обнаружения трещин в форме микроэмульсий, отличающиеся преимуществами по сравнению с уровнем техники.
Средства для обнаружения трещин, выполненные согласно большинству примеров, могут удовлетворять требованиям стандартов AMS 2644 и ISO 3452. Причиной отсутствия соответствия указанным стандартам прежде всего может быть повышенное содержание галогенов или/и серы и незначительная склонность к коррозии, обусловленные присутствием некоторых добавок, или/и выбор по меньшей мере одного неионного поверхностно-активного вещества с низкой температурой помутнения, результатом которого может явиться помутнение средства при повышении температуры.
Согласно примерам нестабильные микроэмульсии с разделяющимися фазами, в частности, в случае используемых поверхностно-активных веществах и температурах, прежде всего образуются в результате нарушения надлежащего массового соотношения между водой и преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазой C).
Стабильность средства для обнаружения трещин из примера ВЗО при пониженной температуре и отсутствие стабильности этого средства при более высокой температуре обусловлены тем, что при охлаждении наблюдается осаждение красителя, обусловленное превышением предела его растворимости.
Соответствие средства для обнаружения трещин тому или иному классу распознаваемости дефектов в первую очередь зависит от содержания и типа красителя, а также в определенной степени от типа и количества по меньшей мере одного вещества фазы C), выполняющего функцию растворителя красителя, но при этом преимущественно не зависит от прозрачности и светопропускания, соответственно склонности к приобретению молочного цвета. Однако в случае слишком высокого содержания красителя может наблюдаться образование нестабильных систем молочного цвета. Поскольку расходы на производство конечного продукта в основном определяются количеством красителя, средства для обнаружения трещин часто выбирают в зависимости от того, должно ли оно являться представителем высокого или низкого класса распознаваемости дефектов.
Строгая корреляция результатов визуального контроля прозрачности, светопропускания и молочного цвета с результатами измерения прозрачности при 600 нм может отсутствовать, поскольку указанное измерение выполняют лишь при одной определенной длине волны.
Кроме того, в примерах показано, что особенно предпочтительной является достаточно высокая способность преимущественно нерастворимой в воде жидкой фазы C), содержащей по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество D), смешиваться с водой, что часто может быть обнаружено по светопропусканию, находящемуся в диапазоне от 70 до 100%. Переходной области с ограниченным светопропусканием соответствует диапазон от 70 до 80%.
Как показано в примерах, для получения или/и использования стабильного и хорошо пригодного для применения средства для обнаружения трещин средний размер частиц микроэмульсии предпочтительно должен находиться в диапазоне от 1 до 130 нм, от 1 до 85 нм или от 3 до 70 нм.
В других опытах производят замену красителя, который содержит некоторые приведенные в таблице 2b высококачественные составы, образующие стабильные во всем температурном интервале микроэмульсии. При подобной замене содержание красителя адаптируют к пределу его растворимости и параметрам растворения, причем дополнительный осветлитель как используют, так и не используют. При этом каких-либо существенных отличий от указанных в таблице 2b первоначальных составов и свойств не обнаружено, в связи с чем детальные результаты подобных дополнительных опытов не приводятся. При этом средний размер частиц и процентное светопропускание при 600 нм, измеренное при 20°C и нормальном давлении, колеблются лишь в пределах ±5%. Прозрачность, соответственно светопропускание образующихся при указанной замене дисперсий, а также их пригодность для использования в качестве средств для обнаружения трещин также изменяются весьма незначительно. Все получаемые дисперсии являются микроэмульсиями. Они стабильны как при 0°C, так и при 50°C. При использовании сопоставимого количества другого красителя в некоторых случаях наблюдается лишь отклонение класса распознаваемости дефектов в сторону повышения или уменьшения.