CN101225522A - 一种金属除油清洗剂及其除油方法 - Google Patents
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Abstract
一种金属除油清洗剂及其除油方法。金属除油清洗剂分为前处理液和除油粉两部分，均包括有氢氧化钠、碳酸钠和磷酸钠，还有助洗剂、防冻剂和各种表面活性剂等。除油方法的步骤有：①用除油粉与水混合成质量浓度为5％的除油液；再加入助洗剂待用；②用前处理液喷淋待除油的金属表面，然后对金属表面进行刷洗；③放入在步骤①中配制好的除油液中清洗；④将清洗后的金属取出，用热水漂洗后弄干。本发明的金属除油清洗剂能在较低温度下使用，实际使用的温度范围在－5℃～100℃之间；在常温下两分钟之内将金属表面的油层除去99％以上；又由于其乳化极少，故使用周期长，价格低廉，对环境污染小，是高效、快速的金属除油清洗剂。
Description
技术领域
本发明涉及对金属表面进行电镀、磷化、喷塑、喷漆等工序之前，对其表面进行前处理的清洗剂及其方法。
背景技术
在生产和工业加工的各个领域都需要清洗除油工序，如金属、玻璃、搪瓷、塑料和涂料等表面都需要清洗。各种被清洗的表面的性质很不相同，但清洗的目的是一致的，都是除去油脂、有机残留物和颜料污垢及其覆盖层和氧化物质，利用碱溶液对油脂的皂化作用，以去除皂化类油脂；利用表面活性剂的乳化作用，以去除非皂化类油脂。所有的植物油和动物油脂都属于皂化类油脂，所有的碳氢化合物的混合物所组成的矿物油，如汽油、凡士林、石蜡、各种润滑油等，都是非皂化类油脂。
金属表面除油效果的好坏，决定金属在电镀、喷漆等涂装层的质量好坏，是金属表面处理中的一个非常重要的环节。目前，工业上通常使用的是碱性除油工艺，多以氢氧化钠、碳酸钠和磷酸钠作为除油清洗剂。而这些除油清洗剂的除油速度很慢，一般需要将金属放在除油清洗剂溶液中浸泡很长时间——通常大于5min，并且还需较高的温度。因此，效率很低，清洗除油效果不佳，成本很高，影响后续的表面加工质量。另外，由于乳化的原因，现有除油清洗剂的使用周期也较短。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种能够在较短的时间内将金属表面上的油污除去、且使用周期长的金属除油清洗剂。
本发明的第二目的是提供一种对金属进行除油处理的方法。
为实现第一发明目的，提供这样一种金属除油清洗剂。与现有技术相同的方面是，该清洗剂包括有氢氧化钠、碳酸钠和磷酸钠。其改进之处是，该清洗剂分为前处理液和除油粉两部分：
其前处理液的组分是：氢氧化钠3～100g/L，磷酸钠30～50g/L，碳酸钠25～40g/L，焦磷酸钠10～15g/L，硅酸钠5～10g/L，三聚磷酸钠5g/L，硫酸钠1g/L，EDTA二钠1g/L，平平加(O-15)有3～5g/L，OP-10有2～3g/L，JFC 5g/L，十二烷基硫酸钠10g/L，助洗剂20mL，其余为水；
其除油粉的组分是：氢氧化钠25～250g/kg，磷酸钠300～320g/kg，碳酸钠210～300g/kg，焦磷酸钠40～55g/kg，硅酸钠30～50g/kg，三聚磷酸钠12～20g/kg，硫酸钠6～10g/kg，EDTA二钠5～10g/kg，平平加(O-15)有25～30g/kg，OP-10有10～15g/kg，JFC 30～40g/kg，十二烷基硫酸钠80～120g/kg，乌洛托品1～2g/kg，聚醚2020有1～3g/kg。
进一步讲，本发明中的助洗剂为乙二醇丁醚。
为实现第二发明目的，提供这样一种对金属进行除油处理的方法。在该除油处理方法中，用实现第一发明目的方案的金属除油清洗剂；其步骤如下：
①先用除油粉与水混合成质量浓度为5％的溶液；然后，再向该溶液中加入助洗剂以配制成待用的除油液。助洗剂与除油粉的比例为2∶5。
②用前处理液喷淋待除油的金属表面，然后对金属表面进行刷洗。
③将用前处理液喷淋、刷洗过的金属，放入在步骤①中配制好的除油液中清洗。
④将清洗后的金属取出，用不低于50℃的水漂洗，最后，除尽金属表面水分。
在本发明中，除包括了经证明有一定除油清洗效果的氢氧化钠、碳酸钠和磷酸钠之外，还有各种添加剂，如表面活性剂、助洗剂、稳定剂、缓蚀剂、增溶剂、消泡剂、防冻剂等，其中，JFC、十二烷基硫酸钠以及平平加(O-15)是表面活性剂。而表面活性剂JFC是本发明的金属除油清洗剂中的主要活性成分，是一种两亲分子。当这种两亲分子附着于油-水界面时，其亲水端向水中伸入，形成一层膜，降低油-水的界面张力，使油滴易于脱离金属表面进入水溶液中；其次当这种两亲分子附着于油-金属界面时，其亲油端容易吸附在油污表面，并伸向油污内部，而极性亲水端则吸附在金属表面，在油-金属界面间形成一层紧密的定向排列的表面活性剂分子膜。这种膜能减弱油-金属界面的附着力，增加金属表面的湿润性；最后这种两亲分子能降低水-金属界面张力。因此在水溶液浸泡、撞击金属表面的过程中，表面活性剂的活性成分沿着油和金属的界面进行渗透，将金属表面的油层挤离金属表面，使油滴快速进入到水溶液中，油进入到水溶液中并不是形成水包油的乳化液，而是浮在水面上。同时由于有助洗剂乙二醇丁醚的存在，金属表面不会因吸附表面活性剂而难以清洗干净，且其能进一步降低水、油和金属表面三者之间的界面张力，同时，乙二醇丁醚还可以起到增溶和防冻作用。因此，它还能在较低温度下使用，实际使用时的温度范围在-5℃～100℃之间。
本发明能在常温下两分钟之内将金属表面的油层除去99％以上，除油速度非常快。试验表明，在处理含防锈油的钢铁类金属表面时，每升除油液可以处理的表面积不低于50平方米，因为其乳化极少，所以不会因为乳化原因而导致除油效果不好，甚至失效而排放掉。因此本发明的使用周期长，价格低廉，对环境污染小，高效、快速的金属除油清洗剂。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
一种金属除油清洗剂，该清洗剂包括有氢氧化钠、碳酸钠和磷酸钠。本发明的清洗剂分为前处理液和除油粉两部分：
其前处理液的组分是：氢氧化钠3～100g/L，磷酸钠30～50g/L，碳酸钠25～40g/L，焦磷酸钠10～15g/L，硅酸钠5～10g/L，三聚磷酸钠5g/L，硫酸钠1g/L，EDTA二钠1g/L，平平加(O-15)有3～5g/L，OP-10有2～3g/L，JFC 5～8g/L，十二烷基硫酸钠10～12g/L，助洗剂20mL，其余为水；
其除油粉的组分是：氢氧化钠25～250g/kg，磷酸钠300～320g/kg，碳酸钠210～300g/kg，焦磷酸钠40～55g/kg，硅酸钠30～50g/kg，三聚磷酸钠12～20g/kg，硫酸钠6～10g/kg，EDTA二钠5～10g/kg，平平加(O-15)有25～30g/kg，OP-10有10～15g/kg，JFC 30～40g/kg，十二烷基硫酸钠80～120g/kg，乌洛托品1～2g/kg，聚醚2020有1～3g/kg。
进一步讲，本具体实施方式中所用助洗剂为乙二醇丁醚，但不排除其他有助洗作用的化学药品。
更进一步讲，前处理液组分中的氢氧化钠配比：在清洗钢铁类工件时，取80～100g/L较好；在清洗铝及其合金类工件时，取3～5g/L较好；在清洗铜及其合金类工件时，取10～15g/L较好。除油粉组分中的氢氧化钠配比：在清洗钢铁类工件时，取150～250g/kg较好；在清洗铝及其合金类工件时，取25～50g/kg较好；在清洗铜及其合金类工件时，取50～80g/kg。
根据上述披露，结合本发明原理及其优越性的介绍，本领域技术人员完全能够从本具体实施方式的指导中，结合具体情况配制出各种配比不同的金属除油清洗剂。
本具体实施方式中的实施例见下表：
| 实施例 | 钢铁类 | 铝及其合金类 | 铜及其合金类 | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| 前处理液 | 氢氧化钠(g/L) | 80 | 90 | 100 | 3 | 4 | 5 | 10 | 13 | 15 |
| 磷酸钠(g/L) | 30 | 40 | 50 | 50 | 40 | 30 | 40 | 30 | 50 | |
| 碳酸钠(g/L) | 25 | 35 | 40 | 40 | 35 | 25 | 35 | 40 | 25 | |
| 焦磷酸钠(g/L) | 10 | 12 | 15 | 15 | 12 | 10 | 13 | 15 | 12 | |
| 硅酸钠(g/L) | 5 | 8 | 10 | 10 | 8 | 5 | 8 | 9 | 10 | |
| 三聚磷酸钠(g/L) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| 硫酸钠(g/L) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| EDTA二钠(g/L) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| 平平加(O-15)(g/L) | 3 | 4 | 5 | 5 | 3 | 4 | 4 | 5 | 3 | |
| OP-10(g/L) | 2 | 3 | 3 | 3 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | |
| 十二烷基硫酸钠(g/L) | 12 | 11 | 10 | 11 | 12 | 10 | 10 | 11 | 12 | |
| JFC(g/L) | 5 | 6 | 8 | 7 | 5 | 6 | 6 | 8 | 7 | |
| 助洗剂(mL/L) | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | |
| 水 | 余量 | |||||||||
| 除油粉 | 氢氧化钠(g/kg) | 150 | 200 | 250 | 25 | 45 | 50 | 50 | 75 | 80 |
| 磷酸钠(g/kg) | 300 | 305 | 300 | 320 | 320 | 310 | 315 | 315 | 320 | |
| 碳酸钠(g/kg) | 250 | 215 | 210 | 300 | 300 | 300 | 285 | 300 | 290 | |
| 焦磷酸钠(g/kg) | 45 | 40 | 40 | 55 | 50 | 50 | 55 | 45 | 55 | |
| 硅酸钠(g/kg) | 40 | 30 | 30 | 50 | 48 | 50 | 45 | 50 | 40 | |
| 三聚磷酸钠(g/kg) | 15 | 13 | 12 | 20 | 18 | 16 | 20 | 15 | 18 | |
| 硫酸钠(g/kg) | 6 | 8 | 6 | 10 | 8 | 10 | 10 | 7 | 8 | |
| EDTA二钠(g/kg) | 5 | 10 | 5 | 10 | 10 | 8 | 10 | 8 | 9 | |
| 平平加(O-15)(g/kg) | 30 | 25 | 25 | 30 | 26 | 30 | 30 | 30 | 30 | |
| OP-10 | 15 | 10 | 10 | 15 | 12 | 11 | 15 | 12 | 15 | |
| JFC(g/kg) | 40 | 30 | 30 | 40 | 40 | 40 | 40 | 30 | 35 | |
| 十二烷基硫酸钠(g/kg) | 100 | 110 | 80 | 120 | 120 | 120 | 120 | 110 | 95 | |
| 乌洛托品(g/kg) | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 2 | |
| 聚醚2020(g/kg) | 2 | 3 | 1 | 3 | 2 | 3 | 3 | 2 | 3 |
一种对金属进行除油处理的方法。本方法使用的是本发明中的金属除油清洗剂，其步骤如下：
①先用除油粉与水混合成质量浓度为5％的溶液，然后，再向该溶液中加入助洗剂(本例为：乙二醇丁醚)以配制成待用的除油液；助洗剂(本例为：乙二醇丁醚)与除油粉的比例为2∶5；
②用前处理液喷淋待除油的金属表面，然后对金属表面进行刷洗(可以用滚筒尼龙刷)；
③将用前处理液喷淋、刷洗过的金属，放入在步骤①中配制好的除油液中清洗；
④将清洗后的金属取出，用不低于50℃的水漂洗，最后，除尽金属表面水分。
在步骤①中，配制除油液时初始温度为40℃～70℃，以使除油粉能够快速溶解完全，达很好的清洗效果，清洗时可在-5～100℃之间的任意温度下进行。
验证例1：
用上述实施例1到9的金属除油清洗剂，在25℃条件下，用单件、间歇操作的方式除油实验，其效果如下表：
| 实施例 | 清洗时间(s) | 除油效率 | 成本(元/平方米) | |
| 钢铁类 | 1 | 120 | 99.8％ | 0.098 |
| 2 | 110 | 99.7％ | 0.09 | |
| 3 | 100 | 99.6％ | 0.088 | |
| 铝及其合金类 | 4 | 120 | 99.9％ | 0.096 |
| 5 | 110 | 99.8％ | 0.094 | |
| 6 | 100 | 99.7％ | 0.08 | |
| 铜及其合金类 | 7 | 120 | 99.9％ | 0.094 |
| 8 | 110 | 99.7％ | 0.09 | |
| 9 | 100 | 99.6％ | 0.085 |
正如在本说明书优越性部分所说，本发明中的除油液“因为其乳化极少，所以不会因为乳化原因而导致除油效果不好，甚至失效而排放掉”的问题，也就是它的使用周期长，能够在批量、连续化生产情况下反复使用。
在批量、连续化生产情况下，将除油液盛入除油槽或除油池中。当该除油液中的助洗剂与除油粉的比例降为3∶10时，补加助洗剂至它与除油粉的比例为2∶5。在不方便或者因生产任务过紧的情况下，也可根据处理金属量的多少、使用时间长短、观察乳化情况，定期或者不定期地补加助洗剂，例如：初次加入除油槽或除油池中，是按40公斤助洗剂/100公斤除油粉的比例投加的。以后就可每周补加10公斤助洗剂。
当金属材料为钢铁类时，该除油液的pH保持在12～14之间；为铝及其合金时，除油液的pH保持在9～10之间；为铜及其合金时，除油液的pH保持在11～12之间。
验证例2：
用上述实施例1到9的金属除油清洗剂，在批量、连续化生产情况下，对卷轧薄板进行除油试验，其效果如下表。
| 实施例 | 卷材速度(m/min) | 清洗时间(s) | 除油效率 | 成本(元/平方米) | |
| 钢铁类 | 1 | 40 | 90 | 99.4％ | 0.1 |
| 2 | 45 | 80 | 99.8％ | 0.08 | |
| 3 | 50 | 72 | 99.3％ | 0.094 | |
| 铝及其合金类 | 4 | 40 | 90 | 99.9％ | 0.08 |
| 5 | 45 | 80 | 99.8％ | 0.09 | |
| 6 | 50 | 72 | 99.6％ | 0.078 | |
| 铜及其合金类 | 7 | 40 | 90 | 99.7％ | 0.095 |
| 8 | 45 | 80 | 99.9％ | 0.098 | |
| 9 | 50 | 72 | 99.8％ | 0.092 |
Claims (5)
1.一种金属除油清洗剂，该清洗剂包括有氢氧化钠、碳酸钠和磷酸钠，其特征在于，该清洗剂分为前处理液和除油粉两部分：
其前处理液的组分是：氢氧化钠3～100g/L，磷酸钠30～50g/L，碳酸钠25～40g/L，焦磷酸钠10～15g/L，硅酸钠5～10g/L，三聚磷酸钠5g/L，硫酸钠1g/L，EDTA二钠1g/L，平平加(O-15)有3～5g/L，OP-10有2～3g/L，JFC 5～8g/L，十二烷基硫酸钠10～12g/L，助洗剂20mL，其余为水；
其除油粉的组分是：氢氧化钠25～250g/kg，磷酸钠300～320g/kg，碳酸钠210～300g/kg，焦磷酸钠40～55g/kg，硅酸钠30～50g/kg，三聚磷酸钠12～20g/kg，硫酸钠6～10g/kg，EDTA二钠5～10g/kg，平平加(O-15)有25～30g/kg，OP-10有10～15g/kg，JFC 30～40g/kg，十二烷基硫酸钠80～120g/kg，乌洛托品1～2g/kg，聚醚2020有1～3g/kg。
2.根据权利要求1所述的金属除油清洗剂，其特征在于，所述助洗剂为乙二醇丁醚。
3.一种对金属进行除油处理的方法，其特征在于，在该除油处理方法中，用权利要求1或2所述的金属除油清洗剂；其步骤如下：
①先用所述除油粉与水混合成质量浓度为5％的溶液，然后，再向该溶液中加入所述助洗剂以配制成待用的除油液；助洗剂与除油粉的比例为2∶5；
②用所述前处理液喷淋待除油的金属表面，然后对金属表面进行刷洗；
③将用前处理液喷淋、刷洗过的金属，放入在步骤①中配制好的除油液中清洗；
④将清洗后的金属取出，用不低于50℃的水漂洗，最后，除尽金属表面水分。
4.根据权利要求3所述对金属进行除油处理的方法，其特征在于，在批量、连续化生产情况下，将所述除油液盛入除油槽或除油池中；当该除油液中的助洗剂与除油粉的比例降为3∶10时，补加助洗剂至它与除油粉的比例为2∶5；当金属材料为钢铁类时，该除油液的pH保持在12～14之间；为铝及其合金时，除油液的pH保持在9～10之间；为铜及其合金时，除油液的pH保持在11～12之间。
5.根据权利要求3或4所述对金属进行除油处理的方法，其特征在于，在步骤①中，配制所述除油液时的初始温度为40～70℃。
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