CN102242369A - 一种金属轴承水基清洗剂及制法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种金属轴承水基清洗剂及其制法和应用，其质量组成为：脂肪醇聚氧乙烯醚2～8%；烷基酚聚氧乙烯醚2～8%；脂肪酸烷醇酰胺3～10%；油酸三乙醇胺5～25%；三乙醇胺10～22%；单乙醇胺5～18%；烷基磺酸钠0.5～3%；苯并三氮唑0.01～0.5%；乙二胺四乙酸二钠1～2%；水3.5～71.49%。使用时将清洗剂配成2～10%的工作液，将轴承零件超声波清洗、漂洗、喷淋冲洗、干燥，达到清洗度标准，成品的振动值达准。本产品对环境友好，对轴承材料无影响；原料易得，成本低廉；可替代传统清洗所用的汽油、煤油，降低安全隐患，防止环境污染，节约能源。

Description

一种金属轴承水基清洗剂及制法和应用

 

技术领域

     本发明涉及一种金属清洗剂，特别是一种金属轴承水基清洗剂及其制法和应用。

背景技术

轴承作为一种精密部件，对其振动值和噪音有很高的要求，轴承套圈沟道精度极高，即使极微小的杂质留在沟道内都会严重影响轴承的振动和噪音，所以对轴承清洗工艺要求很高。尤其是合套后的成品轴承，由于已装配保持架和滚动体，套圈沟道封闭在轴承腔内，沟道不易清洗，一旦清洗不净则需拆套，不仅费时、费力，还要损坏轴承保持架和滚动体，因此对于成品轴承清洗介质有着严格要求。

对于合套后的成品轴承清洗，目前轴承行业内仍采用煤油或汽油介质清洗。煤油和汽油都是易挥发、易燃烧的有机烃类物质，在清洗过程中构成重大的安全隐患，同时也严重影响操作人员的健康；在能源日益短缺的今天，轴承生产企业仍然使用煤油、汽油作为轴承清洗剂，必然会造成能源的极大浪费，增加企业生产成本和环境污染等问题。

目前虽然某些轴承生产企业已经在轴承零件的清洗工艺中采用水基清洗剂清洗，但在合套后的成品轴承清洗工艺中尚无人使用水基清洗剂。

对于轴承零件清洗，目前轴承行业内使用的水基清洗剂都是使用碳酸钠作为碱源，磷酸盐作为软水剂，亚硝酸钠作为防锈缓蚀剂。这些化学原料虽然易溶于水，但碳酸钠却会与水中钙镁离子反应生成沉淀，降低清洗效果；而磷酸盐作为软水剂，排放后会引起水质富营养化，污染环境，且刺激性较强；亚硝酸钠在水挥发后残留在零部件表面的形成固体结晶物，清除困难。由于这些成分在水挥发后，都会在轴承表面生产不同程度的杂质，最后需要彻底的漂洗才能清除；而轴承是由各个零部件装配而成的整体，存在着沟道和看不到的部位，微小的粒子都会影响产品的质量；考虑到轴承的材质，如Cr³⁺会影响某些表面活性剂的使用效果，甚至产生沉淀，因此这类水基清洗剂不适合作为轴承产品的专用洗涤剂。

因而需要一种清洗后在轴承零件上无残留，无需再漂洗的水基清洗剂。

发明内容

    本发明所要解决的技术问题是提供一种金属轴承水基清洗剂及其制法和应用。制备的金属轴承水基清洗剂可以替代汽油、煤油和一般的水基清洗剂，所用原料易得，制造成本低廉；用以清洗轴承以及轴承零配件，清洗剂的水挥发后残留在零部件的化学物质不必彻底漂洗，即可满足装配的要求。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种金属轴承水基清洗剂，特征在于其质量组成为：

脂肪醇聚氧乙烯醚-9：              2～8%；

烷基酚聚氧乙烯醚-10：             2～8%；

脂肪酸烷醇酰胺 ：                3～10%；

油酸三乙醇胺：                   5～25%；

三乙醇胺  ：                     10～22%；

单乙醇胺  ：                     5～18%；

烷基磺酸钠：                     0.5～3%；

苯并三氮唑：                   0.01～0.5%；

乙二胺四乙酸二钠：                 1～2%；

水                              3.5～71.49%。

所述的脂肪醇聚氧乙烯醚-9（简称AEO-9）是一类非离子表面活性剂；也是本配方中的主活性物成分，起到去污和乳化、分散的作用。其中脂肪醇的碳数目为12-18，乙氧基重复单元数目为9个。脂肪醇聚氧乙烯醚包括但不限于月桂醇聚氧乙烯醚-9、椰子油醇聚氧乙烯醚-9、十二醇聚氧乙烯醚-9、十六醇聚氧乙烯醚-9或任意比例的混合物。

所述的烷基酚聚氧乙烯醚-10（简称OP-10）也是非离子表面活性剂，是本配方中的助活性物成份，起到去污和乳化作用。其中烷基的碳数目为8-12，乙氧基重复单元数目为10个。烷基酚聚氧乙烯醚-10包括但不限于壬基酚聚氧乙烯醚-10、辛基酚聚氧乙烯醚-10、十二烷基聚氧乙烯醚-10等的任一种或任意比例混合物。

所述的脂肪酸烷醇酰胺     （简称6503）同属非离子表面活性剂，在本配方中也是作为助活性物成份，起到去油污和乳化作用。其中脂肪酸的碳数目为10-16。脂肪酸烷醇酰胺包括但不限于椰子油酸二乙醇酰胺，月桂油酸二乙醇酰胺，饱和油酸二乙醇酰胺的任一种或任意混合物。

所述的烷基磺酸钠（又称石油磺酸钠）属于阴离子表面活性剂，在本配方中作为助活性物成份，起乳化、防锈作用，其中烷基的碳数目为14-18。烷基磺酸钠包括但不限于十四烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、十八烷基磺酸钠。

本发明所述的苯并三氮唑为防锈剂。

本发明的金属轴承水基清洗剂的制备方法包括：

（1）油相的制备：按照配方称取油酸三乙醇胺、三乙醇胺、单乙醇胺，然后加入苯并三氮唑，搅拌溶解，再加入烷基磺酸钠，脂肪醇聚氧乙烯醚-9、烷基酚聚氧乙烯醚-10、脂肪酸烷醇酰胺，搅拌均匀，待用；

（2）水相的制备：按量称取纯水，加入乙二胺四乙酸二钠，搅拌溶解；

（3）将油相加入到水相中，搅拌均匀，静置12小时，得到金属轴承水基清洗剂。

本发明的金属轴承水基清洗剂在清洗轴承以及轴承零配件的应用。

本发明的金属轴承水基清洗剂可以用以清洗轴承以及轴承零配件，其清洗的方法为：将清洗剂配成质量浓度2～10%的工作液，将待洗轴承零件、或成品放到清洗剂工作液中超声波清洗、漂洗、喷淋冲洗及干燥等工艺处理，使之完全达到轴承清洗度标准。进一步的，清洗后成品轴承的振动值也达到轴承振动值标准。所述的质量浓度2～10%的工作液，是指水以外的其他物质总质量含量为2～10%。

这些技术方案，包括改进的技术方案也可以互相组合或者结合，从而达到更好的技术效果。

通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：

本发明的清洗剂完全不含有毒物质，对人体和环境不产生污染危害；针对轴承的材质，清洗后无残留物，成品清洗后手感噪音和振动值水平达到煤油清洗水平，而且原料易得，成本低廉。可以完全替代汽油、煤油，是一种很好的轴承清洗剂。本发明不仅可用于清洗轴承零件，还可清洗成品轴承。

具体实施方式

本发明的实施例的份数均为质量份数。

实施例1

1、取10份油酸三乙醇胺、12份三乙醇胺，16份单乙醇胺，然后加入苯并三氮唑0.2份，搅拌溶解，然后再加入1份十四烷基磺酸钠，搅拌均匀，又加入3份椰子油醇聚氧乙烯醚-9（AEO-9），2份壬基酚聚氧乙烯醚-10（OP-10），3份月桂油酸二乙醇酰胺，搅拌均匀，形成油相。

2、取51.8份纯水，加入1份乙二胺四乙酸二钠，搅拌溶解，形成水相。

3、将油相加入到水相中，快速搅拌均匀，静置12小时，形成均匀的棕色清亮液体。

4、包装。

实施例2

1、取18份油酸三乙醇胺、14份三乙醇胺，10份单乙醇胺，然后加入苯并三氮唑0.3份，搅拌溶解，再加入0.5份十六烷基磺酸钠，搅拌均匀，再加入3份月桂醇聚氧乙烯醚-9（AEO-9），3份辛基酚聚氧乙烯醚-10（OP-10），5份月桂油酸二乙醇酰胺（6503），快速搅拌均匀，形成油相。

2、取45份纯水，加入1.2份乙二胺四乙酸二钠，搅拌溶解，形成水相。

3、将油相加入到水相中，快速搅拌均匀，静置12小时，形成均匀的棕色清亮液体。

4、包装。

实施例3

1、取20份油酸三乙醇胺、15份三乙醇胺，11份单乙醇胺，然后加入苯并三氮唑0.05份，搅拌溶解，再加入1份十八烷基磺酸钠，搅拌均匀，又加入2份十六醇聚氧乙烯醚-9（AEO-9），4份十二烷基酚聚氧乙烯醚-10（OP-10），6份饱和油酸二乙醇酰胺（6503），搅拌均匀，形成油相。

2、取39.95份纯水，加入1份乙二胺四乙酸二钠，搅拌溶解，形成水相。

3、将油相加入到水相中，搅拌均匀，静置12小时。

4、包装。

对比例1（实施例4）

一种水基清洗剂，配方为：

脂肪醇聚氧乙烯醚-9（AEO-9）       5%；

烷基酚聚氧乙烯醚-10（OP-10）      5%；

脂肪酸烷醇酰胺 （6503）           8%；

油酸三乙醇胺                      20%；

烷基磺酸钠                        2%；

氢氧化钠                           5%

亚硝酸钠                           2%；

乙二胺四乙酸二钠：                 2%；

水                                 51%

此配方用氢氧化钠代替三乙醇胺和单乙醇胺作为碱源，亚硝酸钠作为防锈剂，其它原料基本一样，配制工艺和清洗工艺相同，所得到的效果对比如下：

此配方清洗效果好，但对轴承产生腐蚀，防锈时间短，清洗后振动值检测不合格，清洗后续力不强（见表）。

对比例2（实施例5）

一种水基清洗剂，配方为：

脂肪醇聚氧乙烯醚-9（AEO-9）       4%；

烷基酚聚氧乙烯醚-10（OP-10）      7%；

脂肪酸烷醇酰胺 （6503）           9%；

油酸三乙醇胺                      15%；

碳酸钠                            10%

亚硝酸钠                         2%；

三聚磷酸钠                              1%；

水                                 52%。

此配方用碳酸钠代替三乙醇胺和单乙醇胺作为碱源，亚硝酸钠作为防锈剂，三聚磷酸钠作为软水剂，其它原料一样，配制工艺和清洗工艺相同，所得到的效果对比如下：

此配方清洗效果好，但对轴承产生腐蚀，防锈时间短，清洗后振动值检测不合格，清洗后续力较弱（见表）。

将本发明的上述3个实施例分别按照5%的使用浓度，与水调配成稀释液超声清洗成品轴承240秒，再选择其他将成品轴承按照现有煤油清洗工艺进行清洗，进行成品轴承清洁度试验和成品轴承振动值测试，对清洗能力进行评估。超声波功率选择250W 。试验过程如下：

一、滚动轴承清洁度试验

A、用镊子取2 张BRC–M1.2 专用的滤膜1张放入半开着称量瓶中，在90±5℃的恒温干燥箱中恒温干燥30 min；另1 张作为控制用。

B、用镊子从恒温干燥箱内取出称量瓶并开着放入干燥器中冷却 30 min，然后用镊子取出滤膜，分别称其重量并记下数据，记作P _s1、P _k1。

C、取6204开式轴承10 套，放入适当大小的干净烧杯中并加入适量的120#溶剂汽油，对试样轴承进行除油及脱脂，放置时间为2 h。

D、根据6204轴承的大小，另选取两只适当大小的干净烧杯，分别加入等量的120#溶剂汽油，溶剂的量最少不得小于200 ml，烧杯中溶剂的深度取为一套试样轴承宽度的两倍。

E、将两只加有溶剂的烧杯同时放入超声波清洗机的清洗槽内，槽内注入槽容积三分之一以上的水，杯底与槽底的距离控制在10~25 mm。

F、用专用夹钳取试样轴承一套先后平放于两只烧杯中清洗，清洗时间各为 1 min。

G、用专用夹钳将试样轴承从第二只烧杯中取出，用装有 120#溶剂汽油的洗瓶喷洗轴承试样1~2次，洗液收入另一干净的烧杯中。

H、重复F、G两个步骤，直至剩余9套试样轴承都被清洗干净，然后将烧杯从清洗槽中取出。

I、用镊子从称量瓶中取出已经称重的两张专用滤膜，放入干净的 120#溶剂汽油中，充分湿润后安放于微孔过滤器的网板上，上膜为试验滤膜，下膜为控制滤膜，连接吸滤瓶及真空泵***。

J、将按D步骤对试样轴承进行除油处理而得到的内含防锈油及少量污物的120#溶剂汽油的烧杯放入超声滤清洗机中，在超声波的作用下逐步加入BRC–F1 溶剂（润滑脂采用BRC–F2），超声搅拌5 min，直至溶液中的繁状物全部溶解成一透明体系为止。上述溶剂和润滑脂均符合JB/T7050-1993的规定。

K、开动离心机，将经J步骤处理过的溶液离心分离2 min，然后开动真空泵在真空减压的条件下将上述溶液进行真空过滤，然后用洗瓶喷洗容器内壁及底部2~3 次，洗液也减压过滤。

L、将按H步骤对一组试样轴承进行超声清洗处理而得到含少量防锈油及大量污物的120#溶剂汽油的烧杯放入超声波清洗机中，在超声波的作用下逐步加入BRC–F1 溶剂（润滑脂采用BRC–F2），超声搅拌5 min，直至溶液中的繁状物全部溶解成一透明体系为止。

M、开动离心机，将经J步骤处理过的溶液离心分离2 min，然后开动真空泵在真空减压的条件下将上述溶液进行真空过滤（使用与K步骤相同的滤膜），然后用洗瓶喷洗烧杯的内壁及底部2~3 次，洗液也减压过滤。

N、用洗瓶喷淋洗涤过滤器内壁及底部 2~3 次，然后将过滤器卸下，取出控制滤膜及试验滤膜。

O、 重复A 和B步骤对试验后的滤膜进行干燥，冷却和称重，并记下数据记作P _s2，P _k2。

根据下式计算出平均轴承内总含污量值 W,评价被清洗轴承的清洁度。结果见表一。

平均含污量 W=[( P _s2- P _s1)-( P _k2- P _k1)]/N×1000

式中：W——平均轴承内总含污量，mg/套；

     P_s2——试验后试验滤膜的重量，g；

P_s1——试验前试验滤膜的重量，g；

P_k2——试验后控制滤膜的重量，g；

P_k1——试验前控制滤膜的重量，g；

N  ——试样轴承的数量，套；

1000——系数（1000 mg=1 g）。

二、深沟球轴承振动（速度）试验

从同批次6204轴承中，取400套轴承平均分成四组，每组100套。分别将上述三个实施例按照5%的使用浓度，与水调配成稀释液。将四组轴承分别在三个实施例的稀释液液和煤油中清洗。清洗后的四组轴承，每组抽取20套（按GB/T 2828，使用一般检查水平Ⅱ级，采用正常检查一次抽样方案。）轴承在BVT-1轴承振动试验机上检测振动，考察每组轴承达到的振动级别，结果见表2。

轴承振动（速度）分为V、V1、V2、V3、V4五个等级，级别越大振动越小（JB/T 10187－2000）。

表1：

表1的平均含污量为百分比。

轴承锈蚀情况可以是常温目视结果。

腐蚀性（重量变化/mg）：≤±2为合格（清洗前后轴承的重量变化）

由表1可知，在实施例1~3中，清洗后轴承的平均含污量均小于滚动轴承清洁度标准中允许的数值，与煤油效果相当，而对比例1、对比例2却与标准一致效果不及实例1~3与煤油。

表2：

由表2可知，振动值水平若按照V3级考察，用实施例1~3的稀释液清洗后的轴承的合格数与煤油清洗后的轴承合格数一致，对比例1、对比例2清洗后的轴承合格数不及实施例1~3和煤油；振动值水平若按照V4级考察，用实施例1~3的稀释液清洗后的轴承的合格数达到18个或以上，煤油清洗后的轴承合格数为17个，对比例一清洗后的轴承合格数为17个，对比例二清洗后的轴承合格数为16个，并且本发明的成本远低于煤油价格，效果高于对比例1、对比例2，将三个实施例按照5%的工作浓度，与水调配成稀释液，则1千克稀释液的成本在人民币1.1元左右，而1千克煤油的价格在人民币10.0元左右。此外，本发明的有机物生物降解能力强，安全无毒、不污染环境，可缓解石油资源紧张的问题，符合可持续发展战略。

Claims (10)

1.一种金属轴承水基清洗剂，特征在于其质量组成为：

脂肪醇聚氧乙烯醚-9（AEO-9）：       2～8%；

烷基酚聚氧乙烯醚-10（OP-10）：    2～8%；

脂肪酸烷醇酰胺    （6503）：          3～10%；

油酸三乙醇胺：                   5～25%；

三乙醇胺   ：                      10～22%；

单乙醇胺   ：                       5～18%；

烷基磺酸钠：                     0.5～3%；

苯并三氮唑：                   0.01～0.5%；

乙二胺四乙酸二钠：                 1～2%；

水                                3.5～71.49%。

2.根据权利要求1所述金属轴承水基清洗剂，其特征是：所述的脂肪醇聚氧乙烯醚-9为非离子表面活性剂；脂肪醇的碳数目为12-18，乙氧基重复单元数目为9个。

3.根据权利要求2所述金属轴承水基清洗剂，其特征是：所述的脂肪醇聚氧乙烯醚-9为月桂醇聚氧乙烯醚-9、椰子油醇聚氧乙烯醚-9、十二醇聚氧乙烯醚-9、十六醇聚氧乙烯醚-9或者其任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述金属轴承水基清洗剂，其特征是：所述的烷基酚聚氧乙烯醚-10为非离子表面活性剂，烷基的碳数目为8-12，乙氧基重复单元数目为10个。

5.根据权利要求4所述金属轴承水基清洗剂，其特征是：所述的烷基酚聚氧乙烯-10醚为壬基酚聚氧乙烯醚-10、辛基酚聚氧乙烯醚-10、十二烷基聚氧乙烯醚-10的任一种或任意比例混合物。

6.根据权利要求1所述金属轴承水基清洗剂，其特征是：所述的脂肪酸烷醇酰胺  为非离子表面活性剂，脂肪酸的碳数目为10-16。

7.根据权利要求1所述金属轴承水基清洗剂，其特征是：所述的烷基磺酸钠的烷基的碳数目为14-18。

8.一种权利要求1所述金属轴承水基清洗剂的制备方法，特征在于制备方法包括：

（1）油相的制备：按照配方称取油酸三乙醇胺、三乙醇胺、单乙醇胺，然后加入苯并三氮唑，搅拌溶解，再加入烷基磺酸钠，脂肪醇聚氧乙烯醚-9、烷基酚聚氧乙烯醚-10、脂肪酸烷醇酰胺，搅拌均匀，待用；

（2）水相的制备：按量称取纯水，加入乙二胺四乙酸二钠，搅拌溶解；

（3）将油相加入到水相中，搅拌均匀，静置12小时，得到金属轴承水基清洗剂。

9.一种权利要求1所述金属轴承水基清洗剂在清洗轴承以及轴承零配件的应用。

10.根据权利要求9所述应用，其特征是：清洗的方法为：将清洗剂配成质量浓度2～10%的工作液，将待洗轴承零件、或成品放到清洗剂工作液中超声波清洗、漂洗、喷淋冲洗及干燥等工艺处理使之完全达到轴承清洗度标准，进一步的，清洗后成品轴承的振动值也达到轴承振动值标准。