CN108517529A - 一种镀铝锌彩涂板前处理用碱性化学清洗剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镀铝锌彩涂板前处理用无泡碱性清洗剂，各组分及其所占质量百分比包括：氢氧化钠5～10％，碳酸钠60～75％，三聚磷酸钠3～10％，硼酸钠3～8％，乙二胺四乙酸钠5～15％，辛基酚聚氧乙烯醚3～10％，聚醚型消泡剂1～3％。本发明所得碱性化学清洗剂在喷淋过程中能有效抑制泡沫的产生；在硬水中稳定，脱脂速度快，去污能力强；对pH值的缓冲能力强，使用寿命长；在50～80℃都有良好的清洗效果，使用温度范围宽，且清洗效率高，在10～25秒内即可实现99％以上的洗净率；清洗后的冷轧热镀铝锌板表面无腐蚀，且后续涂层附着性能、耐蚀性能优良，适合推广应用。

Description

一种镀铝锌彩涂板前处理用碱性化学清洗剂
技术领域
本发明属于清洁试剂技术领域，具体涉及一种镀铝锌彩涂板前处理用碱性化学清洗剂。
背景技术
除油清洗是彩涂板前处理工序中非常重要的环节之一，彩涂板所用基材主要为镀铝锌钢板，在涂覆涂料前必须经过表面清洗处理工艺，以除去金属表面的油颗粒和其它表面残留物，前处理中除油不净，将油污带入涂层工艺，将导致彩涂板涂层附着力下降，生产的产品质量达不到用户要求。彩涂板生产线目前主要的清洗方式为在50～80℃温度条件下用喷淋化学清洗方法进行碱洗，清洗时间比普通工业清洗所用的时间短得多，目前一般大型彩色涂层生产线(产量为15万吨/年以上，机组速度90～150m/min)清洗时间不超过30秒，这样对清洗工序提出了更高的要求。而目前市场上的普通碱性清洗剂清洗效率低，除油效果差，导致彩涂板涂层附着力差，严重影响了彩涂板产品质量，并且在喷淋时产生大量的泡沫，造成清洗液外流，不仅增加成本，影响清洗效果，还污染了环境。因此，急需开发出一种针对镀锌铝彩涂板专用快速高效碱性化学清洗剂，以满足镀铝锌彩涂板前处理的需要。
顾建栋等提供了一种用于清洗连续退火前冷轧钢板的清洗剂(申请号03116831.0)，各组分及其所占质量百分比为:采用特种非离子表面活性剂10％以下，碱性化物5～40％，螯合剂0.5～10％，增溶剂2～10％，溶剂5～10％；该发明可清洗连续退火前冷轧钢板，且有低泡、去污力强可以用于喷淋、刷洗和电解清洗等优点。但该专利未涉及热镀铝锌基材表面的清洗，而热镀铝锌板表面比冷轧板表面活性高，更容易被溶液腐蚀，因而对清洗剂配方和清洗效率提出了更高的要求。HIGUCHI YUKINOBU；ISHII KATSUHIRO等提供了一种钢板清洗剂(JP052778641)，该钢板清洗剂可快速清洗钢板表面油污和氧化物，主要由碱性剂，表面活化剂和碱金属氢氧化物和碱金属硅酸盐等作为螯合物构成。其pH≥12.0；清洗温度40～90℃；但该专利清洗剂中含有碱金属硅酸盐，采用碱金属硅酸盐清洗热镀铝锌板时，清洗后板面残留的Si会影响热镀铝锌层表面涂层的附着力，不适用于镀铝锌板等基材的清洗。
众所周知，铝比锌、铁活泼，铝的标准电极电位(-1.66伏)比铁(-0.44伏)、锌(-0.76伏)低，热镀铝锌板表面比冷轧板、热镀锌、电镀锌表面活性高，更容易遭受环境腐蚀，因此，对用于镀铝锌钢板的清洗剂配方和清洗效率提出了更高的要求。目前，用于冷轧钢板、镀锌板表面清洗的碱性化学清洗剂的国内外研究众多，提出的方案各不相同，但用于镀铝锌彩涂板前处理快速高效的碱性化学清剂还未见报道。
发明内容
本发明的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于镀铝锌彩涂板前处理用快速高效碱性化学清洗剂，该清洗剂喷淋过程中能有效抑制泡沫的产生、对pH值缓冲能力强，其使用温度范围宽，清洗速度快、清洗效率高，清洗后的冷轧热镀铝锌板表面无腐蚀，且后续涂层附着力、耐蚀性能优良，适合推广应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种镀铝锌彩涂板前处理用无泡碱性清洗剂，各组分及其所占质量百分比包括：氢氧化钠5～10％，碳酸钠60～75％，三聚磷酸钠3～10％，硼酸钠3～8％，乙二胺四乙酸钠5～15％，辛基酚聚氧乙烯醚3～10％，聚醚型消泡剂1～3％。
进一步地，所述镀铝锌彩涂板前处理用无泡碱性清洗剂中，各组分及其所占质量百分比包括：氢氧化钠6～9％，碳酸钠65～72％，三聚磷酸钠5～8％，硼酸钠5～7％，乙二胺四乙酸钠8～12％，辛基酚聚氧乙烯醚5～9％，聚醚型消泡剂1.5～2.5％。
进一步地，所述镀铝锌彩涂板针对的清洗基材为冷轧热镀铝锌板。
将上述无泡碱性清洗剂应用于镀铝锌彩涂板前处理清洗工艺，具体参数如下：清洗方式为喷淋化学清洗；清洗液浓度1～3wt％；清洗液工作温度50～80℃；喷淋清洗压力为0.25～0.5MPa；喷淋清洗时间为10～25秒；洗净率≥99％。
本发明所述清洗剂中，各组分的作用包括：
氢氧化钠：主要用于皂化去油润湿钢板表面，但由于针对的镀铝锌表面活性高，应严格控制清洗剂中氢氧化钠的用量；氢氧化钠含量低于5％时，达不到皂化去油润湿钢板表面效果，氢氧化钠含量高于10％时，会对铝锌金属镀层产生腐蚀问题；
碳酸钠：能发挥皂化和软化水的作用，对铝锌金属表面腐蚀性较弱，发挥碱性缓冲助洗作用；碳酸钠含量低于60％时，碱性缓冲助洗作用不显著，碳酸钠含量高于75％时，易被钢板表面吸附，难被后续漂洗工序漂洗干净；
三聚磷酸钠：三聚磷酸钠是一种弱碱，具有良好的渗透、乳化和一定的皂化作用，并对镀铝锌金属有抑制腐蚀作用，可防止表面活性剂与水溶液中的金属离子生成不溶物而沉积于金属表面；三聚磷酸钠含量低于3％时，清洗和防腐蚀效果差，三聚磷酸盐含量高于10％时，不仅增加生产成本，而且效果增加不明显；
硼酸钠：主要起缓蚀和pH值缓冲作用，可在镀铝锌钢板表面形成一层致密的保护膜，从而有效地抑制金属表面的腐蚀，还能增加清洗性能；硼酸钠含量低于3％时，缓蚀效果差，硼酸钠含量高于8％时，不仅增加生产成本，而且缓蚀效果增加不明显；
乙二胺四乙酸钠：主要同油污中的缓蚀剂发生螯合作用，同时还络合钙、镁等多价金属离子，软化水；此外，螯合作用还能使油污下面的氧化物溶解，从而使牢固地粘附在镀铝锌金属表面上的油污松动而被除去；乙二胺四乙酸钠含量低于5％时，达不到阻止金属皂形成的效果，含量高于15％，不仅增加生产成本，并且效果增加不明显；
辛基酚聚氧乙烯醚表面活性剂：主要起润湿、乳化、分散、增溶作用，能降低表面张力，促使油污脱离钢板表面并分散到水中，产生的泡沫很少；辛基酚聚氧乙烯醚表面活性剂含量低于3％时，降低表面张力不明显，含量高于10％时，成本增加，易吸附在钢板表面，难被后续漂洗工序漂洗干净；
聚醚型消泡剂：主要发挥消除泡沫作用；在电解脱脂时，清洗液里产生的泡沫会增加溶液的电阻，导致电流效率降低，清洗效果变差，聚醚型消泡剂含量低于1％，消除泡沫作用不强，含量超过3％，一方面增加生产成本，但消泡效果增加不明显；另一方面易吸附在钢板表面，难被后续漂洗工序漂洗干净，严重影响下一步涂层的附着力。
本发明的有益效果为：
1)本发明首次提供了一种用于镀铝锌彩涂板前处理的碱性化学清洗剂，所得碱性化学清洗剂在喷淋过程中能有效抑制泡沫的产生；且在硬水中稳定，脱脂速度快，去污能力强；对pH值的缓冲能力强，使用寿命长。
2)本发明所得碱性化学清洗剂在50～80℃都有良好的清洗效果，使用温度范围宽，且清洗效率高，所需用量少，在10～25秒内即可实现99％以上的洗净率。
3)采用本发明所述碱性化学清洗剂化学清洗后的冷轧热镀铝锌板表面无腐蚀，且涂层附着力、耐蚀性能优良。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
一种镀铝锌彩涂板前处理用无泡碱性清洗剂，各组分及其所占质量百分比为：氢氧化钠10％，碳酸钠60％，三聚磷酸钠8％，硼酸钠5％，乙二胺四乙酸钠5％，辛基酚聚氧乙烯醚表面活性剂10％，聚醚型消泡剂2％；按上述配比称取各原料并搅拌均匀混合，即得所述无泡碱性清洗剂。
将本实施例所得无泡碱性清洗剂应用于清洗带油热镀铝锌表面，具体条件如下：用自来水配制浓度为3wt％的清洗液，清洗温度为75℃，喷洗清洗压力为0.5MPa；清洗过程中无泡沫产生，在清洗带油热镀铝锌表面时间10秒时，洗净率达到99％以上，清洗后表面无腐蚀；涂层附着力测试结果为：T弯曲值≤1T，耐蚀性测试结果为：盐雾试验2000小时后镀铝锌彩板表面无锈蚀。
实施例2
一种镀铝锌彩涂板前处理用无泡碱性清洗剂，各组分及其所占质量百分比为：氢氧化钠6％，碳酸钠67％，三聚磷酸钠6％，硼酸钠6％，乙二胺四乙酸钠8％，辛基酚聚氧乙烯醚表面活性剂5％，聚醚型消泡剂2％；按上述配比称取各原料并搅拌均匀混合，即得所述无泡碱性清洗剂。
将本实施例所得无泡碱性清洗剂应用于清洗带油热镀铝锌表面，具体条件如下：用自来水配制浓度为1.5wt％的清洗液，清洗温度为80℃，喷洗清洗压力为0.3MPa；清洗过程中无泡沫产生，在清洗带油热镀铝锌表面时间15秒时，洗净率达到99％以上，清洗后表面无腐蚀；涂层附着力测试结果为：T弯曲值≤1T，耐蚀性测试结果为：盐雾试验2000小时后镀铝锌彩板表面无锈蚀。
实施例3
一种镀铝锌彩涂板前处理用无泡碱性清洗剂，各组分及其所占质量百分比为：氢氧化钠6％，碳酸钠63％，三聚磷酸钠5％，硼酸钠4％，乙二胺四乙酸钠15％，辛基酚聚氧乙烯醚表面活性剂5％，聚醚型消泡剂2％；按上述配比称取各原料并搅拌均匀混合，即得所述无泡碱性清洗剂。
将本实施例所得无泡碱性清洗剂应用于清洗带油热镀铝锌表面，具体条件如下：用自来水配制浓度为2wt％的清洗液，清洗温度为50℃，喷洗清洗压力为0.4MPa；清洗过程中无泡沫产生，在清洗带油热镀铝锌表面时间20秒时，洗净率达到99％以上，清洗后表面无腐蚀；涂层附着力测试结果为：T弯曲值≤1T，耐蚀性测试结果为：盐雾试验2000小时后镀铝锌彩板表面无锈蚀。
实施例4
一种镀铝锌彩涂板前处理用无泡碱性清洗剂，各组分及其所占质量百分比为：氢氧化钠7％，碳酸钠65％，三聚磷酸钠10％，硼酸钠4％，乙二胺四乙酸钠5％，辛基酚聚氧乙烯醚表面活性剂8％，聚醚型消泡剂1％；按上述配比称取各原料并搅拌均匀混合，即得所述无泡碱性清洗剂。
将本实施例所得无泡碱性清洗剂应用于清洗带油热镀铝锌表面，具体条件如下：用自来水配制浓度为1wt％的清洗液，清洗温度为70℃，喷洗清洗压力为0.25MPa；清洗过程中无泡沫产生，在清洗带油热镀铝锌表面时间25秒时，洗净率达到99％以上，清洗后表面无腐蚀；涂层附着力测试结果为：T弯曲值≤1T，耐蚀性测试结果为：盐雾试验2000小时后镀铝锌彩板表面无锈蚀。
实施例5
一种镀铝锌彩涂板前处理用无泡碱性清洗剂，各组分及其所占质量百分比为：氢氧化钠8％，碳酸钠62％，三聚磷酸钠8％，硼酸钠8％，乙二胺四乙酸钠5％，辛基酚聚氧乙烯醚表面活性剂7％，聚醚型消泡剂2％；按上述配比称取各原料并搅拌均匀混合，即得所述无泡碱性清洗剂。
将本实施例所得无泡碱性清洗剂应用于清洗带油热镀铝锌表面，具体条件如下：用自来水配制浓度为2wt％的清洗液，清洗温度为65℃，喷洗清洗压力为0.4MPa；清洗过程中无泡沫产生，在清洗带油热镀铝锌表面时间15秒时，洗净率达到99％以上，清洗后表面无腐蚀；涂层附着力测试结果为：T弯曲值≤1T，耐蚀性测试结果为：盐雾试验2000小时后镀铝锌彩板表面无锈蚀。
对比例1
将本发明所得镀铝锌彩板前处理用碱性化学清洗剂(实施例2)与普通碱性化学清洗剂(对比例)进行清洗效果对比，性能测试结果见表1；其中测试采用的清洗钢板均为武钢有限彩涂生产线采用的冷轧热镀铝锌钢板，板厚为0.5mm，表面油污量为90mg/m2(钢板单面)，清洗温度为80℃，喷淋清洗压力为0.3MPa，喷淋清洗时间15s。
表1实施例2所得碱性化学清洗剂和普通碱性化学清洗剂的清洗测试效果
测试项目 对比例1(TX-908) 实施例2
清洗1吨钢板消耗清洗剂量 1.2kg 0.6kg
洗净率 92％ 99.8％
清洗后镀铝锌层表面腐蚀性 轻微腐蚀 无腐蚀
清洗液槽泡沫高度 50mm 0mm
涂层附着力，T弯曲值 3～5T 0～1T
耐蚀性：盐雾试验 1200小时，表面锈蚀 2000小时，表面无锈蚀
上述结果表明，本发明所得镀铝锌彩板前处理碱性化学清洗剂与普通碱性化学清洗剂相比，在吨钢清洗剂消耗量更低的基础上，可实现冷轧热镀铝锌板表面的快速、高效清洗，且清洗后钢板表面无腐蚀，使生产的镀铝锌彩板涂层附着力、耐蚀性更优。
对比例2
一种碱性清洗剂，其制备方法与实施例2大致相同，不同之处在于：不含乙二胺四乙酸钠，且氢氧化钠的含量为14％。
将本发明所得镀铝锌彩板前处理用碱性化学清洗剂(实施例2)与普通碱性化学清洗剂进行清洗效果对比，性能测试结果见表2；其中测试采用的清洗钢板均为武钢有限彩涂生产线生产的冷轧热镀铝锌钢板，板厚为0.6mm，表面油污量为120mg/m2(钢板单面)，清洗温度为80℃，喷淋清洗压力为0.3MPa，喷淋清洗时间15s。
表2实施例2和对比例2所得碱性化学清洗剂的清洗测试效果
测试项目 对比例2 实施例2
清洗1吨钢板消耗清洗剂量 1.5kg 0.6kg
洗净率 88％ 99.8％
清洗后镀铝锌层表面腐蚀性 轻微腐蚀 无腐蚀
清洗液槽泡沫高度 30mm 0mm
涂层附着力，T弯曲值 4～5T 0～1T
耐蚀性：盐雾试验 1000小时，表面锈蚀 2000小时，表面无锈蚀
上述结果表明，本发明所得镀铝锌彩板前处理碱性化学清洗剂与不含乙二胺四乙酸钠碱性化学清洗剂相比，在洗净率方面更具优势，且清洗后钢板表面无腐蚀，使生产的镀铝锌彩板涂层附着力、耐蚀性更优。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种镀铝锌彩涂板前处理用无泡碱性清洗剂，各组分及其所占质量百分比包括：氢氧化钠5～10％，碳酸钠60～75％，三聚磷酸钠3～10％，硼酸钠3～8％，乙二胺四乙酸钠5～15％，辛基酚聚氧乙烯醚3～10％，聚醚型消泡剂1～3％。
2.根据权利要求1所述的镀铝锌彩涂板前处理用无泡碱性清洗剂，其特征在于，各组分及其所占质量百分比包括：氢氧化钠6～9％，碳酸钠65～72％，三聚磷酸钠5～8％，硼酸钠5～7％，乙二胺四乙酸钠8～12％，辛基酚聚氧乙烯醚5～9％，聚醚型消泡剂1.5～2.5％。
3.根据权利要求1或2所述的镀铝锌彩涂板前处理用无泡碱性清洗剂，其特征在于，所述镀铝锌彩涂板前处理用无泡碱性清洗剂加水配制成各组分总浓度为1～3wt％的清洗液。
4.根据权利要求3所述的镀铝锌彩涂板前处理用无泡碱性清洗剂，其特征在于，所述清洗液的清洗参数如下：清洗方式为喷淋化学清洗；清洗液工作温度50～80℃；喷淋清洗压力为0.25～0.5MPa；喷淋清洗时间为10～25s。
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