CN111118515A - 一种环保型通用金属清洗剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型通用金属清洗剂及其制备方法，按重量百分比，包括如下成份：226SA 5‑9％、异构十三醇醚1308 3‑7％、Na4EDTA 2％、水溶性苯丙三氮唑0.1％、NEUF815 0.3％、三乙醇胺1％、剩余的为去离子水，环保型通用金属清洗剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按重要百分比准备上述原料；先将金属盐Na4EDTA用热水溶解后加入200ml烧杯中；搅拌加入表面活性剂226SA、异构十三醇醚1308、水溶性苯丙三氮唑、NEUF815、三乙醇胺，补加去离子水至100％，溶解至无色透明状；搅拌混匀即可。

Description

一种环保型通用金属清洗剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及清洗剂领域，尤其涉及一种环保型通用金属清洗剂及其制备方法。

背景技术

在工业生产中，金属零配件表面附着金属粉末、润滑油污、酸、碱、盐、灰尘以及切削液、磨削液、脱模剂、轧制乳液等；为了提高涂装涂层附着力以及零配件的热处理、电镀、装配等工序的质量，必须对污染的零配件金属表面进行脱脂、去油的预处理。车辆、船舶等大型交通设备易黏油污和灰尘，为提高设备表面涂层、裸露的连接装置的耐蚀性和安全性以及乘坐舒适性，也必须经常清洗车辆、船舶交通设备的外部和内部设施。

目前，针对不同污垢类型常选用化学酸洗(除去金属氧化物)、高温碱洗(除去动、植物油脂)、溶剂清洗(靠溶剂溶解污垢)和水基清洗(以表面活性剂为主要活性成分)，前几种清洗剂都有不同的缺陷，使用范围较窄，以表面活性剂为主体的水基金属清洗剂克服了其他几种清洗剂的不足；随着水基金属清洗剂的大量应用，其组分中的含磷物质排放到江、河、湖、海中造成水体的富营养污染。因此，研制性能优良、通用性好(工业和日用清洗通用、浸泡和喷淋及超声波清洗通用、常温和中低温通用)、对环境无污染的环保通用金属清洗剂很有必要。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种更加可靠的环保型通用金属清洗剂及其制备方法。

所述环保型通用金属清洗剂，按重量百分比，包括如下成份：226SA 5-9％、异构十三醇醚1308 3-7％、Na4EDTA 2％、水溶性苯丙三氮唑0.1％、NEUF815 0.3％、三乙醇胺1％、剩余的为去离子水。

可选的，按重量百分比，包括如下成份：226SA 5％、异构十三醇醚1308 3％、Na4EDTA 2％、水溶性苯丙三氮唑0.1％、NEUF815 0.3％、三乙醇胺1％、去离子水88.6％。

可选的，按重量百分比，包括如下成份：226SA 7％、异构十三醇醚1308 5％、Na4EDTA 2％、水溶性苯丙三氮唑0.1％、NEUF815 0.3％、三乙醇胺1％、去离子水84.6％。

可选的，按重量百分比，包括如下成份：226SA 9％、异构十三醇醚1308 7％、Na4EDTA 2％、水溶性苯丙三氮唑0.1％、NEUF815 0.3％、三乙醇胺1％、去离子水80.6％。

环保型通用金属清洗剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)按重要百分比准备上述原料；

(2)先将金属盐Na4EDTA用热水溶解后加入200ml烧杯中；

(3)搅拌加入表面活性剂226SA、异构十三醇醚1308、水溶性苯丙三氮唑、NEUF815、三乙醇胺，补加去离子水至100％，溶解至无色透明状；

(4)搅拌混匀即可。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例一种环保型通用金属清洗剂及其制备方法，清洗去污是在清洗溶液体系中，在机械力的作用下，清洗剂与吸附在被洗基体(硬质表面或各类纤维织物)表面上的水溶性污物(糖、淀粉、有机碱类、血液、蛋白质及无机盐等)和非水溶性污物(动植物油脂、脂肪醇、矿物油及其氧化物、烟灰、粉尘、金属氧化物)，在其界面上发生一系列复杂的物理化学变化而完成的。清洗剂对水溶性和油溶性污垢具有良好的溶解、乳化能力，对不溶性固体污垢具有良好的润湿、分散、胶溶作用。清洗剂在水溶液中通过相似相溶原理，以及卷缩、增溶、乳化、粘附等作用机理，使得被洗基体与液固污垢间的润湿角大大减小，铺展系数增大，从而使污垢迅速脱离被洗基体表面，悬浮于清洗液中，通过漂洗而除去，完成清洗过程，遵循绿色环保，对钢铁、铝、铜等金属无腐蚀，能满足中低温及常温条件下的浸泡、喷淋、超声波施工方式清洗，能满足工业与日用通用的原则；通过对国内外常用表面活性剂的性能对比，选择了阿克苏诺贝尔公司生产的Berol 226SA(脂肪醇聚氧乙烯醚，非/阳离子复配物)作为主要表面活性剂，三乙醇胺为碱性助剂，巴斯夫异构十三醇聚氧乙烯醚1308(日化级)为渗透剂，乙二胺四乙酸四钠为螯合剂，德国洋樱公司生产的水溶性苯丙三氮唑为铜缓蚀剂，合肥诺泰公司NEUF815为铝缓蚀剂复配而成环保通用性金属清洗剂。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。

1金属清洗剂的洗涤去污机理

清洗去污是在清洗溶液体系中，在机械力的作用下，清洗剂与吸附在被洗基体(硬质表面或各类纤维织物)表面上的水溶性污物(糖、淀粉、有机碱类、血液、蛋白质及无机盐等)和非水溶性污物(动植物油脂、脂肪醇、矿物油及其氧化物、烟灰、粉尘、金属氧化物)，在其界面上发生一系列复杂的物理化学变化而完成的。清洗剂对水溶性和油溶性污垢具有良好的溶解、乳化能力，对不溶性固体污垢具有良好的润湿、分散、胶溶作用。清洗剂在水溶液中通过相似相溶原理，以及卷缩、增溶、乳化、粘附等作用机理，使得被洗基体与液固污垢间的润湿角大大减小，铺展系数增大，从而使污垢迅速脱离被洗基体表面，悬浮于清洗液中，通过漂洗而除去，完成清洗过程(2.6)。

2方案设计

遵循绿色环保，对钢铁、铝、铜等金属无腐蚀，能满足中低温及常温条件下的浸泡、喷淋、超声波施工方式清洗，能满足工业与日用通用的原则；通过对国内外常用表面活性剂的性能对比，选择了阿克苏诺贝尔公司生产的Berol 226SA(脂肪醇聚氧乙烯醚，非/阳离子复配物)作为主要表面活性剂，三乙醇胺为碱性助剂，巴斯夫异构十三醇聚氧乙烯醚1308(日化级)为渗透剂，乙二胺四乙酸四钠为螯合剂，德国洋樱公司生产的水溶性苯丙三氮唑为铜缓蚀剂，合肥诺泰公司NEUF815为铝缓蚀剂复配而成环保通用性金属清洗剂。

2.1原材料

阿克苏诺贝尔Berol 226SA(脂肪醇聚氧乙烯醚，非/阳离子复配物)，含量99.7％，工业级；三乙醇胺(BSFF 99％)，工业级；异构十三醇聚氧乙烯醚1308(BSFF，99％)，工业级；乙二胺四乙酸四钠(99％，阿克苏诺贝尔DissolVine 220-S)，工业级；水溶性苯丙三氮唑(99％，德国洋樱YOUNGING)，工业级；硅氧烷酮铝缓蚀剂NEUF815(99.5％,)工业级；去离子水。

2.2试验仪器

电热恒温水浴锅、85-2恒温磁力搅拌器，分析天平、电热鼓风干燥器、恒温干燥烘箱、恒温干燥冷却器喷淋清洗机超声波清洗机

2.3清洗剂配方的筛选及确定

2.4清洗剂的配制

将上述材料称量，先将金属盐Na4EDTA用热水溶解后加入200ml烧杯中，搅拌加入表面活性剂226SA、异构十三醇醚1308、水溶性苯丙三氮唑、NEUF815、三乙醇胺，补加去离子水至100％，溶解至无色透明状。搅拌混匀即可。

2.5清洗剂性能指标测试

2.5.1金属试片的制备

按照JB/T4323.1-1999标准及试验方法，分别以HT200铸铁、H62黄铜、硬铝LY12、45钢为试验材质，规格50mm×50mm×3mm,用400号砂纸作精细磨光，经无水乙醇洗净后，移至丙酮中漂洗，热风吹干，存放于干燥器内备用。

2.5.2清洗液的配制

用去离子水配制成5％浓度的清洗液。

2.5.3去污率的测定

2.5.3.1人造油污的配制

N32号机械油2份,石油磺酸钡1份,凡士林1份，加热到120℃左右溶解并搅拌混合均匀即可。

2.5.3.2人造油污的涂覆

将制备好的试片，置于40±2℃烘箱中干燥30min后，冷却称重，准确至±0.2mg。将称重后的试片平放在干净的滤纸上。将人造油污均匀地涂覆在试片一面的规定部位，并将试片两侧和底边多余的油污用滤纸擦去。油污涂覆控制在0.1g左右(4)。

然后将涂好的试片放入40±2℃烘箱中干燥30min后取出，用滤纸擦去底边的油污，冷却称重(4)。

2.5.3.3去污率的测定

试液温度保持在65±2℃，将涂好的试片置于清洗液中浸泡3min，摆洗3min，取出试片在65±2℃的蒸馏水中摆洗0.5min，取下试片，放入40±2℃的恒温烘箱中干燥2h，冷却至室温，称重，计算去污率(4)。

2.5.3.4去污率的计算

按公式δM＝(M1－M2)/(M1－M0)×100％计算去污率(4)

式中δM—去污率，％；

M0—试片质量，g；

M1—试片涂覆油污后的质量，g；

M2—涂覆油污试片清洗后的质量，g

2.5.3.5高温稳定性试验

将5ml清洗剂放入洁净试管中，加塞后放入60±2℃恒温水浴中，水面高于试管液面20mm，6h后取出，待恢复至室温后，观察外观变化(4)。

2.5.3.6低温稳定性试验

另取试样5ml，放入洁净试管中，加塞后放入－18±3℃冰箱中，保持1h，取出，恢复至室温观察外观变化(4)。

2.5.3.7漂洗性能测试

将盛有试液的烧杯，放入65±2℃恒温水浴中，将准备好的试片浸入试液中5min。取出后，立即用滤纸吸去试片下端液体，放入40±2℃烘箱中干燥30min。取出试片在温度为65±2℃的蒸馏水中来回摆动10次，取出后，用热风吹干，检查试片外观(4)。

清洗机的泡沫性能、抗硬水性能、防锈性能、腐蚀性均按JB/T4323.2-1999水基金属清洗剂性能测试方法和标准测试。

结果与讨论

在经验、基本原理及国外原材料生产商提供的相关资料的基础上选定RSQ-106环保通用金属清洗剂配方的主要成分，固定组分的量。改变一种组分的量来考察各活性剂对配方性能的影响。筛选出合理的配方。

各种组分质量百分比用量对去污率的影响

脂肪醇聚氧乙烯醚226SA用量对清洗剂性能的影响

以异构十三醇聚氧乙烯醚1308 5％，乙二胺四乙酸四钠2％，水溶性苯丙三氮唑0.1％，NEUF815铝缓蚀剂0.3％，三乙醇胺1％为固定参数；以脂肪醇聚氧乙烯醚(非/阳离子复配物)226SA为变量对清洗剂性能进行分析。其变化趋势见表1.

表1 226SA对清洗剂性能的影响

由表1可看出，随着脂肪醇聚氧乙烯醚226SA用量增加，去污率呈增长趋势，但用量增加到7％-9％时，去污率变化不大；漂洗后均无残留；综合成本考虑：当脂肪醇聚氧乙烯醚226SA用量为7％时，去污率99.5％，漂洗后无残留和污痕；防锈性、腐蚀性、泡沫性能、抗硬水性能优良；因此，确定脂肪醇聚氧乙烯醚226SA用量为7％。

3.2.2异构十三醇聚氧乙烯醚1308用量对清洗剂性能的影响

以脂肪醇聚氧乙烯醚226SA 7％，乙二胺四乙酸四钠2％，水溶性苯丙三氮唑0.1％，NEUF815铝缓蚀剂0.3％，三乙醇胺1％为固定参数；以异构十三醇聚氧乙烯醚1308为变量对清洗剂性能进行分析。其变化趋势见表2

表2异构十三醇聚氧乙烯醚1308对清洗剂性能的影响

由表2可看出，随着异构十三醇聚氧乙烯醚1308用量增加，去污率呈增长趋势，但用量增加到5％-7％时，去污率变化不大；漂洗后均无残留；渗透性、润湿性、对粉尘沉降性能最佳。综合成本考虑：当异构十三醇聚氧乙烯醚1308用量为5％时，去污率98.5％，漂洗后无残留和污痕；渗透性、抗污迹沉积能力最佳；防锈性、耐腐蚀性、泡沫性能、硬水稳定性等性能优异。因此，确定异构十三醇聚氧乙烯醚1308用量为5％。

通过以上单因素试验，确定RSQ-106环保通用金属清洗剂的最佳配方见表3，并对其各项性能进行测试，清洗剂去污率为99.5％，腐蚀合格，防锈性好，高、低温性能稳定，抗硬水性能优良。pH值为7-8

表3 RSQ-106环保通用清洗剂配方

序号	原料名称	加入(w％)
			1	脂肪醇聚氧乙烯醚(非/阳离子复配物)226SA	7.0
2	异构十三醇聚氧乙烯醚1308	5.0
			3	乙二胺四乙酸四钠	2.0
4	水溶性苯丙三氮唑	0.1
			5	硅氧烷酮铝缓蚀剂NEUF815	0.3
6	三乙醇胺	1.0

3.2.3生产应用中的性能评测

将RSQ-106环保通用金属清洗剂送至中国兵器工业部北方集团某汽车配件公司、某轨道集团轨道车辆维修公司进行规模化实际应用试验。

3.2.3.1中温高压喷淋清洗齿轮

齿轮附着油污主要是淬火油、切削液、防锈油。

齿轮及配件清洗工艺

工件通过流水线至喷淋室，喷淋清洗2.5min，传送至漂洗室漂洗2min，输出工件，压缩空气吹干至下工序。

喷淋压力：0.4-0.6MPa，清洗液循环式喷淋。清洗温度50-70℃，使用浓度:3％；漂洗温度：40-50℃，清洗与漂洗均使用自来水(水硬度186mg/L)

RSQ-106环保通用金属清洗剂对淬火油、切削液、防锈油以及淬火油垢、粉末均匀很好的清洗效果。经生产现场检验：工件表面残留量最高值为0.15mg/L，远小于生产标准的1.0mg。

使用周期内清洗泡沫高度为5ml。

防锈检测：清洗后工件最长存放7天。第8天目测工件表面保持光亮，显微镜观察工件表面，未发现锈蚀。

3.2.3.2轨道车辆外车厢及连接件、引电弓配件常温清洗

轨道车辆车厢外部、主要污染物为粉尘、油污，连接件、引电弓污垢成分为粉末、润滑油脂。

1、轨道车辆车厢外表清洗工艺

通过专用车辆清洗机对车厢外部进行喷射清洗。

喷淋压力：0.6-0.8Mpa，清洗温度：常温，使用浓度：2-3％，清洗溶液pH值:6.5-7.5.清洗用水为自来水(水硬度186mg/L)

RSQ-106环保通用金属清洗剂能快速去除车厢外表的粉尘和油污，泡沫小易漂洗，无异味，清洗表面光亮洁净；对漆膜无腐蚀，对人体无害。

车辆连接件、引电弓配件清洗工艺

车辆连接件、引电弓配件由于油污重，一般采用常温浸泡，手工擦洗的方式清洗。

清洗温度：常温，使用浓度:10％,清洗溶液pH值：7-8，浸泡时间：30min

RSQ-106环保通用金属清洗剂能去除连接部件的顽固油垢和润滑油脂，以及电极部件上的电弧痕迹；手感温和不刺激，易漂洗、对铜电极和铝零件不腐蚀。

3.2.3.3轨道车辆车厢内饰清洗

车辆车厢内饰主要污染物为人汗、粉尘、油污等

轨道车辆车厢内饰清洗工艺

用喷壶把清洗液喷在污迹处，然后用无纺布或毛巾擦干。

清洗温度:常温，使用浓度2-3％，清洗溶液pH值：6-7

RSQ-106环保通用金属清洗剂能去除车厢内饰上的污迹，清洗后无痕迹，光亮洁净，对内饰皮草无腐蚀，手感温和无刺激，无异味。

结论

RSQ-106环保通用金属清洗剂去污能力强，去污率为99.5％，适用于多种金属材料清洗，对铸铁和钢铁部件有良好的防锈性，对铜、铝无腐蚀；

RSQ-106环保通用金属清洗剂通用性好，既能在工业生产中使用，也可用于日用清洗。

RSQ-106环保通用金属清洗剂适用于多种油污清洗，清洗范围广；

RSQ-106环保通用金属清洗剂pH值接近中性(7-8)，对人体无害，对环境友好。

RSQ-106环保通用金属清洗剂使用比例低(2-5％)，能为用户节约成本，创造更好的经济效益。

RSQ-106环保通用金属清洗剂已通过ROSH检测，符合环保要求；并经过用户长期使用，具有良好的工业实用价值。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种环保型通用金属清洗剂，其特征在于：按重量百分比，包括如下成份：226SA 5-9％、异构十三醇醚1308 3-7％、Na4EDTA 2％、水溶性苯丙三氮唑0.1％、NEUF815 0.3％、三乙醇胺1％、剩余的为去离子水。

2.如权利要求1所述的一种环保型通用金属清洗剂，其特征在于，按重量百分比，包括如下成份：226SA 5％、异构十三醇醚1308 3％、Na4EDTA 2％、水溶性苯丙三氮唑0.1％、NEUF815 0.3％、三乙醇胺1％、去离子水88.6％。

3.如权利要求1所述的一种环保型通用金属清洗剂，其特征在于，按重量百分比，包括如下成份：226SA 7％、异构十三醇醚1308 5％、Na4EDTA 2％、水溶性苯丙三氮唑0.1％、NEUF815 0.3％、三乙醇胺1％、去离子水84.6％。

4.如权利要求1所述的一种环保型通用金属清洗剂，其特征在于，按重量百分比，包括如下成份：226SA 9％、异构十三醇醚1308 7％、Na4EDTA 2％、水溶性苯丙三氮唑0.1％、NEUF815 0.3％、三乙醇胺1％、去离子水80.6％。

5.如权利要求1-4中任一项所述的环保型通用金属清洗剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)按重要百分比准备上述原料；

(2)先将金属盐Na4EDTA用热水溶解后加入200ml烧杯中；

(3)搅拌加入表面活性剂226SA、异构十三醇醚1308、水溶性苯丙三氮唑、NEUF815、三乙醇胺，补加去离子水至100％，溶解至无色透明状；

(4)搅拌混匀即可。