CN113957424A - 一种钝化清洗剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钝化清洗剂及其制备方法和应用，所述钝化清洗剂按照重量份数包括如下组分：复合钝化剂20‑30份，复合陶化剂20‑30份，单萜化合物10‑20份和助剂0.5‑12.5份。本发明所述钝化清洗剂酸碱度适中，能同时对压铸含硅镁合金材料进行钝化和清洗，不会造成金属表面腐蚀变色，且原料环保，成本低廉。

Description

一种钝化清洗剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及钝化清洗技术领域，尤其涉及一种钝化清洗剂及其制备方法和应用。
背景技术
随着电子产品的不断升级，对外壳和骨架材料的要求更为复杂，这类特殊材料的预处理过程越来越复杂，每道加工工序都需要定制的产品来满足质量的要求。
CN104233355A公开了一种金属材料防锈清洗剂，包括下列重量份数的物质：聚甲基丙烯酸酯35-40份，辛酸亚锡9-10份，环己酮11-17份，三乙胺15-22份，丙烯酸6-8份，顺丁烯二酸二乙酯22-34份，蒙脱土5-9份，聚异丁烯基丁二酰亚胺26-41份，硅油5.6-10.4份，过氧化苯甲酰25-30份，环烷酸钴19-30份。本发明泡沫低，清洗后暴露在空气中，能保持不生锈，对铁材、铜材、铝材、复合金属材料都有效，成本相对较低。
CN105063636A公开了一种手机铝合金外壳超声清洗剂及其配制方法，其公开的原料按重量百分比包括以下组分：11～21％清洗助剂、2～5％仲醇聚氧乙烯醚、2～5％AEO-7、6～10％仲烷基磺酸钠、5～8％乙氧基化脂肪酸甲酯磺酸钠、2～5％缓蚀剂、5～10％渗透剂JFC以及余量水。一方面在其原料配方中加入清洗助剂，利用清洗助剂对酸碱性的缓冲作用，这样不致因碱量的增减使pH值发生大幅度的变化，而且能够软化水；它与仲醇聚氧乙烯醚、AEO-7、仲烷基磺酸钠等表面活性剂并用，比单一用表面活性剂去污力大，使污垢被分散、乳化、胶溶到水中；另一方面仲醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸钠与乙氧基化脂肪酸甲酯磺酸钠三者复配协同作用好，而且去污能力强，在强碱、高温条件下具有极强渗透力、乳化、脱油功能。
传统的金属表面清洗剂和钝化剂只能满足一个需求，工件的处理工序越复杂，过程产生的成本和污染物排放就越多，不利于降本增效和对环境的保护。
综上所述，开发一种能同时对镁材料进行清洗和钝化的材料且环保低廉的钝化清洗剂至关重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钝化清洗剂及其制备方法和应用，所述钝化清洗剂能同时对镁材料进行清洗和钝化，且环保低廉。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种钝化清洗剂，所述钝化清洗剂按照重量份数包括如下组分：
Figure BDA0003307951540000021
本发明所述钝化清洗剂将复合钝化剂和复合陶化剂在特定比例下复配使用，二者协同作用，再引入单萜化合物，形成的钝化清洗剂能同时对镁材料进行清洗和钝化，且环保低廉。
所述复合钝化剂的重量份数为20-30份，例如22份、24份、26份、28份等。
所述复合陶化剂的重量份数为20-30份，例如22份、24份、26份、28份等。
所述单萜化合物的重量份数为10-20份，例如12份、14份、16份、18份等。
所述助剂的重量份数为0.5-12.5份，例如1.0份、2.0份、4.0份、6.0份、8.0份、10.0份等。
优选地，所述复合钝化剂包括A组分和B组分；
所述A组分包括C10-C30烷酸中的任意一种或至少两种的组合；
所述B组分包括烷醇胺类化合物。
本发明所述“C10-C30”指的是主链碳原子个数，例如C12、C14、C16、C18、C20、C22、C24、C26、C28等。
优选地，所述A组分与B组分的质量比为(0.2-2):1，其中，0.2-2可以为0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8等。
本发明所述A组分与B组分的质量比在此范围的原因是根据A与B的质量比调整金属表面钝化效果和pH值。
优选地，所述A组分包括十二烷酸(月桂酸)、十四烷酸(肉豆蔻酸)、十六烷酸(棕榈酸)、十八烷酸(硬脂酸)或二十四烷酸中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：十二烷酸和十四烷酸的组合，十六烷酸、十八烷酸和二十四烷酸的组合，十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸和十八烷酸的组合等。
优选地，所述B组分包括一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺或3-丙醇胺中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：一异丙醇胺和二异丙醇胺的组合，二异丙醇胺、三异丙醇胺和3-丙醇胺的组合，一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺和3-丙醇胺的组合等。
优选地，所述复合陶化剂包括C组分和D组分；
所述C组分包括去离子水、氟化锆、氟钛酸、氟锆酸或酒石酸中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：去离子水和氟化锆的组合，氟化锆、氟钛酸和氟锆酸的组合，氟化锆、氟钛酸、氟锆酸和酒石酸的组合等；
所述D组分包括一钼酸盐(M·MoO3)、二钼酸盐(M·2MoO3)、仲钼酸盐(3M·7MoO3)、四钼酸盐(M·4MoO3)、五钼酸盐(M·5MoO3)或八钼酸盐(M·8MoO3)中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：一钼酸盐和二钼酸盐的组合，仲钼酸盐和四钼酸盐的组合，四钼酸盐、五钼酸盐和八钼酸盐的组合等。
所述D组分中，M选自铵、钠、钾、镁或铊元素。
优选地，所述C组分与D组分的质量比为(1-10):1，其中，1-10可以为2、4、6、8等。
本发明所述C组分与D组分的质量比在此范围的原因是根据C与D的质量比调整金属表面陶化层的厚度和防护效果。
优选地，所述单萜化合物包括苎烯、苧烯、α-柠檬醛、β-柠檬醛、香叶醇、橙花醇或薄荷醇中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：苎烯和苧烯的组合，α-柠檬醛、β-柠檬醛和香叶醇的组合，α-柠檬醛、β-柠檬醛、香叶醇、橙花醇和薄荷醇的组合等。
优选地，所述助剂包括封闭剂、螯合剂、渗透剂或除臭剂中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：封闭剂和螯合剂的组合，螯合剂、渗透剂和除臭剂的组合，封闭剂、螯合剂、渗透剂和除臭剂的组合等。
优选地，所述封闭剂的重量份数为5-10份，例如6份、7份、8份、9份等。
优选地，所述螯合剂的重量份数为0.5-1份，例如0.6份、0.7份、0.8份、0.9份等。
优选地，所述渗透剂的重量份数为0.5-1份，例如0.6份、0.7份、0.8份、0.9份等。
优选地，所述除臭剂的重量份数为0.1-0.5份，例如0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份等。
优选地，所述封闭剂包括月桂山梨坦(司盘20)、棕榈山梨坦(司盘40)、硬脂山梨坦(司盘60)、聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯(吐温20)、聚氧乙烯脱水山梨醇单棕榈酸酯(吐温40)或聚氧乙烯脱水山梨醇单硬脂酸酯(吐温60)中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：司盘20和司盘40的组合，司盘60、吐温20和吐温60的组合，吐温20、吐温40和吐温60的组合等。
优选地，所述螯合剂包括乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠、偏硅酸钠、酒石酸钠或葡萄糖酸钠中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：乙二胺四乙酸四钠和乙二胺四乙酸二钠的组合，柠檬酸钠、偏硅酸钠和酒石酸钠的组合，乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠、偏硅酸钠、酒石酸钠和葡萄糖酸钠的组合等。
优选地，所述渗透剂包括硫酸化蓖麻油、α-烯基磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠或烷基苯磺酸钠中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：硫酸化蓖麻油和α-烯基磺酸钠的组合，琥珀酸烷基酯磺酸钠和烷基苯磺酸钠的组合，硫酸化蓖麻油、α-烯基磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠和烷基苯磺酸钠的组合等。
优选地，所述除臭剂包括1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢-三嗪、均三嗪、异噻唑啉酮中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢-三嗪和均三嗪的组合，均三嗪和异噻唑啉酮的组合，1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢-三嗪、均三嗪和异噻唑啉酮的组合等。
第二方面，本发明提供一种权利要求第一方面所述的钝化清洗剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将配方量的复合钝化剂、复合陶化剂、单萜化合物和助剂混合，得到所述钝化清洗剂。
优选地，所述制备方法具体包括如下步骤：
步骤1、将A组分和B组分混合，得到所述复合钝化剂；
步骤2、将C组分和D组分混合，得到所述复合陶化剂；
步骤3、将复合钝化剂和复合陶化剂第一次混合后，再与单萜化合物和封闭剂第二次混合，最后与螯合剂、渗透剂和除臭剂第三次混合，得到所述钝化清洗剂。
优选地，所述第一次混合的温度为30-50℃，例如35℃、40℃、45℃等。
优选地，所述第一次混合的转速为40-80转/min，例如50转/min、60转/min、70转/min等。
优选地，所述第一次混合的时间为0.5-1.5h，例如0.6h、0.8h、1.0h、1.2h、1.4h等。
优选地，所述第二次混合的温度为50-70℃，例如55℃、60℃、65℃等。
优选地，所述第二次混合的转速为40-80转/min，例如50转/min、60转/min、70转/min等。
优选地，所述第二次混合的时间为0.5-1.5h，例如0.6h、0.8h、1.0h、1.2h、1.4h等。
优选地，所述第三次混合的温度为50-70℃，例如55℃、60℃、65℃等。
优选地，所述第三次混合的转速为40-80转/min，例如50转/min、60转/min、70转/min等。
优选地，所述第三次混合的时间为0.5-1.5h，例如0.6h、0.8h、1.0h、1.2h、1.4h等。
第三方面，本发明提供一种第一方面所述的钝化清洗剂，或，第二方面所述方法制备的钝化清洗剂在镁材料钝化和清洗中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明所述钝化清洗剂酸碱度在7.66-8.75之间，耐盐雾时间在24h以上，清洗时间在15min以内，能同时对压铸含硅镁合金材料进行钝化和清洗，不会造成金属表面腐蚀变色，且原料环保，成本低廉。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1-3
实施例1-3所述钝化清洗剂的组分及重量份数如表1所示：
表1
Figure BDA0003307951540000071
Figure BDA0003307951540000081
Figure BDA0003307951540000091
实施例1所述钝化清洗剂的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将A组分和B组分混合，得到所述复合钝化剂；
步骤2、将C组分和D组分混合，得到所述复合陶化剂；
步骤3、将复合钝化剂和复合陶化剂在40℃下以60转/min的转速第一次混合后1h，再与单萜化合物和封闭剂在60℃下以60转/min的转速第二次混合后1h，最后与螯合剂、渗透剂和除臭剂在60℃下以60转/min的转速第三次混合后1h，得到所述钝化清洗剂。
实施例2所述钝化清洗剂的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将A组分和B组分混合，得到所述复合钝化剂；
步骤2、将C组分和D组分混合，得到所述复合陶化剂；
步骤3、将复合钝化剂和复合陶化剂在30℃下以40转/min的转速第一次混合后1.5h，再与单萜化合物和封闭剂在50℃下以80转/min的转速第二次混合后0.5h，最后与螯合剂、渗透剂和除臭剂在70℃下以40转/min的转速第三次混合后0.5h，得到所述钝化清洗剂。
实施例3所述钝化清洗剂的制备方法包括如下步骤：
步骤1、将A组分和B组分混合，得到所述复合钝化剂；
步骤2、将C组分和D组分混合，得到所述复合陶化剂；
步骤3、将复合钝化剂和复合陶化剂在50℃下以80转/min的转速第一次混合后0.5h，再与单萜化合物和封闭剂在70℃下以40转/min的转速第二次混合后1.5h，最后与螯合剂、渗透剂和除臭剂在50℃下以80转/min的转速第三次混合后1.5h，得到所述钝化清洗剂。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于所述复合钝化剂的重量份数为20份(A组分与B组份的比例不变)，复合陶化剂的重量份数为30份(C组分与D组份的比例不变)，其余均与实施例1相同。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于所述复合钝化剂的总量份数为30份(A组分与B组份的比例不变)，复合陶化剂的重量份数为20份(C组分与D组份的比例不变)，其余均与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于将所述复合钝化剂替换为等质量的单一的钝化剂(十二烷酸)，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于将所述复合陶化剂替换为等质量的单一陶化剂(氟钛酸)，其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于不包括单萜化合物，复合钝化剂中十二烷酸的重量份数为19.5份，一异丙醇胺的重量份数为13份，复合陶化剂中氟钛酸的重量份数为19.5份，仲钼酸盐的重量份数为13份，其余均与实施例1相同。
对比例4
本对比例与实施例1的区别在于所述复合钝化剂的重量份数为15份(A组分与B组份的比例不变)，复合陶化剂的重量份数为35份(C组分与D组份的比例不变)，其余均与实施例1相同。
对比例5
本对比例与实施例1的区别在于所述复合钝化剂的重量份数为35份(A组分与B组份的比例不变)，复合陶化剂的重量份数为15份(C组分与D组份的比例不变)，其余均与实施例1相同。
性能测试
将实施例1-5和对比例1-5所述钝化清洗剂对相同的压铸含硅镁合金材料进行钝化和清洗：
(1)钝化清洗剂的酸碱度：使用pH计，对各实施例和对比例原液进行测试，记录pH值。pH值过高或者过低，都容易造成金属表面的腐蚀。
(2)钝化性能：将各实施例和对比例稀释10倍后，将压铸含硅镁合金样件放入稀释液中静置10分钟，取出样件烘干后，放入中性盐雾试验机中，观察到样件开始变色腐蚀后，记录相应的耐盐雾时间。耐盐雾时间越长，说明钝化性能越好。
(3)清洗性能：将各实施例和对比例稀释10倍后，将压铸含硅镁合金样件放入同一油污溶液中，静置5分钟，取出后直接放入稀释液中超声波清洗，观察样件全部清洗干净后，记录相应的的超声波清洗时间。清洗时间越短，说明清洗性能越好。
测试结果汇总于表2中。
表2
Figure BDA0003307951540000111
Figure BDA0003307951540000121
分析表2数据可知，各实施例中，本发明所述钝化清洗剂酸碱度在7.66-8.75之间，耐盐雾时间在24h以上，清洗时间在15min以内，能同时对压铸含硅镁合金材料进行钝化和清洗，不会造成金属表面腐蚀变色，且原料环保，成本低廉。
分析对比例1与实施例1可知，对比例1性能不如实施例1，证明本发明采用复合钝化剂形成的钝化清洗剂性能更佳。
分析对比例2与实施例1可知，对比例2性能不如实施例1，证明本发明采用复合陶化剂形成的钝化清洗剂性能更佳。
分析对比例3与实施例1可知，对比例3性能不如实施例1，证明本发明采用单萜化合物形成的钝化清洗剂性能更佳。
分析对比例4-5与实施例4-5可知，对比例4-5性能不如实施例4-5，证明复合钝化剂和复合陶化剂在一定比例下协同配合形成的钝化清洗剂性能更佳。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种钝化清洗剂，其特征在于，所述钝化清洗剂按照重量份数包括如下组分：
Figure FDA0003307951530000011
2.根据权利要求1所述的钝化清洗剂，其特征在于，所述复合钝化剂包括A组分和B组分；
所述A组分包括C10-C30烷酸中的任意一种或至少两种的组合；
所述B组分包括烷醇胺类化合物；
优选地，所述A组分与B组分的质量比为(0.2-2):1；
优选地，所述A组分包括十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸或二十四烷酸中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述B组分包括一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺或3-丙醇胺中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的钝化清洗剂，其特征在于，所述复合陶化剂包括C组分和D组分；
所述C组分包括去离子水、氟化锆、氟钛酸、氟锆酸或酒石酸中的任意一种或至少两种的组合；
所述D组分包括一钼酸盐、二钼酸盐、仲钼酸盐、四钼酸盐、五钼酸盐或八钼酸盐中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述C组分与D组分的质量比为(1-10):1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的钝化清洗剂，其特征在于，所述单萜化合物包括苎烯、苧烯、α-柠檬醛、β-柠檬醛、香叶醇、橙花醇或薄荷醇中的任意一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1-4任一项所述的钝化清洗剂，其特征在于，所述助剂包括封闭剂、螯合剂、渗透剂或除臭剂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述封闭剂的重量份数为5-10份；
优选地，所述螯合剂的重量份数为0.5-1份；
优选地，所述渗透剂的重量份数为0.5-1份；
优选地，所述除臭剂的重量份数为0.1-0.5份。
6.根据权利要求5所述的钝化清洗剂，其特征在于，所述封闭剂包括月桂山梨坦、棕榈山梨坦、硬脂山梨坦、聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单棕榈酸酯或聚氧乙烯脱水山梨醇单硬脂酸酯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述螯合剂包括乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠、偏硅酸钠、酒石酸钠或葡萄糖酸钠中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述渗透剂包括硫酸化蓖麻油、α-烯基磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠或烷基苯磺酸钠中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述除臭剂包括1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢-三嗪、均三嗪、异噻唑啉酮中的任意一种或至少两种的组合。
7.一种权利要求1-6任一项所述的钝化清洗剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
将配方量的复合钝化剂、复合陶化剂、单萜化合物和助剂混合，得到所述钝化清洗剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
步骤1、将A组分和B组分混合，得到所述复合钝化剂；
步骤2、将C组分和D组分混合，得到所述复合陶化剂；
步骤3、将复合钝化剂和复合陶化剂第一次混合后，再与单萜化合物和封闭剂第二次混合，最后与螯合剂、渗透剂和除臭剂第三次混合，得到所述钝化清洗剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一次混合的温度为30-50℃；
优选地，所述第一次混合的转速为40-80转/min；
优选地，所述第一次混合的时间为0.5-1.5h；
优选地，所述第二次混合的温度为50-70℃；
优选地，所述第二次混合的转速为40-80转/min；
优选地，所述第二次混合的时间为0.5-1.5h；
优选地，所述第三次混合的温度为50-70℃；
优选地，所述第三次混合的转速为40-80转/min；
优选地，所述第三次混合的时间为0.5-1.5h。
10.一种权利要求1-6任一项所述的钝化清洗剂，或，权利要求7-9任一项所述方法制备的钝化清洗剂在镁材料钝化和清洗中的应用。
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