CN115058716A - 一种中性水基金属清洗液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中性水基金属清洗液，由如下重量百分比的组分组成：有机胺6％～8％、缓蚀剂4％～5％、表面活性剂8％～10％、络合剂1％～2％、分散剂5％～6％、消泡剂0.1％～0.3％以及余量为水；其中，有机胺为环己基二乙醇胺、N‑十二烷基‑1,3‑丙二胺或2‑丁胺乙醇中至少两种的组合。本发明中性水基金属清洗液用于金属零件涂覆防锈油前的清洗，其对金属工件表面有机污物及水性污物均具有较强的清洗能力，且具备工序间短期防锈的防锈能力；同时中性的清洗液体系不易与防锈油添加剂发生反应，且清洗液残留可与防锈油兼容，因此本发明水基金属清洗液能够实现在保证防锈油防锈效果的前提下与防锈油配套使用，其与防锈油配套使用时不会导致防锈油的失效。

Description

一种中性水基金属清洗液

技术领域

本发明涉及一种中性水基金属清洗液。

背景技术

在金属加工行业，加工完成的零件如需要中长期防锈，通常会采用防锈油涂覆封存。在涂覆防锈油前需对金属零件进行清洗，清洗对象主要包括金属工件表面的金属碎屑、铁粉、切削液和切削油等，这些极性和非极性污物如果不能有效清洗去除，会直接影响到防锈油在金属工件表面的涂覆，导致防锈期大大缩短。因此对金属工件进行涂油前的有效清洗，不仅可以提高产品表面质量，还可以大大延长产品涂防锈油后的防锈周期。

目前常用的清洗剂类型有：(1)溶剂型清洗剂，常见的有石油烃类如汽油、柴油、正构烷烃、异构烷烃、脱芳烃和氯代烃溶剂型清洗剂，该类清洗剂常温下对各种油脂类污物(非极性污物)有很强的清洗能力，但对切削液等极性污物的清洗能力弱，残留的水性污物带入后道防锈油喷涂工序，会影响后道防锈油的涂覆从而降低金属工件的防锈周期。此外，汽油和柴油等溶剂型清洗剂由于闪点低，还存在使用安全性较差的问题。

(2)碱性水基金属清洗剂，一般由氢氧化钠、碳酸钠、三聚磷酸钠、乙二胺四乙酸二钠、偏硅酸钠、醇胺、有机酸和表面活性剂等组成，碱性水基金属清洗剂对有机污物及水性污物(切削液)均具有较强的清洗能力，且具备工序间短期防锈的防锈能力。但此类清洗剂应用于涂油前清洗工艺时，对后续防锈油的防锈周期有很大影响，原因为：一方面，清洗液残留在金属零件表面，烘干后形成的无机盐残留及有机硅消泡剂产生的硅斑残留都会影响防锈油添加剂在工件表面的吸附，使得油膜吸附不均匀，抗大气腐蚀性变差，导致防锈周期大打折扣；另一方面，防锈油添加剂中的有机酸衍生物，酸值较高，清洗液中的高碱值醇胺及氢氧化钠、碳酸钠等碱性物质进入防锈油后，会与防锈油添加剂发生一定程度的反应，严重情况下还会形成凝胶沉淀，从而导致防锈油效果快速下降。此外，碱性强的水基清洗剂在加热和喷淋使用时容易产生刺激性气味，挥发性气体会对人体产生刺激和不适应。

发明内容

发明目的：针对现有技术中水基金属清洗剂与防锈油配套使用时易导致防锈油失效的问题，本发明提供一种在金属工件涂覆防锈油前使用的中性水基金属清洗液。

技术方案：本发明所述的中性水基金属清洗液，由如下重量百分比的组分组成：有机胺6％～8％、缓蚀剂4％～5％、表面活性剂8％～10％、络合剂1％～2％、分散剂5％～6％、消泡剂0.1％～0.3％以及余量为水；其中，有机胺为环己基二乙醇胺、N-十二烷基-1,3-丙二胺或2-丁胺乙醇中至少两种的组合。

其中，所述中性水基金属清洗液的pH值为7.5～8.5。

其中，所述缓蚀剂为正辛酸、异辛酸、异壬酸、新癸酸或苯并三氮唑中的一种或多种的组合。本发明采用环己基二乙醇胺、N-十二烷基-1,3-丙二胺和2-丁胺乙醇搭配有机酸缓蚀剂，两者能够生成有机酸的醇胺盐，使清洗后的工件具备工序间短期防锈的防锈能力，即能够用于金属工件清洗烘干后流转过程的防锈，另外环己基二乙醇胺、N-十二烷基-1,3-丙二胺和2-丁胺乙醇油溶性好，碱性弱，能够使清洗液呈中性偏弱碱性，一方面能够实现清洗液不与防锈油添加剂发生反应，另一方面还能延长清洗液体系的使用寿命，防止滋生细菌。

其中，所述表面活性剂为聚乙二醇油酸酯、异构十三醇聚氧乙烯醚和异构十醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中至少两种的组合。在本发明清洗液体系中，聚乙二醇油酸酯、异构十三醇聚氧乙烯醚和异构十醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚均具有良好的油溶性，同时对金属工件表面非极性油污具有良好的去除能力。

其中，所述络合剂为丙烯酸马来酸共聚物、丙烯酸苯乙烯共聚物或磺化苯乙烯聚合物中的一种或多种的组合。

其中，所述分散剂为二乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、异己二醇、二丙二醇丁醚或二乙二醇单己醚中的一种或多种的组合。在本发明清洗液体系中，络合剂使用有机聚合物丙烯酸马来酸共聚物、丙烯酸苯乙烯共聚物或磺化苯乙烯聚合物，其具有良好的油溶性，同时对金属工件表面金属碎屑、铁粉颗粒物具有良好的螯合性，协同分散剂二乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、异己二醇、二丙二醇丁醚或二乙二醇单己醚将颗粒物分散在清洗液体系中，能够有效防止颗粒物再次形成沉淀附着在金属工件表面。

其中，所述消泡剂为环氧乙烷环氧丙烷的嵌段聚醚。

上述中性水基金属清洗液的制备方法，具体为：常温搅拌状态下，将配方量的有机胺和缓蚀剂加入到纯水中，搅拌均匀，得一次预混溶液；待一次预混溶液冷却至10～40℃时(一次预混溶液是有机胺和缓蚀剂混合，酸碱反应会放热造成预混溶液升温，因此需要冷却至10-40℃)，将配方量的络合剂加入到一次预混溶液中，搅拌均匀，得二次预混溶液；将配方量的表面活性剂和分散剂加入到二次预混溶液中，搅拌均匀，得三次预混溶液；最后将配方量的消泡剂加入到三次预混溶液中，搅拌均匀，得到中性水基金属清洗液。

有益效果：本发明中性水基金属清洗液用于金属零件涂覆防锈油前的清洗，其对金属工件表面有机污物及水性污物均具有较强的清洗能力，且具备工序间短期防锈的防锈能力；同时中性的清洗液体系不易与防锈油添加剂发生反应，且清洗液残留(清洗液残留为清洗烘干后吸附在工件表面的物质)可与防锈油兼容，即清洗液残留均为油溶性物质，能够溶解在防锈油体系中，由于防锈油添加剂的附着力强于清洗液残留在工件表面的物质，因此防锈油添加剂会将其置换出来吸附在工件表面，本发明水基金属清洗液能够实现在保证防锈油效果的前提下与防锈油配套使用，其与防锈油配套使用时不会导致防锈油的失效。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明技术方案作进一步阐述。

实施例1

本发明中性水基金属清洗液，由如下质量百分比的组分组成：环己基二乙醇胺6％、N-十二烷基-1,3-丙二胺2％、异壬酸2％、新癸酸2％、苯并三氮唑0.5％、异构十三醇聚氧乙烯醚5％、异构十醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚3％、二乙二醇甲醚4％、二丙二醇丁醚2％、丙烯酸苯乙烯共聚物2％、环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚0.3％以及纯水余量。

实施例2

本发明中性水基金属清洗液，由如下质量百分比的组分组成：环己基二乙醇胺6％、2-丁胺乙醇2％、正辛酸2％、新癸酸2％、苯并三氮唑0.5％、聚乙二醇油酸酯5％、异构十醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚3％、异己二醇4％、二丙二醇丁醚2％、磺化苯乙烯聚合物2％、环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚0.3％以及纯水余量。

实施例3

本发明中性水基金属清洗液，由如下质量百分比的组分组成：环己基二乙醇胺4％、N-十二烷基-1,3-丙二胺2％、异辛酸2％、新癸酸2％、苯并三氮唑1％、聚乙二醇油酸酯6％、异构十三醇聚氧乙烯醚4％、乙二醇丁醚3％、二丙二醇丁醚2％、丙烯酸马来酸共聚物1％、环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚0.1％以及纯水余量。

实施例1～3的中性水基金属清洗液的制备方法，具体为：常温搅拌状态下，将配方量的有机胺和缓蚀剂加入到纯水中，搅拌均匀，得一次预混溶液；待一次预混溶液冷却至10～40℃时，将配方量的络合剂加入到一次预混溶液中，搅拌均匀，得二次预混溶液；将配方量的表面活性剂和分散剂加入到二次预混溶液中，搅拌均匀，得三次预混溶液；最后将配方量的消泡剂加入到三次预混溶液中，搅拌均匀，得到中性水基金属清洗液。

对比例1

一种中性水基金属清洗剂，由如下质量百分比的组分组成：单乙醇胺1％、三乙醇胺7％、正辛酸2％、新癸酸2％、苯并三氮唑0.5％、聚乙二醇油酸酯5％、异构十醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚3％、异己二醇4％、二乙二醇单己醚2％、磺化苯乙烯聚合物2％、环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚0.3％以及纯水余量。

对比例2

一种中性水基金属清洗剂，由如下质量百分比的组分组成：环己基二乙醇胺6％、N-十二烷基-1,3-丙二胺2％、正辛酸2％、新癸酸2％、苯并三氮唑0.5％、椰油胺聚氧乙烯醚5％、十二烷基苯磺酸钠3％、异己二醇4％、二乙二醇单己醚2％、磺化苯乙烯聚合物2％、环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚0.3％以及纯水余量。

对比例3

一种水基金属清洗剂，由如下质量百分比的组分组成：环己基二乙醇胺7％、2-丁胺乙醇5％、正辛酸2％、新癸酸2％、苯并三氮唑0.5％、聚乙二醇油酸酯5％、异构十醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚3％、异己二醇4％、二乙二醇单己醚2％、磺化苯乙烯聚合物2％、环氧乙烷环氧丙烷嵌段聚醚0.3％以及纯水余量。

对比例1～3水基金属清洗剂的制备方法与实施例1～3中性水基金属清洗液的制备方法相同。

采用《JB/T 4323.2-1999水基金属清洗剂试验方法》验证实施例1～3和对比例1～3的清洗效果，每个样品用三个试片平行试验。

将45号钢试片按照SH/T0218标准打磨并清洗后分别用挂钩挂好，在天平上称重，准确到0.1mg，此重量以P1表示。

将称量过的试片浸入已预先加热到浸油温度的人工油污中5min以上，待试片与油温度相同后，用提升器提出试片，挂于试片架上沥干20min，刮去试片底部聚集的油滴，连同原挂钩一起称重，此重量以P2表示。P2-P1为试片的油污浸涂量。

将浸油并称重后的试片用原挂钩固定在摆洗器上，使试片表面垂直于摆动方向，分别浸入3个盛有500mL，50℃±2℃试液(试液为将清洗液与水按照体积比1：20混合得到)的摆洗槽内，立即记录时间，静浸3min，摆洗3min，提出试片，再在50℃±2℃的500mL蒸馏水中摆洗10次，取出试片立即在70℃±2℃的烘箱中烘干30～40min，取出冷却到室温后进行称重，此重量以P3表示。P2–P3为被清洗掉油污重量。洗油率h＝(P2–P3)/(P2-P1)。实验结果见表1。

表1实施例1～3和对比例1～3

通过表1可知，本发明实施例1～3的清洗液对油污有良好的清洗效果。

采用《SH/T 0081防锈油脂盐雾试验法》验证实施例1～3和对比例1～3对防锈油的防锈性能影响程度，每个样品用三个试片平行试验，防锈油为脱水型薄层防锈油。

将10号钢试片按照SH/T 0218标准打磨并清洗后，分别浸入实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3的工作液(工作液为将清洗液用纯水按照体积比清洗液：纯水＝1：20进行稀释后得到，工作液的温度50℃)中浸泡5min，取出后自然晾干，再按照SH/T 0218标准进行防锈油品的涂覆，并进行盐雾试验，锈蚀等级依照SH/T 0217进行评判，实验结果见表2。

表2实施例1～3和对比例1～3对防锈油防锈性能的影响

通过表2可知，经实施例1～3的中性水基金属清洗液处理后工件再用防锈油处理后的防锈性能明显优于对比例1～3与防锈油的配套效果；虽然对比例3组分未变更，但增加有机胺用量后使清洗液体系变为碱性，工件涂覆防锈油后的锈蚀程度较实施例1～3仍有一定程度的下降。本发明中性水基金属清洗液pH为7.5～8.5不易与防锈油中高酸值防锈添加剂发生反应，从而不影响防锈油寿命及防锈效果，同时本发明清洗液对切削液、切削油、超精油、金属碎屑等脏污均有良好的清洗去除效果，保证了后道防锈油的涂覆质量，体系中不含无机盐、不含有机硅消泡剂，避免了无机盐残留及硅斑对防锈油涂覆质量的影响，清洗液体系中的添加剂均与防锈油具有良好的兼容性，不影响防锈添加剂在金属表面的吸附，不影响防锈油的防锈效果，从而有效延长防锈周期。

Claims (7)

1.一种中性水基金属清洗液，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：有机胺6％～8％、缓蚀剂4％～5％、表面活性剂8％～10％、络合剂1％～2％、分散剂5％～6％、消泡剂0.1％～0.3％以及余量为水；其中，有机胺为环己基二乙醇胺、N-十二烷基-1,3-丙二胺或2-丁胺乙醇中至少两种的组合。

2.根据权利要求1所述的中性水基金属清洗液，其特征在于：所述中性水基金属清洗剂的pH值为7.5～8.5。

3.根据权利要求1所述的中性水基金属清洗液，其特征在于：所述缓蚀剂为正辛酸、异辛酸、异壬酸、新癸酸或苯并三氮唑中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的中性水基金属清洗液，其特征在于：所述表面活性剂为聚乙二醇油酸酯、异构十三醇聚氧乙烯醚和异构十醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚中至少两种的组合。

5.根据权利要求1所述的中性水基金属清洗液，其特征在于：所述络合剂为丙烯酸马来酸共聚物、丙烯酸苯乙烯共聚物或磺化苯乙烯聚合物中的一种或多种的组合。

6.根据权利要求1所述的中性水基金属清洗液，其特征在于：所述分散剂为二乙二醇甲醚、乙二醇丁醚、异己二醇、二丙二醇丁醚或二乙二醇单己醚中的一种或多种的组合。

7.根据权利要求1所述的中性水基金属清洗液，其特征在于：所述消泡剂为环氧乙烷环氧丙烷的嵌段聚醚。