CN115595598A - 新型的环保安全压铸铝水基清洗剂及其清洗工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型的环保安全压铸铝水基清洗剂及其清洗工艺，该清洗剂按重量百分比计所述新型的环保安全压铸铝水基清洗剂由以下组分组成：6～10％助洗剂、2～4％螯合分散剂、10～16％非离子表面活性剂、4～8％的阳非离子复合表面活性剂、0.5～3％有色金属保护剂、2～4％耦合增溶剂以及余量水。本发明清洗剂具有强效清洗作用，适用于清洗各种铝合金表面附着的切削液、冲压油、防锈油、手印、粉尘等污物，该清洗剂清洗能力强，易漂洗、洗净速度快、具有良好的缓蚀和清洗效果，特别适合超声波清洗各种压铸铝汽车配件；搭配新型的环保水性防锈剂后，可以用于清洗压铸铝轴孔上镶嵌有碳钢轴套的场合；另外，本发明清洗剂原料环保、安全，不会对环境造成污染。

Description

新型的环保安全压铸铝水基清洗剂及其清洗工艺

技术领域

本发明涉及工业清洗剂技术领域，具体为环保安全压铸铝水基清洗剂及其清洗工艺。

背景技术

铝合金是指以铝为基础材料的合金总称，主要合金元素有铜、硅、镁、锌、铁、锰等，铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中被大量应用，铝合金工件在经过切削、拉伸、冲压、轧制等加工后，铝合金表面常常会留有各种润滑油和污物，特别是压铸铝零件，由于表面疏松多孔，容易吸留各种油污，在机加工、热处理、储存及使用过程中，这些油污从细孔或缝隙中渗出，严重地影响了零件的清洁度和产品的外观。

铝合金清洗剂是指用于铝合金材料表面清洗各种加工油脂、手印、粉尘、霉斑等污物的清洗剂，在铝合金的水基清洗原料中一般情况下会涉及腐蚀性很强的硫酸、硝酸等强酸，或氢氧化钾、氢氧化钠等强碱，以及毒性很强的亚硝酸盐、氟化物，对环境有害的磷酸盐和壬基酚聚氧乙烯醚等，也有安全的烷基糖苷类、脂肪醇类表面活性剂，尤其对压铸铝合金汽车配件的洗净，要求清洗力强，清洗过后的压铸铝工件要保持本色、银白光亮，较长时间放置后工件表面不容易变黄、长霉，如果在清洗剂和清洗工艺的选择上控制不好，就出现表面有黄斑、水印、腐蚀等一系列的问题，会直接影响工件的质量和美观，造成大量不良品，特别是在清洗压铸铝轴孔上有碳钢轴套材质的汽车配件时，清洗剂的选择尤其重要，一旦选择失误将会造成工件轴孔大量生锈或者出现黄斑、整体氧化发黄，产品不良率上升，生产出货困难，如控制不好会给企业造成重大经济损失。

市场上的铝合金水基清洗剂质量参差不齐：有的含磷(如三聚磷酸钠)对环境不友好；有的毒性强(如氢氟酸)对人刺激性大、不安全；有的干燥后，零部件有明显的斑点残留；有的碱度太强，容易残留工件表面，需要采用大量水漂洗；有的零部件清洗后存放几天就氧化变色。

通常来说，行业内作为压铸铝清洗剂产品，一般采用价格低廉的碱剂、壬基酚聚氧乙烯醚、含磷助剂等组成的强碱性清洗剂或采用硝酸、硫酸、壬基酚聚氧乙烯醚，硫脲缓蚀剂等强酸性的清洗剂，这些清洗剂对环境不友好，对我们工人身体造成伤害。目前，压铸铝合金被广泛用于汽车、摩托车、家电和电信等行业，随着新能源汽车的进一步兴起，新能源汽车配件需求激增，相应的变速箱、转向机等壳体都要用到压铸铝，电动工具壳体、医疗器械也大量用到压铸铝合金，我们认为，市场上需要大量性能优异的压铸铝合金水基清洗剂，这款清洗剂一定要符合法规要求，清洗效果好，对环境友好，对人安全。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种新型的环保安全压铸铝水基清洗剂及其清洗工艺，该清洗剂清洗能力强，易漂洗、洗净速度快、清洗效果好，可以用于清洗各种铝及铝合金、碳钢、不锈钢等金属，具有良好的缓蚀和清洗效果；搭配新型的环保水性防锈剂后，可以用于清洗压铸铝轴孔上镶嵌有碳钢轴套的场合；另外，本发明清洗剂原料环保、安全，不会对环境造成污染。

为实现上述目的，本发明提供的一种新型的环保安全压铸铝水基清洗剂，按重量百分比计所述新型的环保安全压铸铝水基清洗剂由以下组分组成：

作为优选，所述助洗剂为碳酸钠、碳酸钾、五水偏硅酸钠、一乙醇胺、三乙醇胺的一种或几种。

作为优选，所述螯合分散剂为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、EDTA-2Na、EDTA-4Na、聚丙烯酸钠、GLDA中的一种或几种。

作为优选，所述非离子表面活性剂为烷氧基化润湿渗透剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。

作为优选，所述阳非离子表面活性剂复配物为：阿克苏Berol 226SA、赢创德固赛CQ AL-100的一种或几种。

作为优选，所述有色金属保护剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑及其衍生物、苯并咪唑、改进醚羧酸类有机化合物、改性磷酸酯、硅氧烷酮保护剂中的一种或几种。

作为优选，所述耦合增溶剂为：二甲基苯磺酸钠、异丙苯磺酸钠、两性表面活性增溶剂、烷基糖苷、琥珀酸盐增溶剂中的一种或几种。

本发明解决的另一技术问题是提供新型的环保安全压铸铝水基清洗剂的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)先将水、螯合分散剂和助洗剂依次加入搅拌釜中，常温搅拌10至20分钟至完全溶解；

(2)一边搅拌一边再将非离子表面活性剂和阳非离子表面活性剂复配物、有色金属保护剂、耦合增溶剂依次慢慢加入搅拌釜中，搅拌均匀，即制得成品。

本发明通过利用多种优质表面活性剂的复配，特别是加入阳非离子表面活性剂，使清洗剂能快速渗透到油污的内表面，使油污迅速乳化，脱离零件表面，具有清洗速度快、除重油污效果好、易漂洗的特点，由于加入有色金属保护剂，清洗剂不会对工件表面造成变色、腐蚀等破坏，在保证清洗效果的同时，对压铸铝合金有很好的保护作用；此外，本发明清洗剂的各组分均为可生物降解的原料，不会对环境造成污染。

概括来说，本发明的有益效果如下：

(1)除油速度快，除重油污效果好，易漂洗；

(2)清洗后的压铸铝合金工件更加银白、光亮；

(3)可以用于清洗压铸铝轴孔上镶嵌有碳钢轴套的场合；

(4)环保、安全、高效。

具体实施方式

以下将详细说明本发明实施例，然而，本发明实施例并不以此为限。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明为新型的环保安全压铸铝水基清洗剂，该清洗剂按重量百分比计由以下组分组成：6～10％助洗剂、2～4％螯合分散剂、10～16％非离子表面活性剂、4～8％的阳非离子复合表面活性剂、0.5～3％有色金属保护剂、2～4％耦合增溶剂以及余量水。

助洗剂具有多种功能，能够提高表面活性剂的清洗效果，具有一定的去垢、乳化、分散、润湿和PH值缓冲能力。五水偏硅酸钠具有优秀的助洗性能，同时对铝及铝合金有一定的保护作用，而碳酸钾和三乙醇胺搭配不仅具有一定的助洗作用外，还对黑色金属有一定的防锈效果，五水偏硅酸钠、碳酸钾和三乙醇胺为优选的助洗剂。

螯合分散剂具有螯合、分散的作用，用来提高清洗剂的稳定性。EDTA-2Na和EDTA-4Na在弱碱性条件下螯合分散性强，具有优异的助洗作用，为优选的螯合分散剂。

非离子表面活性剂采用烷氧基化润湿渗透剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚复配，具有优秀的乳化、渗透、去污作用。当清洗剂接触到待清洗零件表面的油污处时，烷氧基化润湿渗透剂和异构醇聚氧乙烯醚能迅速渗入油污内部，和脂肪醇聚氧乙烯醚一起协同将油污进一步乳化，从而使得油污从零件表面剥离下来，起到高效清洁的作用。

阿克苏Berol 226SA和赢创德固赛CQ AL-100两种进口表面活性剂，其除油机理比较类似，均为阳离子和非离子表面活性剂的复合物，具有极低的表面张力，非常突出的低温除重油污垢的特性，缺点是价格相对较高；因此，将阿克苏Berol 226SA或者赢创德固赛CQAL-100与常规非离子表面活性剂复配，在降低原料成本的同时，还可提高除油效率。

本发明有色金属保护剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑及其衍生物、苯并咪唑、改进醚羧酸类有机化合物、改性磷酸酯、硅氧烷酮保护剂中的一种或几种；采用能与其它组分互溶、且可与黑色金属防锈剂协同作用的有色金属保护剂，可降低清洗剂对各种金属零件的腐蚀性，避免了对零件表面造成变色、腐蚀的破坏。

具体实施时，铜金属保护剂可采用苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑及其衍生物、苯并咪唑、巯基苯并三氮唑中的一种或几种，优选质量含量不小于99％的苯并三氮唑；铝金属保护剂可采用改进醚羧酸类有机化合物、改性磷酸酯、硅氧烷酮型铝保护剂或改进醚羧酸类有机化合物与硅氧烷酮型铝保护剂复配形成的铝金属保护剂，优选硅氧烷酮型铝保护剂。

具体实施时，耦合增溶剂为：二甲基苯磺酸钠、异丙苯磺酸钠、两性表面活性增溶剂、烷基糖苷、琥珀酸盐增溶剂中的一种或几种，优选两性表面活性增溶剂，在增溶的同时，能保证清洗效果，无明显异味，同时还具有较低的泡沫和较好的分散性。

本发明所提出的环保安全压铸铝水基清洗剂，其具有如下质量标准：

外观	淡黄色透明液体；
		密度(20℃)	1.052±0.01g/cm3；
pH值(3％水溶液，25℃)	10～11。

本发明解决的另一技术问题是提供新型的环保安全压铸铝水基清洗剂的制备方法如下：

先将水、螯合分散剂和助洗剂依次加入搅拌釜中，常温搅拌10至20分钟至完全溶解，一边搅拌一边再将非离子表面活性剂和阳非离子表面活性剂复配物、有色金属保护剂、耦合增溶剂依次慢慢加入搅拌釜中，搅拌均匀，即制得成品。

以下将结合具体的实施例和具体的清洗工艺对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例中清洗剂的组分和重量百分比为：4％碳酸钾、4％三乙醇胺、2％EDTA-4Na、2％烷氧基化润湿剂、6％C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚、4％异构醇聚氧乙烯醚、6％Berol226SA、0.5％苯并三氮唑、2.5％硅氧烷酮型铝保护剂、2％两性表面活性增溶剂以及67％水。

实施例2

本实施例中清洗剂的组分和重量百分比为：2％碳酸钾、4％五水偏硅酸钠、4％三乙醇胺、2％EDTA-2Na、2％烷氧基化润湿剂、6％C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚、4％异构醇聚氧乙烯醚、6％Berol 226SA、0.5％苯并三氮唑、2.5％硅氧烷酮型铝保护剂、2％两性表面活性增溶剂以及65％水。

实施例3

本实施例中清洗剂的组分和重量百分比为：6％五水偏硅酸钠、2％EDTA-4Na、4％烷氧基化润湿剂、6％C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚、4％异构醇聚氧乙烯醚、6％Berol 226SA、0.5％苯并三氮唑、2.5％硅氧烷酮型铝保护剂、2％两性表面活性增溶剂以及67％水。

实施例4

本实施例中清洗剂的组分和重量百分比为：6％五水偏硅酸钠、2％EDTA-4Na、4％烷氧基化润湿剂、6％C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚、4％异构醇聚氧乙烯醚、6％ CQ AL-100、0.8％苯并三氮唑、2％两性表面活性增溶剂以及69.2％水。

实施例5

本实施例中清洗剂的组分和重量百分比为：6％五水偏硅酸钠、2％EDTA-4Na、4％烷氧基化润湿剂、5％C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚、6％异构醇聚氧乙烯醚、5％ Berol 226SA、1％苯并三氮唑、2％两性表面活性增溶剂以及69％水。

实施例6

本实施例中清洗剂的组分和重量百分比为：8％五水偏硅酸钠、2％EDTA-4Na、4％烷氧基化润湿剂、6％C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚、4％异构醇聚氧乙烯醚、6％ CQ AL-100、1％苯并三氮唑、3％两性表面活性增溶剂以及66％水。

实施例7

本实施例中清洗剂的组分和重量百分比为：2％碳酸钾、6％五水偏硅酸钠、2％EDTA-4Na、4％烷氧基化润湿剂、4％C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚、4％异构醇聚氧乙烯醚、6％Berol 226SA、1％苯并三氮唑、3％两性表面活性增溶剂以及68％水。

实施例8

本实施例中清洗剂的组分和重量百分比为：4％碳酸钾、4％五水偏硅酸钠、2％EDTA-4Na、6％C12-14脂肪醇聚氧乙烯醚、6％异构醇聚氧乙烯醚、6％ Berol 226SA、1％苯并三氮唑、2％硅氧烷酮型铝保护剂、2％两性表面活性增溶剂以及67％水。

对比例1

本对比例清洗剂的组分和重量百分比为：6％五水偏硅酸钠、2％三聚磷酸钠、10％壬基酚聚氧乙烯醚、10％脂肪醇聚氧乙烯醚、4％磷酸酯增溶剂以及68％水。

对比例2

本对比例清洗剂的组分和重量百分比为：10％黑色金属防锈剂、2％EDTA-4Na、8％壬基酚聚氧乙烯醚、6％脂肪醇聚氧乙烯醚、4％异构醇聚氧乙烯醚、0.8％苯并三氮唑、2.2％硅氧烷酮型铝保护剂、2％磷酸酯增溶剂、2％杀菌剂以及63％水。

使用实施例1～8、对比例1～2的水基金属清洗剂，分别对压铸铝合金工件进行超声清洗试验，并依据《GB/T 35759-2017金属清洗剂》提出的方法进行性能比较，比较项目包括：净洗力、腐蚀性、清洗后产品的光洁度结果见下表1所示。

表1性能对比

由上表1可知，实施例1～8清洗剂的清洗效果均明显优于对比例，其中3～7清洗剂对压铸铝合金有很好的保护作用，清洗后产品洁白光亮；实施例5在各方面均达到环保安全压铸铝水基清洗剂的研发要求，表明本发明清洗剂具有除油速度快，清洗效果好、易漂洗、清洗后的压铸铝合金工件更加银白、光亮的特点。

客户现场清洗A380压铸铝变速箱壳体(轴孔处有碳钢轴圈)调试工艺：

4％对比例2超声波清洗+清水超声波漂洗+纯水喷淋+纯水漂洗：工件碳钢部位生锈，部分工件整体微发黄残留。

4％实施例1超声波清洗+清水超声波漂洗+纯水喷淋+纯水漂洗：工件碳钢部位生锈，部分工件微发黄斑点残留。

4％实施例2超声波清洗+清水超声波漂洗+纯水喷淋+纯水漂洗：工件碳钢部位生锈，部分工件整体微发黄。

4％对比例2超声波清洗+1％水性防锈剂超声波漂洗+纯水喷淋+纯水漂洗：工件碳钢部位未生锈，部分工件整体微发黄残留。

4％对比例2超声波清洗+0.5％水性防锈剂超声波漂洗+纯水喷淋+纯水漂洗：清洗效果不稳定，碳钢轴套部位未生锈，有少部分工件整体微发黄。

4％实施例5超声波清洗+0.5％水性防锈剂超声波漂洗+纯水喷淋+纯水漂洗：工件银白干净，无残留，无生锈。

从以上实施例和对比例试验过程中可以看出，在压铸铝清洗剂中添加胺类、碱类或者黑色金属防锈剂成分后，会对清洗效果和清洗后产品的光亮度造成影响；如需要清洗压铸铝轴孔上镶嵌有碳钢轴套工件的场合需要搭配麦达可尔新型的环保水性防锈剂进行处理，如需长期防锈，工件碳钢部位应及时涂上防锈油。

通过以上清洗测试后，确定自动线清洗工艺参数：4％实施例5超声波清洗+0.5％水性防锈剂漂洗防锈，超声波清洗温度：50℃，超声波漂洗温度50℃，纯水漂洗温度为：50℃；超声波功率调整为：1.0；烘道温度调整为：80℃。大批量清洗后产品表面银白干净，碳钢部位无生锈。

根据客户要求，结合现场情况，采用纯水喷淋粗洗+4％实施例5超声波清洗+0.5％水性防锈剂漂洗防锈+纯水喷淋+纯水漂洗+机械风切+人工风切+烘道烘干的自动化清洗工艺可以达到客户要求，现场可根据实际清洗情况适当调整工艺，并确保清洗后碳钢部位及时涂防锈油保护。

具体的，用于清洗大型A380压铸铝合金汽车配件，当工件轴孔处有碳钢轴套时，其最佳清洗工艺：

1.纯水喷淋粗洗：喷淋清洗掉工件表面大部分的切削液和防锈油，喷淋时间：80秒，喷淋温度：常温。

2.悬挂式超声波自动线清洗：

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.新型的环保安全压铸铝水基清洗剂，其特征在于，按重量百分比计所述新型的环保安全压铸铝水基清洗剂由以下组分组成：

助洗剂 6～10％； 螯合分散剂 2～4％； 非离子表面活性剂 10～16％； 阳非离子表面活性剂复配物 4～8％； 有色金属保护剂 0.5～3％； 耦合增溶剂 2～4％； 水 余量。

2.如权利要求1所述的新型的环保安全压铸铝水基清洗剂，其特征在于：所述助洗剂为碳酸钠、碳酸钾、五水偏硅酸钠、一乙醇胺、三乙醇胺中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的新型的环保安全压铸铝水基清洗剂，其特征在于：所述螯合分散剂为葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、EDTA-2Na、EDTA-4Na、聚丙烯酸钠、GLDA中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的新型的环保安全压铸铝水基清洗剂，其特征在于：所述非离子表面活性剂为烷氧基化润湿渗透剂、脂肪醇聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的新型的环保安全压铸铝水基清洗剂，其特征在于：所述阳非离子表面活性剂复配物为：阿克苏Berol 226SA、赢创德固赛CQ AL-100的一种或几种。

6.如权利要求1所述的新型的环保安全压铸铝水基清洗剂，其特征在于：所述有色金属保护剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑及其衍生物、苯并咪唑、改进醚羧酸类有机化合物、改性磷酸酯、硅氧烷酮保护剂中的一种或几种。

7.如权利要求1所述的新型的环保安全压铸铝水基清洗剂，其特征在于：所述耦合增溶剂为：二甲基苯磺酸钠、异丙苯磺酸钠、两性表面活性增溶剂、烷基糖苷、琥珀酸盐增溶剂中的一种或几种。

8.上述新型的环保安全压铸铝水基清洗剂的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：

(1)先将水、螯合分散剂和助洗剂依次加入搅拌釜中，常温搅拌10至20分钟至完全溶解；

(2)一边搅拌一边再将非离子表面活性剂和阳非离子表面活性剂复配物、有色金属保护剂、耦合增溶剂依次慢慢加入搅拌釜中，搅拌均匀，即制得成品。