CN115747816A

CN115747816A - 一种乙二醇醚在活泼金属清洗中的应用、非水基清洗剂及活泼金属的清洗方法

Info

Publication number: CN115747816A
Application number: CN202211547196.7A
Authority: CN
Inventors: 黄德顺; 岳国宗; 赵晓冲; 鲍永鑫; 李鱼飞; 杨丽军; 杨盼; 任志勇
Original assignee: Institute of Materials of CAEP
Current assignee: Institute of Materials of CAEP
Priority date: 2022-12-05
Filing date: 2022-12-05
Publication date: 2023-03-07
Anticipated expiration: 2042-12-05
Also published as: CN115747816B

Abstract

本发明属于金属清洁用品技术领域，具体涉及一种乙二醇醚在活泼金属清洗中的应用、非水基清洗剂及活泼金属的清洗方法。本发明将乙二醇醚作为清洗剂应用在活泼金属清洗领域中，乙二醇醚具有两亲性，能与水和卤代烃混溶，可以很好的去除金属表面残留的切削冷却液、油污和灰尘，且不与活泼金属反应，同时具有不易燃和安全环保的优点。本发明先用乙二醇醚洗去切削冷却液，乙二醇醚能与卤代烃清洗剂互溶，再用卤代烃清洗剂洗去油污和乙二醇醚残留，卤代烃清洗剂具有阻燃和易挥发的优点，能使活泼金属表面快速干燥而无残留，本发明的清洗方法解决了目前很难将水基切削冷却液和油污两种性质截然相反的物质同时去除的问题。

Description

一种乙二醇醚在活泼金属清洗中的应用、非水基清洗剂及活泼金属的清洗方法

技术领域

本发明属于金属清洁用品技术领域，具体涉及一种乙二醇醚在活泼金属清洗中的应用、非水基清洗剂及活泼金属的清洗方法。

背景技术

活泼金属是指容易发生化学反应的金属，如碱金属、碱土金属、镧系金属和锕系金属等。

活泼金属在机加工工程中表面会沾染切削冷却液、机油等污染物，在进入后续工艺之前需对其表面的污染物进行清洗清洁。由于活泼金属的化学性质活泼，对清洗剂的选择有严格的要求：首先不能与活泼金属发生反应；其次应不易燃烧，化学性质稳定；再次应安全环保，对人体无害。

目前，现有技术中的金属清洗剂主要有水基清洗剂和溶剂型清洗剂。其中，水基清洗剂主体是水，配合无机或有机助剂，如中国专利CN103469228A公开了一种环保型水基金属清洗剂，由阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、无机碱、助洗剂、缓蚀剂、乙二醇和水组成，但水基清洗剂对油污的清洗效果并不好，常常需要借助加热和超声，并且存在清洗剂残留的问题，后续还需用去离子水对其进行多次漂洗。此外，水基清洗剂和清洗过程可能会对活泼金属材料造成腐蚀和氧化等问题，并不适用于活泼金属的清洗。溶剂型清洗剂主要包括碳氢清洗剂和卤代烃清洗剂。其中，碳氢清洗剂(如中国专利CN101684437A公开了一种溶剂型环保清洗剂)为石油烃类，存在易燃易爆的风险，此外，碳氢清洗剂挥发速率慢，在金属表面容易残留。卤代烃清洗剂(如中国专利CN104278286A公开了一种飞机防腐剂的清洗)主要为小分子氟代或氯代烷烃，具有清洗性能好、阻燃、易挥发、低残留等优点。然而，碳氢清洗剂和卤代烃清洗剂均属于油性清洗剂，不能很好地洗去金属表面残留的水性切削冷却液。此外，极性小分子溶剂如乙醇、丙酮等虽然具有良好的清洗效果，但极易燃烧，使用不安全。因此，需要研发一种能够适用于活泼金属的清洗剂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种乙二醇醚在活泼金属清洗中的应用、非水基清洗剂及活泼金属的清洗方法。乙二醇醚具有两亲性，可以很好的去除金属表面残留的切削冷却液、油污和灰尘，且不与活泼金属反应，同时具有不易燃和安全环保的优点，能够用于活泼金属的清洗。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种乙二醇醚在活泼金属清洗中的应用。

优选的，所述乙二醇醚包括乙二醇甲醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇***、二乙二醇丁醚、三乙二醇甲醚、三乙二醇***、三乙二醇丁醚和四乙二醇甲醚中的一种或多种。

本发明还提供了一种非水基清洗剂，包括以下质量分数的组分：乙二醇醚98.5～100％，助剂0～1.5％，所述助剂包括缓蚀剂和/或抗氧化剂，所述助剂的质量分数不为0。

优选的，所述非水基清洗剂中缓蚀剂的质量分数为0～1％，且所述缓蚀剂的质量分数不为0。

优选的，所述缓蚀剂包括十六烷基胺和/或乙二胺四乙酸钠。

优选的，所述非水基清洗剂中抗氧化剂的质量分数为0～0.5％，且所述抗氧化剂的质量分数不为0。

优选的，所述抗氧化剂包括2,6-二叔丁基对甲酚。

本发明还提供了一种活泼金属的清洗方法，包括以下步骤：将待清洗活泼金属样品依次置于非水基清洗剂和卤代烃清洗剂中进行清洗，所述非水基清洗剂为上述技术方案所述的非水基清洗剂。

优选的，所述清洗的方式均为润洗，所述润洗的时间独立地为5～30s。

优选的，所述卤代烃清洗剂包括二氯甲烷或三氯乙烯。

本发明将乙二醇醚作为清洗剂应用在活泼金属清洗领域中，乙二醇醚具有两亲性，能与水和卤代烃混溶，可以很好的去除金属表面残留的切削冷却液、油污和灰尘，且不与活泼金属反应，同时具有不易燃和安全环保的优点，能够用于活泼金属的清洗。

本发明还提供了一种非水基清洗剂，对金属的清洗效果好，缓蚀剂和抗氧化剂的添加，能够进一步减缓对活泼金属的腐蚀。

本发明还提供了一种活泼金属的清洗方法，依次在非水基清洗剂和卤代烃清洗剂中进行两步清洗：先用乙二醇醚洗去切削冷却液，再用卤代烃清洗剂洗去油污和乙二醇醚残留。本发明的非水基清洗剂基于乙二醇醚，为两亲性物质，能与水互溶，可很好地洗去活泼金属表面的水性切削冷却液，且乙二醇醚的闪点高，不易燃，不与活泼金属发生反应。此外，乙二醇醚还能与卤代烃清洗剂互溶，用乙二醇醚清洗之后再加入卤代烃清洗剂清洗，可以洗去金属表面的油污和残留的乙二醇醚清洗剂。由于卤代烃清洗剂具有阻燃和易挥发的优点，能使活泼金属表面快速干燥而无残留，减少了清洗的时间，提高了工作效率。

本发明的清洗剂配方和清洗方法，能有效去除活泼金属表面残留的切削冷却液、油污和灰尘等，且无清洗剂残留。本发明的清洗方法解决了目前很难将切削冷却液(一般为水基)和油污两种性质截然相反的物质同时去除的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的清洗方法和清洗效果检验方式图。

具体实施方式

本发明提供了一种乙二醇醚在活泼金属清洗中的应用。

在本发明中，所述乙二醇醚优选包括乙二醇甲醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇***、二乙二醇丁醚、三乙二醇甲醚、三乙二醇***、三乙二醇丁醚和四乙二醇甲醚中的一种或多种。

在本发明中，若无特殊说明，使用的材料和设备均为本领域市售商品。

在本发明中，所述乙二醇甲醚优选为乙二醇单甲醚。

在本发明中，所述二乙二醇甲醚优选包括二乙二醇单甲醚或二乙二醇二甲醚。

在本发明中，所述二乙二醇***优选包括二乙二醇单***或二乙二醇二***。

在本发明中，所述二乙二醇丁醚优选为二乙二醇单丁醚。

在本发明中，所述三乙二醇甲醚优选包括三乙二醇单甲醚或三乙二醇二甲醚。

在本发明中，所述三乙二醇***优选为三乙二醇单***。

在本发明中，所述三乙二醇丁醚优选为三乙二醇单丁醚。

在本发明中，所述四乙二醇甲醚优选为四乙二醇单甲醚。

在本发明中，所述活泼金属优选包括碱金属、碱土金属、镧系金属或锕系金属，在本发明的具体实施例中，铁清洗时必须进行防腐蚀和钝化，因此选择金属铁进行实验。

在本发明中，所述乙二醇醚作为清洗剂应用在活泼金属清洗领域中。

在本发明中，所述非水基清洗剂中缓蚀剂的质量分数优选为0～1％，且所述缓蚀剂的质量分数优选不为0。

在本发明中，所述缓蚀剂优选包括十六烷基胺和/或乙二胺四乙酸钠，当所述缓蚀剂优选包括十六烷基胺和乙二胺四乙酸钠时，本发明对十六烷基胺和乙二胺四乙酸钠的质量比没有要求。

在本发明中，所述非水基清洗剂中抗氧化剂的质量分数优选为0～0.5％，且所述抗氧化剂的质量分数优选不为0。

在本发明中，所述抗氧化剂优选包括2,6-二叔丁基对甲酚。

在本发明中，当所述助剂优选包括缓蚀剂和抗氧化剂时，本发明对所述抗氧化剂和缓蚀剂的质量比没有要求。

本发明的非水基清洗剂不含对环境和人体有害的物质，绿色环保，且物理化学性质安全稳定，闪点高，使用存放安全，具有不易燃和安全环保的优点。

本发明对所述非水基清洗剂的制备方法没有特殊的要求，使乙二醇醚和所述助剂混合均匀即可，所述混合的温度优选为室温，所述混合的方式优选为搅拌，所述搅拌的转速优选为800rpm，时间优选为10分钟。

在本发明中，所述清洗的方式均优选为润洗，所述润洗的时间独立地优选为5～30s，更优选为10～20s。

在本发明中，所述卤代烃清洗剂优选包括二氯甲烷或三氯乙烯。

本发明对所述非水基清洗剂和卤代烃清洗剂的用量没有特殊的要求，使所述待清洗活泼金属样品浸没即可。

在本发明中，所述置于非水基清洗剂中进行清洗的次数优选为1次，所述置于卤代烃清洗剂中进行清洗的次数优选为1～2次。

在本发明中，所述清洗后优选还包括干燥，所述干燥的方式优选为晾干，温度优选为室温，时间优选为10～20min，所述干燥的作用是使卤代烃清洗剂挥发，实现快速干燥，提高清洗效率。

为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明提供的乙二醇醚在活泼金属清洗中的应用、非水基清洗剂及活泼金属的清洗方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

1.称取1g铁丝切屑(直径约1～5mm)样品，置于25mL切削冷却液(三乙醇胺质量浓度为0.5％、亚硝酸钠质量浓度为1％的水溶液)中浸泡2min后，取出置于25mL导轨油(32#)中浸泡10s，取出即为待清洗样品。

2.将待清洗样品先置于25mL乙二醇醚中润洗20s，再置于25mL卤代烃清洗剂中润洗20s后，取出晾干10min，即为晾干后的样品。

3.将晾干后的样品加入到30mL超纯水中浸泡10min，用纯水测试笔测试浸泡后水溶液中离子浓度和电导率，用于反映切削冷却液(切削液)的清洗效果。

4.另取晾干后的样品(另按步骤1～2操作)加入到20mL二氯甲烷(DCM)浸泡10min，通过紫外-可见分光光度计检测导轨油的残留量，用于反映油污的清洗效果。

图1为本发明的清洗方法和清洗效果检验方式图。

步骤2中的乙二醇醚和卤代烃清洗剂分别为三乙二醇单甲醚-二氯甲烷、二乙二醇单甲醚-二氯甲烷、三乙二醇二甲醚-二氯甲烷、二乙二醇二甲醚-二氯甲烷、二乙二醇二甲醚-三氯乙烯；空白组为步骤1的待清洗样品(未清洗)的测试结果，对照组为将步骤1的待清洗样品用乙醇作清洗剂润洗20s晾干后的测试结果，清洗效果如表1所示。

表1清洗效果

由表1可以看出，用乙二醇醚和卤代烃清洗剂清洗后残留的离子浓度和电导率均接近0，说明切削冷却液被清洗干净；导轨油残留浓度和残留量相对空白组和对照组均大大降低，说明本发明的清洗方法对导轨油的清洗效果最优，能很好的清洗去除金属表面的油污。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本发明实施例在不经创造性劳动前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims

1.一种乙二醇醚在活泼金属清洗中的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述乙二醇醚包括乙二醇甲醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇***、二乙二醇丁醚、三乙二醇甲醚、三乙二醇***、三乙二醇丁醚和四乙二醇甲醚中的一种或多种。

3.一种非水基清洗剂，其特征在于，包括以下质量分数的组分：乙二醇醚98.5～100％，助剂0～1.5％，所述助剂包括缓蚀剂和/或抗氧化剂，所述助剂的质量分数不为0。

4.根据权利要求3所述的非水基清洗剂，其特征在于，所述非水基清洗剂中缓蚀剂的质量分数为0～1％，且所述缓蚀剂的质量分数不为0。

5.根据权利要求3或4所述的非水基清洗剂，其特征在于，所述缓蚀剂包括十六烷基胺和/或乙二胺四乙酸钠。

6.根据权利要求3所述的非水基清洗剂，其特征在于，所述非水基清洗剂中抗氧化剂的质量分数为0～0.5％，且所述抗氧化剂的质量分数不为0。

7.根据权利要求3或6所述的非水基清洗剂，其特征在于，所述抗氧化剂包括2,6-二叔丁基对甲酚。

8.一种活泼金属的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：将待清洗活泼金属样品依次置于非水基清洗剂和卤代烃清洗剂中进行清洗，所述非水基清洗剂为权利要求3～7任一项所述的非水基清洗剂。

9.根据权利要求8所述的清洗方法，其特征在于，所述清洗的方式均为润洗，所述润洗的时间独立地为5～30s。

10.根据权利要求8所述的清洗方法，其特征在于，所述卤代烃清洗剂包括二氯甲烷或三氯乙烯。