CN115896800A - 一种清洗剂及其在金属清洗中的应用、回收方法 - Google Patents

一种清洗剂及其在金属清洗中的应用、回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于金属清洁用品技术领域，具体涉及一种清洗剂及其在金属清洗中的应用、回收方法。本发明的清洗剂主要成分为一氟二氯乙烷，具有较低的毒性(低于二氯甲烷)和较低的臭氧消耗系数(OPD为CFC113的10％)，本发明的清洗剂能有效去除金属表面残留的油污和灰尘，并能实现快速挥发和无残留，提高清洗效率，解决了金属材料机加工过程中表面残留油污的清洗去除和快速干燥问题。

Description

一种清洗剂及其在金属清洗中的应用、回收方法
技术领域
本发明属于金属清洁用品技术领域，具体涉及一种清洗剂及其在金属清洗中的应用、回收方法。
背景技术
金属在机加工工程中表面会沾染油脂、尘埃等杂质，在进入后续工艺之前需对表面进行清洗清洁。为了保证清洗过程的安全高效，选用的清洗剂需阻燃，清洗后需实现快速挥发和无残留。
目前，市场上的清洗剂主要分为水基清洗剂和溶剂型清洗剂。其中，水基清洗剂清洗效率低，腐蚀性强，常需借助加热或超声方式，并需多次漂洗，且挥发速度慢，需借助热风或真空进行干燥，清洗效率低。溶剂型清洗剂主要包括碳氢清洗剂和卤代烃清洗剂。其中，碳氢清洗剂对油脂清洗效果好，但易燃易爆，使用不安全，且挥发速率慢，其中的高沸点组分或表面活性剂等添加剂容易残留在金属表面，对下一道工序产生影响。而卤代烃清洗剂阻燃清洗效率高，是较为理想的金属清洗剂，但某些卤代烃清洗剂对环境和人体有害，如二氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯，会导致大气臭氧层的破坏和人体神经***的损害。
为了减小卤代烃清洗剂的毒性，中国专利201510648309.6公开了一种环保型含氟清洗剂及其制备方法，以氟氢醇为起始剂与环氧氯丙烷在催化剂作用下开环反应得到氢氟醚，然后利用氢氟醚与烷基糖苷在醇钠的催化下发生取代反应制得。然而，该清洗剂制备流程复杂，成本高，并且仅作为复合清洗剂的活性成分使用，不能达到快速挥发的目的。中国专利201510268196.7通过无氟丙烷/全氟醚作为清洗主剂，乙醇/异丙醇作为共沸溶剂，乙二醇醚作为清洗助剂，制备了一种环保型阻燃溶剂清洗剂，但该清洗剂制备时需要加热并产生高压，形成的共沸物沸点大于80℃,不能快速挥发，因此需要开发一种毒性小且易挥发的清洗剂。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种清洗剂及其在金属清洗中的应用、回收方法。本发明的清洗剂主要成分为一氟二氯乙烷，具有较低的毒性和较低的臭氧消耗系数，且具有低沸点易挥发的优势，能够实现快速挥发、无残留。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种清洗剂，包括以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷95～100％，短链烷烃0～5％，所述短链烷烃包括石油醚、正己烷和正戊烷中的一种或多种，所述清洗剂中短链烷烃的体积分数不为0。
优选的，所述清洗剂包括以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷95～99％，短链烷烃1～5％。
优选的，所述清洗剂为以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷95％，石油醚5％。
优选的，所述清洗剂为以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷98％，正己烷2％。
优选的，所述清洗剂为以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷99％，正戊烷1％。
本发明还提供了上述技术方案所述的清洗剂在金属清洗中的应用。
优选的，所述清洗剂与待清洗的金属的用量比为4～6mL：0.5g。
优选的，所述金属包括铝、锌、钢、铁、镧系金属或锕系金属。
本发明还提供了一种清洗剂的回收方法，优选包括以下步骤：
将使用过的清洗剂进行蒸馏，得到所述清洗剂，所述清洗剂为上述技术方案所述的清洗剂。
优选的，所述蒸馏为常压蒸馏，所述蒸馏的温度选为55～65℃。
本发明的清洗剂主要成分为一氟二氯乙烷，具有较低的毒性(低于二氯甲烷)和较低的臭氧消耗系数(OPD为CFC113的10％)，同时具有低沸点易挥发的优势，能够实现快速挥发、无残留。
本发明清洗剂中的一氟二氯乙烷，对极性和非极性物质都具有较好的溶解性，清洗能力强，能有效去除金属表面残留的油污和灰尘；同时本发明的清洗剂中加入短链烷烃，短链烷烃对非极性油污具有较强的溶解能力，配合一氟二氯乙烷使用能进一步提升一氟二氯乙烷的清洗能力，且具有易挥发特性，使用后无残留。
本发明的清洗剂，低毒、低气味，在密闭的工作环境下也能得到舒适的工作环境，对环境危害小，生物稳定，属于环保型清洗剂；一氟二氯乙烷还具有阻燃的优点，使用存放安全，本发明的清洗剂是一种阻燃快速挥发环保型清洗剂。
本发明还提供了上述技术方案所述的清洗剂在金属清洗中的应用，解决了金属材料机加工过程中表面残留油污、灰尘的清洗去除和快速干燥问题，对油污的清洗能力强，清洗后可快速挥发、无残留，能够减少清洗工序的时间，提高清洗效率。
而且，本发明的清洗剂通过简单的蒸馏即可实现回收利用，适合于连续作业和循环***工作。
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为本发明测试例1的流程图(包括清洗效果检验方式)。
具体实施方式
本发明提供了一种清洗剂，包括以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷95～100％，短链烷烃0～5％，所述短链烷烃包括石油醚、正己烷和正戊烷中的一种或多种，所述清洗剂中短链烷烃的体积分数不为0。
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，所述清洗剂中一氟二氯乙烷的体积分数优选为95～99％，一氟二氯乙烷具有较低的毒性(低于二氯甲烷)和较低的臭氧消耗系数(OPD为CFC113的10％)，同时具有低沸点易挥发的优势，清洗后能够实现快速挥发、无残留。
在本发明中，所述清洗剂中短链烷烃的体积分数优选为1～5％，当所述短链烷烃优选包括石油醚、正己烷和正戊烷中的多种时，本发明对各组分的比例没有特殊的要求。
在本发明中，所述清洗剂优选包括以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷95～99％，短链烷烃1～5％。
在本发明中，所述金属清洗剂优选为以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷95％，石油醚5％，或为以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷98％，正己烷2％，或为以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷99％，正戊烷1％。
本发明对所述清洗剂的制备方法没有特殊的要求，使所述一氟二氯乙烷和短链烷烃混合均匀即可，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。
本发明还提供了上述技术方案所述的清洗剂在金属清洗中的应用。
在本发明中，所述金属优选包括铝、锌、钢、铁、镧系金属或锕系金属。
在本发明中，所述金属清洗优选依次包括清洗和干燥，所述清洗的方式优选为润洗，所述润洗的时间优选为1～2min。
在本发明中，所述干燥的方式优选为自然晾干，所述自然晾干的时间优选为2～5min，在所述自然晾干的过程中清洗剂自行挥发，得到干燥清洁的金属样品。
在本发明中，所述清洗剂与待清洗的金属的用量比优选为4～6mL：0.5g，更优选为5mL：0.5g。
本发明还提供了上述技术方案所述的清洗剂的回收方法，包括以下步骤：
将使用过的清洗剂(被污染的清洗剂)进行蒸馏，得到所述清洗剂(新鲜的清洗剂)，所述清洗剂为上述技术方案所述的清洗剂。
在本发明中，所述蒸馏优选为常压蒸馏，所述蒸馏的温度优选为55～65℃，更优选为60℃。
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清洗剂及其在金属清洗中的应用、回收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
本实施例的清洗剂包括以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷95％，石油醚5％。
实施例2
本实施例的清洗剂包括以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷98％，正己烷2％。
实施例3
本实施例的清洗剂包括以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷99％，正戊烷1％。
测试例1
将0.5g铁丝金属样品在导轨油(加德士32#或雪弗龙32#)中浸泡10s，取出，得到待清洗样品；
分别将待清洗样品浸入实施例1～3的清洗剂(5mL)中润洗1min后取出，室温放置，自然挥发2min，得到干燥清洁的金属样品。将清洗后的样品通过表面清洁度仪对清洗效果进行检测。被污染的清洗剂通过60℃常压蒸馏的方式进行回收利用。
图1为本发明测试例1的流程图(包括清洗效果检验方式)，依次为导轨油浸泡、用清洗剂清洗、晾干和表面清洁度仪测试。
清洗效果数据如表1所示，其中，空白组为未污染样品(未在导轨油中浸泡)的测试结果：空白组1为光滑面，空白组2为粗糙面；对照组为导轨油浸泡后待清洗样品的测试结果，编号1～3分别为实施例1～3的清洗剂清洗后的测试结果。通过德国析塔SITA表面清洁度仪测试表面残留污物，RUF值代表样品表面的清洁程度，值越小说明清洁度越高。
表1清洗效果
Figure BDA0003979857800000051
由表1可以看出，用本发明的清洗剂清洗后，测得的RUF值与空白组接近，且远远小于未清洗对照组样品(导轨油浸泡后的待清洗样品)，说明本发明的清洗剂能够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 (10)

1.一种清洗剂，其特征在于，包括以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷95～100％，短链烷烃0～5％，所述短链烷烃包括石油醚、正己烷和正戊烷中的一种或多种，所述清洗剂中短链烷烃的体积分数不为0。
2.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，包括以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷95～99％，短链烷烃1～5％。
3.根据权利要求2所述的清洗剂，其特征在于，为以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷95％，石油醚5％。
4.根据权利要求2所述的清洗剂，其特征在于，为以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷98％，正己烷2％。
5.根据权利要求2所述的清洗剂，其特征在于，为以下体积分数的组分：一氟二氯乙烷99％，正戊烷1％。
6.权利要求1～5任一项所述的清洗剂在金属清洗中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述清洗剂与待清洗的金属的用量比为4～6mL：0.5g。
8.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于，所述金属包括铝、锌、钢、铁、镧系金属或锕系金属。
9.一种清洗剂的回收方法，其特征在于，包括以下步骤：
将使用过的清洗剂进行蒸馏，得到所述清洗剂，所述清洗剂为权利要求1～5任一项所述的清洗剂。
10.根据权利要求9所述的回收方法，其特征在于，所述蒸馏为常压蒸馏，所述蒸馏的温度为55～65℃。
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