CN110067001B - 一种金属清洗剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属清洗剂及其制备方法，所述金属清洗剂的原料包括有机溶剂1%‑20%、缓蚀剂1%‑5%、乳化剂1%‑7%、渗透剂1%‑5%、分散剂1%‑10%、助洗剂1%‑5%、表面活性剂1%‑10%、螯合剂0.5%‑3%、水余量。所述制备方法包括如下步骤：将助洗剂、有机溶剂进行混合均匀，然后加入表面活性剂、分散剂、乳化剂、缓蚀剂、渗透剂、螯合剂和去离子水并混合均匀，得到所述金属清洗剂。本发明金属清洗剂不仅具有去重油污能力强、清洗速度快的优点，而且具有优良的金属抗腐蚀性、可生物降解性的优点。

Description

一种金属清洗剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种油污清洗剂，更具体的说，它涉及一种金属清洗剂及其制备方法。

背景技术

目前，国内外对金属材料进行清洗所采用的清洗剂主要包括三类。第一类是溶剂清洗剂，例如汽油、煤油、柴油等溶剂，但这类清洗剂由于浪费能源、易燃易爆、不安全等原因，已逐渐被淘汰。第二类是卤代烷烃清洗剂，例如1-1-1三氯乙烷等，这类清洗剂因清洗成本高、不经济，因而限制了其推广范围。第三类是水基清洗剂，目前普遍采用的清洗剂，均存在对金属表面有腐蚀、防锈性差、漂洗性差、生物降解性差、有毒性、磷含量超标等缺点，不能很好地满足生产工艺过程中的要求。

铝合金不仅具有密度较低、耐腐蚀、比强度高、易成形，还具有导电导热性良好、无毒、无磁、可进行各种表面处理等一系列优良的物理、化学、力学和加工性能，因此，铝合金及其新材料在包装印刷、电子电力、现代化交通运输、动力能源、冶金工业、家电文体等方面应用广泛，鉴于此，国内外相继赋予铝合金新的生命力与使用价值。

然而，金属铝材料在进行加工前需要进行清洗，一般需要采用清洗后的金属铝材料来加工制备普通机械零件以及精密元器件等元件。由于铝本身比较活泼，现有的清洗剂，为了清洗效果明显，多采用酸性或碱性很高的清洗溶液，这样清洗的过程中，对铝材腐蚀性较大，一定程度上造成了铝材的损耗。而且，现有的清洗剂的清洗效果不很理想，尤其对于带有重油污的金属零部件，清洗后的铝材容易出现黑色的表层，给后续加工带来麻烦，特别对精密元器件的加工造成困惑。此外，现有的清洗剂对设备腐蚀性较强，增加了设备成本。同时，这些清洗剂的清洗时间较长，需要10到30分钟的清洗时间，并且漂洗性差。

因此，研发出一种金属清洗剂，仍是本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种金属清洗剂，其不仅具有去重油污能力强、清洗速度快的优点，而且具有优良的金属抗腐蚀性、可生物降解性的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种金属清洗剂，其原料包括以重量百分比计的有机溶剂1％-20％、缓蚀剂1％-5％、乳化剂1％-7％、渗透剂1％-5％、分散剂1％-10％、助洗剂1％-5％、表面活性剂1％-10％、螯合剂0.5％-3％、水余量。

优选地，所述有机溶剂包括二丙二醇单丁醚和/或二乙二醇单丁醚。

优选地，所述缓蚀剂包括重量比为1：1的组分A和组分B，所述组分A选自苯并三氮唑、格瑞lan826缓蚀剂、咪唑啉中的一种，所述组分B选自三乙醇胺、二乙醇胺中的一种。

优选地，所述乳化剂包括十二醇无规聚醚和/或异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚。

优选地，所述渗透剂包括异辛醇硫酸钠和/或十二烷基硫酸钠。

优选地，所述分散剂包括单乙醇胺和/或十二烷基二苯醚二磺酸钠。

优选地，所述助洗剂采用下述方法制备：将氧化石墨烯分散于包含乙二醇和水的混合液中得到氧化石墨烯的分散液，氧化石墨烯的分散液与4-氨基苯硼酸在碱性条件下进行加热处理，再经过洗涤、干燥，得到所述助洗剂；

所述氧化石墨烯的用量和4-氨基苯硼酸的用量的重量比为1：0.7-0.9；

所述碱性条件的pH值为9-11，和/或所述加热处理的温度为90-100℃，和/或所述洗涤包括甲醇和/或乙醇的水溶液。

优选地，所述表面活性剂包括椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和/或十二烷基苯磺酸钠。

优选地，所述螯合剂包括次氮基三乙酸钠和/或葡萄糖酸钠。

本发明的金属清洗剂可以根据需要加入一定量色素进行调色。

本发明的目的在于还提供一种金属清洗剂的制备方法，包括如下步骤：将助洗剂、有机溶剂进行混合均匀，然后加入表面活性剂、分散剂、乳化剂、缓蚀剂、渗透剂、螯合剂和去离子水并混合均匀，得到所述金属清洗剂。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

第一、本发明利用各原料之间的协同作用，使各原料的功效得到最大发挥，所得到的金属清洗剂具有去重油污能力强、清洗速度快的优点。并且，该金属清洗剂还具有优良的金属抗腐蚀性、可生物降解性的优点。

第二、本发明金属清洗剂的生产工艺简单、使用方法简单、成本低廉、加量少，适于对轨道车辆车体、转向架、部件、橡胶、车辆电器、机械设备等制品的表面清洗保洁，零部件经本发明的金属清洗剂清洗后，洁净光亮、无腐蚀无残留。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

助洗剂的制备：将氧化石墨烯分散于包含乙二醇和水的混合液中得到氧化石墨烯的分散液，在pH值为9、温度为100℃的条件下氧化石墨烯的分散液与4-氨基苯硼酸进行氨基化反应，保温反应2小时，采用乙醇的水溶液进行洗涤，干燥，得到所述助洗剂。其中，氧化石墨烯的用量和4-氨基苯硼酸的用量的重量比为1：0.7。

乙二醇和水的混合液的作用为将氧化石墨烯分散、并使4-氨基苯硼酸溶解于该氧化石墨烯的分散液中，并于氧化石墨烯和4-氨基苯硼酸进行氨基化反应；乙二醇和水的混合液的总用量以及乙二醇和水用量的重量比只要达到上述目的即可，在本实施例中选用重量比为1：1的乙二醇和水的混合液，乙二醇和水的混合液的总用量和氧化石墨烯的重量比为5：1。乙醇的水溶液的作用是对所制备的助洗剂进行洗涤，且沸点低便于对洗涤后助洗剂进行干燥，任意浓度的乙醇水溶液均可达到上述要求，且对助洗剂的性质不产生任何影响。

金属清洗剂的制备：以重量百分比计，将助洗剂4％、二丙二醇单丁醚10％进行混合均匀，然后加入苯并三氮唑2.5％、三乙醇胺2.5％、十二醇无规聚醚5％、异辛醇硫酸钠2％、单乙醇胺5％、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺3％、次氮基三乙酸钠2％以及余量的去离子水并混合均匀，得到金属清洗剂。

实施例2

助洗剂的制备：将氧化石墨烯分散于包含乙二醇和水的混合液中得到氧化石墨烯的分散液，在pH值为10、温度为95℃的条件下氧化石墨烯的分散液与4-氨基苯硼酸进行氨基化反应，保温反应3.5小时，采用乙醇的水溶液进行洗涤，干燥，得到所述助洗剂。其中，氧化石墨烯的用量和4-氨基苯硼酸的用量的重量比为1：0.8。在本实施例中选用重量比为1：1的乙二醇和水的混合液，乙二醇和水的混合液的总用量和氧化石墨烯的重量比为5：1。

金属清洗剂的制备：以重量百分比计，将助洗剂4％和二乙二醇单丁醚15％进行混合均匀，然后加入格瑞lan826缓蚀剂2％、二乙醇胺2％、异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚2％、十二烷基硫酸钠3％、十二烷基二苯醚二磺酸钠2％、十二烷基苯磺酸钠2％、葡萄糖酸钠1％以及余量的去离子水并混合均匀，得到金属清洗剂。

实施例3

助洗剂的制备：将氧化石墨烯分散于包含乙二醇和水的混合液中得到氧化石墨烯的分散液，在pH值为11、温度为90℃的条件下氧化石墨烯的分散液与4-氨基苯硼酸进行氨基化反应，保温反应5小时，采用乙醇的水溶液进行洗涤，干燥，得到所述助洗剂。其中，氧化石墨烯的用量和4-氨基苯硼酸的用量的重量比为1：0.9。在本实施例中选用重量比为1：1的乙二醇和水的混合液，乙二醇和水的混合液的总用量和氧化石墨烯的重量比为5：1。

金属清洗剂的制备：以重量百分比计，将助洗剂3％和二丙二醇单丁醚5％进行混合均匀，然后加入咪唑啉2.5％、三乙醇胺2.5％、十二醇无规聚醚3％、十二烷基硫酸钠2％、十二烷基二苯醚二磺酸钠6％、椰子油脂/肪酸二乙醇酰胺4％、葡萄糖酸钠3％以及余量的去离子水并混合均匀，得到金属清洗剂。

实施例4

助洗剂的制备：同实施例2。

金属清洗剂的制备：以重量百分比计，将助洗剂5％和二乙二醇单丁醚18％进行混合均匀，然后加入苯并三氮唑2％、二乙醇胺2％、十二醇无规聚醚4％、异辛醇硫酸钠3％、十二烷基二苯醚二磺酸钠8％、五水偏硅酸钠、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺6％、次氮基三乙酸钠1％以及余量的去离子水并混合均匀，得到金属清洗剂。

对比例1

助洗剂的制备：同实施例1。

金属清洗剂的制备：与实施例1相比，不同的是缓蚀剂不采用苯并三氮唑、仅采用重量百分比为5％的三乙醇胺。

对比例2

助洗剂的制备：同实施例2。

金属清洗剂的制备：与实施例2相比，不同的是缓蚀剂不采用格瑞lan826缓蚀剂、仅采用重量百分比为4％的二乙醇胺。

对比例3

助洗剂的制备：同实施例3。

金属清洗剂的制备：与实施例3相比，不同的是缓蚀剂不采用咪唑啉，仅采用重量百分比为5％的三乙醇胺。

对比例4

金属清洗剂的制备：与实施例1相比，不同的是助洗剂替换为五水偏硅酸钠。

对比例5

金属清洗剂的制备：与实施例2相比，不同的是助洗剂替换为九水偏硅酸钠。

对比例6

金属清洗剂的制备：与实施例2相比，不同的是助洗剂替换为十水合四硼酸钠。

对实施例和对比例的金属清洗剂进行相关性能的检测，具体如下：

1、金属腐蚀性检测

按照中国铁路总公司企业标准Q/CR468-2005对实施例1-4以及对比例1-3的金属清洗剂的金属腐蚀性进行检测，具体测试要求和测试结果分别如表1、表2所示：

表1清洗剂的理化性能

其中，外观评级标准为：0级：金属表面无变色，无失光；1级：金属表面轻微失光或变色，但仍有金属光泽；2级：金属表面明显失光、变色或出现斑点。

实施例1-4和对比例1-3的金属清洗剂均为弱碱性，参考表1中的I型进行评价。

表2金属清洗剂的外观及腐蚀性测试结果

根据表2的结果可以看出：本发明实施例1-4的金属清洗剂具有优异的金属抗腐蚀性能。通过对比实施例1-3和对比例1-3可知，缓蚀剂中的组分A和组分B可以协同增强本发明金属清洗剂的金属抗腐蚀性能。通过对比实施例1-3和对比例4-6可知，与现有技术中的助洗剂相比，采用本发明提供的助洗剂可以大大增强本发明金属清洗剂对金属的抗腐蚀性，对本发明金属清洗剂的金属抗腐蚀性能产生显著的积极影响。

2、可生物降解性测试：

按照GB/T15818进行可生物降解性的测试，测试结果表明：实施例1-4和对比例4-6的金属清洗剂中的表面活性剂分别能够减少95％以上，具有良好的可生物降解性；而对比例1-3的清洗剂中的表面活性剂只能减少80％左右，无法满足相关要求。由此可知，采用本发明提供的助洗剂对本发明金属清洗剂的表面活性剂的可生物降解性无任何影响，而缓蚀剂中的组分A和组分B可以协同增强本发明金属清洗剂的可生物降解性。

采用本发明所提供的金属清洗剂进行清洗时，可以按照以下方式进行：

使用方法一：将金属清洗剂直接用于零部件的清洗，喷洗或涂抹于零部件表面，然后用百洁布等擦拭，清洗温度为室温，清洗时间5分钟，最后用清水冲洗干净。

使用方法二：将金属清洗剂配制成质量浓度为3％的水溶液，然后将其用于零部件的清洗，清洗温度50-70℃，清洗时间5-10分钟，清洗后的零部件用清水冲洗干净。

应该理解的是，本发明实施例所述制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制，在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种金属清洗剂，其特征在于，其原料包括以重量百分比计的有机溶剂10%-20%、缓蚀剂1%-5%、乳化剂1%-7%、渗透剂1%-5%、分散剂1%-10%、助洗剂1%-5%、表面活性剂1%-10%、螯合剂0.5%-3%、余量为去离子水；

所述有机溶剂包括二丙二醇单丁醚和/或二乙二醇单丁醚；

所述助洗剂采用下述方法制备：将氧化石墨烯分散于包含乙二醇和水的混合液中得到氧化石墨烯的分散液，氧化石墨烯的分散液与4-氨基苯硼酸在碱性条件下进行加热处理，再经过洗涤、干燥，得到所述助洗剂；

所述氧化石墨烯的用量和4-氨基苯硼酸的用量的重量比为1：0.7-0.9；

所述碱性条件的pH值为9-11，和/或所述加热处理的温度为90-100℃，和/或所述洗涤包括甲醇和/或乙醇的水溶液。

2.根据权利要求1所述的一种金属清洗剂，其特征在于，所述缓蚀剂包括重量比为1：1的组分A和组分B，所述组分A选自苯并三氮唑、格瑞lan826缓蚀剂、咪唑啉中的一种，所述组分B选自三乙醇胺、二乙醇胺中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种金属清洗剂，其特征在于，所述乳化剂包括十二醇无规聚醚和/或异辛醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚。

4.根据权利要求1所述的一种金属清洗剂，其特征在于，所述渗透剂包括异辛醇硫酸钠和/或十二烷基硫酸钠。

5.根据权利要求1所述的一种金属清洗剂，其特征在于，所述分散剂包括单乙醇胺和/或十二烷基二苯醚二磺酸钠。

6.根据权利要求1所述的一种金属清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂包括椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和/或十二烷基苯磺酸钠。

7.根据权利要求1所述的一种金属清洗剂，其特征在于，所述螯合剂包括次氮基三乙酸钠和/或葡萄糖酸钠。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的一种金属清洗剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将助洗剂、有机溶剂进行混合均匀，然后加入表面活性剂、分散剂、乳化剂、缓蚀剂、渗透剂、螯合剂和去离子水并混合均匀，得到所述金属清洗剂。