CN113881943A - 一种铝材碱性清洗剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属清洗剂技术领域，具体涉及一种铝材碱性清洗剂及其制备方法，包括如下重量百分比的原料：改性层状硅酸盐12‑20％、乙二胺四乙酸二钠1.5‑4％、焦磷酸钠0.5‑2％、酒石酸钠0.05‑0.2％、表面活性剂20‑36％、烷基糖苷1.6‑3.5％和余量去离子水A。本发明通过合理搭配了多种成分配制成了清洗剂，保证了绝大多数污物的去除效果，同时该清洗剂的pH8‑10为低碱性，不含有氢氧化钠和碳酸钠等强碱，溶液易于生物降解，废液处理成本低，不腐蚀铝材、不伤手、环境性能友好，脱脂能力强、清洗效果好、污染危害作用小、使用方便等优点，具有很好的推广使用价值。
Description
技术领域
本发明涉及金属清洗剂技术领域，具体涉及一种铝材碱性清洗剂及其制备方法。
背景技术
铝材目前常规的除油方式主要有:1酸性除油，俗称铝酸脱，主要成份采用硫酸、氟酸等无机强酸复配一定的表面活性剂，利用酸的腐蚀性析氢达到卷离油脂物，在表活的乳化作用下达到脱脂清洁的效果；这种体系最大的问题是强酸对铝材有较强的腐蚀、氟离子废液处理难度大，而且酸性体系不太符当今环保政策支持的方向；2碱性除油，这种方式比较少用，主要是常规的碱性除油剂通常含有NaOH碳酸钠等碱性物质，铝材遇到这些强碱会发生巨烈的腐蚀反应。短时间释放出高温和刺激性气味，即对材料有损伤，也会恶化操作环境。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种铝材碱性清洗剂，通过合理搭配了多种成分配制成了清洗剂，保证了绝大多数污物的去除效果，同时该清洗剂的pH8-10为低碱性，不含有氢氧化钠和碳酸钠等强碱，溶液易于生物降解，废液处理成本低，不腐蚀铝材、不伤手、环境性能友好，脱脂能力强、清洗效果好、污染危害作用小、使用方便等优点，具有很好的推广使用价值。
本发明的目的在于提供一种铝材碱性清洗剂的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，制得铝材碱性清洗剂具有很好的清洗效果和合格率，易于进行大规模工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种铝材碱性清洗剂，包括如下重量百分比的原料：改性层状硅酸盐12-20％、乙二胺四乙酸二钠1.5-4％、焦磷酸钠0.5-2％、酒石酸钠0.05-0.2％、表面活性剂20-36％、烷基糖苷1.6-3.5％和余量去离子水A。
更优选的，所述铝材碱性清洗剂包括如下重量百分比的原料：改性层状硅酸盐14-18％、乙二胺四乙酸二钠1.5-4％、焦磷酸钠0.5-2％、酒石酸钠0.05-0.2％、表面活性剂20-36％、烷基糖苷1.6-3.5％和余量去离子水A。
本发明中通过合理搭配了多种成分配制成了清洗剂，保证了绝大多数污物的去除效果，同时该清洗剂的pH8-10为低碱性，不含有氢氧化钠和碳酸钠等强碱，溶液易于生物降解，废液处理成本低，不腐蚀铝材、不伤手、环境性能友好，脱脂能力强、清洗效果好、污染危害作用小、使用方便等优点，具有很好的推广使用价值。而其中采用的改性层状硅酸盐硅酸盐呈弱碱性，所以整个配方也是成碱性，不含有氢氧化钠之类的纯碱对铝材无腐蚀；而乙二胺四乙酸二钠用做助溶剂及络合剂将不脱脂、溶性钙盐和其他无机盐迅速溶解；而焦磷酸钠有反絮凝作用，使油脂起乳化作用，进而使表面活性剂溶液进一步降低表面张力和界面张力，起到洗涤的助洗作用；同时酒石酸钠和烷基糖苷发生协同作用，能在金属表面形成一层防水保护膜，防止氧化与生锈，提升清洗剂的清洗效果。
优选的，所述改性层状硅酸盐包括如下原料：硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B。
优选的，所述改性层状硅酸盐通过如下步骤制得：
S1、按摩尔比，将硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B混合搅拌15-25min，得到混合物A，备用；
S2、在搅拌条件下将质量浓度为0.8-1.2％的十八烷基三甲基溴化铵缓慢滴加入步骤S1中得到的混合物A中，搅拌反应0.8-1.2h后，蒸发浓缩至溶液黏稠，然后将物料加入到四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中并在140-160℃煅烧22-26h，冷却后将产物粉碎，即得改性层状硅酸盐。
本发明中的改性层状硅酸盐通过采用上述原料和制备方法制得，而制得的改性层状硅酸盐具有很好的呈弱碱性，其中不含有氢氧化钠之类的纯碱对铝材无腐蚀；其中氢氧化钠将硅酸钠活化，再利用十八烷基三甲基溴化铵作为催化剂对硅酸钠进行改性处理时，能够有效控制硅酸钠的层间距，得到符合本发明要求的改性结果。
优选的，所述硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B混合时的摩尔比为2-4:0.5-1.5:90-110；步骤S2中，所述混合物A与十八烷基三甲基溴化铵的用量比为0.8-1.0:1.2-1.6。
优选的，所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚和乙二醇单丁醚中的一种或两种；更优选的，所述表面活性剂是由壬基酚聚氧乙烯醚和乙二醇单丁醚按照摩尔比为16-24:5-12组成的混合物。
本发明中所采用的表面活性剂是由壬基酚聚氧乙烯醚和乙二醇单丁醚按照摩尔比为16-24:5-12组成，通过协同二者优异的效果可以进一步提升表面活性剂在清洗剂的作用，而其中采用的壬基酚聚氧乙烯醚作为非离子表面活性剂具有优异的具有优良的去污、润湿和乳化等性能；而乙二醇单丁醚由于其化学结构上具有两个强溶解功能的醚键和羟基，前者具有亲油性，可溶解憎水性化合物，后者具有亲水性，可溶解亲水性化合物，因而具有很强的溶解能力，协同壬基酚聚氧乙烯醚作为表面活性剂加入清洗剂中可以进一步提升清洗剂的去污性能。
本发明还提了一种铝材碱性清洗剂的制备方法，通过如下步骤制得：
1)按照重量百分比，将改性层状硅酸盐加入适量离子水A溶解，边加边搅拌直到完全溶解为止，再将乙二胺四乙酸二钠和酒石酸钠加入，继续搅拌至溶解完全，制得混合物A，备用；
2)按照重量百分比，将焦磷酸钠用适量离子水A溶解后得到混合物B，备用；
3)将步骤2)中得到的混合物B加入步骤1)中得到的混合物A混合搅拌均匀，并继续将表面活性剂和烷基糖苷加入，搅拌0.8-1.2h，得到铝材碱性清洗剂。
本发明中的铝材碱性清洗剂通过上述方法制得，而利用上述方法制得的铝材碱性清洗剂很有很好的效率和合格率。同时该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，制得铝材碱性清洗剂具有脱脂能力强、清洗效果好、污染危害作用小、使用方便等优点，具有很好的推广使用价值。
本发明的有益效果在于：本发明通过合理搭配了多种成分配制成了清洗剂，保证了绝大多数污物的去除效果，同时该清洗剂的pH8-10为低碱性，不含有氢氧化钠和碳酸钠等强碱，溶液易于生物降解，废液处理成本低，不腐蚀铝材、不伤手、环境性能友好，脱脂能力强、清洗效果好、污染危害作用小、使用方便等优点，具有很好的推广使用价值。
本发明一种铝材碱性清洗剂的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，制得铝材碱性清洗剂具有很好的清洗效果和合格率，易于进行大规模工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种铝材碱性清洗剂，包括如下重量百分比的原料：改性层状硅酸盐12％、乙二胺四乙酸二钠1.5％、焦磷酸钠0.5％、酒石酸钠0.05％、表面活性剂20％、烷基糖苷1.6％和余量去离子水A。
所述改性层状硅酸盐包括如下原料：硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B。
所述改性层状硅酸盐通过如下步骤制得：
S1、按摩尔比，将硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B混合搅拌15min，得到混合物A，备用；
S2、在搅拌条件下将质量浓度为0.8％的十八烷基三甲基溴化铵缓慢滴加入步骤S1中得到的混合物A中，搅拌反应0.8h后，蒸发浓缩至溶液黏稠，然后将物料加入到四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中并在140℃煅烧22h，冷却后将产物粉碎，即得改性层状硅酸盐。
所述硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B混合时的摩尔比为2:0.5:90。
步骤S2中，所述混合物A与十八烷基三甲基溴化铵的用量比为0.8:1.2。
所述表面活性剂是由壬基酚聚氧乙烯醚和乙二醇单丁醚按照摩尔比为16:5组成的混合物。
所述铝材碱性清洗剂的制备方法，通过如下步骤制得：
1)按照重量百分比，将改性层状硅酸盐加入适量离子水A溶解，边加边搅拌直到完全溶解为止，再将乙二胺四乙酸二钠和酒石酸钠加入，继续搅拌至溶解完全，制得混合物A，备用；
2)按照重量百分比，将焦磷酸钠用适量离子水A溶解后得到混合物B，备用；
3)将步骤2)中得到的混合物B加入步骤1)中得到的混合物A混合搅拌均匀，并继续将表面活性剂和烷基糖苷加入，搅拌0.8h，得到铝材碱性清洗剂。
实施例2
一种铝材碱性清洗剂，包括如下重量百分比的原料：改性层状硅酸盐14％、乙二胺四乙酸二钠1.8％、焦磷酸钠0.8％、酒石酸钠0.07％、表面活性剂24％、烷基糖苷2.0％和余量去离子水A。
所述改性层状硅酸盐包括如下原料：硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B。
所述改性层状硅酸盐通过如下步骤制得：
S1、按摩尔比，将硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B混合搅拌23min，得到混合物A，备用；
S2、在搅拌条件下将质量浓度为0.9％的十八烷基三甲基溴化铵缓慢滴加入步骤S1中得到的混合物A中，搅拌反应0.9h后，蒸发浓缩至溶液黏稠，然后将物料加入到四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中并在145℃煅烧23h，冷却后将产物粉碎，即得改性层状硅酸盐。
所述硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B混合时的摩尔比为2.5:0.7:95。
步骤S2中，所述混合物A与十八烷基三甲基溴化铵的用量比为0.5:1.3。
所述表面活性剂是由壬基酚聚氧乙烯醚和乙二醇单丁醚按照摩尔比为18:7组成的混合物。
所述铝材碱性清洗剂的制备方法，通过如下步骤制得：
1)按照重量百分比，将改性层状硅酸盐加入适量离子水A溶解，边加边搅拌直到完全溶解为止，再将乙二胺四乙酸二钠和酒石酸钠加入，继续搅拌至溶解完全，制得混合物A，备用；
2)按照重量百分比，将焦磷酸钠用适量离子水A溶解后得到混合物B，备用；
3)将步骤2)中得到的混合物B加入步骤1)中得到的混合物A混合搅拌均匀，并继续将表面活性剂和烷基糖苷加入，搅拌0.9h，得到铝材碱性清洗剂。
实施例3
一种铝材碱性清洗剂，包括如下重量百分比的原料：改性层状硅酸盐16％、乙二胺四乙酸二钠2％、焦磷酸钠1.3％、酒石酸钠0.1％、表面活性剂28％、烷基糖苷2.5％和余量去离子水A。
所述改性层状硅酸盐包括如下原料：硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B。
所述改性层状硅酸盐通过如下步骤制得：
S1、按摩尔比，将硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B混合搅拌20min，得到混合物A，备用；
S2、在搅拌条件下将质量浓度为1.0％的十八烷基三甲基溴化铵缓慢滴加入步骤S1中得到的混合物A中，搅拌反应1.0h后，蒸发浓缩至溶液黏稠，然后将物料加入到四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中并在150℃煅烧24h，冷却后将产物粉碎，即得改性层状硅酸盐。
所述硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B混合时的摩尔比为3:1.0:100。
步骤S2中，所述混合物A与十八烷基三甲基溴化铵的用量比为0.95:1.5。
所述表面活性剂是由壬基酚聚氧乙烯醚和乙二醇单丁醚按照摩尔比为20:8组成的混合物。
所述铝材碱性清洗剂的制备方法，通过如下步骤制得：
1)按照重量百分比，将改性层状硅酸盐加入适量离子水A溶解，边加边搅拌直到完全溶解为止，再将乙二胺四乙酸二钠和酒石酸钠加入，继续搅拌至溶解完全，制得混合物A，备用；
2)按照重量百分比，将焦磷酸钠用适量离子水A溶解后得到混合物B，备用；
3)将步骤2)中得到的混合物B加入步骤1)中得到的混合物A混合搅拌均匀，并继续将表面活性剂和烷基糖苷加入，搅拌1.0h，得到铝材碱性清洗剂。
实施例4
一种铝材碱性清洗剂，包括如下重量百分比的原料：改性层状硅酸盐18％、乙二胺四乙酸二钠3％、焦磷酸钠1.6％、酒石酸钠0.15％、表面活性剂32％、烷基糖苷3.0％和余量去离子水A。
所述改性层状硅酸盐包括如下原料：硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B。
所述改性层状硅酸盐通过如下步骤制得：
S1、按摩尔比，将硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B混合搅拌28min，得到混合物A，备用；
S2、在搅拌条件下将质量浓度为1.1％的十八烷基三甲基溴化铵缓慢滴加入步骤S1中得到的混合物A中，搅拌反应1.1h后，蒸发浓缩至溶液黏稠，然后将物料加入到四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中并在155℃煅烧25h，冷却后将产物粉碎，即得改性层状硅酸盐。
所述硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B混合时的摩尔比为3.5:1.2:105。
步骤S2中，所述混合物A与十八烷基三甲基溴化铵的用量比为0.9:1.4。
所述表面活性剂是由壬基酚聚氧乙烯醚和乙二醇单丁醚按照摩尔比为22:9组成的混合物。
所述铝材碱性清洗剂的制备方法，通过如下步骤制得：
1)按照重量百分比，将改性层状硅酸盐加入适量离子水A溶解，边加边搅拌直到完全溶解为止，再将乙二胺四乙酸二钠和酒石酸钠加入，继续搅拌至溶解完全，制得混合物A，备用；
2)按照重量百分比，将焦磷酸钠用适量离子水A溶解后得到混合物B，备用；
3)将步骤2)中得到的混合物B加入步骤1)中得到的混合物A混合搅拌均匀，并继续将表面活性剂和烷基糖苷加入，搅拌1.1h，得到铝材碱性清洗剂。
实施例5
一种铝材碱性清洗剂，包括如下重量百分比的原料：改性层状硅酸盐20％、乙二胺四乙酸二钠4％、焦磷酸钠2％、酒石酸钠0.2％、表面活性剂36％、烷基糖苷3.5％和余量去离子水A。
所述改性层状硅酸盐包括如下原料：硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B。
所述改性层状硅酸盐通过如下步骤制得：
S1、按摩尔比，将硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B混合搅拌25min，得到混合物A，备用；
S2、在搅拌条件下将质量浓度为1.2％的十八烷基三甲基溴化铵缓慢滴加入步骤S1中得到的混合物A中，搅拌反应1.2h后，蒸发浓缩至溶液黏稠，然后将物料加入到四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中并在160℃煅烧26h，冷却后将产物粉碎，即得改性层状硅酸盐。
所述硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B混合时的摩尔比为4:1.5:110。
步骤S2中，所述混合物A与十八烷基三甲基溴化铵的用量比为1.0:1.6。
所述表面活性剂是由壬基酚聚氧乙烯醚和乙二醇单丁醚按照摩尔比为24:12组成的混合物。
所述铝材碱性清洗剂的制备方法，通过如下步骤制得：
1)按照重量百分比，将改性层状硅酸盐加入适量离子水A溶解，边加边搅拌直到完全溶解为止，再将乙二胺四乙酸二钠和酒石酸钠加入，继续搅拌至溶解完全，制得混合物A，备用；
2)按照重量百分比，将焦磷酸钠用适量离子水A溶解后得到混合物B，备用；
3)将步骤2)中得到的混合物B加入步骤1)中得到的混合物A混合搅拌均匀，并继续将表面活性剂和烷基糖苷加入，搅拌1.2h，得到铝材碱性清洗剂。
对比例1
本对比例与上述实施例1的区别在于：本对比例中用硅酸钠代替了改性层状硅酸盐，本对比例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
对比例2
本对比例与上述实施例3的区别在于：本对比例中表面活性剂仅采用壬基酚聚氧乙烯醚，本对比例的其余内容与实施例3相同，这里不再赘述。
对实施例1、3、5和对比例1-2制得的铝材碱性清洗剂进行清洗效果、缓蚀效果、pH值和表面效果等性能测试，结果如下表1所示：
其中净洗力按照JB/T4323-1999的标准方法测试；pH值按照GB/T6368的标准方法测试；表面效果目测；腐蚀率按照GB/T 50746-2012的标准方法测试。
表1
| 项目 | 净洗力(％) | 腐蚀率(％) | pH值 | 表面效果 |
| 实施例1 | 98.7 | 0.0011 | 7.6 | 表面光亮美观，无划痕出现 |
| 实施例3 | 99.6 | 0.0010 | 7.9 | 表面光亮美观，无划痕出现 |
| 实施例5 | 99.4 | 0.0012 | 8.0 | 表面光亮美观，无划痕出现 |
| 对比例1 | 90.2 | 1.235 | 7.0 | 有少许划痕划伤出现 |
| 对比例2 | 25.5 | 0.512 | 7.2 | 表面光亮，无划痕出现 |
| 市售产品 | 20.1 | 1.015 | 6.9 | 表面美观，无划痕出现 |
由表中数据可知，本发明实施例1、3和5中制得的铝材碱性清洗剂具有优良的清洗效果、缓蚀效果、pH值和表面效果等，而改性层状硅酸盐和混合表面活性剂的加入有效改善了铝材碱性清洗剂的综合性能，使其具有较好的清洗效果、缓蚀效果、pH值和表面效果等，以及化学稳定性。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种铝材碱性清洗剂，其特征在于：包括如下重量百分比的原料：改性层状硅酸盐12-20％、乙二胺四乙酸二钠1.5-4％、焦磷酸钠0.5-2％、酒石酸钠0.05-0.2％、表面活性剂20-36％、烷基糖苷1.6-3.5％和余量去离子水A。
2.根据权利要求1所述的一种铝材碱性清洗剂，其特征在于：包括如下重量百分比的原料：改性层状硅酸盐14-18％、乙二胺四乙酸二钠1.5-4％、焦磷酸钠0.5-2％、酒石酸钠0.05-0.2％、表面活性剂20-36％、烷基糖苷1.6-3.5％和余量去离子水A。
3.根据权利要求1所述的一种铝材碱性清洗剂，其特征在于：所述改性层状硅酸盐包括如下原料：硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B。
4.根据权利要求3所述的一种铝材碱性清洗剂，其特征在于：所述改性层状硅酸盐通过如下步骤制得：
S1、按摩尔比，将硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B混合搅拌15-25min，得到混合物A，备用；
S2、在搅拌条件下将质量浓度为0.8-1.2％的十八烷基三甲基溴化铵缓慢滴加入步骤S1中得到的混合物A中，搅拌反应0.8-1.2h后，蒸发浓缩至溶液黏稠，然后将物料加入到四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中并在140-160℃煅烧22-26h，冷却后将产物粉碎，即得改性层状硅酸盐。
5.根据权利要求4所述的一种铝材碱性清洗剂，其特征在于：所述硅酸钠、氢氧化钠和去离子水B混合时的摩尔比为2-4:0.5-1.5:90-110。
6.根据权利要求1所述的一种铝材碱性清洗剂，其特征在于：所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚和乙二醇单丁醚中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种铝材碱性清洗剂，其特征在于：所述表面活性剂是由壬基酚聚氧乙烯醚和乙二醇单丁醚按照摩尔比为16-24:5-12组成的混合物。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的铝材碱性清洗剂的制备方法，其特征在于：通过如下步骤制得：
1)按照重量百分比，将改性层状硅酸盐加入适量离子水A溶解，边加边搅拌直到完全溶解为止，再将乙二胺四乙酸二钠和酒石酸钠加入，继续搅拌至溶解完全，制得混合物A，备用；
2)按照重量百分比，将焦磷酸钠用适量离子水A溶解后得到混合物B，备用；
3)将步骤2)中得到的混合物B加入步骤1)中得到的混合物A混合搅拌均匀，并继续将表面活性剂和烷基糖苷加入，搅拌0.8-1.2h，得到铝材碱性清洗剂。
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