專利名稱：多功能除油除銹清洗劑及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于化學法金屬材料清洗技術領域，具體涉及金屬材料的一種化學除油除銹清洗劑。
金屬表面是一個復雜的體系，在不同的氧化條件下，其成份差異性特別大。各種金屬材料在如電鍍、浸鍍等前，均需進行表面的處理，即除去表面的油、銹等雜質。目前常用的除銹方法主要以化學除銹為主，以采用各種酸液，以鹽酸和硫酸應用最多。金屬表面去油常采用堿液或溶劑清洗。上述方法在實際的使用中往往存在如金屬過腐蝕、形成酸霧或需加溫、成本高、有毒污染空氣危害人體健康以及操作復雜等缺點。
針對上述問題，本發(fā)明的是金屬表面通過滲透層與形成銹漬的媒介物質發(fā)生化學反應，經過破壞分解剝落銹漬，通過特殊表面活性劑乳化、分解油污，破解油污的附著力，從而達到在常溫下一次性快速除油除銹等污垢，并且達到安全、無毒、無污染的效果。
本發(fā)明的目的可以通過如下組成成份及配制方法實現(xiàn)在1000份水中，由含有如下的原料配制而成，HCI200-300ml/L、H2SO4100-150ml/L、十二烷基磺酸鈉8-10g/L、六次甲基四胺2.5-4g/L、三乙醇胺1.5-3g/L、明膠0.2-0.4g/LOP-10、食鹽200-300g/L、OP-1012-20mol/L。
其制備方法(1)、在清洗槽中，用1/3的室溫水，依次加入定量的十二烷基磺酸鈉、六次甲基四胺、三乙醇胺、食鹽、明膠、OP-10攪拌溶解均勻備用。
(2)用1/3的室溫水將定量的H2SO4緩緩加入水中，一邊注入一邊攪拌散熱，然后加入定量的HCI，在加入中應注意注入速度和安全。
(3)將(1)加入(2)中，邊加入攪拌均勻，然后將余下1/3水量加入(1)和(2)清洗劑中稀釋。
(4)溫度室溫至35℃。
本發(fā)明中各種原料作用及所解決的關鍵問題。
1、鹽酸酸洗除銹機理鹽酸加緩蝕劑、六次甲基四胺進行除銹，反應機理有三方面。
(1)化學溶解反應式如下
生成的氯化亞鐵和三氯化鐵能溶于酸溶液中。與此同時，酸溶液還會與鋼鐵基體發(fā)生化學反應
生成的氫氣對難溶的γ-Fe2O3起著機械剝離、脫落作用，有利除銹，但原子氫滲入金屬基體發(fā)生氫脆現(xiàn)象。為了防止酸性洗液對金屬的腐蝕和氫脆的產生，加入緩蝕劑，并且還要控制酸液濃度和酸洗溫度。
(2)電化學還原性溶解這個反應主要是在鋼鐵表面上銹層不連續(xù)處產生的局部電池的陰極反應。該反應進行得很快，是酸洗除銹的主要方式。模式為三氧化二鐵(陰)|酸液|鐵(陽)。三氧化二鐵中的三價鐵被還原成二價鐵直接進入溶液。
陰極反應；陽極反應銹層溶解到酸液中的主要是亞鐵離子，而不是三價鐵離子。鐵的氧化粉末或被剝離下來的金屬銹層在酸中的溶解速度，比附在基體金屬上的銹層溶解速度慢。
(3)機械剝離當酸液滲入銹層最內層，與最內層的氧化物或夾在氧化物之間的金屬發(fā)生反應，使銹層失去附著物，從而脫落下來。
從總體來看，電化學還原反應也主要起著剝離作用。酸洗除銹主要是酸通過化學反應把銹層從金屬基體上剝離下來，而不是將銹層全部溶解。所以，清洗結束后應將清洗過的設備做徹底的清理，把脫落下來的鐵徹底清除。
2、硫酸酸洗除銹機理鐵的氧化物在硫酸的溶解、機械剝離、還原作用下，其反應如下
由于Fe2O3、Fe3O4是不是溶于酸液的氧化物，反應較慢。鐵溶解時析出的氫不僅可以使Fe3O4、Fe2O3還原成FeO(或Fe)，加速酸洗過程，同時還可以把已經疏松的氧化鐵銹皮從金屬上機械地剝落掉。鐵及其氧化物在酸中被還原成易溶解的硫酸亞鐵，反應如下
3、十二烷基磺酸鈉作為抑霧劑作用，產生泡沫，酸和鋼鐵基體發(fā)生反應，生成氫氣、產生氫脆，放出大量酸霧。為了防止酸霧的產生，在酸洗時加入十二烷基磺酸鈉，它既能防止酸霧產生同時達到酸洗持久的作用。
4、六次甲基四胺在酸洗時對金屬件起緩蝕作用，緩蝕率大于95％，能有效抑制鋼鐵件在酸洗中對氫的吸收和Fe3+對金屬的腐蝕，使金屬酸洗時不產生孔蝕。
5、三乙醇胺化學鈍，作穩(wěn)定劑使用，在本劑中既可控制清洗劑的分解又起到滲透作用。
6、食鹽能控制H2SO4對碳鋼、鉻鋼、鉻鎳鋼的腐蝕作用，兼作防灰劑。
7、明膠對金屬在酸洗中具有良好的緩蝕作用，這種由分子量較小的多種α-氨基酸構成，是一種既含氨基又含羥基的緩蝕劑。當濃度達到0.3％時緩蝕率為95％，介質溫度升高，濃度增大，其緩蝕率有不同程度增加。
8、OP-10乳化劑是一種良好的乳化劑，除油效果良好，但不易從零件上洗掉，為保證鍍層與金屬零件的結合力，必須加強清洗。在本發(fā)明中作為除油成分。
本發(fā)明清洗劑與常用除油除銹缺點、優(yōu)點對比常用的去油除銹方法的缺點常用的除銹方法以化學除銹為主?；瘜W除銹采用各種酸液，以鹽酸和硫酸應用最多。酸能與銹或金屬氧化物起化學反應，生成可溶性鹽類，使銹除去，酸又能與基體金屬反應放出氫，氫能對鐵銹和難溶的氧化皮產生程，但氫的副作用也隨之產生1、使金屬產生氫脆，引起金屬的力學性能下降；2、大量氫的逸出會形成酸霧，影響操作人員的健康和腐蝕周圍的設備；3、消耗大量的酸，使處理成本增加；4、易產生過腐蝕。
常用的去油方法，有堿液清洗和溶劑清洗兩種。
(一)、堿液清洗常用材料有氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉、硅酸鈉等。堿液清洗隨著清洗配方的改進和操作方法的改善，使其具有去油能力強、安全可靠等優(yōu)勢，但堿液液清洗的缺陷也很明顯1、有些堿液不易用水清洗；2、有些堿液需加溫，耗費能源；3、有些堿液對有色金屬具有腐蝕性；4、對不同的處理工藝需選擇不同的材料與配比，實際運用中不易掌握。
5、成本較高。
(二)、溶劑清洗具有去油效果好、可常溫下進行清洗、對黑色金屬和有色金屬均無腐蝕的優(yōu)點。選用的材料有石油溶劑、芳烴溶劑、鹵代烴、松節(jié)油等。眾所周知，有機溶劑屬易燃易爆，并有一定毒性的危險品，同時揮發(fā)性大、污染空氣、危害人體、材料消耗多、生產成本高，因此在工業(yè)運用中受到了很大的限制。
多功能除油銹清洗劑的優(yōu)點1、效果好。該產品可有效清除金屬表面上的油、銹和非金屬表面上的油污，為后續(xù)工序提供潔凈的表面。無氫脆和過腐蝕現(xiàn)象；2、成體低，用量少。Fe含量在150g/L以下，均可有效使用；3、工藝簡單。將去油除銹同步進行。原有的去油除銹工藝需經過去油—水洗—除銹—水洗等四道工序，才能獲得潔凈的表面，采用該技術只需綜合處理—水洗兩道工序。可簡化操作步驟，提高工效，節(jié)省生產場地和生產設備；4、改善了生產條件。該產品無酸霧產生，有利于環(huán)境保護、勞動保護和生產設備維護，并可減少原料消耗；5、使用方便。該產品常溫下配制，使用、有利于節(jié)約能源、降低處理成本，還可添加循環(huán)使用；6、使用安全。產品不燃、不爆、無毒、無味，對人體無害；7、用途廣泛?？蓮V泛運用于金屬及部分非金屬材料在涂裝、電鍍、化學鍍、防銹封存、表面改性、表面膜轉化等工藝的預處理。
利用本發(fā)明多功能清洗劑清洗的工藝方法1、浸泡法。將要處理的金屬工件，浸入除油除銹液中3-15分鐘，視其工作情況而定。此法比較經濟，若溫度在30攝氏度，或攪拌震動時效果更佳。處理完畢用清水沖洗。
2、噴霧法。用除油除銹液自上而下低壓噴器噴覆工作，用水清洗分解掉氧化物，工件干燥后可待用。
3、刷制法。用除油除銹液，直接刷在工件上，用清水沖刷干凈，干燥后待用，若在30攝氏度溫度下，或攪拌震動后效果更快更好。
下面以實例，結合工藝流程對本發(fā)明進一步說明實施例1用PP板、PVC板或玻璃鋼三種之一做清洗槽。
1、用300ml自來水溶解十二烷基磺酸鈉10g、六次甲基四胺3g、三乙醇胺2g、食鹽250g、明膠0.3g。OP-1015ml，攪拌全部溶解備用(1)。
2、用400ml自來水放放一容器中，先將H2SO4100ml緩緩加入水中攪拌散熱。然后加入HCI200ml攪拌。
3、將(1)倒入(2)混合即得清洗劑將需除油除銹的金屬零件放入盛有清清劑容器中進行除油除銹清洗，在室溫下浸泡3-15分鐘，將工件撈出即完成除油除銹二合一一步工序法處理。
權利要求
多功能除油除銹清洗劑及制作方法，其特征在于清洗劑是在1000份水中，含由以下述成份的原料所組成HCI(工業(yè)用)200-300ml/L、H2SO4(工業(yè)用)100-150ml/L、十二烷基磺酸鈉8-10g/L、六次甲基四胺2.5-4g/L、三乙醇胺1.5-3g/L、食鹽200-300g/L、明膠0.2-0.4g/L、OP-10乳化劑12-20mol/L；其制備方法(1)、在清洗槽中，用1/3的室溫水，依次加入定量的十二烷基磺酸鈉、六次甲基四胺、三乙醇胺、食鹽、明膠、OP-10攪拌溶解均勻備用；
(2)用1/3的室溫水將定量的H2SO4緩緩加入水中，一邊注入一邊攪拌散熱，然后加入定量的HCI，在加入中應注意注入速度和安全；
(3)將(1)加入(2)中，邊加入攪拌均勻，然后將余下1/3水量加入(1)和(2)清洗劑中稀釋；
(4)溫度室溫至35℃；
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬表面除油除銹清洗劑及其制作方法，它主要是在1000分水中由HCI(工業(yè)用)200－300ml/L、H
文檔編號C11D3/26GK1536060SQ0311412
公開日2004年10月13日 申請日期2003年4月7日 優(yōu)先權日2003年4月7日
發(fā)明者李明, 章志偉, 李記泉, 李 明 申請人:章志偉