一種金屬清洗劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種金屬清洗劑，具體是指一種清洗機械金屬表面污染物的清洗劑。本發(fā)明的目的是獲得一種金屬清洗劑，以克服現(xiàn)有清洗劑對較重油污清洗效率低，清洗時間長，污染環(huán)境的缺陷。一種金屬清洗劑，包含含巰基化合物，醇醚，強螯合劑，水。
【專利說明】一種金屬清洗劑
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種金屬清洗劑，具體的說，是一種清洗機械金屬表面污染物的清洗劑。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]金屬部件產(chǎn)品的加工過程中，常常會使用到油、凝膠、電解質(zhì)等，加工后的金屬產(chǎn)品，這些物質(zhì)會有部分附著在金屬表面造成污染，所以要對加工后的金屬部件進行清洗工作，清洗去除這些殘留物。
[0004]具體來說，油污中含有作為潤滑油的脂肪油和礦物油、染料、煙塵和其他上游工序來的顆粒性污垢、金屬氧化物等，金屬表面清洗過程中所涉及的污垢很廣泛，由這些物質(zhì)組成的油污-油膩性污垢，經(jīng)歷較長時間的變化后，經(jīng)過加熱、干燥等化學反應，在金屬表面形成非常頑固的、顏色較深 的用普通洗滌劑難以達到很好的洗滌效果的難以去除的頑固污垢。當設計一個金屬表面洗滌劑配方時，其主要目的不僅是除去油污，而且要保持金屬表面完好如初。
[0005]在金屬生產(chǎn)和加工的過程中經(jīng)常要用到清洗除油工序。目前經(jīng)常使用的各種金屬除油劑，主要有強酸、強堿和表面活性劑等。它們一般都是針對金屬表層較輕的油污處理，對較重的油污清洗效率低，表現(xiàn)在清洗時間長，效果也很差；泡沫很多，影響除油的效果和除油后清洗；含各種有毒有害物質(zhì)如亞硝酸鈉等，污染環(huán)境，對操作人員的身體造成傷害；易對較活潑的金屬如鋁等造成腐蝕，影響后續(xù)加工。
[0006]鑒于上述問題，迫切需要一種環(huán)保的，親環(huán)境親水性優(yōu)異的，具有良好清洗效果的同時還具有高效快速去除油污的水溶性金屬清洗劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本申請發(fā)明提供了下述的金屬清洗劑，該金屬清洗劑為用于除去金屬表面油污的清洗劑，與以往的產(chǎn)品相比，該清洗劑在較短的時間內(nèi)即可發(fā)揮清洗效果。
[0008]本發(fā)明人經(jīng)過反復研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使用特定的螯合劑，在保證清洗徹底的同時還能加快金屬清洗劑的清洗速度，從而完成了本發(fā)明。
[0009]本發(fā)明的一種金屬清洗劑，包含如下重量份的組分:
含巰基化合物20-30
醇醚5-25水 100或
含巰基化合物20-30強螯合劑20-30水 100【具體實施方式】
[0010]下面，對本發(fā)明涉及的實施方式進行說明。另外，本發(fā)明，不受下面說明的實施方式、實施例的限定。
[0011]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一種金屬清洗劑是包含螯合劑、醇醚、表面活性劑。
[0012]本發(fā)明主要選用水、螯合劑、醇醚助劑、表面活性劑作為實施例中所包含的物質(zhì)。
[0013]
A
本發(fā)明的金屬清洗劑可以是含溶劑的液態(tài)金屬清洗劑，也可以是螯合劑和表面活性相結(jié)合制備成固態(tài)金屬清洗劑。
[0014]所述的固態(tài)金屬清洗劑在使用時需利用溶劑稀釋后使用。
[0015]本發(fā)明的金屬清洗劑優(yōu)選液態(tài)金屬清洗劑。
[0016]金屬清洗劑可選用的溶劑有烴類(石油類)、氯代烴、氟代烴、溴代烴、醇類、有機硅、萜烯、醇類、乙二醇酯、有機烴類、N-甲基吡咯烷酮、水等。
[0017]根據(jù)對環(huán)境保護的要求，本發(fā)明的溶劑優(yōu)選水。
[0018]本發(fā)明的實施例中以水為溶劑。
[0019]`
含巰基化合物
本發(fā)明的含巰基化合物可選用含如下結(jié)構(gòu)式的化合物:
SH-(CH2)rX
上述的含巰基化合物優(yōu)選X選自-C00H、-OH中的一種。η為不大于5的正整數(shù)。
[0020]上述的含巰基化合物優(yōu)選自巰基乙醇，巰基乙酸，3-巰基丙醇，3-巰基丙酸中的一個或幾個。
[0021]上述的含巰基化合物分子量小，同時含有巰基，對金屬離子有很強的吸附能力。
[0022]上述的含巰基化合物對金屬表面的重污垢有很強的清洗能力。由于重污垢吸附在金屬表面主要是通過靜電吸引力吸附，該吸附比普通的分子間作用力和氫鍵作用更加強烈。重污垢在長期的沉淀過程中產(chǎn)生氧化而形成陰離子，與金屬陽離子相互滲透，形成強烈的靜電吸引力。含巰基化合物能夠有效地吸附金屬陽離子，快速降低重污垢對金屬表面的粘結(jié)力，達到清洗的目的。
[0023]上述的含巰基化合物也可以用其堿金屬鹽、堿土金屬鹽、銨鹽代替。
[0024]本發(fā)明的含巰基化合物含量在10-25重量份(以水為100重量份為參考)。
[0025]強螯合劑
化學清洗除垢后設備表面活化，極易被腐蝕，因此，除垢后要求進行鈍化處理。為了實現(xiàn)一步清洗緩蝕，大部分金屬清洗劑都會加入緩蝕劑，吸附型緩蝕劑是最常用的選擇。然而，含巰基化合物在金屬表面，尤其是在含鎳的金屬表面易發(fā)生氧化反應。
[0026]被氧化后的含巰基化合物，形成二硫鍵，二硫鍵具有很好的疏水作用，可作為吸附型緩蝕劑。然而單獨使用含巰基化合物的清`洗劑，緩蝕效果較差。
[0027]本發(fā)明的清洗劑還可以含有強螯合劑，所述強螯合劑可選用氨三乙酸鈉(NTA)、乙二胺四乙酸鹽(EDTA)、二乙烯三胺五羧酸鹽(DTPA)、乙二胺四甲叉磷酸鈉(EDTMPS)、二乙烯三胺五甲叉膦酸鹽(DETPMPS)、次氮基三乙酸中的一種或數(shù)種。
[0028]上述的螯合劑具有較大的分子量和空間結(jié)構(gòu)，具有多個絡合基團，作為強螯合劑，與金屬離子螯合后具有很高的穩(wěn)定性，可奪取含二硫鍵化合物或含巰基化合物的螯合金屬離子，有利于二硫鍵化合物及含巰基化合物在金屬表面的吸附。二硫鍵具有很好的疏水性。達到清洗緩蝕同步進行。
[0029]本發(fā)明的強螯合劑的使用量為含巰基化合物的0.1%-20% (以質(zhì)量分計)。
[0030]醇醚
醇醚主要是乙二醇和丙二醇的低碳醇醚。組成中既有醚鍵，又有羥基。醚鍵具有親油性，可溶解憎水化合物，羥基具有親水性，可溶解水溶性化合物。
[0031]本發(fā)明的醇醚，結(jié)構(gòu)式如下:
RO- (CH2CH2O)nH
其中R為氫原子，碳原子為1-5個的直鏈烷基中的一個，η是1-5的整數(shù)。
[0032]所述的醇醚可選用乙二醇單丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丁基醚、二丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚、一縮二乙二醇、一縮二乙二醇單甲醚、一縮二乙二醇單乙醚、一縮二乙二醇單丙醚、一縮二乙二醇單丁醚中的一種或幾種。
[0033]本發(fā)明的醇醚優(yōu)選分子量低于200的直鏈醇醚，直鏈分子量低的醇醚能促進金屬清洗劑中的螯合劑、表面活性劑在溶劑水中快速分散，提高金屬清洗劑的清洗速度。
[0034]更具體的，醇醚RO- (CH2CH2O) ηΗ中R為氫原子，碳原子為1_4個的直鏈烷基中的一個，η是1-3的整數(shù)。
[0035]本實施例中醇醚優(yōu)選乙二醇單丁基醚、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丁基醚、二丙二醇單甲基醚與丙二醇單甲基醚中的一種或幾種。
[0036]本發(fā)明使用醇醚能降低清洗劑的表面張力，增強對重污垢的侵蝕能力，增加金屬表面的可濕性，因而增強清洗力。
[0037]本發(fā)明的醇醚的含量在5_25重量份(以水為100重量份為參考)。
[0038]抗氧化劑
眾所周知，巰基化合物，尤其是小分子的巰基化合物，雖然與金屬離子具有很強的絡合能力，但是巰基化合物極易被氧化，尤其在鎳、銅、鐵等金屬的催化作用下。此外，巰基化合物還可以被金屬氧化物、含鹵素的有機物氧化。在清洗劑的使用過程中，大部分采用噴射的方式，該過程中清洗劑會融入大量的空氣，這會進一步加大巰基化合物的氧化，同時在污垢中也會存在一些物質(zhì)，使得巰基化合物被氧化或被催化氧化。
[0039] 巰基化合物被氧化后形成含有二硫鍵的化合物，含有二硫鍵的化合物的螯合能力較低。這限定了巰基化合物作為清洗劑的運用。
[0040]采用抗氧化劑是一種可用的選擇:
本發(fā)明優(yōu)選檸檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、乳酸鈉、葡萄糖酸鈉、聚丙烯酸鈉作為抗氧化劑。
[0041]上述化合物由于具有一定的抗氧化作用，可用于本發(fā)明清洗劑在制備、儲存過程中。
[0042]上述的抗氧化劑的使用量為巰基化合物的1%_20%。(以質(zhì)量分計)。[0043]表面活性劑
表面活性劑作為金屬清洗劑的主要組分，表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)是有親水基團和憎水基團兩部分組成。正是這種結(jié)構(gòu)，才使表面活性劑具有某些特殊的基本性質(zhì)，如界面吸附，定向排列，膠束等。這些使水的表面張力降低，對油污產(chǎn)生潤濕，滲透，乳化，增溶，分散，洗凈等多種綜合作用。整個清洗過程，可分為兩步:第一步，表面活性劑對油污的潤濕，滲透，使油污從金屬表面脫離下來；第二步，利用其乳化，增溶分散能力，進一步把脫離下來的油污穩(wěn)定的分散在水中。
[0044]本發(fā)明的表面活性劑選用表面活性劑為非離子型的表面活性劑。
[0045]所述的非離子型的表面活性劑可選用烷基酚的聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、12-14碳伯醇聚氧乙烯醚、12-14碳仲醇聚氧乙烯醚、支鏈化13碳格爾伯特醇聚氧乙烯醚、支鏈化10碳格爾伯特醇聚氧乙烯醚、直鏈的10碳醇聚氧乙烯醚、直鏈的8碳辛醇聚氧乙烯醚、直鏈的8碳異辛醇聚氧乙烯醚中的一種或幾種。
[0046]本發(fā)明優(yōu)選異構(gòu)脂肪醇聚氧乙烯醚。
[0047]本發(fā)明選用含有的異構(gòu)脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑的目的是，異構(gòu)脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑能降低清洗劑的表面張力，可以快速潤濕金屬表面，剝離掉表面污染物。
[0048]更具體的，所述的異構(gòu)脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑的分子通式為CnH2n+10(C2H40)xH,n = 9-18,x = 5-20,優(yōu)選n為10-13,χ為7-13的異構(gòu)脂肪醇聚氧乙烯醚的一種或幾種。
[0049]本實施例中優(yōu)選異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚作為醇醚。
[0050]本發(fā)明的異構(gòu)脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性劑的含量在10-20重量份(以水為100重量份為參考)。
[0051]羥某酸
羥基酸為分子中同時含有羥基一OH和羧基一COOH的化合物。根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分為脂肪族羥基酸和芳香族羥基酸兩類。
[0052]本發(fā)明的羥基酸結(jié)構(gòu)式如下:
OH-(CH2)n-C00H
其中，η為不大于4的正整數(shù)。
[0053]巰基化合物，除了極易氧化外在鎳、銅、鐵等金屬的催化作用下還易水解，發(fā)生水解反應時水中的氫氧根離子會將巰基置換出來生成硫氫根離子，硫氫根離子與水中的氫離子發(fā)生反應生成硫化氫，巰基被置換出后的離子與氫氧根離子結(jié)合變?yōu)槎蓟蛄u基酸，此時，巰基化合物的含量減少，影響巰基對金屬表面油污中金屬離子的吸附作用。但眾所周知，水解反應為可逆反應，在金屬清洗劑中添加羥基酸，使得羥基和羧基含量增加，導致水解反應向逆方向進行，達到抑制水解的作用。
[0054]本發(fā)明的羥基酸的含量在0.1-2質(zhì)量份(以水為100重量份為參考)。
[0055]
具體的實施例人造油污的制備與涂覆
將工業(yè)凡士林、30#機油、20#機油混和物，加熱到120°C左右溶解均勻，倒入羊毛脂、鈣基脂、石油磺酸鋇和羊毛脂，攪拌溶解，控制溫度不超過130°C，待全部溶解后，停止加熱，加入氧化鋁粉末，攪拌均勻，冷卻至室溫即可。
[0056]
將打磨、清洗好的鋼試片(50 X 25 X 3-5mm)，用掛鉤掛好，置于40°C烘箱中干燥30min后，冷卻稱重，準確至0.2mg。將稱后的試片，平放在干凈的濾紙上，用小刮刀鑷取人造油污，均勻地涂敷在試片一面上三分之二的部位，其余三分之一表面不涂覆，并將試片兩側(cè)和底邊多余的油污用濾紙擦去。油污涂覆應控制在0.08、.19g之間。然后將涂好的試片用掛鉤掛好，放入恒溫干燥箱中，溫度控制在40°C，干燥30min后取出，用濾紙擦去底邊的油污，冷卻稱重。
[0057]
去除有機污染物的能力的測試方法
在涂覆好人造油污的鋼試片上滴加0.5微升的超純水，測量清洗前的接觸角，然后用本發(fā)明的金屬清洗劑清洗涂覆人造油污的鋼試片，其后將經(jīng)清洗的鋼試片用超純水沖洗，然后用氮干燥。繼而將0.5微升的超純水滴在鋼試片上，且測量清洗后的接觸角。
[0058]
◎:優(yōu)良(接觸角減小40°或更大)，
〇:良好(接觸角減小30°-小于40° )，
Λ:尚可(接觸角減小20°-小于30° )，
X:不良(接觸角減小小于20° )。
[0059]
金屬清洗劑的液態(tài)儲存穩(wěn)定性測試:
將清洗劑在室溫下放置兩個月，觀察清洗劑是否有白濁或分離。
[0060]O-穩(wěn)定
X-白濁/分離
測試結(jié)果表示于下表中(實施例1-11):
【權(quán)利要求】
1.一種金屬清洗劑，其特征在于包含下式所示的含巰基化合物；
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種金屬清洗劑，其特征在于，所述的金屬清洗劑，以重量份計，包括以下物質(zhì)和重量份:含巰基化合物20-30 ；水100。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的一種金屬清洗劑，其特征在于，所述的金屬清洗劑還包含醇醚，所述的醇醚含量為5-25重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬清洗劑，其特征在于，所述的金屬清洗劑還包含強螯合劑，所述的強螯合劑選自氨三乙酸鈉、乙二胺四乙酸鹽、二乙烯三胺五羧酸鹽、乙二胺四甲叉磷酸鈉、二乙烯三胺五甲叉膦酸鹽、次氮基三乙酸中的一種或數(shù)種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種金屬清洗劑，其特征在于，所述的強螯合劑的使用量以質(zhì)量份計為含巰基化合物的0.1%-20%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種金屬清洗劑，其特征在于，所述的金屬清洗劑還包含抗氧化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的一種金屬清洗劑，其特征在于，所述的抗氧化劑選自檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、乳酸鈉、葡萄糖酸鈉、聚丙烯酸鈉中的一種或數(shù)種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的一種金屬清洗劑，其特征在于，所述的抗氧化劑的使用量以質(zhì)量份計為巰基化合物的1%_20%。
9.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的一種金屬清洗劑，其特征在于，所述的金屬清洗劑還包含非離子型的表面活性劑，所述的表面活性劑用量為10-20重量份。
【文檔編號】C23G1/26GK103451666SQ201310424276
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】楊震宇 申請人:楊震宇