CN101381876B - 无磷无氮易生物降解金属脱脂粉及配制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无磷无氮易生物降解金属脱脂粉及配制方法，属于金属材料表面清洗技术领域。该脱脂粉的组分及含量(重量份)为：碳酸钠10-50，正硅酸钠5-30，葡萄糖酸钠0.1-10，柠檬酸钠0.1-5，平平加0-20 0.1-5，直链烷基聚氧乙烯基醚硫酸钠1-20，配制时按一定加料次序，在常温常压和10-100r/min的搅拌转速下，充分混合均匀。该脱脂粉在常温下除油速度快、效果好，不含磷和氮，易生物降解，避免环境污染，符合节能减排要求，而且便于运输和保存，节约生产和使用成本。

Description

无磷无氮易生物降解金属脱脂粉及配制方法

技术领域

本发明涉及一种用于金属材料表面处理的脱脂粉，特别是无磷无氮易生物降解金属脱脂粉及其配制方法。

背景技术

金属零件在电镀、涂装、磷化、油封前需要进行清洗脱脂的表面处理，其中化学除油法是利用碱类助洗剂对油脂的皂化作用除去可皂化性油脂，利用表面活性剂的乳化作用除去非皂化油脂(矿物油脂)。在化学除油处理中要用到脱脂粉(剂)。目前，多数金属脱脂剂的助洗剂仍以磷酸盐和聚磷酸盐为主，磷酸盐、聚磷酸盐是良好的助洗剂，可络合溶解在碱液中的金属离子，提高碱液的载油污能力和脱脂效果，同时还具有分散、乳化、耐硬水及防止金属被腐蚀等性能，在金属脱脂剂中普遍使用。但磷酸盐的大量使用，造成水体的富营养化，不符合环保要求。现有无磷脱脂剂多采用偏硅酸盐，但偏硅酸盐的助洗能力较差。

现有脱脂粉中普遍采用的表面活性剂体系是烷基苯磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚系列，这些表面活性剂虽均具有一定的生物降解特性，但苯环的存在使降解不易彻底，目前，可生物降解脱脂粉也主要是利用这些表面活性剂。2005年3月的沈阳理工大学学报发表了“环保型脱脂剂的研制”的文章，该脱脂剂中助洗剂排除了磷酸盐的成分，有利于环境保护，有一定进步，但所用表面活性剂AH-1的生物降解性不明确，无法考证其生物降解特性。而且该脱脂剂的除油温度为60～65℃，常温下脱脂效果欠佳，使用时需要加温，增加能耗，增加使用企业清洗成本。另外，液态的脱脂剂也不利于运输和保存。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足之处，提供一种既能保证使用效果，又能避免环境污染，降低使用成本，符合节能减排要求的无磷无氮易生物降解金属脱脂粉，同时提供该脱脂粉的配制方法。

本发明的无磷无氮易生物降解金属脱脂粉由碱类助洗剂和表面活性剂组成，其组分及含量(重量份)为：

碳酸钠                        10～50

正硅酸钠                      5～30

葡萄糖酸钠                    0.1～10

柠檬酸钠                      0.1～5

平平加0-20                    0.1～5

直链烷基聚氧乙烯基醚硫酸钠    1～20。

以上组分的优选含量(重量份)为：

碳酸钠                        15～35

正硅酸钠                      10～25

葡萄糖酸钠                    1～8

柠檬酸钠                      1～5

平平加0-20                    1～5

直链烷基聚氧乙烯基醚硫酸钠    2～15。

本发明提供的配制方法是：按上述各组分的重量比备料，在粉料搅拌机中先加入正硅酸钠，接着加入平平加0～20、直链烷基聚氧乙烯基醚硫酸钠，混合均匀后，再加入碳酸钠、葡萄糖酸钠和柠檬酸钠，充分混合均匀，以上操作在常温、常压和封闭条件下进行。

所述搅拌机的搅拌转速为10～100r/min。

常规金属脱脂粉(剂)主要由碱金属氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐或聚磷酸盐、乙二胺四乙酸盐(EDTA)、起渗透、乳化、分散作用的各种表面活性剂组成，磷酸盐、聚磷酸盐具有优良的除油、缓蚀、络合能力，EDTA具有优良的螯合能力，烷基苯磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚等含芳环的表面活性剂也因价廉、除油效果好等特点在脱脂粉中普遍使用，但产生较严重的环境问题。本发明的核心是筛选同样具有优良除油、缓蚀作用、一定络合作用的正硅酸盐代替磷酸盐或聚磷酸盐，正硅酸盐比目前无磷脱脂粉中采用的偏硅酸盐具有更好的除油效果；采用易生物降解的生物质原料葡萄糖酸钠、柠檬酸钠替代EDTA等；选用更易生物解解的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚代替较难生物解解的烷基酚聚氧乙烯醚和烷基苯磺酸盐等，既起到乳化、渗透、分散作用，同时对使用硅酸盐可能在材料表面产生硅垢具有分散和抑制作用，避免了硅垢的形成。本发明以上述组分为基础，经大量实验开发的无磷无氮易生物降解金属脱脂粉不仅解决了现有脱脂粉(剂)在使用过程中带来的环境污染问题，同时具有常温条件下，除油速度快、除油效果好等特点。生产过程中，使用自行开发的涡流混合设备改善了脱脂粉的混合均匀性，提高了产品质量稳定性。

常见的金属油污清洗剂、除油剂、脱脂剂通常为液体产品，增加了运输和包装成本。本品为高浓缩型的粉状产品，清洗前由用户按说明直接加水配制使用，降低了用户的运行成本，增加了产品的保存期。

本发明提供的配制方法操作简单，工艺合理，能保证产品质量和工业化生产。投料时先加入正硅酸钠，接着加入表面活性剂，对硅酸盐具有表面封闭和保护作用，防止其分解；搅拌转速采用10～100r/min，对于常规使用的搅拌筒和电机功率，既能保证物料搅拌均匀和生产效率，又能避免物料因过分摩擦挤压而影响产品性能。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步说明：

例一：先将正硅酸钠100kg加入粉料搅拌机中，常温常压下，启动搅拌机，转速40r/min，接着加入平平加0～2010kg、直链烷基聚氧乙烯基醚硫酸钠150kg，搅拌20min，混合均匀后，再加入碳酸钠350kg，葡萄糖酸钠10kg、柠檬酸纳50kg，继续搅拌30min，充分混合均匀，即得粉状产品。

例二至例五，各组分用量及搅拌转速如下表，其余操作同例一：

	正硅酸钠kg	平平加0-20kg	直链烷基聚氧乙烯基醚硫酸钠kg	碳酸钠kg	葡萄糖酸钠kg	柠檬酸钠kg	转速r/min
								例二	250	50	20	150	80	10	80
例三	200	30	80	240	60	30	100
								例四	50	1	200	500	1	50	20
例五	300	40	100	100	40	1	60

本发明的脱脂粉经检测和应用，主要技术和性能指标如下：

主要技术指标

外观：白色粉末

pH值(3％水溶液g/L)：11.3-13.0

游离碱液(3％水溶液g/L)：25-30

总碱度(3％水溶液g/L)：35-40

磷含量((以PO₄ ²⁺计))：≤0.0005％

氮含量((以NH₄ ⁺计))：≤0.0002％

生物降解(自然条件下21天)：≥95％

主要性能指标

槽液浓度(g/L)：30-50

处理温度(℃)：30-40

处理时间(min)：3-8

脱有率(％)：≥98.0％

清洗方式：浸泡、喷淋刷洗、超声波清洗、滚筒清洗等。

Claims (4)

1.一种无磷无氮易生物降解金属脱脂粉，其特征是该脱脂粉的组分及其重量份配比为：

碳酸钠                               10～50

正硅酸钠                             5～30

葡萄糖酸钠                           0.1～10

柠檬酸钠                             0.1～5

平平加0-20                           0.1～5

直链烷基聚氧乙烯基醚硫酸钠           1～20。

2.按权利要求1所述的无磷无氮易生物降解金属脱脂粉，其特征是各组分的重量份配比为：

碳酸钠                               15～35

正硅酸钠                             10～25

葡萄糖酸钠                           1～8

柠檬酸钠                             1～5

平平加0-20                           1～5

直链烷基聚氧乙烯基醚硫酸钠           2～15。

3.一种用于按权利要求1所述的无磷无氮易生物降解金属脱脂粉的配制方法，其特征是按各组分的重量比，在粉料搅拌机中先加入正硅酸钠，接着加入平平加0-20、直链烷基聚氧乙烯基醚硫酸钠，混合均匀后，再加入碳酸钠、葡萄糖酸钠和柠檬酸钠，充分混合均匀，以上操作在常温、常压和封闭条件下进行。

4.按权利要求3所述的无磷无氮易生物降解金属脱脂粉的配制方法，其特征是所述搅拌机的搅拌转速为10～100r/min。