CN102220592A - 预涂层钢板前处理用无泡浮油型碱性清洗剂 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种预涂层钢板前处理用无泡浮油型碱性清洗剂的组分及其重量百分比为:氢氧化钠10-25%,碳酸钠41-60%,正磷酸钠10-25%,三聚磷酸钠3-15%,葡萄糖酸钠1-3%,聚醚型表面活性剂5-15%。本发明的一种预涂层钢板前处理用无泡碱性清洗剂具有良好的溶解、分散、皂化、乳化、润湿、软化硬水的能力,在硬水中稳定,在喷淋清洗过程不产生泡沫,脱脂速度快,去污能力强,使用寿命长。本发明的预涂层钢板前处理用无泡浮油型碱性清洗剂与普通乳化型碱性清洗剂相比,吨钢清洗剂消耗量更低,涂层附着力更优。

Description

预涂层钢板前处理用无泡浮油型碱性清洗剂
技术领域
[0001] 本发明涉及一种清洗剂,具体的说是一种预涂层钢板前处理用无泡浮油型碱性清洗剂。
背景技术
[0002] 除油清洗是预涂层钢板前处理工序中非常重要的环节之一,预涂层钢板所用基材主要为镀锌钢板,在涂覆涂料前必须经过表面清洗处理工艺,以除去金属表面的油颗粒和其它表面残留物,前处理中除油不净,将油污带入涂层工艺,将导致预涂层钢板涂层附着力下降,生产的产品质量达不到用户要求。预涂层钢板生产线目前主要的清洗方式为在50〜 80°C温度条件下,用化学清洗方法通过喷淋对预涂层钢板进行碱洗,对钢板表面的喷淋时间不能超过30秒。而目前市场上的碱性清洗剂清洗效果差,使用寿命短,在喷淋时产生大量的泡沫,造成清洗液外流,不仅增加成本,影响清洗效果,还污染了环境。因此,急需开发出一种快速高效无泡碱性清洗剂,以满足预涂层钢板前处理的需要。
[0003] 日本专利申请号为JP052778641公开了一种钢板清洗剂,该钢板清洗剂可快速清洗钢板表面油污和氧化物,主要由碱性剂、表面活化剂、碱金属氢氧化物和碱金属硅酸盐等作为螯合物构成,其PH彡12.0、清洗温度40〜90°C。由于该专利清洗剂中含有碱金属硅酸盐,该类清洗剂在清洗热镀锌板时,清洗后板面残留的Si会影响热镀锌层表面预涂层的附着力,因此,清洗镀锌板表面时,碱性清洗剂中不能含有碱金属硅酸盐,也不可含有其它对镀锌层及后续工艺有影响的任何组份。
[0004] 另外,目前,市售的普通金属表面清洗剂为乳化型,它与油发生乳化反应后,虽然达到了除油的目的,但由于大部分乳化后的油未与乳化液分离上浮,因此,使用一段时间乳化反应达到饱和后,乳化反应无法继续进行,导致用该类清洗剂配制的清洗液清洗效率急剧下降。而对于预涂层钢板前处理工序除油用清洗剂,在保证快速高效清洗效果的前提下, 不仅要降低清洗剂的成本,还应提高清洗剂配制的清洗液使用寿命。
发明内容
[0005] 本发明的目的是为了解决上述技术问题,提供一种能有效抑制泡沫的产生、对PH 值缓冲能力强、清洗效果好、使用寿命长、适用于以镀锌钢板作为预涂层钢板清洗的无泡浮油型碱性清洗剂。
[0006] 技术方案包括下述重量百分数的组份:氢氧化钠10-25%,碳酸钠41-60%,正磷酸钠10-25%,三聚磷酸钠3-15%,葡萄糖酸钠1_3%,聚醚型表面活性剂5-15%。优选为氢氧化钠15%,碳酸钠48%,正磷酸钠17%,三聚磷酸钠8%,葡萄糖酸钠2%,聚醚型表面活性剂10%。
[0007] 组分的机理及作用:
[0008] 氢氧化钠:主要用途是皂化去油润湿钢板表面,氢氧化钠能与动植物油脂发生皂化反应,生成甘油和肥皂,而甘油和肥皂易溶于水,从而去除油污。氢氧化钠含量低于10%,达不到皂化去油润湿钢板表面效果,氢氧化钠含量高于25%,对金属有一定的腐蚀性。
[0009] 碳酸钠:主要用途是起碱性缓冲助洗、保证溶液的稳定性、提高清洗剂的使用寿命作用,但由于其价格低廉,可部分取代氢氧化钠。碳酸钠含量低于41%,碱性缓冲助洗作用不显著,碳酸钠含量高于60%,易被钢板表面吸附,难被后续漂洗工序漂洗干净。
[0010] 正磷酸钠:主要用途是起防腐缓蚀和清洗作用。正磷酸钠含量低于10%,防止清洗液对镀锌层腐蚀的效果差;正磷酸钢含量高于25%,不仅增加生产成本,并且防腐缓蚀效果增加不明显。
[0011] 三聚磷酸钠:主要用途是对硬水中的钙、镁离子起络合作用和对PH值起缓冲作用。聚磷酸钠含量低于3%,效果差,聚磷酸盐含量高于15%,不仅增加生产成本,而且效果增加不明显。
[0012] 葡萄糖酸钠:可与清洗液中的Fe、Ca、Mg等金属离子形成配位化合物,减少这些金属离子与油脂皂化形成的脂肪酸结合成金属皂的可能,这些重金属的脂肪酸盐不溶于水会沉积在清洗设备内,也会再次粘附于钢板而导致清洗效率下降。葡萄糖酸钠含量低于1%, 达不到阻止金属皂形成的效果,含量高于3%,不仅增加生产成本,并且效果增加不明显。
[0013] 聚醚型表面活性剂:主要起润湿、乳化、分散、增溶作用,能降低表面张力,促使油污脱离钢板表面并分散到水中,无泡沫产生;另一方面,发明人经多年研究和实验发现,聚醚型表面活性剂与其它类型的活性剂有着明显不同,它与清洗助剂复配使用能够与油发生乳化分散、增溶反应后,在除去镀锌板表面油的同时,乳化后的大部分油又能够与乳化液重新分离上浮,因此,通过喷淋清洗后,清洗液中的90 %以上油浮至表面方便清除,从而显著地提高清洗液使用寿命,进一步降低了清洗剂的使用成本。聚醚型表面活性剂含量低于5%,降低表面张力和分离乳化油的作用不明显,含量高于15%,成本增加,易吸附在镀锌层表面,难被后续漂洗工序漂洗干净。所述聚醚型表面活性剂优选为高分子量(分子量 ^ 2000)的聚醚型非离子表面活性剂。例如为环氧丙烷和环氧乙烷嵌段聚合的聚醚型非离子表面活性剂。
[0014] 本发明的碱性清洗剂有如下优点:
[0015] (1)在喷淋过程中能有效抑制泡沫的产生,具有良好的溶解、分散、皂化、乳化、润湿、软化硬水的能力,在硬水中稳定,脱脂速度快,去污能力强,洗净率>99%。⑵对pH值的缓冲能力强,保证洗净率的前提下,循环使用寿命长,本发明清洗剂是现有普通乳化型碱性清洗剂使用寿命的一倍以上。
[0016] (3)通过对各组份选择和含量的控制,且不添加消泡剂,降低了成本,加之循环使用寿命的延长,进一步降低了清洗成本,较现有的乳化型碱性清洗剂相比,每清洗2000平方米的预涂层钢板,其清洗成本可下降至少100元。
[0017] (4)本发明清洗剂中不含有任何影响热镀锌层表面预涂层附着力的成份,不会对镀锌板本身以后续涂层工艺带来任何影响,特别适用于所用基材为镀锌钢板的预涂层钢板。
[0018] (5)本发明的碱性清洗剂通过与适量的酸中和反应及过滤后,其溶液即可排放,无毒性,不会对环境造成污染。
具体实施方式[0019] 所用清洗材料均为武汉钢铁(集团)公司热镀锌生产线生产的镀锌钢板,在武汉钢铁(集团)公司预涂层生产线清洗后预涂层。
[0020] 实施例1 :按重量百分比取氢氧化钠10%,碳酸钠50%,正磷酸钠15%,三聚磷酸钠7%,葡萄糖酸钠3%,聚醚型表面活性剂15%,将这些化工原料搅拌均勻混合后,用自来水配制即可,浓度为3% (重量百分比),清洗温度为80°C。按该重量百分比配制的清洗剂在喷洗清洗压力为0. 5MPa,无泡沫产生,在清洗钢板的带油热镀锌层表面时间10秒时,洗净率达到99%以上,清洗后表面无腐蚀。
[0021] 实施例2 :按重量百分比取氢氧化钠25%,碳酸钠41%,正磷酸钠10%,三聚磷酸钠15%,葡萄糖酸钠1%,聚醚型表面活性剂8%,将这些化工原料搅拌均勻混合后,用自来水配制即可,浓度为2%,清洗温度为60°C。按该重量百分比配制的清洗剂在喷洗清洗压力为0. 4MPa,无泡沫产生,在清洗钢板的带油热镀锌层表面时间20秒时,洗净率达到99%以上,清洗后表面无腐蚀。
[0022] 实施例3 :按重量百分比取氢氧化钠15%,碳酸钠48%,正磷酸钠17%,三聚磷酸钠8%,葡萄糖酸钠2%,聚醚型表面活性剂10%,将这些化工原料搅拌均勻混合后,用自来水配制即可,浓度为2. 5%,清洗温度为70°C。按该重量百分比配制的清洗剂在喷洗清洗压力为0. 35MPa,无泡沫产生,在清洗钢板的带油热镀锌层表面时间15秒时,洗净率达到99% 以上,清洗后表面无腐蚀。
[0023] 实施例4 :按重量百分比取氢氧化钠15%,碳酸钠60%,正磷酸钠15%,三聚磷酸钠3%,葡萄糖酸钠2%,聚醚型表面活性剂5%,将这些化工原料搅拌均勻混合后,用自来水配制即可,浓度为1. 5%,清洗温度为50°C。按该重量百分比配制的清洗剂在喷洗清洗压力为0. 25MPa,无泡沫产生,在清洗钢板的带油热镀锌层表面时间25秒时,洗净率达到99% 以上,清洗后表面无腐蚀。
[0024] 实施例5 :按重量百分比取氢氧化钠13%,碳酸钠45%,正磷酸钠25%,三聚磷酸钠6 %,葡萄糖酸钠2.5%,聚醚型表面活性剂8.5%,将这些化工原料搅拌均勻混合后,用自来水配制即可,浓度为2%,清洗温度为60°C。按该重量百分比配制的清洗剂在喷洗清洗压力为0. 30MPa,无泡沫产生,在清洗钢板的带油热镀锌层表面时间15秒时,洗净率达到 99 %以上,清洗后表面无腐蚀。
[0025] 比较例:本发明无泡浮油型碱性清洗剂(实施例幻与普通乳化型碱性清洗剂性能测试结果见表1。测试钢板均为武钢热镀锌生产线生产的镀锌钢板,板厚为0. 35mm,表面油污量为185mg/m2 (钢板单面),预涂层板生产线配制的清洗液浓度为2%,清洗温度为60°C, 喷洗清洗压力为0. 35MPa,机组速度为35m/min,清洗时间为20秒。
[0026] 表1两种碱性清洗剂性能测试结果[0027]
Figure CN102220592AD00061
[0028]
[0029] 通过表1数据可见,本发明无泡浮油型碱性清洗剂与普通乳化型碱性清洗剂相比,吨钢清洗剂消耗量更低,涂层附着力更优。

Claims (3)

1. 一种预涂层钢板前处理用无泡浮油型碱性清洗剂,其特征在于,包括下述重量百分数的组份:氢氧化钠10-25 %,碳酸钠41-60 %,正磷酸钠10-25 %,三聚磷酸钠3_15 %,葡萄糖酸钠1_3%,聚醚型表面活性剂5-15%。
2.如权利要求1所述的预涂层钢板前处理用无泡浮油型碱性清洗剂,其特征在于,包括下述重量百分数的组份:氢氧化钠15 %,碳酸钠48 %,正磷酸钠17 %,三聚磷酸钠8 %,葡萄糖酸钠2%,聚醚型表面活性剂10%。
3.如权利要求1或2所述的预涂层钢板前处理用无泡浮油型碱性清洗剂,其特征在于, 所述聚醚型表面活性剂为环氧丙烷和环氧乙烷嵌段聚合的聚醚型非离子表面活性剂。
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