CN102995036A - 金属表面清洗液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属表面清洗液，是由下列重量分配比的原料：硫酸、盐酸、高分子复合增效活性剂、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品、硅酸钠、柠檬酸、尿素、工业盐、三乙醇胺和水配制而成。该清洗液能够有效的彻底清除金属表面附着的各种油污、锈斑以及附着的氧化皮，而且清洗后的金属表面能形成一种保护膜，保护金属在一定期间不再生锈氧化。使用过的清洗液废水经回收、沉淀、过滤后还可重复使用。

Description

金属表面清洗液

技术领域

本发明属于金属表面处理技术领域，是一种对金属材料和金属制品的表面进行预处理的金属表面清洗液。

背景技术

除油除锈工艺在金属表面处理中占有重要地位，随着现代工业的发展，先进涂装工艺的应用和环保节能的需要，日益要求克服常规碱洗除油酸洗除锈工艺繁琐、流程长、成本高、能耗大、污染重投资大、劳动条件差等缺点。在现有技术中，对于金属材料和金属制品表面的除油除锈，传统的方法是用刀刮或用金属刷子刮刷，除锈不彻底，劳动强度大，并且需要的人力多，效率低，尤其是除锈造成的锈尘到处飞扬，对周围的环境造成污染。此种方式仅适于油污和锈斑不太严重的金属表面的预处理，而对于金属表面粘附有大量的油污和锈斑，就很难清除干净。而常规的碱洗除油酸洗除锈方法，需要建造两个作业池，存在的问题是：（1）占用的场地大、清洗麻烦、速度慢、效率低；（2）在清洗时，必须小心谨慎，因为强碱和强酸的使用，均对人体有害，存在不安全的隐患。（3）使用高强度的酸洗具有有害毒素的酸味，对人体有强烈的刺激感，而且产生的酸雾严重污染空气；（4）废酸水的排放严重污染水资源，影响和破坏了水资源的可持续发展。（5）经高浓度酸洗后的金属表面在大气中一般停留3分钟后即可产生二次氧化锈蚀，因此，只能起到暂时性的缓蚀作用。目前，国内外有很多种对金属材料的化学除油除锈剂，在克服上述缺点的方面起了积极作用，但同时又产生除油效果差、除锈速度慢、处理质量不稳定，仅适用于油污和锈斑不太严重的轻等油污锈蚀等缺陷。

发明目的

本发明的目的是提供一种能够有效的彻底清除金属表面附着的各种油污、锈斑以及氧化皮，且使用方便、安全可靠、无环境污染的金属表面清洗液。

实现本发明的目的所采取的技术方案是：本发明的金属表面清洗液是由下列重量份配比的原料：硫酸13~18份、盐酸3~8份、高分子复合增效活性剂3~8份、十二烷基苯磺酸钠1~5份、乌洛托品2~6份、硅酸钠5~10份、柠檬酸2~6份、尿素1~5份、工业盐2~6份、三乙醇胺3~8份和水30~70份配制而成。 

本发明的配制方法按以下步骤进行：

（1）、原料水溶液的配制：按所述配比量分别称取十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品、硅酸钠、柠檬酸、尿素和工业盐，将各原料分别盛装在耐酸容器中加水并加热溶解，搅拌均匀，其中加水量以各原料全部溶解成溶液状态为度，分别制成半成品水溶液原料，各原料溶解加热温度控制范围分别是：十二烷基苯磺酸钠80~90℃、乌洛托品30~40℃、硅酸钠30~40℃、柠檬酸25~35℃、尿素30~40℃、工业盐25~35℃；

（2）硫酸液的配制：按所述配比量称取硫酸，硫酸采用浓度为98%的纯硫酸，加水稀释，硫酸与水的配比量为：硫酸︰水=1︰2，制成硫酸稀释液，待配；

（3）盐酸液的配制：按所述配比量称取盐酸，盐酸采用浓度为31%的盐酸，加水稀释，盐酸与水的配比量为：盐酸︰水=1︰2，制成盐酸稀释液，待配；

（4）将步骤(1)中分别制成的半成品水溶液原料，按照所述配方后一项与前一项逐项混合配制的次序，依次混合搅拌均匀，然后按所述配比加入步骤(2)中的硫酸稀释液和步骤(3)中的盐酸稀释液，最后再按所述配比加入高分子复合增效活性剂和三乙醇胺，并按所述配比量加足水，搅拌均匀，即制成金属表面清洗液成品。

本发明选用上述原料进行组合，可使各原料功效产生协同作用，从而能够快速有效地进行一次性除油、除锈。各原料的功能作用分别为：

硫酸：它是良好的干燥剂，用以干燥酸性和中性气体，具有清除钢铁表面的氧化铁的作用，可用于金属表面的除锈；

盐酸：具有能溶解金属氧化物的作用；

高分子复合增效活性剂：具有综合作用，可通过与不同原料的简单配制，分别实现除油、除锈、除垢、清污等功用，并能提高处理效果，而且使用操作简便，对人体无害，对环境无污染，该复合增效剂含有表面活性剂乳化物，可以加速除锈和清洁过程；

十二烷基苯磺酸钠：具有防氧化功能，呈中性，化学性质稳定，不易氧化，易与各种助剂复配，是一种优良的合成阴离子表面活性剂，常与非离子表面活性剂和无机助洗剂复配使用，以提高去污效果。而且极易溶于水，起泡性好，但泡沫又能很快消失，脱脂能力强，并在物体表面容易形成吸附膜，具有防氧化和抗腐蚀功能；

乌洛托品：在原料中起着络合作用，起到催化和促进的作用，可用作减缓金属的腐蚀的缓蚀剂；

硅酸钠：呈弱碱性，可形成氧化膜，具有防氧化功能；

柠檬酸：呈弱酸性，在原料中起着络合作用； 

尿素：中性，与上述原料混合后，具有防锈作用；

工业盐：加快原料的反应速度，起着催化作用；

三乙醇胺：具有除油功能，具有碱性，能与有机酸和无机酸反应生成盐，是一种较好的络合物，易与多种酸起作用来调节PH值，能和高级脂肪酸反应形成脂，具有除油功能，对金属表面有保护、防氧化功能，可用作活性剂、缓蚀剂，也可用于金属的防锈。

钢铁表面的油污主要是动物油、植物油和矿物油。去除这些油污实质上是有机溶剂、表面活性剂等在其他组分的协同作用下，通过溶解、润湿、渗透、乳化、增容、洗涤等作用实现的。不但能迅速溶解油污，而且能迅速地穿过油污到达金属与油污的界面，并在那里定向吸附，使油污松动、溶解、乳化、分散，由于分子热运动或机械运动将油污拉入液中，从而脱离钢铁表面，完成除油全过程。钢铁表面的锈蚀主要是铁的氧化物和氢氧化物等，去除这些锈蚀主要是酸类组份在表面活性剂等的协同作用下完成的。

按照上述原料配制而成的金属表面清洗液，可对金属表面通过渗透层与形成锈斑的媒介物质发生化学反应，经表面活性剂乳化、分解油锈污，能迅速的破坏、分解、剥落金属表面上的油污和锈斑的附着力，从而达到一次性除油、除锈、除氧化皮的效果。其有益效果为：

（1）除油除锈速度快，缩短工艺操作时间，比常规的除油除锈工艺和综合性除油除锈速度都快，功效显著。能够有效的彻底清除金属表面附着的各种油污、锈斑以及附着的发蓝层、氧化皮，而且清洗后的金属表面能形成一种保护膜，保护金属在一定期间不再生锈氧化，适应性强，适用于去除各种板材、型材的多种油污、锈蚀和氧化皮，在常温条件下，快速一次性完成。 

（2）工艺简单，操作方便，稳定性好，可连续使用，且对操作人员技术要求低。简化了处理工艺，缩短了处理时间，本发明除锈能力强，对于一般的轻锈，只需几分钟便可清除，锈蚀清除后，即在金属表面形成一层保护薄膜，其膜致密、均匀。而且具有较强的防锈能力，使处理后的金属表面具有一定的缓蚀性能，在室外能保持3~5天或在室内能保持一个月左右不再产生二次氧化锈蚀。 

（3）本发明的清洗液对钢铁基体不产生过腐蚀和氢脆，属于渗透剥离型除锈，无过腐蚀现象发生，使用十分安全。工作表面呈钢灰色，由于该溶液是由各种不同性能的高分子合成原料所产生的协同效应，因此，不产生酸雾和有害气体。而且使用过的溶液废水经回收、沉淀、过滤后可重复使用。

（4）本发明的溶液室内污染甚少，不需经常排放，无臭味、无酸雾产生，不腐蚀设备和厂房，安全可靠，而且稳定性好，不变质、无挥发、使用安全可靠。其清洗液可以循环使用，不污染环境，社会效益好、市场前景广阔。

（5）综合成本低，处理面积宽，有效使用期长，设备投资和占地面积小，只需一个槽子，可大大节约能源费、人工费、三废处理费，延长设备而和厂房使用寿命，节约能源。 

具体实施方式

本发明的金属表面清洗液，除油除锈力强，通过组分中各原料以及多种添加剂的协同作用，相互促进，大幅度提高了除油除锈能力，不但能去除轻油轻锈，而且能去除重油重锈（包括氧化皮），即克服了有机溶剂除油不彻底的缺点，又克服了碱洗难去除严重油污的不足，还克服了其它综合性处理剂除油效果差，除锈能力弱的缺陷。使用时采用浸泡可达到良好的处理效果，操作十分简便，性能稳定可靠，同时对环境没有任何污染。本发明的金属表面除油除锈清洗液，是由下列重量份配比的原料：硫酸13~18份、盐酸3~8份、高分子复合增效活性剂3~8份、十二烷基苯磺酸钠1~5份、乌洛托品2~6份、硅酸钠5~10份、柠檬酸2~6份、尿素1~5份、工业盐2~6份、三乙醇胺3~8份和水30~70份配制而成，其中，原料中所用的“高分子复合增效活性剂”是在河南省南阳市“南阳宏金源化工技术研究所”直接购买的专利产品，该专利产品的专利号为：200810231025.7， 其配料及制备方法不再赘述，其余各组分原料均在市场上均有出售。在本发明中，各原料的用量也是经过发明人进行大量摸索总结得出的，其用量在下述重量份的范围内都具有较好的功效。

实施例一

所述各原料的重量份配比为：硫酸13份、盐酸3份、高分子复合增效活性剂3份、十二烷基苯磺酸钠1、乌洛托品2份、硅酸钠5份、柠檬酸2份、尿素1份、工业盐2份、三乙醇胺3份和水30份。

实施例二

所述各原料的重量份配比为：硫酸15份、盐酸6份、高分子复合增效活性剂6份、十二烷基苯磺酸钠3份、乌洛托品4份、硅酸钠8份、柠檬酸5份、尿素3份、工业盐4份、三乙醇胺5份和水50份。

实施例三

所述各原料的重量份配比为：硫酸18份、盐酸8份、高分子复合增效活性剂8份、十二烷基苯磺酸钠5份、乌洛托品6份、硅酸钠10份、柠檬酸6份、尿素5份、工业盐6份、三乙醇胺8份和水70份。

本发明的配制方法：（1）先进行原料水溶液的配制：按所述配比量分别称取十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品、硅酸钠、柠檬酸、尿素和工业盐，将各原料分别盛装在耐酸容器中加水并加热溶解，水的用量以能够化开原料为准，搅拌均匀，制成半成品的水溶液原料，其中，各原料与水的溶化温度为：

十二烷基苯磺酸钠用80~90℃热水溶化，搅拌均匀，制成十二烷基苯磺酸钠水溶液，待配；

乌洛托品用30~40℃温水溶化，搅拌均匀，待配；

硅酸钠用30~40℃温水溶化，搅拌均匀，待配；

柠檬酸用25~35℃温水溶化，搅拌均匀，待配；

尿素用30~40℃温水中溶化，搅拌均匀，制成半成品尿素水溶液，待配；

工业盐水溶液用25~35℃温水溶化，搅拌均匀，待配；

（2）硫酸液的配制：按所述配比量称取硫酸，硫酸采用浓度为98%的纯硫酸，加水稀释，硫酸与水的配比量为：硫酸︰水=1︰2，制成硫酸稀释液，待配；

（3）盐酸液的配制：按所述配比量称取盐酸，盐酸采用浓度为31%的盐酸，加水稀释，盐酸与水的配比量为：盐酸︰水=1︰2，制成盐酸稀释液，待配；

 （4）将步骤(1)中分别制成的半成品水溶液原料，按照所述配方后一项与前一项逐项混合配制的次序，依次混合搅拌均匀，然后按所述配比加入硫酸稀释液和盐酸稀释液，最后再按所述配比加入高分子复合增效活性剂和三乙醇胺，并按所述配比量加足水，搅拌均匀，即制成金属表面清洗液成品。

本发明的使用方法：浸渍效果最佳，只需建一个能够加温的池子，池内盛放有金属表面清洗液，其步骤是清除金属工件表面上的泥土等脏物，在常温下将金属工件浸入溶液中，8～20分钟，其时间长短与槽温、金属工件油污锈蚀轻重等因素有关。该清洗液虽然使用期长，沉淀少、稳定性好、但随工件处理量的增加，清洗液的PH值会升高，当PH值≥1.52时，就应进行适当补充清洗液。槽温越高，除油除锈速度越快，但超过40℃易引起某些组份的变化与挥发，因此，最佳温度是30℃左右。此外，使工件与液体做相对运动，也有助于提高除油除锈的速度。随着处理数量的增加，溶液中的杂质污物增多，为保持正常效率，必须予以清除。

Claims (5)

1.一种金属表面清洗液，其特征在于：它是由下列重量份配比的原料：硫酸13~18份、盐酸3~8份、高分子复合增效活性剂3~8份、十二烷基苯磺酸钠1~5份、乌洛托品2~6份、硅酸钠5~10份、柠檬酸2~6份、尿素1~5份、工业盐2~6份、三乙醇胺3~8份和水30~70份配制而成。

2. 根据权利要求1所述的金属表面清洗液，其特征在于：所述各原料的重量份配比为：硫酸13份、盐酸3份、高分子复合增效活性剂3份、十二烷基苯磺酸钠1份、乌洛托品2份、硅酸钠5份、柠檬酸2份、尿素1份、工业盐2份、三乙醇胺3份和水30份。

3.根据权利要求1所述的金属表面清洗液，其特征在于：所述各原料的重量份配比为：硫酸15份、盐酸6份、高分子复合增效活性剂6份、十二烷基苯磺酸钠3份、乌洛托品4份、硅酸钠8份、柠檬酸5份、尿素3份、工业盐4份、三乙醇胺5份和水50份。

4.根据权利要求1所述的金属表面清洗液，其特征在于：所述各原料的重量份配比为：硫酸18份、盐酸8份、高分子复合增效活性剂8份、十二烷基苯磺酸钠5份、乌洛托品6份、硅酸钠10份、柠檬酸6份、尿素5份、工业盐6份、三乙醇胺8份和水70份。

5.一种用于金属表面清洗液的制备方法，其特征在于：它是按以下步骤进行：

（1）原料水溶液的配制：按所述配比量分别称取十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品、硅酸钠、柠檬酸、尿素和工业盐，将各原料分别盛装在耐酸容器中加水并加热溶解，搅拌均匀，其中加水量以各原料全部溶解成溶液状态为度，分别制成半成品水溶液原料，各原料溶解加热温度控制范围分别是：十二烷基苯磺酸钠80~90℃、乌洛托品30~40℃、硅酸钠30~40℃、柠檬酸25~35℃、尿素30~40℃、工业盐25~35℃；

（2）硫酸液的配制：按所述配比量称取硫酸，硫酸采用浓度为98%的纯硫酸，加水稀释，硫酸与水的配比量为：硫酸︰水=1︰2，制成硫酸稀释液，待配；

（3）盐酸液的配制：按所述配比量称取盐酸，盐酸采用浓度为31%的盐酸，加水稀释，盐酸与水的配比量为：盐酸︰水=1︰2，制成盐酸稀释液，待配；

（4）将步骤(1)中分别制成的半成品水溶液原料，按照所述配方后一项与前一项逐项混合配制的次序，依次混合搅拌均匀，然后按所述配比加入步骤(2)中的硫酸稀释液和步骤(3)中的盐酸稀释液，最后再按所述配比加入高分子复合增效活性剂和三乙醇胺，并按所述配比量加足水，搅拌均匀，即制成金属表面清洗液成品。