CN104451711A - 一种钢碳表面的水基清洗剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钢碳表面的水基清洗剂。其特征在于：其组成配比如下：表面活性剂KE-10.8-1.2 g/l，表面活性剂AES1.5-2.5g/l，表面活性剂NP-7 2.0-2.5g/l，表面活性剂NP-102.2-2.6g/l，助洗剂0.5-0.6g/l，复合缓蚀剂0.8-1g/l，溶剂为水。清洗能力强，泡沫少，防锈性能良好。

Description

一种钢碳表面 的水基清洗剂

技术领域

本发明属于金属元件制造加工业技术领域，具体涉及一种钢碳表面的水基清洗剂。

背景技术

清洗是指清除工件表面的液体和固体污染物，使工件表面达到一定的洁净度。清洗也是热处理生产过程中一道不可忽视的中间辅助工序。所有经机加、热处理前的工件都应进行。否则，热处理前、后工件表面上的油污等直接进入炉内加热挥发和燃烧，容易造成车间空气污染，工件表面状态也不好，甚至影响热处理质量，特别是对化学热处理以及真空热处理。清洗可以提高热处理生产效率及热处理质量，与热处理有关的环保，清洗属于清洁热处理范畴。

所谓的水基清洗剂的配制是以表面活性剂为主要成分加上助剂或其他添加剂而成的，有清洗性能的制品。水基清洗剂清洗是以水基清洗剂的水溶液去除金属表面污物清洗过程（或方法），简称水剂清洗。油污通常指矿物油、动植物油等一般液体污染物或有机半固体污物。污垢，通常指不溶性或固体污物，如积炭、油斑等。清洁度，是指清洗介质把金属表面的油污去除至一定程度后表面的状态。

我国工业清洗目前仍用汽油等混合烃类和部分使用水基清洗剂。用汽油等混合烃类清洗剂不但大量浪费能源，而且清洗工人容易发生职业中毒，并且因汽油清洗而发生火灾，造成重大经济损失与人身事故是常有的事。这些因素是目前工业清洗中水剂清洗急需发展的主要原因，所以大力开发水剂清洗技术，在我国有着广阔的前景。

依据含碳量的多少，一般可以将碳钢分成高碳钢、中碳钢和低碳钢三类。其中高碳钢的强度好、韧性差，所以机械强度小，容易发生断裂，不适合作机械及一些领域中的材料，生活中高碳钢常被用作制作炒锅的材料；低碳钢的韧性好，但是强度低，常被制成铁丝使用；由碳钢制造的设备中若积存或者附着渣油，就需要进行合理的清洗。但是以往的除油清洗剂大多碱性较强，还需要借助高温的条件，这样的清洗剂对资源、能源都有很大的损耗，而且容易引发安全事故，造成环境污染。研制新型的以表面活性剂为主要清洗成分的水系渣油碳钢清洗剂，能高效、安全、绿色环保的清除碳钢表面渣油，从经济、安全和环保的角度都具有现实意义。

CN91109760.0，名称为“水溶性金属清洗液”的发明专利申请，该清洗液以水为溶剂，加入乳化剂十二烷基磺酸钠、ＯＰ—１０；防锈剂五氯酚钠、苯甲酸钠、亚硝酸钠；清洗剂三乙醇胺、聚乙二醇、乙醇、磷酸配制而成的，它可用于各种钢材、铸铁制件的清洗。但缺点是泡沫多，导电率低，一般需要加热使用。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种钢碳表面的水基清洗剂。在常温下仍具有较强清洗能力，不腐蚀金属，低泡易漂洗，去污能力强。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种钢碳表面的水基清洗剂，其特征在于：其组成配比如下：

表面活性剂KE-1 0.8-1.2 g/l

表面活性剂AES 1.5-2.5 g/l

表面活性剂NP-7 2.0-2.5 g/l

表面活性剂NP-10 2.2-2.6 g/l

助洗剂 0.5-0.6 g/l

复合缓蚀剂 0.8-1 g/l

溶剂为水。

表面活性剂的筛选与应用是钢碳表面水基清洗剂的关键。本发明选用表面活性剂KE-1、AES、NP-7和NP-10能降低体系的表面张力，可有效促进钢碳表面油污的润湿、渗透、乳化和分散，将钢碳表面油污清洗干净。借助超声波的“空化”作用，将清洗剂工作液组分迅速渗透到油污与金属之间，使油污迅速剥离钢碳表面，剥离后表面活性剂将油脂乳化，在超声波的作用下将油脂打散并均匀分布于体系中，极高地提高了水基清洗剂的除油性能。

另一方面，由于表面活性剂KE-1、AES、NP-7和NP-10的官能团中带有多分支支链结构，相对于直链结构的表面活性剂而言，其在液体膜表面的阻碍排液和“修复”作用大大降低，泡沫稳定性减弱，因此起泡后泡沫消失得比较快。将它们复配，能达到很好的消泡和清洗效果，符合清洗的要求。

优选地，所述的最佳组成配比如下：

表面活性剂KE-1 1.0g/l

表面活性剂AES 2.0g/l

表面活性剂NP-7 2.1g/l

表面活性剂NP-10 2.2 g/l

助洗剂 0.55g/l

复合缓蚀剂 0.8g/l

溶剂为水。

本发明所述的助洗剂为三聚磷酸钠、4A沸石和碳酸钠中的一种或者两种以上的组合。

本发明所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。

优选地，所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1：1。

缓蚀剂聚醚和咪唑啉经化学吸附过程被吸附在金属表面，本身形成一层紧密的膜，或与金属离子反应后形成一层紧密的膜，故缓蚀效果好。当其添加量为 0.6 g/l时，最低腐蚀率可达0.3%。

本发明的有益效果在于：

1、清洗能力强，常温条件下渣油脱脂率可达99.5%以上。

2、属于低泡型清洗剂，起泡高达≤5mm。

3、防锈性能良好。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的实质性内容作进一步详细的描述。

实施例1

一种钢碳表面的水基清洗剂，其组成配比如下：

表面活性剂KE-1 0.8g/l

表面活性剂AES 1.5g/l

表面活性剂NP-7 2.0g/l

表面活性剂NP-10 2.2 g/l

三聚磷酸钠 0.5 g/l

复合缓蚀剂 0.8 g/l

溶剂为水。

实施例2

一种钢碳表面的水基清洗剂，其组成配比如下：

表面活性剂KE-1 1.2 g/l

表面活性剂AES 2.5 g/l

表面活性剂NP-7 2.5 g/l

表面活性剂NP-10 2.6 g/l

4A沸石 0.6 g/l

聚醚和咪唑啉 1 g/l

溶剂为水。

实施例3

一种钢碳表面的水基清洗剂，其组成配比如下：

表面活性剂KE-1 0.9g/l

表面活性剂AES 1.6g/l

表面活性剂NP-7 2.1g/l

表面活性剂NP-10 2.3g/l

碳酸钠 0.55g/l

聚醚和咪唑啉 0.85g/l

溶剂为水。

实施例4

一种钢碳表面的水基清洗剂，其组成配比如下：

表面活性剂KE-1 1.0 g/l

表面活性剂AES 1.8 g/l

表面活性剂NP-7 2.2g/l

表面活性剂NP-10 2.5g/l

三聚磷酸钠和碳酸钠 0.56g/l

聚醚和咪唑啉 0.9 g/l

溶剂为水。

实施例5

一种钢碳表面的水基清洗剂，其组成配比如下：

表面活性剂KE-1 1.1g/l

表面活性剂AES 2.0g/l

表面活性剂NP-7 2.3g/l

表面活性剂NP-10 2.3g/l

4A沸石和碳酸钠 0.52g/l

聚醚和咪唑啉 0.85g/l

溶剂为水。

所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1：1。

实施例6

一种钢碳表面的水基清洗剂，其组成配比如下：

表面活性剂KE-1 1.0g/l

表面活性剂AES 2.0g/l

表面活性剂NP-7 2.1g/l

表面活性剂NP-10 2.2 g/l

三聚磷酸钠 0.55g/l

聚醚和咪唑啉 0.8g/l

溶剂为水。

所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1：1。

实施例7

应用试验

本发明的水基清洗剂对钢碳表面进行清洗应用试验，选用国内同类产品作为对比组。清洗后含尘量结果见表1。

其中，超声波清洗机频率为30kHz；温度50-60℃；功率密度1W∙cm^-2。

表1

由上表可见，本发明水基清洗剂对钢碳表面的清洗效果优于国内产品，它使用安全，对操作工人无毒害，经简单中和、过滤处理即可排放，符合环境保护要求。

防锈性能测试

取两片相同钢碳试片，两试片的一面分别表面磨光，将清洗剂试液均匀的涂抹在一片试片的磨光面上，让两片试片的磨光面相对重叠，两片试片之间由一层清洗剂液膜隔开，保持两试片无倾斜和滑移，水平置放于润湿槽的隔板上。盖好润湿槽，将润湿槽放置在恒温（35±1）℃条件下，测试时间5h。

从恒温润湿的环境中取出测试的钢碳试片，用蘸有无水乙醇的脱脂棉拭去液体，观察距试片的边缘3mm以内的两个叠面的情况。没有锈蚀，也无明显变色的情况就为合格者，实验结果发现钢碳试片表面无锈蚀现象，光洁如初。

Claims (5)

1.一种钢碳表面的水基清洗剂，其特征在于：其组成配比如下：

表面活性剂KE-1 0.8-1.2 g/l

表面活性剂AES 1.5-2.5 g/l

表面活性剂NP-7 2.0-2.5 g/l

表面活性剂NP-10 2.2-2.6 g/l

助洗剂 0.5-0.6 g/l

复合缓蚀剂 0.8-1 g/l

溶剂为水。

2.根据权利要求1所述的一种钢碳表面的水基清洗剂，其特征在于：所述的最佳组成配比如下：

表面活性剂KE-1 1.0g/l

表面活性剂AES 2.0g/l

表面活性剂NP-7 2.1g/l

表面活性剂NP-10 2.2 g/l

助洗剂 0.55g/l

复合缓蚀剂 0.8g/l

溶剂为水。

3.根据权利要求1所述的一种钢碳表面的水基清洗剂，其特征在于：所述的助洗剂为三聚磷酸钠、4A沸石和碳酸钠中的一种或者两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的一种钢碳表面的水基清洗剂，其特征在于：所述的复合缓蚀剂为聚醚和咪唑啉复配。

5.根据权利要求1所述的一种钢碳表面的水基清洗剂，其特征在于：所述聚醚和咪唑啉的复配质量比例为1：1。