CN106835169A - 一种铝清洗剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝清洗剂，按照重量百分比计，由以下的原料组成：氢氧化钾2～6％，丙二醇丁醚2～10％，偏硅酸钠1～5％，硼酸1～5％，聚丙烯酸钠1～7％，山梨糖醇液1～5％，氯化钠0.4～1.2％，二甲基硅氧烷0.1～0.5％，阴离子表面活性剂1～8％，非离子表面活性剂1～8％，余量为水。本发明的铝清洗剂不含磷酸盐、重金属等对人体和环境有害的物质，对环境无污染，使用安全可靠，具有较高的清洗效率，清洗效率高达99％，同时具有较好的防锈防腐蚀能力，清洗后的铝工件光亮平滑，不损伤工件。

Description

一种铝清洗剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及清洗剂技术领域，具体涉及一种铝清洗剂及其制备方法。
背景技术
铝材被广泛应用于航空、建筑、运输、电气、化工等工业领域，其需求量仅次于钢铁，居金属材料第二位。铝材工件在制造和使用过程中，由于机械加工、防锈及装载贮运等，其表面常接触各种以矿物油脂或动植物油脂为基础成分并添加有各种有机添加剂或无机物质的油污。因此在对铝材表面处理前，必须对其表面附着的油污进行预处理，即对其表面进行清洗，以去除其表面附着的油污。
由于铝本身比较活泼，现有的清洗剂，为了清洗效果明显，多采用酸性或碱性很高的清洗溶液，这样清洗的过程中，对铝材腐蚀性较大，一定程度上造成了铝材的损耗。
另外，现有技术中磷酸盐由于清洗效果好、具备缓冲pH值的作用常作为清洗剂中的助洗剂，但是由于磷酸盐会直接促进水中的微生物大量繁殖，过量消耗水中的氧，磷酸根的排放和积累就会对江河湖海的水质产生污染，影响水中生物和动物的生存，破坏生态平衡，为此含磷废物的排放已经受到环保法规的限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有较高的清洗效率和较好的防锈防腐蚀能力，且不含磷酸盐、安全环保性能高，呈弱碱性的铝清洗剂。
本发明的另一目的是提供一种上述具有较高的清洗效率和较好的防锈防腐蚀能力，且不含磷酸盐、安全环保性能高，呈弱碱性的铝清洗剂的制备方法。
本发明的一种技术方案如下：
一种铝清洗剂，按照重量百分比计，由以下的原料组成：氢氧化钾2～6％，丙二醇丁醚2～10％，偏硅酸钠1～5％，硼酸1～5％，聚丙烯酸钠1～7％，山梨糖醇液1～5％，氯化钠0.4～1.2％，二甲基硅氧烷0.1～0.5％，阴离子表面活性剂1～8％，非离子表面活性剂1～8％，余量为水。
作为优选，一种铝清洗剂，按照重量百分比计，由以下原料制备而成：氢氧化钾3～5％，丙二醇丁醚4～8％，偏硅酸钠2～4％，硼酸2～4％，聚丙烯酸钠2～6％，山梨糖醇液2～4％，氯化钠0.6～1％，二甲基硅氧烷0.2～0.4％，阴离子表面活性剂2～6％，非离子表面活性剂2～6％，余量为水。
作为优选，一种铝清洗剂，按重量百分比计，由以下原料制备而成：氢氧化钾4％，丙二醇丁醚6％，偏硅酸钠3％，硼酸3％，聚丙烯酸钠4％，山梨糖醇液3％，氯化钠0.8％，二甲基硅氧烷0.3％，阴离子表面活性剂4％，非离子表面活性剂6％，余量为水。
所述的偏硅酸钠为五水偏硅酸钠。
所述的山梨糖醇液为质量分数50％的山梨糖醇水溶液。
所述的阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。十二烷基苯磺酸纳对颗粒污垢、蛋白污垢和油性污垢有显著的去污效果，去污力随洗涤温度的升高而增强。
所述的非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)中的一种。OP-10、NP-10、AEO-9可溶于任何硬度的水中，耐酸碱，乳化、匀染、湿润和扩散等性能优良，可与各种类型表面活性剂复配使用。
本发明采用阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂进行复配，由于阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂之间的协同增溶效应，降低了溶液的表面张力，使得清洗液更容易润湿工件表面，也改变了油污等污渍和工件之间的界面状况，使油污等污渍受到挤压、卷缩、分割然后溶解在表面活性剂分子增溶的胶束中，同时也避免了油污等污渍在工件表面上的再沉积，因此清洗效果好。
所述的阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂重量比为1:(1～2)。
所述的阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂重量比为1:1.5。
作为优选，非离子表面活性剂产自江苏省海安石油化工厂。
作为优选，所述的铝清洗剂的pH为8～10。
以上所用原料都可以通过商购得到。
本发明的另一技术方案是：
一种铝清洗剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氢氧化钾、聚丙烯酸钠、山梨糖醇液、氯化钠、二甲基硅氧烷依次加入水中，在30～50℃下，搅拌0.5～1h至均匀混合液；
(2)在步骤(1)得到的混合液中加入五水偏硅酸钠、硼酸，调节pH至8～10；
(3)将十二烷基苯磺酸钠和OP-10进行混合，得到复配好的表面活性剂；
(4)将步骤(3)中得到复配的表面活性加入步骤(2)得到的混合液中，搅拌均匀，静置1～2h；
(5)待步骤(4)中得到的混合液清澈后，加入丙二醇丁醚，搅拌均匀，即得到铝清洗剂。
本发明铝清洗剂通过选择特定的碱、表面活性剂、助洗剂、缓蚀剂、盐类等，在特定配比下复配使用，可以有效去除铝材表面的重垢油污、蛋白质类物质、油污、胶体类等以及其他生物大分子物质，部分无机质以及有机物与无机物形成的胶体类复合物，清洗效率高；并且添加了缓蚀剂物质，缓蚀剂防止了工件在清洗过程中腐蚀生锈，清洗后的铝工件光亮平滑，不损伤工件。本发明用聚丙烯酸钠代替磷酸盐作为助洗剂，不仅清洗效果好，而且不会污染环境。硼酸不仅是pH缓冲剂，使清洗剂的pH保持在弱碱的范围内，而且与偏硅酸钠作为复配缓蚀剂，具有协同增效的作用；氯化钠能够增加清洗剂活性成分的渗透能力，提高油污脱离金属表面的速率。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的铝清洗剂不含磷酸盐、重金属等对人体和环境有害的物质，对环境无污染，使用安全可靠。
(2)本发明的铝清洗剂具有较高的清洗效率，清洗效率高达99％，同时具有较好的防锈防腐蚀能力，清洗后的铝工件光亮平滑，不损伤工件。
(3)本发明的铝清洗剂可以有效去除铝材表面的重垢油污、蛋白质类物质、油污、胶体类等以及其他生物大分子物质，部分无机质以及有机物与无机物形成的胶体类复合物。
(4)本发明的铝清洗剂呈弱碱性，低泡、易漂洗，节约用水。
具体实施方式
下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
实施例一
称取以下重量的原料备用：
氢氧化钾2kg，丙二醇丁醚2kg，五水偏硅酸钠1kg，硼酸1kg，聚丙烯酸钠1kg，山梨糖醇溶液1kg，氯化钠0.4kg，二甲基硅氧烷0.1kg，十二烷基苯磺酸钠1kg，OP-102kg，水88.5kg。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将氢氧化钾、聚丙烯酸钠、山梨糖醇液、氯化钠、二甲基硅氧烷依次加入水中，在30～50℃下，搅拌0.5～1h至均匀混合液；
(2)在步骤(1)得到的混合液中加入五水偏硅酸钠、硼酸，调节pH至8～10；
(3)将十二烷基苯磺酸钠和OP-10进行混合，得到复配好的表面活性剂；
(4)将步骤(3)中得到复配的表面活性加入步骤(2)得到的混合液中，搅拌均匀，静置1～2h；
(5)待步骤(4)中得到的混合液清澈后，加入丙二醇丁醚，搅拌均匀，即得到铝清洗剂。
实施例二
称取以下重量的原料备用：
氢氧化钾3kg，丙二醇丁醚4kg，五水偏硅酸钠2kg，硼酸2kg，聚丙烯酸钠2kg，山梨糖醇溶液2kg，氯化钠0.6kg，二甲基硅氧烷0.2kg，十二烷基苯磺酸钠2kg，NP-103kg，水79.2kg。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将氢氧化钾、聚丙烯酸钠、山梨糖醇液、氯化钠、二甲基硅氧烷依次加入水中，在30～50℃下，搅拌0.5～1h至均匀混合液；
(2)在步骤(1)得到的混合液中加入五水偏硅酸钠、硼酸，调节pH至8～10；
(3)将十二烷基苯磺酸钠和NP-10进行混合，得到复配好的表面活性剂；
(4)将步骤(3)中复配好的表面活性剂加入步骤(2)得到的混合液中，搅拌均匀，静置1～2h；
(5)待步骤(4)中得到的混合液清澈后，加入丙二醇丁醚，搅拌均匀，即得到铝清洗剂。
实施例三
称取以下重量的原料备用：
氢氧化钾4kg，丙二醇丁醚6kg，五水偏硅酸钠3kg，硼酸3kg，聚丙烯酸钠4kg，山梨糖醇溶液3kg，氯化钠0.8kg，二甲基硅氧烷0.3kg，十二烷基苯磺酸钠4kg，OP-106kg，水65.9kg。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将氢氧化钾、聚丙烯酸钠、山梨糖醇液、氯化钠、二甲基硅氧烷依次加入水中，在30～50℃下，搅拌0.5～1h至均匀混合液；
(2)在步骤(1)得到的混合液中加入五水偏硅酸钠、硼酸，调节pH至8～10；
(3)将十二烷基苯磺酸钠和OP-10进行混合，得到复配好的表面活性剂；
(4)将步骤(3)中得到复配的表面活性加入步骤(2)得到的混合液中，搅拌均匀，静置1～2h；
(5)待步骤(4)中得到的混合液清澈后，加入丙二醇丁醚，搅拌均匀，即得到铝清洗剂。
实施例四
称取以下重量的原料备用：
氢氧化钾5kg，丙二醇丁醚8kg，五水偏硅酸钠4kg，硼酸4kg，聚丙烯酸钠6kg，山梨糖醇溶液4kg，氯化钠1kg，二甲基硅氧烷0.4kg，十二烷基苯磺酸钠5kg，AEO-95kg，水57.6kg。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将氢氧化钾、聚丙烯酸钠、山梨糖醇液、氯化钠、二甲基硅氧烷依次加入水中，在30～50℃下，搅拌0.5～1h至均匀混合液；
(2)在步骤(1)得到的混合液中加入五水偏硅酸钠、硼酸，调节pH至8～10；
(3)将十二烷基苯磺酸钠和AEO-9进行混合，得到复配好的表面活性剂；
(4)将步骤(3)中得到复配的表面活性加入步骤(2)得到的混合液中，搅拌均匀，静置1～2h；
(5)待步骤(4)中得到的混合液清澈后，加入丙二醇丁醚，搅拌均匀，即得到铝清洗剂。
实施例五
称取以下重量的原料备用：
氢氧化钾6kg，丙二醇丁醚10kg，五水偏硅酸钠5kg，硼酸5kg，聚丙烯酸钠7kg，山梨糖醇溶液5kg，氯化钠1.2kg，二甲基硅氧烷0.5kg，十二烷基苯磺酸钠8kg，NP-108kg，水44.3kg。
其制备方法包括以下步骤：
(1)将氢氧化钾、聚丙烯酸钠、山梨糖醇液、氯化钠、二甲基硅氧烷依次加入水中，在30～50℃下，搅拌0.5～1h至均匀混合液；
(2)在步骤(1)得到的混合液中加入五水偏硅酸钠、硼酸，调节pH至8～10；
(3)将十二烷基苯磺酸钠和NP-10进行混合，得到复配好的表面活性剂；
(4)将步骤(3)中得到复配的表面活性加入步骤(2)得到的混合液中，搅拌均匀，静置1～2h；
(5)待步骤(4)中得到的混合液清澈后，加入丙二醇丁醚，搅拌均匀，即得到铝清洗剂。
测试
将实施例一至五得到的铝清洗剂分别按照以下方法进行清洗性能测试和腐蚀性能测试，测试方法如下：
(1)清洗性能测试
按照JB/T4323.2-1999《水基金属清洗剂试验方法》进行测试，用浸有人工油污试片LY12硬铝合金作为清洗对象，采用上述铝清洗剂对试片油污的洗净率来考察铝清洗剂的清洗能力。
清洗方法：用温度为50～60℃、自来水配制体积分数为5％的铝清洗剂水溶液冲洗上述人工油污试片LY12硬铝合金硬铝合金3～5min，最后烘干。
(2)腐蚀性能测试
将该铝清洗剂用自来水配制成体积分数为5％的铝清洗剂水溶液，将上述体积分数为5％的铝清洗剂水溶液放置于500mL的锥形瓶中，然后将LY12硬铝合金试片悬挂于盛有上述体积分数为5％的铝清洗剂水溶液的锥形瓶中，最后将锥形瓶放置于不同温度的恒温水浴中，静态试验12h。腐蚀速度按式(1)
计算:
V＝(W0-W)/(A×T)
式中：V———试片腐蚀速度，g/(m2·h)；
W———试验后试片的质量，g；
W0———试验前试片的质量，g；
A———试片的表面积，cm2；
T———实验时间，h。
测试结果如表1所示：
表1清洗性能测试和腐蚀性能测试结果
该铝清洗剂对油污洗净率大于99％，清洗效率高。该铝清洗剂对铝合金的腐蚀速度明显优于HG/T2387—2007《工业设备化学清洗质量标准》规定的不锈钢、紫铜及铝类设备的腐蚀速度不大于2g/(m2·h)的指标，
以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铝清洗剂，其特征在于：按照重量百分比计，由以下的原料组成：氢氧化钾2～6％，丙二醇丁醚2～10％，偏硅酸钠1～5％，硼酸1～5％，聚丙烯酸钠1～7％，山梨糖醇液1～5％，氯化钠0.4～1.2％，二甲基硅氧烷0.1～0.5％，阴离子表面活性剂1～8％，非离子表面活性剂1～8％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的铝清洗剂，其特征在于：按照重量百分比计，由以下原料制备而成：氢氧化钾3～5％，丙二醇丁醚4～8％，偏硅酸钠2～4％，硼酸2～4％，聚丙烯酸钠2～6％，山梨糖醇液2～4％，氯化钠0.6～1％，二甲基硅氧烷0.2～0.4％，阴离子表面活性剂2～6％，非离子表面活性剂2～6％，余量为水。
3.根据权利要求1所述的铝清洗剂，其特征在于：按重量百分比计，由以下原料制备而成：氢氧化钾4％，丙二醇丁醚6％，偏硅酸钠3％，硼酸3％，聚丙烯酸钠4％，山梨糖醇液3％，氯化钠0.8％，二甲基硅氧烷0.3％，阴离子表面活性剂4％，非离子表面活性剂6％，余量为水。
4.根据权利要求1或2或3所述的铝清洗剂，其特征在于：所述的山梨糖醇液为质量分数50％的山梨糖醇水溶液。
5.根据权利要求1或2或3所述的铝清洗剂，其特征在于：所述的阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
6.根据权利要求1或2或3所述的铝清洗剂，其特征在于：所述的非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种。
7.根据权利要求1或2或3所述的铝清洗剂，其特征在于：所述的阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂重量比为1:(1～2)。
8.根据权利要求7所述的铝清洗剂，其特征在于：所述的阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂重量比为1:1.5。
9.根据权利要求1或2或3所述的铝清洗剂，其特征在于：所述的铝清洗剂的pH为8～10。
10.一种铝清洗剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将氢氧化钾、聚丙烯酸钠、山梨糖醇液、氯化钠、二甲基硅氧烷依次加入水中，在30～50℃下，搅拌0.5～1h至均匀混合液；
(2)在步骤(1)得到的混合液中加入五水偏硅酸钠、硼酸，调节pH至8～10；
(3)将阴离子活性剂和非离子表面活性按照1:(1～2)的重量比进行混合，得到复配表面活性剂；
(4)将步骤(3)中得到复配的表面活性剂加入步骤(2)得到的混合液中，搅拌均匀，静置1～2h；
(5)待步骤(4)中得到的混合液清澈后，加入丙二醇丁醚，搅拌均匀，即得到铝清洗剂。
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