CN107365637A - 清洗剂及其制备方法，以及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种清洗剂，包括以下重量份数组分：有机溶剂1～5份，表面活性剂水溶液1～4份，保护剂2～6份，所述表面活性剂水溶液中表面活性剂的质量分数为30％～70％，所述保护剂包括羧甲基纤维素、丙三醇、聚乙二醇及聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。本发明还提供一种清洗剂的制备方法，包括：按预设的百分含量将表面活性剂与水混合均匀；加入定量的有机溶剂及保护剂；以及密封搅拌，形成稳定均匀的液体。本发明还提供一种清洗剂的使用方法，包括：提供前面所述的清洗剂；将陶瓷坯体在清洗剂中浸泡1～20min；对浸泡后的陶瓷坯体刷洗，并用所述清洗剂冲洗；以及将清洗完成的陶瓷坯体自然晾干或低温烘干。

Description

清洗剂及其制备方法，以及使用方法
技术领域
本发明涉及增材制造领域，特别是涉及清洗剂及其制备方法，以及使用方法。
背景技术
陶瓷材料的光固化快速成形是近年来针对复杂陶瓷零件成形的新工艺方法，具有精度高、速度快、材料兼容性好、能够实现复杂结构成形的特点。该技术将光敏树脂与陶瓷粉体混合形成陶瓷浆料，光敏树脂作为粘结剂，陶瓷粉体作为填料，在特定波长的光源照射下单层浆料被选择性固化，在光固化快速成形硬件和软件的配合下，层层累加，按照设计的三维模型实现复杂零件快速成形。
但是，光固化快速成形得到的陶瓷坯体表面吸附有残余浆料以及误固化的杂质，严重影响了坯体表面质量。若处理不当，不仅无法将杂质清理干净，更容易损坏坯体结构，造成层间开裂，导致精度降低甚至零件失效。
发明内容
基于此，有必要提供一种清洗剂及其使用方法，能够有效去除附着在坯体表面的残余浆料和杂质而又不损害坯体质量或造成坯体开裂。
一种清洗剂，包括以下重量份数组分：有机溶剂1～5份，表面活性剂水溶液1～4份，保护剂2～6份，所述表面活性剂水溶液中表面活性剂的质量分数为30％～70％，所述保护剂包括羧甲基纤维素、丙三醇、聚乙二醇及聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述聚乙二醇为聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述聚乙二醇二丙烯酸酯为聚乙二醇200二丙烯酸酯、聚乙二醇400二丙烯酸酯、聚乙二醇600二丙烯酸酯中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂与所述表面活性剂水溶液的重量比为2:3～4:3，所述表面活性剂水溶液与所述保护剂的重量比为3:5～3:3。
在其中一个实施例中，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇以及2-甲基-2-丙醇中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述表面活性剂包括硬脂酸钠、烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、碳酸钠、季铵化物、卵磷脂、脂肪酸甘油酯、蔗糖酯、脂肪酸山梨坦及聚山梨酯中的至少一种。
一种清洗剂的制备方法，包括：按预设的百分含量将表面活性剂与水混合均匀；加入定量的有机溶剂及保护剂；以及密封搅拌，形成稳定均匀的液体。
一种清洗剂的使用方法，包括：提供前面所述的任一清洗剂；将陶瓷坯体在清洗剂中浸泡1～20min；对浸泡后的陶瓷坯体刷洗，并用所述清洗剂冲洗；以及将清洗完成的陶瓷坯体自然晾干或低温烘干。
在其中一个实施例中，在对浸泡后的陶瓷坯体刷洗前进一步包括超声清洗，所述超声清洗的时间的温度为20～90℃、频率为25～130kHz、时间为1～10min。
在其中一个实施例中，所述低温烘干的温度为50℃～150℃。
本发明的清洗剂，包括有机溶剂、表面活性剂及保护剂，各个组分相互配合协同作用，能够方便高效的去除附着在不同形状陶瓷坯体表面的残余浆料及杂质，而又不会损害陶瓷坯体。有机溶剂可以发挥渗透、溶解分散的作用；表面活性剂则可以使溶液体系的界面状态发生明显变化，显著降低界面张力，非极性基团可以与残余浆料中的树脂密切接触，在外力作用下将树脂带入水溶液中，通过分散、乳化及剥离的作用去除陶瓷坯体表面的残余浆料及杂质；而保护剂可以降低其他试剂的浓度，起到一定的稀释作用，同时保护剂具有良好的分散性、润湿性和延展性，可以铺展在陶瓷坯体的表面，从而阻止溶剂中部分小分子在陶瓷坯体表面的过度渗透，避免坯体溶胀而导致坯体被破坏，在保证清洗效果的同时，也保证了清洗后陶瓷坯体的表面质量。
附图说明
图1为本发明实施例1中清洗后的坯体在显微镜下放大100倍观察图；
图2为本发明实施例3中清洗后的坯体在显微镜下放大100倍观察图；
图3为对比例1中清洗后的坯体在显微镜下放大100倍观察图；
图4为对比例2中清洗后的坯体在显微镜下放大100倍观察图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及技术效果更加清楚明白，以下结合附图对本发明的具体实施例进行描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种清洗剂，包括以下重量份数组分：有机溶剂1～5份，表面活性剂水溶液1～4份，保护剂2～6份。表面活性剂水溶液中表面活性剂的质量分数可以为30％～70％，保护剂可以为羧甲基纤维素、丙三醇、聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
本发明的清洗剂，包括有机溶剂、表面活性剂及保护剂，各个组分相互配合协同作用，能够方便高效的去除附着在不同形状陶瓷坯体表面的残余浆料及杂质，而又不会损害陶瓷坯体。有机溶剂可以发挥渗透、溶解分散的作用。表面活性剂可以使溶液体系的界面状态发生明显变化，显著降低界面张力，非极性基团可以与残余浆料中的树脂密切接触，在外力作用下将树脂带入水溶液中。表面活性剂可以通过分散、乳化及剥离的作用去除陶瓷坯体表面的残余浆料及杂质。而保护剂可以降低其他试剂的浓度，起到一定的稀释作用，同时保护剂具有良好的分散性、润湿性和延展性，可以铺展在陶瓷坯体的表面，从而阻止溶剂中部分小分子在陶瓷坯体表面的过度渗透，避免坯体溶胀而导致坯体被破坏，在保证清洗效果的同时，也保证了清洗后陶瓷坯体的表面质量。
优选的，聚乙二醇可以为聚乙二醇200(PEG200)、聚乙二醇400(PEG400)、聚乙二醇600(PEG600)中的至少一种。聚乙二醇二丙烯酸酯可以为聚乙二醇200二丙烯酸酯(PEG200DA)、聚乙二醇400二丙烯酸酯(PEG400DA)、聚乙二醇600二丙烯酸酯(PEG600DA)中的至少一种。可选的，保护剂具有良好的延展性、润滑性及分散性，可以很好的铺展在陶瓷坯体的表面，从而阻止小分子，如乙醇等过度渗透造成坯体溶胀、层间开裂等损坏。
优选的，有机溶剂与表面活性剂水溶液的重量比可以为2:3～4:3。表面活性剂水溶液与保护剂的重量比可以为3:5～3:3。
可选的，有机溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇以及2-甲基-2-丙醇中的一种或多种。
可选的，表面活性剂为硬脂酸钠、烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、碳酸钠、季铵化物、卵磷脂、脂肪酸甘油酯、蔗糖酯、脂肪酸山梨坦以及聚山梨酯中的一种或多种。
本发明还提供一种清洗剂的制备方法，包括：
S10，按预设的百分含量将表面活性剂与水混合均匀；
S20，加入定量的有机溶剂及保护剂；以及
S30，密封搅拌，形成稳定均匀的液体。
在步骤S10中，表面活性剂水溶液中表面活性剂的质量分数可以为30％～70％。
在步骤S20中，加入的有机溶剂与表面活性剂水溶液的重量比可以为2:3～4:3，表面活性剂水溶液与保护剂的重量比可以为3:5～3:3。
本发明还提供了一种清洗剂的使用方法，包括：
S100，提供一种前面所述的清洗剂；
S200，将陶瓷坯体在清洗剂中浸泡1～20min；
S300，对浸泡后的陶瓷坯体刷洗，并用所述清洗剂冲洗；以及
S400，将清洗完成的陶瓷坯体自然晾干或低温烘干。
其中一个实施例中，在步骤S300前进一步包括：
S210，超声清洗。超声清洗的温度可以为20～90℃、频率可以为25～130kHz、时间可以为1～10min。可以根据坯体形状结构的复杂程度决定是否采用超声清洗。
在步骤S300中，可以使用毛刷对陶瓷坯体进行刷洗，刷洗的过程中不可用力过猛，防止对坯体造成不必要的伤害。
在步骤S400中，低温烘干的温度可以为50～150℃。
本发明提供的清洗剂的制备方法及使用方法均简单易操作，可规模化使用。
实施例1
S100，用于陶瓷快速成形坯体的清洗剂，以重量份数计算包括以下组分：异丙醇2份，质量分数为40％的十二烷基苯磺酸钠水溶液3份，PEG400DA 5份。
S200，将坯体放入清洗剂中浸泡3min。
S300，使用毛刷刷洗，同时倒清洗剂冲淋。
S400，洗净后将坯体放置在通风处自然晾干。
实施例2
S100，用于陶瓷快速成形坯体的清洗剂，以重量份数计算包括以下组分：异丙醇3份，质量分数为40％的十二烷基苯磺酸钠水溶液2份，PEG400DA 5份，羧甲基纤维素0.2份。
S200～S400与实施例1相同。
实施例3
S100，用于陶瓷快速成形坯体的清洗剂，以重量份数计算包括以下组分：乙醇2份，异丙醇2份，质量分数为50％的表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、硬脂酸钠、碳酸钠的质量按5:4:1:0.5混合)水溶液2份，PEG400DA5份，羧甲基纤维素0.1份，丙三醇0.2份。
S200～S400与实施例1相同。
实施例4
S100，用于陶瓷快速成形坯体的清洗剂，以重量份数计算包括以下组分：乙醇4份，质量分数为50％的表面活性剂(脂肪酸甘油酯、硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、碳酸钠的质量按3:1:1:0.1混合)水溶液2份，PEG400DA 4份。
S200～S400与实施例1相同。
实施例5
S100，用于陶瓷快速成形坯体的清洗剂，以重量份数计算包括以下组分：异丙醇2份，质量分数为40％的十二烷基苯磺酸钠水溶液2份，PEG400 6份。
S200，将坯体放入清洗剂中浸泡2min。
S210，超声清洗5min，温度为60℃、频率为120kHz。
S300，用毛刷刷洗、清洗剂冲洗直至清洗干净。
S400，将清洗干净的坯体80℃保温烘干。
实施例6
S100，用于陶瓷快速成形坯体的清洗剂，以重量份数计算包括以下组分：乙醇2份，质量分数为40％的表面活性剂(脂肪酸甘油酯、硬脂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、碳酸钠的质量按3:1:1:0.1混合)水溶液2份，PEG400 6份。
S200～S400与实施例5相同。
对比例1
用于陶瓷快速成形坯体的清洗剂，以重量份数计算包括以下组分：异丙醇0.5份，质量分数为40％的十二烷基苯磺酸钠水溶液1.5份，PEG200 8份。
将坯体放入清洗剂中浸泡3min，使用毛刷刷洗，同时倒清洗剂冲淋。然后将坯体放置在通风处自然晾干。
对比例2
用于陶瓷快速成形坯体的清洗剂，以重量份数计算包括以下组分：异丙醇7份，质量分数为60％的十二烷基苯磺酸钠水溶液2份，PEG200 1份。
将坯体放入清洗剂中浸泡3min，使用毛刷刷洗，同时倒清洗剂冲淋。然后将坯体放置在通风处自然晾干。
以下是部分实施例的实验结果，具体为对本发明实施例1、实施例3、对比例1和对比例2进行陶瓷快速成形坯体清洗效果评价，结果如表1所示。
表1清洗剂对陶瓷快速成形坯体清洗的效果评价
实施例或对比例 去除效果 损坏程度
实施例1 几乎完全去除 无损坏
实施例3 完全去除 几乎无损坏
对比例1 少部分去除 无损坏
对比例2 完全去除 大部分损坏
请参阅图1～4及表1，采用本发明清洗剂的实施例1和实施例3中，清洗剂去除残余杂质的效果较好，且对坯体无严重损坏，显微观察看到坯体表面平整、无裂纹；而采用非本发明清洗剂的对比例1中虽然对对坯体无损坏，但是对残余杂质的去除效果很差，对比例2对残余杂质的去除效果好，但是陶瓷坯体有损坏，通过显微观察可以看到明显的分层现象和许多裂纹。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种清洗剂，其特征在于，包括以下重量份数组分：有机溶剂1～5份，表面活性剂水溶液1～4份，保护剂2～6份，所述表面活性剂水溶液中表面活性剂的质量分数为30％～70％，所述保护剂包括羧甲基纤维素、丙三醇、聚乙二醇及聚乙二醇二丙烯酸酯中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述聚乙二醇为聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述聚乙二醇二丙烯酸酯为聚乙二醇200二丙烯酸酯、聚乙二醇400二丙烯酸酯、聚乙二醇600二丙烯酸酯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述有机溶剂与所述表面活性剂水溶液的重量比为2:3～4:3，所述表面活性剂水溶液与所述保护剂的重量比为3:5～3:3。
5.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇以及2-甲基-2-丙醇中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂包括硬脂酸钠、烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、碳酸钠、季铵化物、卵磷脂、脂肪酸甘油酯、蔗糖酯、脂肪酸山梨坦及聚山梨酯中的至少一种。
7.一种清洗剂的制备方法，包括：
按预设的百分含量将表面活性剂与水混合均匀；
加入定量的有机溶剂及保护剂；以及
密封搅拌，形成稳定均匀的液体。
8.一种清洗剂的使用方法，包括：
提供权利要求1～6任一项所述的清洗剂；
将陶瓷坯体在清洗剂中浸泡1～20min；
对浸泡后的陶瓷坯体刷洗，并用所述清洗剂冲洗；以及
将清洗完成的陶瓷坯体自然晾干或低温烘干。
9.根据权利要求8所述的清洗剂的使用方法，其特征在于，在对浸泡后的陶瓷坯体刷洗前进一步包括超声清洗，所述超声清洗的时间的温度为20～90℃、频率为25～130kHz、时间为1～10min。
10.根据权利要求8所述的清洗剂的使用方法，其特征在于，所述低温烘干的温度为50℃～150℃。
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