CN107868977A - 一种用于镀铬基板表面的清洗剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于镀铬基板表面的清洗剂，按重量百分比，其配方如下:混合碱溶液60～89％、复配的表面活性剂5～30％、导电促进剂5～20％、消泡剂1～5％和螯合剂0～10％。

Description

一种用于镀铬基板表面的清洗剂

技术领域

本发明涉及冶金机械/轧制润滑技术，具体涉及一种用于镀铬基板表面的清洁剂。

背景技术

镀铬钢板是一种将薄带钢在铬酸盐溶液中进行电解处理而形成的一种钢板，其目的是增强薄带钢对涂层的表面附着力和提高钢板的耐蚀性。镀铬板由于生产成本比镀锡板低，其应用领域日益宽广。镀铬板上的镀铬层属阴极性镀层，因此其表面的覆盖率对镀铬板的性能影响重大。镀铬板表面的镀铬层通常包含有一层金属铬(0.01～0.02μm)和铬的水合氧化物(0.015～0.03μm)，两者的镀层由于厚度极薄，因此任何的表面缺陷或残留都会显著影响镀铬过程的质量，要取得良好的表面覆盖效果与镀铬基板表面的电化学均匀性关系密切。

镀铬基板的生产过程与常规的冷轧板有所不同，全流程中经历第一次冷轧、碱洗、退火和二次冷轧，再将二次冷轧钢板进入清洗机组及电镀机组进行生产。在这些生产过程中基板表面可能会受到各种污染，这些污染物都会影响到基板表面的电化学可镀性。此外，在高速镀铬机组上，二次冷轧带钢在进入镀槽前均需进行电解碱洗，但由于机组速度快、碱洗电解槽少(通常设置2个碱洗槽)，常发生由于清洗能力不足而出现漏镀现象。镀铬机组通常采用常规的碱洗剂，易造成清洗不净镀铬板表面出现斑迹、点锈等产品缺陷。为获得高品质镀铬板，对电解碱洗机组提出了更高的要求，而要提高机组的碱洗能力除电解工艺条件以外，碱洗剂的作用至关重要。

由于碱洗剂对镀层产品的生产非常重要，研究人员开展了大量的研究，开发了各种具有不同性能的清洗剂，但通常都针对一次冷轧产品，镀铬的二次冷轧带钢产品具有自身的特殊性，目前还没有专用于镀铬基板的清洗剂。

公开号为CN104018168A的中国发明专利申请公开了一种适合于金属制品专用型低温清洗剂，该低温清洗剂包括:混合碱溶液10～16份、过氧化氢水溶液2～5份、表面活性剂溶液为2～4份、络合助剂0.1～0.22份、甘油聚氧丙烯醚1～2和抗菌剂1～3份。该带钢专用型低温清洗剂的特点是可在较低温度条件下使用，且泡沫较少，成本较低、原材料来源广泛；为了在低温下使用，此配方加入了大量抗菌剂及过氧化氢水溶液，导致整体清洗效率较低，如用于镀铬机组则难以保证清洗效率。

申请号为201110006937.6的中国发明专利申请公开了一种用于电解清洗二次冷轧带钢的低温清洗剂，其重量百分比配方采用氢氧化钠20～40％、辅助清洗剂10～40％、增润剂5～10％、聚醚型乳化剂5～30％、螯合剂1～10％和消泡剂1～7％。该清洗剂的优点在于：工作温度低，清洗速度快，泡沫低，去污能力强。采用此配方进行镀铬机组的生产，主要的问题在于采用了较多量的辅助清洗剂及螯合剂，造成主体氢氧化钠的有效成分较低，影响了碱洗轧制油的效果；同时在配方内加入了较多的聚醚型乳化剂。由于此配方选用的乳化剂化学物质分散性较差，因此不易随碱液去除。此外由于在二次冷轧轧制油内通常不添加矿物润滑油，因此实际使用中会造成清洗效果欠佳及泡沫较多以至于影响操作的问题。

申请号为200610018143.0的中国发明专利申请公开了一种用于冷轧镀锌前处理的清洗剂，其组分重量百分比为：氢氧化钠10～50％，碳酸钠10～40％，聚合磷酸钠5～30％，葡萄糖酸盐5～30％，复合烷基磷酸酯表面活性剂1～7％，聚醚型消泡剂1～7％。该发明优点为：能有效除掉金属皂，在硬水中稳定，无絮状物，无析出物，使用中不会结垢、泡沫低，去污能力强，对pH值的缓冲能力强，使用寿命长、在50～80℃都有良好的清洗效果，使用温度范围宽。但此种配方由于采用了过多的碳酸钠、聚合磷酸钠、葡萄糖酸盐等助清洗剂，造成了其碱洗能力不足，无法满足高皂化值轧制油在高速操作下的清洗需求。

综上所述可知，目前用于带钢的清洗剂通常是针对一次冷轧产品，通常都是在清洗剂中加入各种复杂的表面活性剂和螯合剂组合来提高乳化轧制油和去除各类金属离子的能力，但对于镀铬基板而言，二次冷轧带钢轧制油品独特，其表面残油的组成特性与一次冷轧板完全不同，主要是带钢表面残油量、铁皂少，但残油皂化值高，且板面分布不均，此外采用润滑工艺为一次性的直喷润滑，因此在带钢表面的金属离子较少，清洗机组中需要清洗剂迅速润湿表面脱除表面残油，同时，在电解段的工作电流密度较大，清洗过程中依赖电解操作来脱除残油，配合碱液迅速清洗油分；此外，在刷洗段刷辊配置较多，生产如产生大量的泡沫，会影响清洗的效果，因此对于碱洗剂产生气泡性质较为关注。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种适用于镀铬板生产过程中高速运行的镀铬机组且具有高效清洗性能的清洗剂。

其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。

一种用于镀铬基板表面的清洗剂，按重量百分比，其配方如下:

混合碱溶液60～89％

复配的表面活性剂5～30％

导电促进剂5～20％

消泡剂1～5％

螯合剂0～10％

作为本技术方案的进一步改进，本清洗剂的配方组成优选采用如下的组成(按重量百分比)：

混合碱溶液60～80％

复配的表面活性剂5～15％

导电促进剂10～20％

消泡剂3～5％

螯合剂2～8％

作为本技术方案的更进一步改进，混合碱溶液由重量浓度为32％的氢氧化钠溶液80％(重量百分比)和20％(重量百分比)的三乙胺组成，复配后的碱溶液对基板表面的油污具有强烈的溶解清洗能力，同时混合碱液在整体清洗剂中所占比重较高，可以较为有效地与高皂化值的二次冷轧油反应，生成水溶性皂盐。

也作为本技术方案的更进一步改进，所述表面活性剂采用壬基酚醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚或壬基酚醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚按照重量进行组合配制，其所述的配比按照前述的顺序为1：0.5(重量百分比)。采用这种复配的目的是使得清洗剂对能快速渗透到带钢表面污物的内部，促使污物快速溶解，大大减少清洗剂湿润带钢表面的时间，使得电解过程中产生的氢气、氧气从带钢表面快速生成，增加对污染物的剥离效果和速度。此外，采用此组成的聚醚复配以后，由于其HLB较低，整体生成气泡趋势较低，易于镀铬机组清洗。

还作为本技术方案的更进一步改进，导电促进剂主要成分为硫酸钠。镀铬基板采用的是电解碱洗，电解的过程中需要生成氢气和氧气，氢气和氧气的生成将通过机械剥离的方法将基板表面的污物剥离，加入硫酸钠后增加清洗剂的导电性，增加板表面气体的生成量和气泡的均匀性，将带钢表面的不均匀分布残油迅速去除。

此外，消泡剂是为了防止电解液在强烈流动和电解气泡的作用下不形成气泡，影响到碱洗的效果，同时消泡剂的存在不影响到对电解产生气泡的剥离作用，这种消泡剂由烷基醚聚磷酸酯60％重量百分比和聚氧丙烯甘油醚40％(重量百分比)复配而成，考虑到本配方组成在清洗机组中相对不易生成气泡，因此消泡剂较为简单，其添加比例可以控制在1～5％或3～5％(重量百分比)即可。

同样，螯合剂为防止清洗剂工作过程中金属离子的浓度增加影响到清洗性能，二次冷轧基板相对不易产生金属离子的聚集，因此所用的螯合剂为络合能力一般的三乙醇胺。

由于镀铬基板表面镀铬层极薄，要使得镀铬板具有良好的耐腐蚀性能，基板表面必需清洁，而采用上述技术方案的清洗剂用于镀铬机组中的碱洗段，可大幅提高清洗段的清洗效果，同时确保清洗后的钢板表面的残油基本为零。电镀后基板表面铬层的均匀性，有利于提高镀层镀铬板的耐蚀性和减低点锈缺陷的发生率。

应用本发明的清洗剂，可确保镀铬基板表面在机组碱洗工艺段得到彻底清洗，为优质镀铬板的生产打下良好的基础。并且该清洗剂具有无毒、使用方便，此外整体配方针对镀铬机组生产原料的特点，还具有组成较为简单而价格便宜等优点。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施例作进一步详细描述。

本发明旨在提供一种适用于高速镀铬机组具有高效清洗效果的清洗剂，以满足镀铬板生产的需求。

由于镀铬基板的生产过程中要经历冷轧、碱洗、退火和二次冷轧等过程，在这些生产过程中基板表面可能会受到各种污染，这些污染物会影响到基板表面的电化学均匀性。而电化学性能的不同，则造成镀层不均，会严重影响到镀铬板的耐蚀性，使得产品表面出现点锈、斑迹等缺陷，为避免这些缺陷的发生需要在镀铬基板进入到镀槽前彻底清除其表面的污染物，为此需要发明一种能针对镀铬机组的特征，具有高效清洁性能的清洗剂，以满足高品质镀铬板的生产需求。

镀铬板表面的镀铬层属阴极性镀层，其耐腐蚀性主要依赖铬层本身的耐蚀性，这就要求镀铬层在薄带钢表面分布均匀，否则一旦出现漏镀，这种阴极性镀层反而会加速腐蚀进程，极易造成点锈的发生，为此针对镀铬板的生产，其表面的清洁程度显得尤为重要。镀铬机组的碱洗系统通常采用电解碱洗，这种碱洗方式的能力发挥一方面依赖清洗剂的溶解表面污染物的能力，更为重要的是电解过程中产生的氢气、氧气加速污染物从基板表面剥离，为此要提高清洗剂的清洗能力需要综合考虑这二个方面的因素。

本发明提供了一种具有高效清洗能力的清洗剂，该清洗剂为水溶性，在保证清洗剂具有良好溶油能力的同时，能提高清洗剂的渗透能力和导电性，充分发挥电解过程中产生氢气、氧气泡的气体剥离作用，从而获得高清洁度的带钢表面，满足高速电镀铬机组基板电解清洗的需要。

下面结合具体的实施例来对本清洗剂的配方组成予以说明：

实施例1：

注：上述所有比例及百分比皆为重量比例或重量百分比

实施例2：

注：上述所有比例及百分比皆为重量比例或重量百分比

实施例3：

注：上述所有比例及百分比皆为重量比例或重量百分比

采用本发明的清洗剂进行电解碱洗试验，所得到的镀铬基板与原用清洗剂所得基板经电解清洗后失重的试验结果如下表1，这一结果是采用6cm×5cm矩形试样，在电解清洗2s及电流密度为5A/cm²下的试验数据，从表中可看出采用该清洗剂后镀铬基板表面的污染物清除效率得到大幅提高。

由于该清洗剂具有良好的清洗镀铬基板表面油污的能力，该清洗剂适用于二次冷轧板表面的清洗。

表1各实施例清洗镀铬基板表面的残留物测试(mg)

本发明提供的清洗剂，对优质镀铬板的生产板具有重要的意义。可有效去除镀铬基板表面的油污类污染物，为镀铬机组生产均匀镀铬层打下良好的基础，确保高品质镀铬板的生产。该清洗剂水溶性，具有无毒、使用安全、价格便宜等特点，使用方便安全。

Claims (8)

1.一种用于镀铬基板表面的清洗剂，其特征在于，按重量百分比，其配方如下:

混合碱溶液60～89％

复配的表面活性剂5～30％

导电促进剂5～20％

消泡剂1～5％

螯合剂0～10％。

2.根据权利要求1所述用于镀铬基板表面的清洗剂，其特征在于，按重量百分比，其配方如下：

混合碱溶液60～80％

复配的表面活性剂5～15％

导电促进剂10～20％

消泡剂3～5％

螯合剂2～8％。

3.根据权利要求1或2所述用于镀铬基板表面的清洗剂，其特征在于，所述混合碱溶液由重量百分比为80％、重量浓度为32％的氢氧化钠溶液和重量百分比为20％的三乙胺组成。

4.根据权利要求1或2所述用于镀铬基板表面的清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂采用壬基酚醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚按重量百分比为1：0.5的比例进行复配。

5.根据权利要求1或2所述用于镀铬基板表面的清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂采用壬基酚醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚按重量百分比为1：0.5的比例进行复配。

6.根据权利要求1或2所述用于镀铬基板表面的清洗剂，其特征在于，所述导电促进剂的主分为硫酸钠。

7.根据权利要求1或2所述用于镀铬基板表面的清洗剂，其特征在于，所述消泡剂由重量百分比为60％的烷基醚聚磷酸酯和40％的聚氧丙烯甘油醚复配而成。

8.根据权利要求1或2所述用于镀铬基板表面的清洗剂，其特征在于，所述螯合剂为三乙醇胺。