CN107881515A

CN107881515A - 环保型金属防锈高效水基清洗剂的制备方法

Info

Publication number: CN107881515A
Application number: CN201711010060.1A
Authority: CN
Inventors: 张欢
Original assignee: Chengdu Qi Fang Biotechnology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Qi Fang Biotechnology Co Ltd
Priority date: 2017-10-25
Filing date: 2017-10-25
Publication date: 2018-04-06

Abstract

本发明提供的环保型金属防锈高效水基清洗剂的制备方法，包括以下步骤：步骤（1）：将阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂加水搅拌混合均匀后，加入阳离子表面活性剂，搅拌，使其溶解完全，得到溶液；步骤（2）：在步骤（1）中得到的溶液中加入抗沉积剂、増溶降粘剂和碳酸氢钠，搅拌，使其溶解完全；步骤（3）：调节pH值至8~9；步骤（4）：在步骤（3）得到的溶液中加入缓蚀剂、螯合剂、助洗剂、消泡剂，并加热搅拌，使其完全溶解，得到产物。本发明采用非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂先混合形成复配物，然后加入阳离子表面活性剂提高复配物在水中溶解度大，使其稳定性更好，不易形成沉淀或絮凝悬浊物，同时还可增强清洗剂的清洗效力。

Description

环保型金属防锈高效水基清洗剂的制备方法

技术领域

本发明涉及金属清洗剂领域，具体涉及环保型金属防锈高效水基清洗剂的制备方法。

背景技术

在机械工业生产中，无论是零件加工装配，还是在热处理、电镀、以及产品封存包装和启封时，都要对金属表面进行清洗。附着在金属表面的污垢有各种酸、碱、盐、灰尘、抛光膏、切削液、手汗、各种油脂等固体污垢或液体污垢。这些污垢有水溶性的，也有油溶性的，若不清洗干净，不仅影响金属各加工工序的顺利进行，而且还会引起或加速金属腐蚀，降低产品质量，缩短使用寿命。

金属表面清洗剂有水基清洗剂，溶剂清洗剂，碱性清洗剂。溶剂清洗剂分为石油溶剂清洗剂和氯化烃溶剂清洗剂。石油溶剂清洗剂有很强的去污能力，很容易洗净金属表面的污垢，但易燃易爆，易挥发，对人体中枢神经有较强的刺激性，且易使金属生锈。同时，浪费大量能源，造成环境污染。氯化烃溶剂清洗剂清洗能力极强，很容易洗净金属表面的油性污垢，但这类溶剂毒性大，对人体有害，通常用于密闭清洗。

水基清洗剂是利用水是良好的极性溶剂的特点，再通过表面活性剂的润湿和渗透作用，使污染物在金属表面的附着力削弱，再辅助清洗手段使污染物更快脱离金属表面，达到去污的效果。水基清洗剂安全、环保、价格便宜，且所需的化学成分都比较容易获得，因此，是目前广泛推广的金属清洗剂。

水基金属清洗剂的主要成分是表面活性剂和无机助剂；为避免金属在清洗过程中和清洗后的储存过程中发生锈蚀，需加入缓蚀防锈剂，常用的缓蚀剂有无机氧化膜缓蚀剂、无机沉淀膜缓蚀剂和有机吸附膜缓蚀剂。无机氧化膜缓蚀剂、无机沉淀膜缓蚀剂均是采用无机金属离子在金属表面形成膜，附着在金属表面，达到缓蚀的效果，但如果金属离子密度过小或者pH值变化，容易在金属表面破损处形成微电池，反而加重了金属表面的腐蚀。

一直以来，STTP清洁剂中最常用、最有效的助洗剂，它能软化硬水，能促进污垢粒子分散，能提供碱性，促进污垢皂化、乳化、溶解，其助洗效果好、价格低廉。但STTP中含有磷，易造成水体富营养化，污染环境。

发明内容

针对现有技术，本发明的目的是为了提供一种对环境友好、去污能力强的环保型金属防锈高效水基清洗剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供环保型金属防锈高效水基清洗剂的制备方法，其步骤为：

步骤(1)：按照1:8:8的质量比称取阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，将阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂加入去离子水中，搅拌使其混合均匀后，加入阳离子表面活性剂，搅拌，使其溶解完全，得到澄清的表面活性剂溶液；

步骤(2)：在步骤(1)中得到的表面活性剂溶液中加入表面活性剂溶液质量1％的抗沉积剂、増溶降粘剂和表面活性剂溶剂质量0.5％的碳酸氢钠，搅拌，使其溶解完全；

步骤(3)：用1％的氢氧化钠溶液调节步骤(2)得到的溶液的pH值至8～9；

步骤(4)：在步骤(3)得到的溶液中加入缓蚀剂、螯合剂、助洗剂、消泡剂，并加热搅拌，使其完全溶解，得到环保型金属防锈高效水基清洗剂。

所述步骤(1)中，将阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂加入去离子水中后搅拌的搅拌速度为100～120r/min，搅拌时间为30～50min；加入阳离子表面活性剂后的搅拌速度为 80～100r/min，搅拌时间为20～30min。

所述步骤(4)中，搅拌速度为120～150r/min，加热温度为60～75℃，搅拌时间为1～2h。

所述阳离子表面活性剂为M550、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基氯化吡啶、十八烷基铵盐酸盐、双十八烷基胺盐酸盐、N,N-二甲氨基十八铵盐酸盐中的一种。所述阴离子表面活性剂为油酸钠、油酸三乙醇胺、脂肪醇醚硫酸钠、十二烷基笨磺酸钠、十二烷基硫酸钠、甲氧基脂肪酰酸氨基苯磺酸钠中的一种。所述非离子表面活性剂为油酸酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基二乙醇酰胺、烷醇酰胺、烷基糖苷中的一种。所述螯合剂为羧基乙酸盐、苹果酸盐、酒石酸盐、丁二酸盐、丙二酸盐中的一种或两种。羧基酸类、羧酸类螯合剂大多易于生物降解，不污染环境，同时，还可以被用作阻垢剂，减少了抗沉积剂的使用。

所述助洗剂包括Na-CP₄和硅酸钠，Na-CP₄和硅酸钠的质量比为1～2:1。Na-CP₄与表面活性剂有良好的协同效应，能软化硬水，具有pH值缓冲作用稳定，污垢分散能力和抗污垢再沉积能力强等优良的辅助清洗作用，同时，Na-CP4还具有一定的金属缓释能力。

所述Na-CP₄的制备方法为：将马来酸酐、亚硫酸氢钠加水搅拌，并加热至65～70℃，使其溶解完全，再加入丙烯酸，在80～85℃下搅拌反应2h，然后降温至65～70℃，滴加氢氧化钠溶液至pH值为7.0～7.5，加入无水乙醇得到沉淀，过滤，干燥，研磨过200目筛，得到Na-CP₄。

所述阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的质量比为：1:8:8。阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂复配在一起，产生强烈的电性作用，因为使表面活性大大提高，但阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂复配使用时，易发生沉淀或者絮状悬浮，因此，其比例准确度要求较高。阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂复配时，加入少量的非离子表面活性剂，不仅有利于复配体系溶解度的增加，提高阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂复配的稳定性，还可以增强清洗效果。

所述缓蚀剂为聚天冬氨酸、半胱氨酸、硫基丙氨酸、组氨酸、甘氨酸、色氨基酸、脯氨酸、蛋氨酸中的一种或多种。

本发明提供的环保型金属防锈高效水基清洗剂的制备方法，具有以下有益效果：

(1)本发明提供的环保型金属防锈高效水基清洗剂的制备方法采用非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂先混合形成复配物，然后加入阳离子表面活性剂提高复配物在水中溶解度大，使其稳定性更好，不易形成沉淀或絮凝悬浊物，同时还可增强清洗剂的清洗效力。

(2)本发明提供的环保型金属防锈高效水基清洗剂的制备方法采用Na-CP₄和硅酸钠作为助洗剂，与表面活性剂有良好的协同效应，能软化硬水，具有pH值缓冲作用稳定，污垢分散能力和抗污垢再沉积能力强；同时还采用氨基酸作为缓蚀剂，其缓蚀性能好，对环境无污染，是一种绿色缓蚀剂。

具体实施方式

以下对本发明进一步说明。

实施例1：

按照下列重量份配方准备原料：十二烷基二甲基苄基氯化铵1份、油酸三乙醇胺8份、脂肪醇聚氧乙烯醚8份、羧酸乙酸钠1份、Na-CP₄ 0.4份、硅酸钠0.3份、消泡剂0.2份、聚天冬氨酸0.5份、水50份、抗沉积剂0.16份、増溶降粘剂0.16份、碳酸氢钠0.8份。

然后按以下步骤制备清洗剂：

步骤(1)：将油酸三乙醇胺和脂肪醇聚氧乙烯醚加入去离子水中，搅拌，搅拌速度为 100r/min，搅拌时间为30min；使其混合均匀后，加入十二烷基二甲基苄基氯化铵，搅拌，搅拌速度为80r/min，搅拌时间为20min，使其溶解完全，得到澄清的表面活性剂溶液；

步骤(3)：用1％的氢氧化钠溶液调节步骤(2)得到的溶液的pH值至8；

步骤(4)：在步骤(3)得到的溶液中加入聚天冬氨酸、羧酸乙酸钠、Na-CP₄、硅酸钠、消泡剂，搅拌，搅拌速度为120r/min，加热温度为60℃，搅拌时间为2h，使其完全溶解，得到环保型金属防锈高效水基清洗剂。

实施例2：

按照下列重量份配方准备原料：十六烷基三甲基溴化铵2份、脂肪醇醚硫酸钠16份、壬基酚聚氧乙烯醚16份、苹果酸钠2份、Na-CP₄ 0.8份、硅酸钠0.2份、消泡剂0.4份、甘氨酸0.3份、水62份、抗沉积剂0.24份、増溶降粘剂0.24份、碳酸氢钠0.12份。

然后按以下步骤制备清洗剂：

步骤(1)：脂肪醇醚硫酸钠和壬基酚聚氧乙烯醚加入去离子水中，搅拌，搅拌速度为 110r/min，搅拌时间为40min；使其混合均匀后，加入十六烷基三甲基溴化铵，搅拌，搅拌速度为90r/min，搅拌时间为30min，使其溶解完全，得到澄清的表面活性剂溶液；

步骤(3)：用1％的氢氧化钠溶液调节步骤(2)得到的溶液的pH值至9；

步骤(4)：在步骤(3)得到的溶液中加入甘氨酸、苹果酸钠、Na-CP₄、硅酸钠、消泡剂，搅拌，搅拌速度为140r/min，加热温度为75℃，搅拌时间为1h，使其完全溶解，得到环保型金属防锈高效水基清洗剂。

实施例3：

按照下列重量份配方准备原料：M5501.6份、甲氧基脂肪酰酸氨基苯磺酸钠10.8份、十二烷基二乙醇酰胺10.8份、丁二酸钠1.2份、Na-CP4 0.6份、硅酸钠0.4份、消泡剂0.3份、半胱氨酸0.2份、硫基丙氨酸0.2份、水58份、抗沉积剂0.2份、増溶降粘剂0.2份、碳酸氢钠0.1份。

然后按以下步骤制备清洗剂：

步骤(1)：将甲氧基脂肪酰酸氨基苯磺酸钠和十二烷基二乙醇酰胺加入去离子水中，搅拌，搅拌速度为120r/min，搅拌时间为50min；使其混合均匀后，加入M550，搅拌，搅拌速度为100r/min，搅拌时间为40min，使其溶解完全，得到澄清的表面活性剂溶液；

步骤(3)：用1％的氢氧化钠溶液调节步骤(2)得到的溶液的pH值至8.5；

步骤(4)：在步骤(3)得到的溶液中加入半胱氨酸、硫基丙氨酸、丁二酸钠、Na-CP₄、硅酸钠、消泡剂，搅拌，搅拌速度为150r/min，加热温度为65℃，搅拌时间为1.5h，使其完全溶解，得到环保型金属防锈高效水基清洗剂。

按照上述实施例的配方配置清洗剂1、清洗剂2和清洗剂3并稀释10倍，得到清洗剂1稀释液、清洗剂2稀释液和清洗剂3稀释液，在常温下用超声波清洗仪清洗布满油污的金属表面，并观察金属表面一个月内是否产生新的锈迹。采用市场上的高效清洗剂作为对比案例，不加清洗剂超声清洗作为空白案例，测试清洗后，金属表面的清洗度，其结果如表1 所示。

表1

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.环保型金属防锈高效水基清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤（1）：按照1:8:8的质量比称取阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂，将阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂加入去离子水中，搅拌使其混合均匀后，加入阳离子表面活性剂，搅拌，使其溶解完全，得到澄清的表面活性剂溶液；

步骤（2）：在步骤（1）中得到的表面活性剂溶液中加入表面活性剂溶液质量1%的抗沉积剂、増溶降粘剂和表面活性剂溶剂质量0.5%的碳酸氢钠，搅拌，使其溶解完全；

步骤（3）：用1%的氢氧化钠溶液调节步骤（2）得到的溶液的pH值至8~9；

步骤（4）：在步骤（3）得到的溶液中加入缓蚀剂、螯合剂、助洗剂、消泡剂，并加热搅拌，使其完全溶解，得到环保型金属防锈高效水基清洗剂。

2.根据权利要求1所述的环保型金属防锈高效水基清洗剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，将阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂加入去离子水中后搅拌的搅拌速度为100~120r/min，搅拌时间为30~50min；加入阳离子表面活性剂后的搅拌速度为80~100r/min，搅拌时间为20~30min。

3.根据权利要求1所述的环保型金属防锈高效水基清洗剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中，搅拌速度为120~150r/min，加热温度为60~75℃，搅拌时间为1~2h。

4.根据权利要求1所述的环保型金属防锈高效水基清洗剂的制备方法，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为油酸钠、油酸三乙醇胺、脂肪醇醚硫酸钠、十二烷基笨磺酸钠、十二烷基硫酸钠、甲氧基脂肪酰酸氨基苯磺酸钠中的一种；所述非离子表面活性剂为油酸酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基二乙醇酰胺、烷醇酰胺、烷基糖苷中的一种；所述阳离子表面活性剂为M550、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基氯化吡啶、十八烷基铵盐酸盐、双十八烷基胺盐酸盐、N,N-二甲氨基十八铵盐酸盐中的一种；所述螯合剂为羧基乙酸盐、苹果酸盐、酒石酸盐、丁二酸盐、丙二酸盐中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的环保型金属防锈高效水基清洗剂的制备方法，其特征在于：所述助洗剂包括Na-CP₄和硅酸钠，Na-CP₄和硅酸钠的质量比为1~2:1。

6.根据权利要求1所述的环保型金属防锈高效水基清洗剂的制备方法，其特征在于：所述Na-CP₄的制备方法为：将马来酸酐、亚硫酸氢钠加水搅拌，并加热至65~70℃，使其溶解完全，再加入丙烯酸，在80~85℃下搅拌反应2h，然后降温至65~70℃，滴加氢氧化钠溶液至pH值为7.0~7.5，加入无水乙醇得到沉淀，过滤，干燥，研磨过200目筛，得到Na-CP₄。