CN107937927A - 用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂、制备方法、前体组合物及进行脱脂的方法 - Google Patents

用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂、制备方法、前体组合物及进行脱脂的方法 Download PDF

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    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/14—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with alkaline solutions
    • C23G1/19—Iron or steel

Abstract

一种用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂，溶质包括：无水偏硅酸钠，质量百分比为1.67‑3.33％；螯合剂，质量百分比为0.33‑0.83％；氢氧化钠，质量百分比为3.33‑5.83％；碳酸钠，质量百分比为0.42‑2.5％；脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为0.83‑1.67％；嵌段聚醚，质量百分比为0.042‑0.42％；烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.042‑0.42％。还提供前体组合物，包括彼此隔离包装的粉体组分和液体组分，粉体组分组成为：无水偏硅酸钠质量百分比为20‑40％，螯合剂质量百分比为4‑10％，氢氧化钠质量百分比为20‑70％，以及碳酸钠质量百分比为5‑30％，以上原料配成100％；液体组分组成为：脂肪醇聚氧烷基醚质量百分比为10‑20％，嵌段聚醚质量百分比为0.5‑5％，烷基醇烷氧基化硫酸钠盐质量百分比为0.5‑5％，以及纯水质量百分比为70‑89％，以上原料配成100％。

Description

用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂、制备方法、 前体组合物及进行脱脂的方法
技术领域
本发明涉及一种脱脂剂，属于金属表面清洗处理技术领域。
背景技术
随着工业生产的突飞猛进，尤其是家电和汽车行业的快速成长以 及生活质量的不断提高，人们对涂装的质量和外观提出的更高的要 求，因此，汽车及家电的钣金表面、板材或型材在进行喷涂保护膜或 油漆层前，必须保证表面是没有油脂的。
为此，在进行喷涂前必须对钢铁型材或钢铁板材的表面进行脱脂 处理，业界常用脱脂剂对上述表面进行脱脂出来。
目前市场上的主流脱脂产品的脱脂温度大都处于40-60℃之间， 使用温度过高，而且由于现有的脱脂剂经常是在制造商处配制好后， 再送货到用户的工厂中，但由于脱脂剂中表面活性剂等化学助剂的的 存在，使得配制好的脱脂剂经常存放了较长时间后才被使用，然而长 时间的放置，特别是工厂并不能保证合适的存放条件，经常使得存放 期长的脱脂剂的使用效果比新鲜进厂的使用效果差。严重的情况下， 由于长时间未使用或是存放条件太恶劣(高温，高湿甚至高电场、磁 场)，往往会使得脱脂不成，反倒是让板材或钣金件快速生锈。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供用于涂装钢 铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂，用于涂装钢铁型材或钢铁板材 的常温水基脱脂剂的制备方法，用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温 水基脱脂剂的前体组合物以及使用该前体组合物对涂装钢铁型材或 钢铁板材进行脱脂的方法。
本发明提供了一种用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱 脂剂，以纯水为溶剂，其特征在于，溶质包括：
无水偏硅酸钠，质量百分比为1.67-3.33％；
螯合剂，质量百分比为0.33-0.83％；
氢氧化钠，质量百分比为3.33-5.83％；
碳酸钠，质量百分比为0.42-2.5％；
脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为0.83-1.67％；
嵌段聚醚，质量百分比为0.042-0.42％；
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.042-0.42％。
本发明提供的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂， 还可以具有这样的特征，其特征在于，组成为：
无水偏硅酸钠，质量百分比为1.67％；
螯合剂，质量百分比为0.33％；
氢氧化钠，质量百分比为3.33％；
碳酸钠，质量百分比为0.42％；
脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为1.67％；
嵌段聚醚，质量百分比为0.42％；
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.42％，
余量为纯水；
或
无水偏硅酸钠，质量百分比为3.33％；
螯合剂，质量百分比为0.83％；
氢氧化钠，质量百分比为5.83％；
碳酸钠，质量百分比为2.5％；
脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为0.83％；
嵌段聚醚，质量百分比为0.042％；
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.042％，
余量为纯水。
本发明提供的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂， 还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，螯合剂为金属离子螯合 剂。
本发明提供的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂 还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，脂肪醇聚氧烷基醚为巴 斯夫公司的Plurafac LF221，嵌段聚醚为巴斯夫公司的Pluronic PE6200，烷基醇烷氧基化硫酸钠盐为陶氏公司的DOWFAXAS801。
本发明还提供上述的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基 脱脂剂的制备方法，包括：
过程一，粉体组分制备，开动粉体搅拌器，按计算量的无水偏硅 酸钠、螯合剂、氢氧化钠、碳酸钠依次加入，搅拌3-10分钟制备得 到粉体组分；
过程二，液体组分制备，在反应釜中按计算量依次加入水、脂肪 醇聚氧烷基醚、嵌段聚醚、烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，，搅拌3-15 分钟制备得到液体组分；
过程三，以水：粉体组分：液体组分为10:1:1的比例依次加入 反应釜中，搅拌溶解即得。
本发明还提供一种用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱 脂剂的前体组合物，包括彼此隔离包装的粉体组分和液体组分，
其中，粉体组分组成为：
无水偏硅酸钠，质量百分比为20-40％，
螯合剂，质量百分比为4-10％，
氢氧化钠，质量百分比为20-70％，以及
碳酸钠，质量百分比为5-30％，
以上原料配成100％；
液体组分组成为：
脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为10-20％，
嵌段聚醚，质量百分比为0.5-5％，
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.5-5％，以及
纯水，质量百分比为70-89％，
以上原料配成100％。
本发明提供的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂 的前体组合物，还可以具有这样的特征，其特征在于：
无水偏硅酸钠，质量百分比为20％；
螯合剂，质量百分比为4％；
氢氧化钠，质量百分比为70％；
碳酸钠，质量百分比为6％；
脂肪醇聚氧烷基醚，10％；
嵌段聚醚，5％；以及
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，5％，
或
无水偏硅酸钠，质量百分比为40％；
螯合剂，质量百分比为10％；
氢氧化钠，质量百分比为20％；
碳酸钠，质量百分比为30％；
脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为20％；
嵌段聚醚，质量百分比为0.5％；
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.5％；以及
纯水，质量百分比为79％。
本发明提供的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂 的前体组合物，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，螯合剂 为金属离子螯合剂。
本发明提供的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂 的前体组合物，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，脂肪醇 聚氧烷基醚为巴斯夫公司的PlurafacLF221，嵌段聚醚为巴斯夫公司 的Pluronic PE6200，烷基醇烷氧基化硫酸钠盐为陶氏公司的 DOWFAX AS801。
本发明还提供一种使用上述的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的 常温水基脱脂剂的前体组合物对涂装钢铁型材或钢铁板材进行脱脂 的方法，以水：粉体组分：液体组分为10:1:1的比例依次加入脱脂容 器中，搅拌至溶解，于大于20而小于或等于35℃温度条件下将待脱 脂的涂装钢铁型材或钢铁板材放入浸泡。
发明的作用与效果
本发明的常温水基脱脂剂使用脱脂性能优良，在20℃以上具有 优越的脱脂效果，且泡沫量经实验远低于行业标准，适合钢铁材料的 喷淋和浸泡清洗。
另外本发明的脱脂剂的溶质(或分散质)不含有磷化合物，也没 有使用不环保的表面活性剂，大大降低了后续废水的处理成本。
本发明去污综合性能优越，泡沫量低，适合喷淋和浸泡，且使用 温度在20-35℃时均能体现卓越的脱脂性能
同时提供的分开隔离包装的常温水基脱脂剂的前体组合物，在使 用前，只需要将常温水基脱脂剂的前体组合物中的粉体组分和液体组 分进行现场混合，然后加配方量的纯水搅拌溶解即可现场使用，能做 到用多少，配多少，不会产生积压和长时间存放而导致的质量劣化问 题。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于 明白了解，以下实施例对本发明的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常 温水基脱脂剂，用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的制 备方法，用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合 物以及使用该前体组合物对涂装钢铁型材或钢铁板材进行脱脂的方 法作具体阐述。
实施例中粉体组分所使用的化学试剂均为常规试剂，液体组分中 PlurafacLF221和Pluronic PE6200为巴斯夫化学产品，DOWFAX AS801为美国陶氏化学产品。
实施例一
用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物 的制备一
操作一，称取以下的粉体组分：
无水偏硅酸钠，质量百分比为20％；
螯合剂，质量百分比为4％，本实施例使用的是焦磷酸钾；
氢氧化钠，质量百分比为70％；
碳酸钠，质量百分比为6％，
然后开动粉体搅拌器，按计算量的无水偏硅酸钠、螯合剂、氢氧 化钠、碳酸钠依次加入，搅拌3-10分钟即可得到粉体组分。
操作二，称取以下的液体组分：
脂肪醇聚氧烷基醚，10％，本实施例使用的是Plurafac LF221；
嵌段聚醚，5％，本实施例使用的是Pluronic PE6200；
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，5％，本实施例使用的是DOWFAX AS801，
纯水，80％，
在反应釜中按计算量依次加入水、Plurafac LF221、Pluronic PE6200、DOWFAXAS801，搅拌3-15分钟溶解后即可得到液体组分。
操作三，将以上的粉体组分、液体组分分别隔离包装，即可得到 用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物，即可 进行售卖。使用时，工厂按照水：粉体组分：液体组分为10:1:1的比 例依次加入搅拌溶解即可得到如下成分的常温水基脱脂剂：
无水偏硅酸钠，质量百分比为1.67％；
螯合剂，质量百分比为0.33％；
氢氧化钠，质量百分比为5.83％；
碳酸钠，质量百分比为0.50％；
脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为0.83％；
嵌段聚醚，质量百分比为0.42％；
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.42％；
余量为纯水。
实施例二
用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物 的制备和使用一
将实施例一中粉体组分，液体组分以水：粉体组分：液体组分为 10:1:1的比例依次加入，搅拌至溶解即得用于涂装钢铁型材或钢铁 板材的常温水基脱脂剂，成分为：
无水偏硅酸钠，质量百分比为1.67％；
螯合剂，质量百分比为0.33％；
氢氧化钠，质量百分比为5.83％；
碳酸钠，质量百分比为0.50％；
脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为0.83％；
嵌段聚醚，质量百分比为0.42％；
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.42％；
余量为纯水。
实施例三
用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物 的制备二
操作一，称取以下的粉体组分：
无水偏硅酸钠，质量百分比为40％；
螯合剂，质量百分比为10％，本实施例使用的是焦磷酸钾；
氢氧化钠，质量百分比为20％；
碳酸钠，质量百分比为30％，
然后开动粉体搅拌器，按计算量的无水偏硅酸钠、螯合剂、氢氧 化钠、碳酸钠依次加入，搅拌3-10分钟即可得到粉体组分。
操作二，称取以下的液体组分：
脂肪醇聚氧烷基醚，20％，本实施例使用的是Plurafac LF221；
嵌段聚醚，0.5％，本实施例使用的是Pluronic PE6200；
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，0.5％，本实施例使用的是DOWFAX AS801，
纯水，79％，
在反应釜中按计算量依次加入水、Plurafac LF221、Pluronic PE6200、DOWFAXAS801，搅拌3-15分钟溶解后即可得到液体组分。
操作三，将以上的粉体组分、液体组分分别隔离包装，即可得到 用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物，即可 进行售卖。使用时，工厂按照水：粉体组分：液体组分为10:1:1的比 例依次加入搅拌溶解即可得到如下成分的常温水基脱脂剂：
无水偏硅酸钠，质量百分比为3.33％；
螯合剂，质量百分比为0.83％；
氢氧化钠，质量百分比为1.67％；
碳酸钠，质量百分比为2.5％；
脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为1.67％；
嵌段聚醚，质量百分比为0.042％；
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.042％，
余量为纯水。
实施例四
用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物 的制备和使用二
将实施例三中粉体组分，液体组分以水：粉体组分：液体组分为 10:1:1的比例依次加入，搅拌至溶解即得用于涂装钢铁型材或钢铁板 材的常温水基脱脂剂，成分为：
无水偏硅酸钠，质量百分比为3.33％；
螯合剂，质量百分比为0.83％；
氢氧化钠，质量百分比为1.67％；
碳酸钠，质量百分比为2.5％；
脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为1.67％；
嵌段聚醚，质量百分比为0.042％；
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.042％；
余量为纯水。
脱脂性能验证实验
为了验证上述实施例中制备的常温水基脱脂剂的不同温度脱脂 性能和气泡的多少，设计以下的对比实验。
使用汽车中常用的紧固螺栓(模拟型材)和前装饰板(模拟板材) 作为测试部件，紧固螺栓客户送到厂后涂有防锈油，前装饰板在钣金 加工过程中涂抹有润滑和防锈油，在后续的喷涂过程中这些油脂必须 除去。
挑选相同生产厂家送货的螺栓和前装饰板分成30个螺栓1组，3 件前装饰板1组，分别将每组螺栓放入不同温度的500ml的不同实施 例制备的脱脂剂中，分别将每组前装饰板不同温度的10L的不同实施 例制备的脱脂剂中，然后将盛放容器置于相同的振动台上进行振动。
于不同时间观察盛放容器中的泡沫情况，记录其泡沫消去的时 间。
对照组一为使用55℃清水，对照组二为使用55℃的10％质量百 分比的NaOH水溶液。
无论30mins后，泡沫是否消去，捞出后是否挂液滴，将使用脱 脂剂脱脂的螺栓和前装饰板放入25℃的清水中，观察每组的油花面 积。
测试结果如下表，数值为组内平均值。
注释：挂1，表示有液滴，但很快滴落，不挂和挂均为肉眼观察 结果；
观察不到*，表示螺母观察不到，前装饰板为20.6。
实施例的作用与效果
实验分析表明：
对照实施例一与实施例二，实施例三与实施例四，可知，制作商 制造的脱脂剂与使用者现场使用前体组合物进行现场混合使用的效 果，没有实质性的差异，说明本发明的用于涂装钢铁型材或钢铁板材 的常温水基脱脂剂的前体组合物完全可以达到现场配制，现场使用的 目的，而且使用效果没有实质性的差异。
单独对比实施例一，实施例二，实施例三，实施例四所制备的脱 脂剂的清洗实验，发现随着使用温度的升高，消泡时间是一直缩短的， 对应的脱脂剂的清洗除油脱脂速率是一直加强的，但最终的脱脂效果 的却不是一直增强的，到了35℃几乎没有增强。而过低的问题，实 验显示在20℃以下，效果已经不好了，不能满足脱脂的要求。
单独对比实施例一与实施例三(或者实施例一与实施例四，实施 例二与实施例三，实施例二与实施例四)，配方的改变，特别是无水 偏硅酸钠、螯合剂、氢氧化钠、碳酸钠、Plurafac LF221、Pluronic PE6200、DOWFAX AS801的彼此大范围的变化，但最终的清洗效果 却没有发生变化，由此可知本发明中的脱脂剂配方中各组分在较大的 范围内变化时，不会对脱脂剂的使用效果带来影响。
与对照组一、二对比可知，本发明的脱脂剂确实能起到脱脂效果， 而且其效果相当于55℃的10％质量百分比的NaOH水溶液，但操作 温度为近乎于常温，无效加热。
总之，本发明的脱脂剂中的分散质较少(低于10％质量比)，而 且在常温时使用效果理想，并且消泡时间短，特别适合于浸泡式脱脂。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护 范围。

Claims (10)

1.一种用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂，以纯水为溶剂，其特征在于，溶质包括：
无水偏硅酸钠，质量百分比为1.67-3.33％；
螯合剂，质量百分比为0.33-0.83％；
氢氧化钠，质量百分比为1.67-5.83％；
碳酸钠，质量百分比为0.42-2.5％；
脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为0.83-1.67％；
嵌段聚醚，质量百分比为0.042-0.42％；
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.042-0.42％。
2.根据权利要求1所述的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂，其特征在于，组成为：
无水偏硅酸钠，质量百分比为1.67％；
螯合剂，质量百分比为0.33％；
氢氧化钠，质量百分比为5.83％；
碳酸钠，质量百分比为0.50％；
脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为0.83％；
嵌段聚醚，质量百分比为0.42％；
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.42％，
余量为纯水；
或
无水偏硅酸钠，质量百分比为3.33％；
螯合剂，质量百分比为0.83％；
氢氧化钠，质量百分比为1.67％；
碳酸钠，质量百分比为2.5％；
脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为1.67％；
嵌段聚醚，质量百分比为0.042％；
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.042％，
余量为纯水。
3.根据权利要求1所述的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂，其特征在于：
其中，所述螯合剂为金属离子螯合剂。
4.根据权利要求1所述的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂，其特征在于：
其中，脂肪醇聚氧烷基醚为巴斯夫公司的Plurafac LF221，
嵌段聚醚为巴斯夫公司的Pluronic PE6200，
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐为陶氏公司的DOWFAXAS801。
5.一种权利要求1-4中任意一项所述的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的制备方法，包括：
过程一，粉体组分制备，开动粉体搅拌器，按计算量的无水偏硅酸钠、螯合剂、氢氧化钠、碳酸钠依次加入，搅拌3-10分钟制备得到粉体组分；
过程二，液体组分制备，在反应釜中按计算量依次加入水、脂肪醇聚氧烷基醚、嵌段聚醚、烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，，搅拌3-15分钟制备得到液体组分；
过程三，以水：粉体组分：液体组分为10:1:1的比例依次加入反应釜中，搅拌溶解即得。
6.一种用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物，包括彼此隔离包装的粉体组分和液体组分，
其中，粉体组分组成为：
无水偏硅酸钠，质量百分比为20-40％，
螯合剂，质量百分比为4-10％，
氢氧化钠，质量百分比为20-70％，以及
碳酸钠，质量百分比为5-30％，
以上原料配成100％；
液体组分组成为：
脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为10-20％，
嵌段聚醚，质量百分比为0.5-5％，
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.5-5％，以及
纯水，质量百分比为70-89％，
以上原料配成100％。
7.根据权利要求6所述的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物，其特征在于：
无水偏硅酸钠，质量百分比为20％；
螯合剂，质量百分比为4％；
氢氧化钠，质量百分比为70％；
碳酸钠，质量百分比为6％；
脂肪醇聚氧烷基醚，10％；
嵌段聚醚，5％；以及
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，5％，
或
无水偏硅酸钠，质量百分比为40％；
螯合剂，质量百分比为10％；
氢氧化钠，质量百分比为20％；
碳酸钠，质量百分比为30％；
脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为20％；
嵌段聚醚，质量百分比为0.5％；
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.5％。
8.根据权利要求6所述的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物，其特征在于：
其中，所述螯合剂为金属离子螯合剂。
9.根据权利要求6所述的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物，其特征在于：
其中，脂肪醇聚氧烷基醚为巴斯夫公司的Plurafac LF221，
嵌段聚醚为巴斯夫公司的Pluronic PE6200，
烷基醇烷氧基化硫酸钠盐为陶氏公司的DOWFAXAS801。
10.使用权利要求6-9中任意一项所述的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物对涂装钢铁型材或钢铁板材进行脱脂的方法，以水：粉体组分：液体组分为10:1:1的比例依次加入脱脂容器中，搅拌至溶解，于大于20而小于或等于35℃温度条件下将待脱脂的涂装钢铁型材或钢铁板材放入浸泡。
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