CN108754507A - 一种超声波清洗剂及制备方法和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波清洗剂及制备方法和使用方法，属于铝合金压铸件的表面处理技术，该超声波清洗剂具有良好的去污效果和络合力，能够一步完成去污和防锈工作，缩短了铝合金压铸件的生产周期，从而降低铝合金压铸件的生产成本。其技术方案要点为，一种超声波清洗剂，按质量份数计，包括以下组分：表面活性剂17‑28份、磷酸盐4‑6份、单乙醇胺1‑2份、高效分散剂1‑2份、水54‑65份。

Description

一种超声波清洗剂及制备方法和使用方法

技术领域

本发明属于铝合金压铸件的表面处理技术，特别涉及一种超声波清洗剂及制备方法和使用方法。

背景技术

压铸是一种利用高压强制将金属熔融液压入形状复杂的金属模内的一种精密铸造方法，由于压铸加工方法能够获得较好的合金性能，近几十年来，压铸技术在国内外都取得了快速的发展。

铝合金压铸件在生产过程中，压铸铸型涂料有利于压铸模具的使用寿命、压铸件的质量、生产效率等性能的提高。然而，若是压铸件的生产周期较长或者压铸件长期放置在仓库里，压铸表面会产生污垢而容易长菌、形成斑点、生锈等，对压铸件的性能和外观均会造成不良的影响。

为此，压铸件在进一步加工之前，人们通常使用相应的清洗剂和防锈剂依次对压铸件进行表面处理，这样压铸件的加工工序较多，增加了压铸件的生产周期。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种超声波清洗剂，能够一步实现对铝合金压铸件表面的去污和防锈处理，减少了铝合金压铸件的加工工序，缩短了铝合金压铸件的生产周期。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种超声波清洗剂，按质量份数计，包括以下组分：

采用上述方案，表面活性剂能够对铝合金压铸件表面的油污、粉尘、铁锈等污垢有较好的乳化、分散和胶溶的作用，进而将这些污垢加以去除；

磷酸盐能够与表面活性剂清洗下的金属离子在铝合金压铸件表面生成难溶的磷酸金属盐，使得铝合金压铸件表面形成有一层致密的保护层，阻止铝合金压铸件进一步的溶解，起到保护作用；同时，磷酸盐能与洗涤用水中的致硬金属离子(主要为钙离子、镁离子)与清洗剂中的表面活性剂形成不溶性的金属盐，增加铝合金压铸件的表面光泽度；

单乙醇胺的分子中含有N、O等元素的杂环基团，其能与铝合金压铸件表面附近的金属离子络合，附着在铝合金压铸件的表面形成一层难容的络合物保护膜，起到缓蚀的作用；

此外，单乙醇胺还能与铝合金压铸件表面的铝、铜等金属原子生成复盐，能够为磷酸盐络合剂提供金属离子，加快在铝合金压铸件表面形成致密的保护膜，具有协同效果；

综上，本发明在处理铝合金压铸件表面时，具有良好的去污效果和络合力，增加铝合金压铸件的表面光泽度，能够一步实现铝合金压铸件的去污和防锈的作用，减少铝合金压铸件的加工工序，缩短了铝合金压铸件的生产周期，从而降低铝合金压铸件的生产成本。

进一步优选为：所述超声波清洗剂还包括8-12份的五水偏硅酸钠。

采用上述方案，五水偏硅酸钠具有强碱性，可中和酸性污物，使脂肪和油类乳化，同时能够提供优良的碱性缓冲，使得清洗剂具有稳定的去污效果；五水偏硅酸钠中所含的硅酸根阴离子能够与金属阳离子在铝合金压铸件表面生成难溶物，形成一层致密的保护层，能够与磷酸盐协同作用，起到良好的防锈效果；此外，五水偏硅酸钠中无磷元素，从而能减少磷酸盐的使用量，减少对环境的污染。

进一步优选为：所述磷酸盐为三聚磷酸钠。

采用上述方案，三聚磷酸钠可在水溶液中可长时间保持有效成本不分解，其具有较大的碱性缓冲作用，使得洗涤溶液pH保持在9.4左右，从而有利于酸性污垢的有效去除；此外，三聚磷酸钠具有良好的助洗性能，其与表面活性剂配伍后，去污力大大超过两者简单的迭加，能够产生明显的协同增效的作用；

下表为常用的磷酸盐的助洗能力对比，表面活性剂为选为十二烷基苯磺酸钠，按照GB/T35759-2017的洗净力标准进行检测：

进一步优选为：所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物。

采用上述方案，十二烷基苯磺酸钠为阴离子表面活性剂，易与磷酸盐和单乙醇胺复配，在磷酸盐和单乙醇胺的作用下，减小洗涤用水中致硬金属离子对十二烷基苯磺酸钠的影响，保证其良好的去污效果；

脂肪醇聚氧乙烯醚为非离子表面活性剂，属于O/W型水溶性乳化剂，其乳化能力比十二烷基苯磺酸钠强，从而能与十二烷基苯磺酸钠起到互补作用；脂肪醇聚氧乙烯醚还能对十二烷基苯磺酸钠起到消泡作用，减少铝合金压铸件在清洗时泡沫的产生量，使得磷酸盐和单乙醇胺更好的与铝合金压铸件反应形成致密的防护层，增加铝合金压铸件的防锈效果；

壬基酚聚氧乙烯醚同样为非离子表面活性剂，其具有各种不同的亲水亲油平衡，能够促进十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚分散均匀，同时其本身具有良好的乳化、分散性能，从而使得表面活性剂具有良好的清洁效果；

此外，壬基酚聚氧乙烯醚还具有优良的抗氧化性能，能减少脂肪醇聚氧乙烯醚的氧化成乙醛、氢氧化物等毒性较大的物质，从而增加脂肪醇聚氧乙烯醚的稳定性，保证其优良的去污能力。

进一步优选为：所述十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚在超声波洗涤剂中的质量份数依次为2-3份、5-10份和10-15份。

采用上述方案，十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚在上述质量份数时，清洗剂的去污效果达到最佳，从而能够对铝合金压铸件具有良好的清洗效果。

进一步优选为：所述高效分散剂为丙二醇嵌段聚醚。

采用上述方案，丙二醇嵌段聚醚是聚氧乙烯、聚氧丙烯嵌段聚合物，其具有各种不同的亲水亲油平衡，能够较好的与表面活性剂、磷酸盐和单乙醇胺共价结合，使得各组分之间均匀分散于水中，提高清洗剂的清洗效果和防锈效果；

丙二醇嵌段聚醚自身对油污具有良好的乳化作用，能够辅助表面活性剂对油污的去除，增加清洗剂的去污效果；同时丙二醇嵌段聚醚能够有效降低清洗剂中的泡沫的产生，以便于铝合金压铸件与磷酸盐和单乙醇胺反应形成致密的保护层，增加铝合金压铸件的防锈效果。

进一步优选为：所述超声波分散剂还包括2-3份的多巴胺。

采用上述方案，磷酸盐的水溶液呈碱性，多巴胺在碱性环境中自聚形成聚多巴胺，聚多巴胺具有强粘附性和还原性，其分子结构中的氮、酚基团能还原铝合金压铸件附近的金属离子，并在铝合金压铸件表面形成致密的聚多巴胺功能化的金属纳米粒子，增加铝合金压铸件的防锈性能，同时减缓脂肪醇聚氧乙烯醚的氧化，保证清洗剂中组分的结构稳定性，使其维持良好的去污能力；聚多巴胺本身具有良好的杀菌效果，从而增加铝合金压铸件的抗菌效果，减缓微生物对铝合金压铸件的侵蚀作用。

本发明的第二个目的是提供一种超声波清洗剂的制备方法，包括以下操作步骤：

S1、向搅拌锅中加入54-65份的水，缓慢加入1-2份的高效分散剂，开启均质机均质15-30s后，控制转速为250-300r/min，搅拌1-2min；

S2、向S1中的搅拌锅中加入17-28份的表面活性剂，在50-60℃、250-300r/min的条件下搅拌40-50min；

S3、向S2中的搅拌锅依次加入4-6份的磷酸盐、1-2份的单乙醇胺以及其它清洗助剂，在50-60℃、250-300r/min的条件下搅拌15-20min，降至室温，得到超声波清洗剂。

采用上述方案，均质机先将高效分散剂均匀的分散于水中，随后再加入表面活性剂，便于表面活性剂分散均匀，最后再加入磷酸盐、单乙醇胺以及其他清洗助剂，以此使各组分混合均匀，保证清洗剂良好的去污效果和防锈效果。

进一步优选为：组分中54-65份的水预留4-6份作为预留水，所述磷酸盐在投入搅拌锅内前先用该4-6份的预留水进行溶解。

采用上述方案，将组分中的水预留4-6份对磷酸盐加以溶解，相对于磷酸盐颗粒或粉末，磷酸盐溶液能够快速的分散于清洗剂中，进而保证清洗剂良好的去污效果和防锈效果。

本发明的第三个目的是提供一种超声波清洗剂的使用方法，包括以下操作步骤：

a、将超声波清洗剂倒入超声波清机中，控制温度为50-60℃；

b、将铝合金压铸件浸入超声波清洗剂中，浸没处理5-6min；

c、将b中浸没处理后的铝合金压铸件取出，用清水喷淋洗净并烘干，得到铝合金压铸件成品。

采用上述方案，在50-60℃、浸没处理5-6min的条件下，能够使得超声波清洗剂全面快速的附着于铝合金压铸件的外表面，进而对铝合金压铸件表面的污垢进行全面去除，同时在铝合金压铸件表面均匀附着防护层，使得铝合金压铸件表面光亮并具有良好防锈效果。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、超声波清洗剂通过表面活性剂将铝合金压铸件表面的污垢加以去除，再通过高效分散剂均匀混入磷酸盐和单乙醇胺，在铝合金压铸件去污的同时在其表面形成保护层，具有良好的去污效果和络合力，增加铝合金压铸件的表面光泽度和防锈性能，以此一步完成去污和防锈工作，减少铝合金压铸件的加工工序，缩短了铝合金压铸件的生产周期，从而降低铝合金压铸件的生产成本；

2、五水偏硅酸钠能够与磷酸盐起到协同作用，起到良好的去污和防锈作用；而三聚磷酸钠相对于其他磷酸盐具有更好的助洗作用，其与表面活性剂配伍后能够增加超声波清洗剂的清洗效果；十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚配合使用，具有良好的去污效果的同时，能够减少泡沫的产生，有助于防护层的生成；丙二醇嵌段聚醚使各组分均匀分散的同时，其本身具有良好的去污效果，减少清洗剂在使用时泡沫的产生；而多巴胺能够自聚形成聚多巴胺，加快铝合金压铸件表面的防护层的生成，保证清洗剂中各组分的结构稳定性，使其具有良好的去污和防锈效果。

附图说明

图1是超声波清洗剂制备方法的流程图；

图2是超声波清洗剂使用方法的流程图；

具体实施方式

需要说明的是，本发明的超声波清洗剂中所使用的各个组分以及生产该超声波清洗剂所用到的设备均为市售产品；

其中，磷酸盐优选为三聚磷酸钠，除此之外，还可以为磷酸三钠等其他磷酸盐；表面活性剂优选为表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物，除此之外还可以为其它一种表面活性剂或多种表面活性剂的混合物；高效分散剂优选为丙二醇嵌段聚醚，除此之外，还可为其他分散剂。

以下结合附图以及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种超声波清洗剂的制备方法，包括以下操作步骤：

S1、称取54kg的水，其中预留4kg水作为预留水，将剩余的50kg的水加入搅拌锅中，随后向搅拌锅中缓慢加入1kg的丙二醇嵌段聚醚，开启均质机均质30s后，控制转速为250r/min，搅拌2min；

S2、向S1中的搅拌锅中加入由2kg的十二烷基苯磺酸钠、5kg的脂肪醇聚氧乙烯醚和10kg的壬基酚聚氧乙烯醚混合而成的表面活性剂，在55℃、280r/min的条件下搅拌45min；

S3、称取4kg的三聚磷酸钠置于中转桶中，用S1中的4kg的预留水溶解完全，得到三聚磷酸钠溶液，并将其倒入S2中的搅拌锅中；

S4、向S3中的搅拌锅依次加入1kg的单乙醇胺以及其它清洗助剂，在55℃、280r/min的条件下搅拌20min，降至室温，得到超声波清洗剂。

实施例2-实施例10

实施例2-实施例10均在实施例1的方法基础上，对超声波清洗剂的组分以及各组分的质量份数作出调整，质量单位为kg；

实施例1-实施例10的超声波清洗剂的组分及各组分的质量如下表：

对比例1：对比例1为上海众圳环保科技有限型号为BQ-0101的超声波清洗剂；

对比例2：与实施例1的区别之处在于，对比例2中的表面活性剂为17kg的十二烷基苯磺酸钠；

对比例3：与实施例1的区别之处在于，对比例3中的表面活性剂为17kg的脂肪醇聚氧乙烯醚；

对比例4：与实施例1的区别之处在于，对比例4中的表面活性剂为17kg的壬基酚聚氧乙烯醚；

对比例5：与实施例1的区别之处在于，对比例5中十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的质量分别为5kg、2kg和10kg；

对比例6：与实施例1的区别之处在于，对比例6中十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的质量分别为10kg、5kg和2kg；

将实施例1至实施例10的超声波清洗剂以及对比例1至对比例6的超声波清洗剂作为实验对象，按照GB/T35759-2017的操作方法进行洗净力、腐蚀性能、防锈性能以及泡沫性能的检测，具体检测结果如下表：

参照上表，将实施例1至实施例4与对比例1进行性能对比，可以得到，本发明的超声波清洗剂具有良好的洗净力、低腐蚀性、防锈性能以及低泡性能，从而有助于一步实现铝合金压铸件表面的去污和防锈工作；

将实施例1与实施例5至实施例7进行性能对比，可以得到，五水偏硅酸钠的添加能够有效增加超声波清洗剂的洗净力，与此同时能够使超声波清洗剂具有良好的低腐蚀性、防锈性能和低泡性能，从而使其对铝合金压铸件具有良好的去污和防锈效果；

将实施例5与实施例8至实施例10进行性能对比，可以得到，多巴胺的添加能够有效增加超声波清洗剂的防锈性能，使得超声波清洗剂具有良好的低腐蚀性，同时能够在一定程度上增加超声波清洗剂的去污性能，减少其气泡的产生；

将实施例1与对比例2至对比例6进行性能对比，可以得到，添加由2-3份的十二烷基苯磺酸钠、5-10份的脂肪醇聚氧乙烯醚和10-15份的壬基酚聚氧乙烯醚混合而成的表面活性剂，有效增加了超声波清洗剂的洗净力、低腐蚀性以及防锈性能，同时能够减少十二烷基苯磺酸钠产生泡沫，有助于防护层的生成。

用实施例5以及实施例8至实施例10的超声波清洗剂浸泡铝合金压铸件的金属样片3min后摆洗3min，干燥后将该金属样片按照ISO22196-2011的操作方法进行抗菌性能的检测，具体检测结果如下表：

检测项目	抗菌率(％)
		实施例5	23
实施例8	76
		实施例9	78
实施例10	75

由上表可得，多巴胺的添加能够有效增加铝合金压铸件的抗菌性能，因此，多巴胺能够提高超声波清洗剂的抗菌性能，方便铝合金压铸件的堆放以及使用。

综上，本发明制备的超声波清洗剂具有良好的洗净力、防腐蚀性能、防锈性能以及抗菌性能，能够一步实现铝合金压铸件表面的去污和防锈处理，使铝合金压铸件的结构稳定性增加，减少铝合金压铸件的加工工序，缩短了铝合金压铸件的生产周期，从而降低其生产成本。

本发明制备中的超声波清洗剂在使用时，操作步骤如下：

a、按100份的质量份数计，称取5份的超声波清洗剂和95份的水，搅拌均匀后倒入超声波清机中，控制温度为50-60℃；

b、将铝合金压铸件浸入超声波清洗剂中，浸没处理5-6min；

c、将b中浸没处理后的铝合金压铸件取出，用清水喷淋洗净并烘干，得到铝合金压铸件成品。

采用上述清洗步骤能够使得超声波清洗剂全面快速的去除铝合金压铸件表面的污垢，同时在铝合金压铸件表面均匀附着防护层，使得铝合金压铸件表面光亮并具有良好防锈效果。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种超声波清洗剂，其特征在于，按质量份数计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的一种超声波清洗剂，其特征在于，所述超声波清洗剂还包括8-12份的五水偏硅酸钠。

3.根据权利要求1所述的一种超声波清洗剂，其特征在于，所述磷酸盐为三聚磷酸钠。

4.根据权利要求1所述的一种超声波清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚的混合物。

5.根据权利要求4所述的一种超声波清洗剂，其特征在于，所述十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚在超声波洗涤剂中的质量份数依次为2-3份、5-10份和10-15份。

6.根据权利要求1所述的一种超声波清洗剂，其特征在于，所述高效分散剂为丙二醇嵌段聚醚。

7.根据权利要求1所述的一种超声波清洗剂，其特征在于，所述超声波分散剂还包括2-3份的多巴胺。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的一种超声波清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

S1、向搅拌锅中加入54-65份的水，缓慢加入1-2份的高效分散剂，开启均质机均质15-30s后，控制转速为250-300r/min，搅拌1-2min；

S2、向S1中的搅拌锅中加入17-28份的表面活性剂，在50-60℃、250-300r/min的条件下搅拌40-50min；

S3、向S2中的搅拌锅依次加入4-6份的磷酸盐、1-2份的单乙醇胺以及其它清洗助剂，在50-60℃、250-300r/min的条件下搅拌15-20min，降至室温，得到超声波清洗剂。

9.根据权利要求8所述的一种超声波清洗剂的制备方法，其特征在于，组分中54-65份的水预留4-6份作为预留水，所述磷酸盐在投入搅拌锅内前先用该4-6份的预留水进行溶解。

10.根据权利要求1至7中任意一项所述的一种超声波清洗剂的使用方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

a、按100份的质量份数计，称取5份的超声波清洗剂和95份的水，搅拌均匀后倒入超声波清机中，控制温度为50-60℃；

b、将铝合金压铸件浸入超声波清洗剂中，浸没处理5-6min；

c、将b中浸没处理后的铝合金压铸件取出，用清水喷淋洗净并烘干，得到铝合金压铸件成品。