CN109136940B - 一种环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及清洗剂技术领域，尤其涉及一种环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂及其制备方法，清洗剂由0.5‑10份黑色金属缓蚀剂、5‑50份复配型表面活性剂、5‑50份碱助剂、0‑5份络合剂、0.1‑1份硅烷类消泡剂、0.1‑1份香精、余量为水组成；清洗剂的制备方法包括以下步骤：1、将黑色金属缓蚀剂、碱助剂加入密闭的反应釜中于120℃～150℃温度下恒温搅拌50‑70min；2、再将复配型表面活性剂、络合剂、硅烷类消泡剂、香精、水加入反应釜中搅拌均匀，即制得成品。本发明的清洗剂保护环境、简化工业喷淋清洗工艺、延长防锈时间、降低成本；本发明的制备方法生产效率高，生产成本低，便于规模化生产。

Description

一种环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及清洗剂技术领域，尤其涉及一种环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂及其制备方法。

背景技术

防锈低泡清洗剂的原理是通过水溶性吸附防锈组分、低泡型表面活性剂、各类助剂的协同作用来达到清洗后防锈的效果。低泡表面活性剂能使清洗剂保持在极低泡沫下带有强力的乳化渗透作用，大幅度降低硬表面的表面张力，让附着物与工件表面的粘附性降低，并在外力的作用下是脏污脱落。水溶性吸附防锈组分能在清洗后吸附于黑色金属的表面，起到隔离空气和腐蚀质的作用，阻断黑色金属在空气中与水气的氧化生锈反应，从而起防锈作用。然而，各种组分，以及助剂的选型都会大幅度改变清洗剂的防锈性和清洗力。

市面上该类产品存在以下几大缺点：①低泡性和清洗力难以兼顾。市面清洗剂多数产品，要么泡太高，要么清洗力不足，难以将油污乳化；②不够环保。常规清洗剂为了兼顾低泡性和清洗力，依靠磷酸酯和磷酸盐来实现；市场要求该类清洗剂清洗后有7～15天的防锈期，但要实现这一点的难度较高，很多产品使用硼酸盐、亚硝酸钠等不环保的物质来强化防锈效果，但这对环境危害甚大，且清洗废水难以回收处理；③残留过高。生产线上很多应用无漂洗工艺，因此也对清洗剂的残留有要求，而市场上多数产品的残留都偏高。④防锈时间不足。水性防锈剂的防锈能力有限，市面很多自称环保且长效防锈的清洗剂产品实际防锈时间远小于产品说明。为此，以上所述问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种保护环境、简化工业喷淋清洗工艺、延长防锈时间、降低成本的环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

本发明的环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂，它由以下重量份的原料组成：

其中，余量为水添加至100份。

优选的，本发明的环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂，它由以下重量份的原料组成：

更为优选的，本发明的环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂，它由以下重量份的原料组成：

其中，黑色金属缓蚀剂为一元酸、二元酸、二十一碳三元聚羧酸、季铵盐类缓蚀剂、苯并三氮唑及其衍生物中的一种或几种的混合物。

二十一碳三元聚羧酸结构式如下：

二十一碳三元聚羧酸防锈能力好并且环保，作为防锈主体，通过合理的加热反应，提高清洗剂的防锈性能。本发明不添加易结晶固体助剂，清洗剂具有低残留，强防锈的特性，能满足对外观要求较高的无漂洗清洗工艺。尤其适用于压铸铁零件的清洗，清洗后直接烘干密封，无需漂洗和额外防锈即可保证工件防锈3～15天，在密封包装下能防锈半年以上。

其中，复配型表面活性剂为异辛醇聚氧乙烯醚、脂肪醇EO-PO嵌段聚醚、异庚醇聚氧乙烯醚、羰基醇嵌段聚醚、十二醇无规共聚醚、聚丙二醇、聚乙二醇、异构醇聚氧乙烯醚、烷基糖苷中的一种或几种的混合物。复配型表面活性剂中的异辛醇聚氧乙烯醚，该异构小分子促进渗透，能有效的润湿工件表面。异构醇聚氧乙烯醚(R-O-(CH₂CH₂O)n-H；R＝iso-C_xH_2x+1；x＝10～13；n＝6)，其中长碳链促进乳化的作用，能提供优良的乳化润湿效果，对常规油污脏污有优异的清洗力。在对比测试中该复配表面活性剂对环境友好，且清洗力不亚于市场上依靠APEO提供清洗力的不环保产品。

本发明利用小分子不稳泡的原理，添加少量的异构小分子类表面活性剂并不能显著提高泡沫。同时，本发明利用EO-PO嵌段聚醚破泡的特性，脂肪醇 EO-PO嵌段聚醚(R-O(CH₂CH₂O)_x-O(CHCH₃CH₂O)_y-H，其中R为12～18碳， x:y＝3:2)在达到浊点后会抑制泡沫的形成。因此，本发明的清洗剂在清洗过程产生的泡沫较低且能快速消泡，使在高压喷淋的清洗工艺下不会因泡沫过多而溢出，能满足高压喷淋清洗线的工艺要求。

其中，碱助剂为三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、硅酸盐、四甲基氢氧化铵、三甲基氢氧化铵中的一种或几种的混合物。

其中，络合剂为EDTA、EDTA-2Na、EDTA-4Na、柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、酒石酸、水杨酸中的一种或几种的混合物。

其中，香精为柠檬烯、丁香油、玫瑰油、甜橙油、苹果香精中的一种。

上述环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂的制备方法，它包括以下制备步骤：

1)、将黑色金属缓蚀剂、碱助剂加入密闭的反应釜中于120℃～150℃温度下恒温搅拌50-70min；

2)、再将复配型表面活性剂、络合剂、硅烷类消泡剂、香精、水加入反应釜中搅拌均匀，即制得成品。

其中，步骤1)具体为：将黑色金属缓蚀剂、碱助剂加入密闭的反应釜中于 130℃～140℃温度下恒温搅拌55-65min。

本发明的有益效果为：本发明的环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂，不含磷、硼、亚硝酸钠等对环境危害的物质，生物降解性优良，废水易于处理，对环境友好，有效保护环境；其极低泡沫的特性比市面上具备同等清洗力的常规清洗剂泡沫低，低泡性和高清洗力的平衡兼顾性更高；本发明的清洗剂防锈性能高，用于对压铸铁零件的清洗，清洗后直接烘干密封，无需漂洗和额外防锈即可保证工件防锈3～15天，在密封包装下能防锈半年以上；本发明的清洗剂能大幅简化生产加工中的清洗流程，降低成本，提高效率。

本发明的制备方法生产效率高，生产成本低，便于规模化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1。

本实施例的环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂，它包括以下制备步骤：

1)、将2份二十一碳三元聚羧酸、1份苯并三氮唑、5份三乙醇胺、0.5份氢氧化钾、1份四甲基氢氧化铵加入密闭的反应釜中于120℃温度下恒温搅拌 70min；

2)、再将5份脂肪醇EO-PO嵌段聚醚(R‐O(CH₂CH₂O)_x‐O(CHCH₃CH₂O)_y‐H，其中R为12～18碳，x:y＝3:2)、5份十二醇无规共聚醚CPE-1500、3份聚乙二醇400、3份异辛醇聚氧乙烯醚、10份烷基糖苷(C＝10～12)、3份柠檬酸钠、1份EDTA-4Na、64.5份水加入反应釜中搅拌均匀，即制得成品。

实施例2。

本实施例的环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂，它包括以下制备步骤：

1)、将2份二十一碳三元聚羧酸、1份苯并三氮唑、5份三乙醇胺、5份一乙醇胺加入密闭的反应釜中于130℃温度下恒温搅拌65min；

2)、再将10份脂肪醇EO-PO嵌段聚醚(R‐O(CH₂CH₂O)_x‐O(CHCH₃CH₂O)_y‐H，其中R为12～18碳，x:y＝3:2)、5份十二醇无规共聚醚CPE-1500、3份聚丙二醇400、3份异庚醇聚氧乙烯醚、3份异构醇聚氧乙烯醚(RO‐(CH₂CH₂O)_n‐H；R＝ iso‐C_xH_2x+1；x＝10～13；n＝6)、8份烷基糖苷(C＝10～12)、1份EDTA-4Na、0.2 份硅烷类消泡剂、0.1份丁香油、53.7份水加入反应釜中搅拌均匀，即制得成品。

实施例3。

本实施例的环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂，它包括以下制备步骤：

1)、将2份二十一碳三元聚羧酸、2份季铵盐类缓蚀剂、1份苯并三氮唑、 5份二乙醇胺、5份一乙醇胺加入密闭的反应釜中于140℃温度下恒温搅拌 60min；

2)、再将8份脂肪醇EO-PO嵌段聚醚(R‐O(CH₂CH₂O)_x‐O(CHCH₃CH₂O)_y‐H，其中R为12～18碳，x:y＝3:2)、3份十二醇无规共聚醚CPE-1500、3份聚丙二醇、 3份羰基醇嵌段聚醚、3份异构醇聚氧乙烯醚(RO‐(CH₂CH₂O)_n‐H；R＝iso‐C_xH_2x+1； x＝10～13；n＝6)、5份烷基糖苷(C＝10～12)、1份EDTA-2Na、1份葡萄糖酸钠、 0.5份硅烷类消泡剂、0.5份玫瑰油、57份水加入反应釜中搅拌均匀，即制得成品。

实施例4。

本实施例的环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂，它包括以下制备步骤：

1)、将3份二十一碳三元聚羧酸、2份季铵盐类缓蚀剂、3份苯并三氮唑、 10份三乙醇胺、5份二乙醇胺、10份一乙醇胺加入密闭的反应釜中于150℃温度下恒温搅拌55min；

2)、再将10份脂肪醇EO-PO嵌段聚醚(R‐O(CH₂CH₂O)_x‐O(CHCH₃CH₂O)_y‐H，其中R为12～18碳，x:y＝3:2)、8份异辛醇聚氧乙烯醚、5份十二醇无规共聚醚CPE-1500、2份聚丙二醇、2份羰基醇嵌段聚醚、3份异构醇聚氧乙烯醚 (RO‐(CH₂CH₂O)_n‐H；R＝iso‐C_xH_2x+1；x＝10～13；n＝6)、10份烷基糖苷(C＝10～12)、 2份EDTA、1份酒石酸、1份水杨酸、0.4份硅烷类消泡剂、0.7份甜橙油、21.9 份水加入反应釜中搅拌均匀，即制得成品。

本发明的实施例1-4制得的环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂的性能试验如下：

一、对照实验

现有技术中清洗剂的配方为：三聚磷酸钠：5％；焦磷酸钾：5％；亚硝酸钠：2％；枧油NP-8.6：5％；脂肪醇EO-PO嵌段聚醚：10％；水：余量。

二、防锈性测试

水性清洗剂防锈性能测试，采用企业标准。

参考GB-T 6144-2010中的铸铁叠片。将清洗剂按5％兑水成工作液，完全浸泡光亮的铸铁叠片20分钟后取出烘干，再放置于35℃±2℃的恒温恒湿(饱和水蒸汽)箱内。保证存放时间内叠片无锈且不失光下，检测可存放时长。

本发明的实施例1-实施例4的测试结果为：4.0小时、4.0小时、4.5小时、 5.0小时

对照实验的测试结果为：3.0小时

三、清洗力测试

参考QB/T 2117-1995进行摆洗测试，计算清洗力。

本发明的实施例1-实施例4的测试结果为：92％、89％、93％、94％

对照实验的测试结果为：61％

四、泡沫性测试

清洗剂工作液循环泡沫性测试，采用企业标准。

1.实验原理：

通过蠕动泵，使清洗剂起泡，观察起泡、抑泡和自消泡情况。

2.主要仪器：

蠕动泵及配套的1L量筒、带孔橡胶塞、滴管、胶管、固定架(amer切削液泡沫实验机)，烧杯，红外测温枪。

3.实验步骤：

用去离子水配制5％(质量份)稀释液400g，并预热至标准要求温度(一般常温约为25℃；高温为70℃以上)。

趁热将400g试液倒入量筒中，盖塞，启动蠕动泵(流量400，转速80rpm，回吸角度0)。使试液在蠕动泵的驱动下，于量筒内循环冲刷，正常运行2～4 分钟。

当泡沫相对稳定时，开始观察测量。随着蠕动泵的持续运行和量筒的自然散热，温度会持续下降。此时，持续观察量筒内的实时水液泡沫高度，及用红外测温枪测量相对应的温度。记录所需的温度下的泡沫数据(常规需要40℃， 45℃，50℃，60℃时的数据)。

本发明的实施例1-实施例4的测试结果为：①40℃下，液体泡沫混合物体积为410ml；②40℃下，液体泡沫混合物体积为410ml；③40℃下，液体泡沫混合物体积为400ml；④40℃下，液体泡沫混合物体积为420ml。

对照实验的测试结果为：40℃下，液体泡沫混合物体积为850ml。

从本发明的实施例1-4制得的环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂的性能试验可以看出，本发明的清洗剂防锈性能高，且其极低泡沫的特性比市面上具备同等清洗力的常规清洗剂泡沫低，低泡性和高清洗力的平衡兼顾性更高。另外，本发明的清洗剂不含磷、硼、亚硝酸钠等对环境危害的物质，生物降解性优良，废水易于处理，对环境友好，有效保护环境，本发明的清洗剂能大幅简化生产加工中的清洗流程，降低成本，提高效率。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂，其特征在于：它由以下重量份的原料组成：

所述黑色金属缓蚀剂为一元酸、二元酸、二十一碳三元聚羧酸、季铵盐类缓蚀剂、苯并三氮唑及其衍生物中的任意几种的混合物；

所述复配型表面活性剂为异辛醇聚氧乙烯醚、脂肪醇EO-PO嵌段聚醚、异庚醇聚氧乙烯醚、羰基醇嵌段聚醚、十二醇无规共聚醚、聚丙二醇、聚乙二醇、异构醇聚氧乙烯醚、烷基糖苷中的任意几种的混合物；

所述碱助剂为二乙醇胺、一乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、四甲基氢氧化铵、三甲基氢氧化铵中的一种或几种的混合物；

所述络合剂为EDTA、EDTA-4Na、柠檬酸、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、酒石酸、水杨酸中的一种或几种的混合物；

所述香精为丁香油、玫瑰油、甜橙油中的一种。

2.根据权利要求1所述的一种环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂，其特征在于：它由以下重量份的原料组成：

3.根据权利要求1所述的一种环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂，其特征在于：它由以下重量份的原料组成：

4.权利要求1-3任意一项所述的一种环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂的制备方法，其特征在于：它包括以下制备步骤：

1)、将黑色金属缓蚀剂、碱助剂加入密闭的反应釜中于120℃～150℃温度下恒温搅拌50-70min；

2)、再将复配型表面活性剂、络合剂、硅烷类消泡剂、香精、水加入反应釜中搅拌均匀，即制得成品。

5.根据权利要求4所述的一种环保型高性能黑色金属防锈低泡清洗剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1)具体为：将黑色金属缓蚀剂、碱助剂加入密闭的反应釜中于130℃～140℃温度下恒温搅拌55-65min。