CN109267076A - 一种提高钛管表面亲水性的碱性脱脂剂和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提高钛管表面亲水性的碱性脱脂剂及方法，碱性脱脂剂包括无机碱、螯合剂、表面活性剂、增光剂、缓蚀剂、消泡剂以及余量水；将碱性脱脂剂与去离子水混合均匀后通过加热和超声漂洗等步骤提高钛管表面亲水性；用本发明所述的碱性脱脂剂提高钛管表面亲水性的方法操作简单，能够在不损坏钛管表面原有钝化膜的情况下，有效地除去钛管表面残留乳化液、油脂类等物质，而且所用原料和配方环保、易降解，对人体无害。

Description

一种提高钛管表面亲水性的碱性脱脂剂和方法

技术领域

本发明属于金属表面前处理工艺技术领域，具体涉及一种提高钛管表面亲水性的碱性脱脂剂和方法。

背景技术

钛管是由钛或钛合金经过轧制、弯曲变形后制备而成的，具有很好的韧性和加工性能，且耐高温、耐腐蚀，因此钛管被广泛应用于高端机械产品中，在利用钛管加工零部件时，需要进行钛管焊接工序。

但是钛及钛合金管在制备过程中，如钛及钛合金管的轧制、弯曲变形等环节，均会接触到乳化液、油脂类等污染物，使得其表面亲水性较差。因此，在加工之前需要对钛管表面进行前处理，使其亲水性达到操作要求。钛管表面亲水性，就是要求钛管在接触清水后，水能够均匀地浸湿在钛管表面，以检验钛管表面油脂性物质的残留情况，是检验钛管表面脱脂效果的最直接的方法。由于钛管生产过程比较复杂，因此其表面油污中除了有油脂，还有很多其他物质，用一般的金属脱脂剂进行脱脂是无法达到脱脂彻底的效果的，而且普通金属脱脂剂的碱性过强会损伤钛管表面，而钛管表面脱脂效果不好，亲水性差则直接影响到焊接的效果。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高钛管表面亲水性的碱性脱脂剂和方法，其能有效的去除钛管表面残留乳化液、油脂类等物质，而且环保，对人体无害。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

作为本发明的一个方面，本发明提供了一种提高钛管表面亲水性的碱性脱脂剂，包括无机碱、螯合剂、表面活性剂、增光剂、缓蚀剂、消泡剂以及余量水。

作为本发明的进一步改进，所述缓蚀剂为甲基苯骈三氮唑。甲基苯骈三氮唑吸附在金属表面形成一层很薄的膜，对金属基体起缓蚀作用。

作为本发明的进一步改进，所述消泡剂为硅油。硅油可抑制泡沫产生，利于在漂洗过程中管材和漂洗液的充分接触。

作为本发明的进一步改进，所述增光剂为苄叉丙酮。苄叉丙酮在保持羰基结构不变的情况下，通过与脱脂剂中的溶液中的有机物进行取代基反应，生成多种具有产生光亮效果的化合物，这些化合物通过活性表除去停留在金属表面的油污、氧化及未氧化的表面杂质，保持金属表面的洁净、光泽度及色牢度，为金属表面钝化成膜提供条件。

作为本发明的进一步改进，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、α-烯烃磺酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚的混合物。脂肪醇聚氧乙烯醚、α-烯烃磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚用来减少水的表面张力，提高油脂类污染物的溶解效率。

作为本发明的进一步改进，所述螯合剂为柠檬酸钠和葡萄糖酸钠混合物。柠檬酸钠和葡萄糖酸钠可与油脂中的钙、镁等多价金属离子起螯合作用，抑制其形成重金属脂肪酸盐沉淀物，对污垢团粒具有良好的分散能力。

作为本发明的进一步改进，所述无机碱为氢氧化钠和碳酸钠/碳酸氢钠复合盐的混合物。氢氧化钠，用于与油脂发生皂化反应，生成易溶解的肥皂和甘油。碳酸钠与酸氢钠复合盐，提供碱性环境，具有相当的表面活性，可分散污垢和聚合络合物，以防止所述油脂中污物的再次沉淀附着。它不损害基体金属，非常适合非铁金属的清洗。

作为本发明的进一步改进，本发明的碱性脱脂剂包括如下组分：

氢氧化钠6～10wt％、碳酸钠与碳酸氢钠复合盐12～15wt％、柠檬酸钠2～3wt％、葡

萄糖酸钠2～4wt％、脂肪醇聚氧乙烯醚1～3wt％、α-烯烃磺酸钠1～2wt％、辛基酚聚

氧乙烯醚0.5～1wt％、苄叉丙酮2～3wt％、甲基苯骈三氮唑0.1～0.5wt％以及硅油0.05～

0.1wt％，余量为水。

作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种利用碱性脱脂剂提高钛管表面亲水性

的方法，包括如下步骤：

(1)将碱性脱脂剂与去离子水按照1:20～25的质量比均匀混合，得到碱性脱脂剂溶液；

(2)将碱性脱脂剂溶液加热至40～70℃后并保温；

(3)将钛管浸泡到加热后的碱性脱脂剂溶液中，浸泡时间为10～20min；

(4)将钛管和加热后的碱性脱脂剂置于超声设备中进行充分的超声漂洗；

(5)取出钛管，用去离子水冲洗干净后自然干燥。

进一步的，所述步骤(4)中超声频率为40～60KHz。

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

传统的金属表面脱脂方法：如酸洗或碱洗，酸洗一般为硫酸、硝酸和氢氟酸等混合液，具有很强的氧化性、较高的腐蚀介质的温度，会将钛管表面钝化膜完全除去，直达金属基体，酸洗后需要对钛管进行二次钝化处理。碱洗也会对金属表面造成一定程度的腐蚀，并且这些混合酸或混合碱对环境、人体健康都有很大的危害性。

本发明的采用乳化脱脂法对钛管表面进行除油脱脂，其脱脂剂为碱性脱脂剂，通过在无机碱剂中添加表面活性剂、螯合剂、光亮剂、缓蚀剂、消泡剂等对钛管表面的油性物质进行彻底清除，其除油效果得到大幅提高，且在脱脂过程中对钛管表面进行了化学保护，使脱脂后的钛管表面光亮且防腐。

附图说明

附图1为本发明实施例1脱脂前的钛管表面亲水性效果图；

附图2为本发明实施例1脱脂后的钛管表面亲水性效果图；

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本实施例的碱性脱脂剂包括如下组分：

氢氧化钠8g、碳酸钠与酸氢钠复合盐13g、柠檬酸钠2.5g、葡萄糖酸钠3g、脂肪醇聚氧乙烯醚2g、α-烯烃磺酸钠1.5g、辛基酚聚氧乙烯醚0.8g、苄叉丙酮2.5g、甲基苯骈三氮唑0.3g、硅油0.08g以及水66.32ml。

利用上述碱性脱脂剂提高钛管表面亲水性的方法如下：

(1)将上述配制好的碱性脱脂剂与2200mL去离子水均匀混合，得到碱性脱脂剂溶液；

(2)将碱性脱脂剂溶液加热至70℃后并保温；

(3)将钛管浸泡到加热后的碱性脱脂剂溶液中，浸泡时间为20min；

(4)将钛管和加热后的碱性脱脂剂置于超声设备中进行充分的超声漂洗；超声频率为50KHz；

(5)取出钛管，用去离子水冲洗干净后自然干燥；收集剩余废液，用水稀释至50倍后排放。

分别对钛管进行脱脂前后的检测，检测方法为用去离子水分别喷洒至脱脂前的钛管表面和脱脂后的钛管表面，观察去离子水在脱脂前后两个钛管表面的润湿情况。对比图见图1和图2.。图1中去离子水在钛管表面呈不连续的水珠状态，图2中去离子水在钛管表面呈均匀润湿状态。因此可以得知，用本实施例所述的碱性脱脂剂和脱脂方法起到了良好的脱脂效果。

实施例2：

本实施例的碱性脱脂剂包括如下组分：

氢氧化钠6g、碳酸钠与酸氢钠复合盐12g、柠檬酸钠2.5g、葡萄糖酸钠2g、脂肪醇聚氧乙烯醚2.5g、α-烯烃磺酸钠2g、辛基酚聚氧乙烯醚0.5g、苄叉丙酮2g、甲基苯骈三氮唑0.1g、硅油0.06g以及水69.94ml。

利用上述碱性脱脂剂提高钛管表面亲水性的方法如下：

(1)将上述配制好的碱性脱脂剂与2000mL去离子水均匀混合，得到碱性脱脂剂溶液；

(2)将碱性脱脂剂溶液加热至50℃后并保温；

(3)将钛管浸泡到加热后的碱性脱脂剂溶液中，浸泡时间为15min；

(4)将钛管和加热后的碱性脱脂剂置于超声设备中进行充分的超声漂洗；超声频率为70KHz；

(5)取出钛管，用去离子水冲洗干净后自然干燥；收集剩余废液，用水稀释至60倍后排放。

分别对钛管进行脱脂前后的检测，检测方法为用去离子水分别喷洒至脱脂前的钛管表面和脱脂后的钛管表面，观察去离子水在脱脂前后两个钛管表面的润湿情况。通过对比发现，用本实施例所述的碱性脱脂剂和脱脂方法起到了良好的脱脂效果。

实施例3：

本实施例的碱性脱脂剂包括如下组分：

氢氧化钠10g、碳酸钠与酸氢钠复合盐15g、柠檬酸钠3g、葡萄糖酸钠4g、脂肪醇聚氧乙烯醚3g、α-烯烃磺酸钠1g、辛基酚聚氧乙烯醚1g、苄叉丙酮3g、甲基苯骈三氮唑0.5g、硅油0.1g以及水60.4ml。

利用本实施例所述碱性脱脂剂提高钛管表面亲水性的方法如下：

(1)将上述配制好的碱性脱脂剂与2500mL去离子水均匀混合，得到碱性脱脂剂溶液；

(2)将碱性脱脂剂溶液加热至60℃后并保温；

(3)将钛管浸泡到加热后的碱性脱脂剂溶液中，浸泡时间为20min；

(4)将钛管和加热后的碱性脱脂剂置于超声设备中进行充分的超声漂洗；超声频率为50KHz；

(5)取出钛管，用去离子水冲洗干净后自然干燥；收集剩余废液，用水稀释至70倍后排放。

分别对钛管进行脱脂前后的检测，检测方法为用去离子水分别喷洒至脱脂前的钛管表面和脱脂后的钛管表面，观察去离子水在脱脂前后两个钛管表面的润湿情况，脱脂前去离子水在钛管表面呈不连续的水珠状态，脱脂后去离子水在钛管表面呈均匀润湿状态。因此可以得知，用本实施例所述的碱性脱脂剂和脱脂方法起到了良好的脱脂效果。

实施例4：

本实施例的碱性脱脂剂包括如下组分：

氢氧化钠10g、碳酸钠与酸氢钠复合盐15g、柠檬酸钠2g、葡萄糖酸钠4g、脂肪醇聚氧乙烯醚1g、α-烯烃磺酸钠1.5g、辛基酚聚氧乙烯醚0.5g、苄叉丙酮2.7g、甲基苯骈三氮唑0.4g、硅油0.05g以及水62.85ml。

一种利用本实施例的碱性脱脂剂提高钛管表面亲水性的方法如下：

(1)将上述配制好的碱性脱脂剂与2300mL去离子水均匀混合，得到碱性脱脂剂溶液；

(2)将碱性脱脂剂溶液加热至70℃后并保温；

(3)将钛管浸泡到加热后的碱性脱脂剂溶液中，浸泡时间为20min；

(4)将钛管和加热后的碱性脱脂剂置于超声设备中进行充分的超声漂洗；超声频率为70KHz；

(5)取出钛管，用去离子水冲洗干净后自然干燥；收集剩余废液，用水稀释至70倍后排放。

分别对钛管进行脱脂前后的检测，检测方法为用去离子水分别喷洒至脱脂前的钛管表面和脱脂后的钛管表面，观察去离子水在脱脂前后两个钛管表面的润湿情况，脱脂前去离子水在钛管表面呈不连续的水珠状态，脱脂后去离子水在钛管表面呈均匀润湿状态。因此可以得知，用本实施例所述的碱性脱脂剂和脱脂方法起到了良好的脱脂效果。

以上所述实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种提高钛管表面亲水性的碱性脱脂剂，其特征在于，包括无机碱、螯合剂、表面活性剂、增光剂、缓蚀剂、消泡剂以及余量水。

2.根据权利要求1所述的一种提高钛管表面亲水性的碱性脱脂剂，其特征在于，所述缓蚀剂为甲基苯骈三氮唑。

3.根据权利要求2所述的一种提高钛管表面亲水性的碱性脱脂剂，其特征在于，所述消泡剂为硅油。

4.根据权利要求3所述的一种提高钛管表面亲水性的碱性脱脂剂，其特征在于，所述增光剂为苄叉丙酮。

5.根据权利要求4所述的一种提高钛管表面亲水性的碱性脱脂剂，其特征在于，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、α-烯烃磺酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚的混合物。

6.根据权利要求5所述的一种提高钛管表面亲水性的碱性脱脂剂，其特征在于，所述螯合剂为柠檬酸钠和葡萄糖酸钠混合物。

7.根据权利要求6所述的一种提高钛管表面亲水性的碱性脱脂剂，其特征在于，所述无机碱为氢氧化钠和碳酸钠/碳酸氢钠复合盐的混合物。

8.根据权利要求7所述的一种提高钛管表面亲水性的碱性脱脂剂，其特征在于，包括如下组分：

氢氧化钠6～10wt％、碳酸钠与碳酸氢钠复合盐12～15wt％、柠檬酸钠2～3wt％、葡萄糖酸钠2～4wt％、脂肪醇聚氧乙烯醚1～3wt％、α-烯烃磺酸钠1～2wt％、辛基酚聚氧乙烯醚0.5～1wt％、苄叉丙酮2～3wt％、甲基苯骈三氮唑0.1～0.5wt％以及硅油0.05～0.1wt％，余量为水。

9.一种利用权利要求1所述的碱性脱脂剂提高钛管表面亲水性的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将碱性脱脂剂与去离子水按照1:20～25的质量比均匀混合，得到碱性脱脂剂溶液；

(2)将碱性脱脂剂溶液加热至40～70℃后并保温；

(3)将钛管浸泡到加热后的碱性脱脂剂溶液中，浸泡时间为10～20min；

(4)将钛管和加热后的碱性脱脂剂置于超声设备中进行充分的超声漂洗；

(5)取出钛管，用去离子水冲洗干净后自然干燥。

10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中超声频率为40～60KHz。