CN109594093B - 金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂，包括以重量百分数计的如下组份：碳氢化合物60～80％；醇醚类化合物10～25％；饱和β二酮类化合物1～15％；含氮化合物0.1～10％；磷酸酯0～5％。醇醚类化合物溶解性极好可以增大磷酸酯、饱和β二酮类化合物和含氮化合物于碳氢化合物中的溶解度；磷酸酯、饱和β二酮类化合物、含氮化合物本身对于金属基材上的抛光蜡具有良好的软化、溶解分散的能力；饱和β二酮类化合物于互变异构体中存在的共轭结构会电离出H⁺与含氮类化合物作用，容易产生一个正电荷中心，故于此协同作用下，饱和β二酮类化合物和含氮化合物更倾向作用于被蜡覆盖到的金属基材表面，因而可使清洗更彻底。

Description

金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂

技术领域

本发明涉及一种清洗剂，尤其涉及一种金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂。

背景技术

通常对于一些金属工件进行电镀前都需要进行前处理工序，前处理工序通常包括酸洗、碱洗、水洗，酸洗一般是除去金属工件上的锈迹，碱洗为除去金属工件上的各种蜡，蜡是指是动物、植物或矿物所产生的油质，水洗为清除金属工件表面的酸液、碱液和其他杂质等。

目前除蜡的清洗剂一般有两种，其一是水基清洗剂，水基清洗剂主要借助多种表面活性剂加无机助洗剂于水中复配对蜡酯、油污进行润湿、渗透、乳化、溶解而实现除蜡效果，虽然其除蜡效果明显但是水基清洗剂的使用势必造成废水的严重排放，同时水基清洗剂的溶剂(水)容易受到污染，而影响其反复使用，因而不符合目前提倡的节能减排的发展趋势；其二是油基清洗剂，通常为碳氢清洗剂，一般包括碳氢化合物、醇类化合物、酯类化合物和醚类化合物，这种碳氢清洗剂虽然可以除去矿物油类的非极性油污和极性油污，但是其通常是除去工件表面的油污，对于一些存在深孔、盲孔的金属工件则难以清除干净。而为了提高清除能力，目前有在油基清洗剂中添加卤代烃成份，卤代烃的添加会给清洗剂带来很大气味，而且卤代烃为一种毒性强的非环保性物质，其也不符合社会发展所倡导的绿色环保的号召。

因此，提供既可实现高效除蜡又能符合节能减排、环保的发展要求的清洗剂，是目前清洗剂行业研究的难点和热点。

发明内容

本发明旨在提供一种金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂，其对金属基材的深孔、盲孔等难清洗的位置具有较强的清洗能力，而且闪点高，可回收重复利用，对于节能减排具有非常重要的意义。

为实现上述目的，本发明提供了一种金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂，包括以重量百分数计的如下组份：

碳氢化合物60～80％；

醇醚类化合物10～25％；

饱和β二酮类化合物1～15％；

含氮化合物0.1～10％；

磷酸酯0～5％。

醇醚类化合物是指分子内同时含有羟基和醚基的化合物，饱和β二酮类化合物是指具有饱和β二酮结构的化合物。

进一步的，碳氢化合物可为60％、65％、70％、75％、80％；醇醚类化合物可为10％、15％、20％、25％；饱和β二酮类化合物可为1％、3％、5％、8％、10％、12％、15％；含氮化合物可为0.1％、0.5％、1％、3％、8％、10％；磷酸酯可为0、0.5％、1％、3％、5％。

进一步的，所述碳氢化合物为沸程在140～220℃的正构或异构烷烃，采用此碳氢化合物可提高金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂的闪点，可降低安全隐患，而且沸程较窄，蒸馏回收效果好，可回收利用率高。更进一步的，所述碳氢化合物选自正壬烷、异构壬烷、正癸烷、异构癸烷、正构十一烷和异构十一烷中的一种或多种。

进一步的，所述醇醚类化合物选自丙二醇醚类化合物和3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇中的一种或两种。丙二醇醚类化合物可增溶大多数溶剂，且能极好的溶解和偶联油质，更进一步的，所述丙二醇醚类化合物选自丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、丙二醇正丙醚和二丙二醇正丙醚中的一种或多种，多种丙二醇醚共用可使与其他组份(碳氢化合物、磷酸酯、含氮化合物、饱和β二酮类化合物)共溶性更好，且对油质的溶解和偶联能力也越强。3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇的分子中同时拥有羟基和甲氧基，使其在分子内和分子间形成很强的氢键，因而既溶于水中又溶于油中，同时3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇的闪点高，具有较高的安全性，因而其为一种高安全性、高性能的蜡清洗组份。

进一步的，所述磷酸酯选自磷酸三乙酯和磷酸三丁酯中的一种或两种，磷酸酯能溶于醇、醚等有机溶剂，磷酸酯与饱和β二酮类化合物共存时，可以使饱和β二酮类化合物于烯醇和酮的互变异构中更多的维持为烯醇式结构。并且磷酸酯还具有阻燃功能，可降低金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂的燃烧风险。

进一步，所述饱和β二酮类化合物选自乙酰丙酮和乙酰乙酸乙酯中的一种或两种，乙酰丙酮和乙酰乙酸乙酯溶解性较强，可以较容易与其他溶剂互溶，且互变异构体中存在共轭结构，其共轭结构电离出的H⁺与含氮类化合物作用而产生的正电荷中心对金属基材有较强的亲和作用。

进一步的，所述含氮化合物选自酰胺化合物、液态咪唑啉酮类化合物和液态嘧啶酮类化合物中的一种或多种，更进一步，所述酰胺化合物选自N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的一种或两种。N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺通过醇醚类化合物而增溶于碳氢清洗剂体系中，同时其对蜡具有良好的软化、溶解分散的能力。所述液态咪唑啉酮类化合物为1,3-二甲基-2-咪唑啉酮，1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)是一种强极性的高功能反应溶剂，其对油质具有极强的溶解能力。所述液态嘧啶酮类化合物为N,N-二甲基丙烯基脲(DMPU)，DMPU中由于羰基具有强烈的吸电子效应，对于组份中的其他溶剂具有活化作用，能促进其他组份的溶解，加快对油质的清洗，且其本身对于油质也具有较强的清洗能力。

本发明的金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂包括碳氢化合物、醇醚类化合物、饱和β二酮类化合物、磷酸酯和含氮化合物，其不含有卤代烃成份，为一种环保的油基清洗剂；醇醚类化合物溶解性极好可以增大磷酸酯、饱和β二酮类化合物和含氮化合物于碳氢化合物中的溶解度，为实现有效清洗提供可行性；磷酸酯、饱和β二酮类化合物、含氮化合物本身对于金属基材上的抛光蜡具有良好的软化、溶解分散的能力，故在体系中添加这类物质，有助于在清洗过程当中实现对抛光蜡的有效清洗；更重要的是，饱和β二酮类化合物中的互变异构体烯醇式共轭结构会电离出H⁺，而电离出的H⁺与含氮类化合物作用，容易产生一个正电荷中心，其对金属基材有一个较强的亲和作用，故于此协同作用下，饱和β二酮类化合物和含氮化合物更倾向作用于被蜡覆盖的金属基材表面，可使含蜡金属基材的清洗更加彻底，包括金属基材的深孔、盲孔区域也能被彻底清洗干净。

具体实施方式

下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案，本发明的实施例所涉及的原料均可通过市售而获得。

为了方便描述，本发明的实施例中所涉及的部分原料采用简写，如，3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(MMB)，丙二醇丁醚(PNB)、二丙二醇甲醚(DPM)、丙二醇正丙醚(PnP)，二丙二醇正丙醚(DPNP)，磷酸三乙酯(TEP)，磷酸三丁酯(TBP)，乙酰丙酮(Hacac)，乙酰乙酸乙酯(EAA)，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)，1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)，N,N-二甲基丙烯基脲(DMPU)。

实施例1

金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂，包括以重量百分数计的如下组份：

碳氢化合物70％；

醇醚类化合物15％；

饱和β二酮类化合物10％；

含氮化合物5％，

其中，碳氢化合物为正壬烷，醇醚类化合物为PNB，饱和β二酮类化合物为EAA，含氮化合物为DMF。

将上述各组份进行充分混合即得金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂。

对比例1

金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂，包括以重量百分数计的如下组份：

碳氢化合物70％；

醇醚类化合物15％；

酯类化合物15％，

其中，碳氢化合物为正壬烷，醇醚类化合物为10％的PNB和10％的MMB，酯类化合物为二丙二醇甲醚乙酸酯。

将上述各组份进行充分混合即得金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂。

对比例2

金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂，包括以重量百分数计的如下组份：

碳氢化合物70％；

醇醚类化合物15％；

饱和β二酮类化合物15％；

其中，碳氢化合物为正壬烷，醇醚类化合物为PNB，饱和β二酮类化合物为EAA。将上述各组份进行充分混合即得金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂。

对比例3

金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂，包括以重量百分数计的如下组份：

碳氢化合物75％；

醇醚类化合物15％；

含氮化合物10％，

其中，碳氢化合物为正壬烷，醇醚类化合物为PNB，含氮化合物为DMF。

将上述各组份进行充分混合即得金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂。

实施例2～13的各组份如表1所示，其制备方法与实施例1相同，皆通过将各组份充分混合即得金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂。

将实施例1～13和对比例1～3进行物性检测，其结果如表2所示，其中，外观通过视觉观察；气味通过味觉感应，表征其刺激性的程度；闪点通过闪点测定仪进行检测；KB值是指在25℃下从120g标准kaurigum-丁醇溶液中析出kaurigum所需要稀释剂的ml数，KB值越高表明溶解性越好；苯胺点为根据《GB/T 262-1988石油产品苯胺点测定法》制定的苯胺点测定器所测得，且苯胺点越高说明溶解性越差，反之则溶解性越好。

表1实施例1～13的各组份

根据表2的实施例1～13和对比例1～3的物性检测结果可知，本发明的金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂为无色液体且为轻微或极微的气味，闪点为≥29℃，部分还高于55℃，满足目前行业的金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂的要求，且苯胺点低于标准值，KB值高于标准值，也就是意味着，本发明的金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂的清洗效果更佳。

实施例1～13的苯胺点低于对比例1～3，KB值高于对比例1～3，主要由于本发明的清洗剂中不仅采用了碳氢化合物和醇醚化合物，更重要的是还包括饱和β二酮类化合物和含氮化合物。饱和β二酮类化合物、含氮化合物本身对于抛光蜡具有良好的软化、溶解分散的能力，故在体系中添加这类物质，可提高其溶解性。

通过对实施例1和实施例5～12比较可知，采用丙二醇醚类组份共用、磷酸酯和饱和β二酮类化合物共用、酰胺化合物和液态咪唑啉酮类化合物及液态嘧啶酮类化合物共用时，其溶解性能更佳。

表2实施例1～13和对比例1～3的物性检测结果

将实施例1～13和对比例1～3的金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂分别清洗同一金属零件表面的抛光蜡，清洗机为真空超声波清洗机；清洗工件为金属抛光板；前道工序为抛光；清洗对象为抛光板上的抛光蜡。清洗时间为15min，清洗温度为35±2℃。

将清洗后的抛光板进行干燥，并用放大镜观察发现，实施例1～13的金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂清洗的抛光板不仅表面不存在油质而且抛光板的孔中也不存在油质，而对比例1～3的金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂清洗的抛光板，虽然表面不存在油质，但是孔中的油质并未清洗干净。这主要由于本发明的金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂，不仅包括碳氢化合物和醇醚类化合物，还包括饱和β二酮类化合物和含氮化合物。饱和β二酮类化合物、含氮化合物本身对于抛光板上的抛光蜡具有良好的软化、溶解分散的能力，故在体系中添加这类物质，有助于在清洗过程当中实现对抛光蜡的有效清洗；更重要的是，饱和β二酮类化合物的互变异构体中的烯醇式共轭结构会电离出H⁺，而电离出的H⁺与含氮类化合物作用，容易产生一个正电荷中心，其对抛光板有一个较强的亲和作用，故于此协同作用下，饱和β二酮类化合物和含氮化合物更倾向作用于被抛光蜡覆盖的金属表面，因而可使金属上的蜡清洗更加彻底，同时包括抛光板上的孔也能被彻底清洗干净。

应当指出，以上具体实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本发明所附权利要求限定的范围。

Claims (2)

1.一种金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂，其特征在于，包括以重量百分数计的如下组份：

碳氢化合物60~70%；

醇醚类化合物15~20%；

饱和β二酮类化合物10~15%；

含氮化合物5%；

磷酸酯0~5%；

所述饱和β二酮类化合物选自乙酰乙酸乙酯，所述含氮化合物选自N,N-二甲基甲酰胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮和N,N-二甲基丙烯基脲中的一种，所述碳氢化合物为正壬烷和正构十一烷中的一种或两种，所述醇醚类化合物选自丙二醇丁醚和3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇中的一种。

2.根据权利要求1所述的金属基材除蜡无卤碳氢清洗剂，其特征在于，所述磷酸酯选自磷酸三乙酯和磷酸三丁酯中的一种或两种。