CN111074285A - 一种金属除油剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属除油剂及其制备方法，涉及金属除油技术领域。该除油剂其为水基弱碱性清洗剂，包括阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、助剂以及溶剂；助剂至少包括渗透除油剂和溶解除油剂，且渗透除油剂用于与阴离子表面活性剂以及非离子表面活性剂配合以增加其活性成分的渗透能力，以使得表面活性剂的分子在油水界面紧密排列，溶解除油剂用于与阴离子表面活性剂以及非离子表面活性剂配合以增加其活性成分的溶解能力。该除油剂通过阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂合理配比后与渗透除油剂和溶解除油剂等助剂复配后形成水基弱碱性清洗剂，其不含磷低氮，环保长效，可在低温环境下进行清洗除油作业，且可有效地提高清洗除油效果。

Description

一种金属除油剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属除油技术领域，具体而言，涉及一种金属除油剂及其制备方法。

背景技术

金属零件加工前，其表面常常黏附各种形式的油污，必须使用金属清洗剂清洗干净后才能进行后续加工生产，清洗效率直接影响后续工序的顺利进行和最终产品的质量，因此金属清洗剂在金属加工生产中具有重要作用。

但是，目前开发的清洗剂有诸多不足之处，如清洗温度较高(60～80℃)，含不易生物降解的表面活性剂和含磷含氮的添加剂、废液排放污染环境、清洗剂的工作寿命不长及油污对清洗剂成分具有选择性等。因此，有必要开发出清洗温度较低、高效环保、对绝大多数油污都能有效去除的长效金属清洗剂。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供金属除油剂，该金属除油剂不含磷低氮，环保长效，其清洗温度低，且清洗效果好。

本发明的另一目的在于提供一种金属除油剂的制备方法，该方法可高效环保地制备得到上述的金属除油剂。

本发明是这样实现的：

第一方面，实施例提供一种金属除油剂，金属除油剂为水基弱碱性清洗剂，且金属除油剂包括按照重量份数计的：

阴离子表面活性剂80～120份、非离子表面活性剂2～6份、助剂160～270份以及溶剂1000份；

其中，助剂至少包括渗透除油剂和溶解除油剂，且渗透除油剂用于与阴离子表面活性剂以及非离子表面活性剂配合以增加其活性成分的渗透能力，以使得表面活性剂的分子在油水界面紧密排列，溶解除油剂用于与阴离子表面活性剂以及非离子表面活性剂配合以增加其活性成分的溶解能力。

在可选的实施方式中，渗透除油剂包括按照重量份数计的氟化钠3～5份、氯化钠20～30份。

在可选的实施方式中，溶解除油剂包括按照重量份数计的二乙二醇乙醚20～30份、二丙二醇20～30份以及异丙醇40～60份。

在可选的实施方式中，助剂还包括助洗剂，助洗剂包括缓释助洗成分和配位助洗成分；

其中，缓释助洗成分用于对金属进行缓释，且用于阻止油污凝聚成片；配位助洗成分用于与金属离子进行配位，以辅助清洗。

在可选的实施方式中，缓释助洗成分包括按照重量份数计的无水偏硅酸钠20～40份；配位助洗成分包括按照重量份数计的柠檬酸钠1～2份以及乙二胺四乙酸四钠5～10份。

在可选的实施方式中，助剂还包括缓释剂和防腐剂，缓释剂和防腐剂用于协同保证金属表面质量。

在可选的实施方式中，防腐剂包括按照重量份数计的三乙醇胺30～50份，缓释剂包括按照重量份数计的苯并三氮唑2～4份。

在可选的实施方式中，助剂还包括消泡剂，且消泡剂包括按照重量份数计的AF-1500有机硅消泡剂0.3～0.5份。

在可选的实施方式中，溶剂包括水；阴离子表面活性剂包括按照重量份数计的脂肪醇聚氧乙烯醚80～120份，非离子表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠1～3份以及十二烷基硫酸钠1～3份。

第二方面，实施例提供一种前述实施方式中任一项的金属除油剂的制备方法，包括：

将阴离子表面活性剂以及非离子表面活性剂、助剂以及溶剂混合均匀。

本发明的实施例至少具有以下有益效果：

本发明的实施例提供了一种金属除油剂，其为水基弱碱性清洗剂，且金属除油剂包括按照重量份数计的阴离子表面活性剂80～120份、非离子表面活性剂2～6份、助剂160～270份以及溶剂1000份；其中，助剂至少包括渗透除油剂和溶解除油剂，且渗透除油剂用于与阴离子表面活性剂以及非离子表面活性剂配合以增加其活性成分的渗透能力，以使得表面活性剂的分子在油水界面紧密排列，溶解除油剂用于与阴离子表面活性剂以及非离子表面活性剂配合以增加其活性成分的溶解能力。该金属除油剂通过阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂合理配比后与渗透除油剂和溶解除油剂等助剂复配后形成水基弱碱性清洗剂，其不含磷低氮，环保长效，可在低温环境下进行清洗除油作业，且可有效地提高清洗除油效果。

本发明的实施例提供的一种金属除油剂的制备方法，该方法通过将各成分混合后即可制得高效环保的金属除油剂。因此，其制备效率高，制备的成品质量好。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的实施例提供了一种金属除油剂，该金属除油剂为水基弱碱性清洗剂，且金属除油剂包括按照重量份数计的阴离子表面活性剂80～120份、非离子表面活性剂2～6份、助剂160～270份以及溶剂1000份；其中，助剂至少包括渗透除油剂和溶解除油剂，且渗透除油剂用于与阴离子表面活性剂以及非离子表面活性剂配合以增加其活性成分的渗透能力，以使得表面活性剂的分子在油水界面紧密排列，溶解除油剂用于与阴离子表面活性剂以及非离子表面活性剂配合以增加其活性成分的溶解能力。

详细地，该金属除油剂通过阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂合理配比后与渗透除油剂和溶解除油剂等助剂复配后形成水基弱碱性清洗剂。基体和污垢表面在水溶液中一般都带负电荷，阴离子和非离子表面活性剂将非极性基吸附在金属界面上，极性基面向水相，这样金属界面就亲水，很多的表面活性分子覆盖在金属表面上形成吸附膜，降低了水溶液的表面张力，特别是在碱性条件下，由于碱能分解油脂，阴离子表面活性剂去除油污的能力大大增强。同时，通过助剂中的渗透除油剂和溶解除油剂的配合使用，使得活性成分的渗透能力和溶解能力都可得到大幅度提升，从而可以有效地保证除油效果。因此，该金属除油剂不含磷低氮，环保长效，可在低温环境下进行清洗除油作业，且可有效地提高清洗除油效果，从而使得该金属除油剂适合不锈钢、铝合金以及铜合金等金属的清洗，具有较高的清洗效率和较好的防锈防腐蚀能力，清洗率达到99％以上。并且，其使用寿命长，槽液使用寿命是普通清洗剂的2～3倍。

需要说明的是，在本发明的实施例中，溶剂包括水，在其他实施例中，也可以根据需求选择水的种类，例如工业用水、去离子水等，本发明的实施例不做限定。另外，在本发明的实施例中，阴离子表面活性剂包括按照重量份数计的脂肪醇聚氧乙烯醚80～120份，非离子表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠1～3份以及十二烷基硫酸钠1～3份。

其中，脂肪醇聚氧乙烯醚属典型的非离子表面活性剂，其HLB值12.5，非常接近油污的HLB值。因此，其具有较高的表面活性。同时，其表面张力、临界胶束浓度都较低，是优良的渗透、乳化剂、润湿和净洗剂，具有比TX-10更为优异的净洗去污和渗透润湿乳化能力，且不含APEO，生物降解性好，对皮肤的刺激性低，环境友好。并且，其在水中不呈离子状态，所以不受电解质、酸碱的影响；可与其他各类阴离子、非离子复配使用，具有出众的协同效应，可以大大减少助剂的使用消耗量，达到良好的性价比。因此，除油剂中表面活性剂的选用应以非离子表面活性剂为主。

其中，十二烷基苯磺酸钠与十二烷基硫酸钠均为阴离子表面活性剂，虽然除油性能差，但没有浊点限制，耐碱性能好，与非离子表面活性剂复配后，临界胶束浓度会降低，表面活性增加。因此，除油剂中配入少量阴离子表面活性剂作为辅助表面活性剂，使各组份相互配合，协同作用。

通过二者的复配使用，使得去油污能力得到大幅提升，以使得该金属除油剂可适用于低温环境下的清洗。

还需要说明的是，渗透除油剂包括按照重量份数计的氟化钠3～5份、氯化钠20～30份。溶解除油剂包括按照重量份数计的二乙二醇乙醚20～30份、二丙二醇20～30份以及异丙醇40～60份。

其中，氟化钠和氯化钠能够增加清洗剂活性成分的渗透能力，提高油污脱离金属表面的速率。溶液中Na⁺含量增加，阴离子表面活性剂以及非离子表面活性剂分子中的阴离子亲水基会被Na⁺吸引，削弱了表面活性剂分子间的静电排斥力，使得表面活性剂分子在油水界面的排列更加紧密，因此可以预测在溶液中继续增加碱浓度可能还会使界面张力下降，但同时表面活性剂分子中的聚氧乙烯链具有空间位阻效应，又不利于形成紧密的混合胶束。

其中，二乙二醇乙醚、二丙二醇和异丙醇等，与阴离子表面活性剂以及非离子表面活性剂配合以增加其活性成分的溶解能力，因此可以增加清洗剂各组分的溶解量，促进油污的乳化增溶，进一步增加除油效果。

另外，在本发明的实施例中，为了进一步地提高该金属除油剂的除油效果，还可以助剂还包括助洗剂，助洗剂包括缓释助洗成分和配位助洗成分；其中，缓释助洗成分用于对金属进行缓释，且用于阻止油污凝聚成片；配位助洗成分用于与金属离子进行配位，以辅助清洗。

详细地，缓释助洗成分包括按照重量份数计的无水偏硅酸钠20～40份；配位助洗成分包括按照重量份数计的柠檬酸钠1～2份以及乙二胺四乙酸四钠5～10份。

其中，无水偏硅酸钠具有良好的润湿性和乳化性，使油污不凝聚成片，且对铝、锌、锡等金属有一定的缓蚀作用，它在除油剂中用作助洗剂和缓蚀剂。其含量不能太高，以免水洗困难，影响金属表面的质量。

其中，柠檬酸钠、乙二胺四乙酸四钠在除油剂中用作助洗剂和配位剂，它对多种金属离子具有较强的配位能力，具有较强的螯合作用，使水软化。上述成分与助剂的其他成分以及表面活性剂合理配比，可以在水中发生电离成为阴离子，显现出较强的吸附特性，可以强烈吸附悬浮与水中的一些低分子量聚物等，经过螯合后的微粒，表面被带上了相同的电荷，此时粒子间由于静电作用而相互排斥，从而阻止了颗粒因相互碰撞进而导致沉聚，以此使颗粒成分散状态且较为均匀地悬浮于水中。同时，螯合分散剂分子在溶液中能够解离出H⁺，解离出H⁺后会成为阴离子，其表面所带的负电荷与溶液中带有正电荷的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺等金属离子通过静电作用相互作用进而发生螯合，形成在溶液中稳定存在的物质。当螯合分散剂与被吸附的大分子粒子结合之后，产生一定的空间位阻，被吸附分散的颗粒因此更难以产生碰撞进而凝集沉聚，使其更易于被处理；除此之外，螯合剂能够与金属离子结合，组成结构疏松的螯合物，促进其在水中稳定分散，亦或与垢体结合后，使其变得疏松、剥离，易清除。螯合物比一般配合物要稳定，结构中经常有五元或六元环结构来增强稳定性，在除油剂中可以使不溶性物质溶解，也可以减少除油剂的用量，缩短除油时间，提高除油效果。对油脂具有一定的分散能力，与偏硅酸钠一起增强表面活性剂的综合性能，提高表面活性剂的除油能力。

作为优选的方案，助剂还包括缓释剂和防腐剂，缓释剂和防腐剂用于协同保证金属表面质量。

详细地，防腐剂包括按照重量份数计的三乙醇胺30～50份，缓释剂包括按照重量份数计的苯并三氮唑2～4份。

其中，三乙醇胺可以改善表面活性剂的性能，提高去污力，软化硬水，防止污垢再沉积，同时还能与其他缓蚀剂协同作用，保护金属不被腐蚀。苯并三氮唑T可与原子形成共价键和配位键，相互多替成链状聚合物，在金属表面组成多层保护膜，使其不起氧化还原反应，不发生氢气，起防蚀作用。对同、铁、铅、镍、锌等金属材料均有同样效果。

进一步优选地，助剂还包括消泡剂，且消泡剂包括按照重量份数计的AF-1500有机硅消泡剂0.3～0.5份。AF-1500有机硅消泡剂是高效的消泡和抑泡剂、控制泡沫迅速，但是添加量不宜过高，否则会消耗表面活性剂的有效成分，影响槽液清洗寿命。

需要说明的是，上述各成分的用量为本发明的实施例的优选方案，在本发明的其他实施例中，上述各成分的用量还可以根据需求进行调整，本发明的实施例不做限定。

下面结合具体地实施例对上述的制备成分以及制备过程进行详细地说明。

实施例1

本实施例提供了一种金属除油剂，其通过以下方法制备得到：

将按照重量份数计的以下原料混合均匀：脂肪醇聚氧乙烯醚80份、十二烷基苯磺酸钠3份、十二烷基硫酸钠1份、无水偏硅酸钠20份、乙二胺四乙酸四钠10份、三乙醇胺50份、氟化钠5份、氯化钠30份、柠檬酸钠1份、二乙二醇乙醚20份、二丙二醇30份、异丙醇40份、苯并三氮唑2份、AF-1500有机硅消泡剂0.3份、水1000份。

实施例2

本实施例提供了一种金属除油剂，其通过以下方法制备得到：

将按照重量份数计的以下原料混合均匀：脂肪醇聚氧乙烯醚120份、十二烷基苯磺酸钠1份、十二烷基硫酸钠3份、无水偏硅酸钠40份、乙二胺四乙酸四钠5份、三乙醇胺30份、氟化钠3份、氯化钠20份、柠檬酸钠3份、二乙二醇乙醚30份、二丙二醇20份、异丙醇60份、苯并三氮唑4份、AF-1500有机硅消泡剂0.5份、水1000份。

实施例3

本实施例提供了一种金属除油剂，其通过以下方法制备得到：

将按照重量份数计的以下原料混合均匀：脂肪醇聚氧乙烯醚100份、十二烷基苯磺酸钠2份、十二烷基硫酸钠2份、无水偏硅酸钠30份、乙二胺四乙酸四钠8份、三乙醇胺40份、氟化钠4份、氯化钠25份、柠檬酸钠2份、二乙二醇乙醚25份、二丙二醇25份、异丙醇50份、苯并三氮唑3份、AF-1500有机硅消泡剂0.4份、水1000份。

实验例1

对实施例1-3提供的金属除油剂的清洗能力进行测试。

使用清洗剂对涂有人工油污的试片和现场工件进行对比试验.参照标准JB/T4323.2-1999的试验方法，对人工油污试片LY12硬铝合金、304不锈钢和H62黄铜进行去污试验.金属试片表面的油污是自制的混合油污，其中含有各种不同粘度的拉伸润滑油、花生油、机油以及防锈油。清洗工艺条件为：自来水配制体积分数5％的清洗剂，清洗温度56～58℃，浸泡时间3～5min，热水摆洗3min，最后烘干。其中对人工油污试片采用重量法和水膜连续法测试清洗效果，对现场工件采用水膜连续法测试清洗效果。实验结果列于表1、2、3、4。

表1除油剂新能测试

表2实施例1除油效果

表3实施例2除油效果

表4实施例3除油效果

根据表1-表4的结果可知用实施例清洗剂去除人工油污试片和现场工件表面的油污，除油效果基本相同，重量法和水膜连续法测试的除油率均超过99％，达到了高效型液体清洗剂标准的要求。清洗后的金属表面水膜均匀连续，保持金属原有光泽。说明用实施例清洗剂能够有效地除去不同材质工件表面的动植物油脂和矿物油脂。

实验例2

对实施例1-3中提供的金属除油剂的槽液的清洗寿命进行测试。

选择市售弱碱性清洗剂A和弱酸性清洗剂B两种水基金属清洗剂与实施例进行清洗寿命对比试验.将五种清洗剂分别配制8L体积分数5％的工作槽液，加热到58～60℃，在超声波清洗机中清洗涂有人工油污的不锈钢工件(油污涂覆量0.06～0.12g/件，每个工件表面积约390cm²)，批量清洗，清洗时间3～5min，以加速槽液的老化，清洗过程中观察槽液的状态，检测清洗能力的变化。当槽液清洗能力明显下降时，统计清洗工件的总数量。实验结果列于表5。

表5五种清洗剂的加速老化清洗试验

根据表5的数据可知，实施例1至3提供的清洗剂的槽液老化后的pH值较稳定，工作寿命最长，去油率并没有下降，反而去油更彻底、更快.用这种老化后的乳白色槽液继续进行加速老化试验，结果发现清洗工件的数量比槽液老化前增加一倍以上，除油率仍≥99％，除油速率极快，实施例使用寿命是市售弱碱性清洗剂A和弱酸性清洗剂B两种水基金属清洗剂的2～3倍。老化后实施例槽液的清洗率几乎不受温度的影响，清洗性能更优越。

综上所述，本发明的实施例提供的金属除油剂不含磷低氮，环保长效，其清洗温度低，且清洗效果好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金属除油剂，其特征在于，所述金属除油剂为水基弱碱性清洗剂，且所述金属除油剂包括按照重量份数计的：

阴离子表面活性剂80～120份、非离子表面活性剂2～6份、助剂160～270份以及溶剂1000份；

其中，所述助剂至少包括渗透除油剂和溶解除油剂，且所述渗透除油剂用于与所述阴离子表面活性剂以及所述非离子表面活性剂配合以增加其活性成分的渗透能力，以使得所述表面活性剂的分子在油水界面紧密排列，所述溶解除油剂用于与所述阴离子表面活性剂以及所述非离子表面活性剂配合以增加其活性成分的溶解能力。

2.根据权利要求1所述的金属除油剂，其特征在于：

所述渗透除油剂包括按照重量份数计的氟化钠3～5份、氯化钠20～30份。

3.根据权利要求1所述的金属除油剂，其特征在于：

所述溶解除油剂包括按照重量份数计的二乙二醇乙醚20～30份、二丙二醇20～30份以及异丙醇40～60份。

4.根据权利要求1所述的金属除油剂，其特征在于：

所述助剂还包括助洗剂，所述助洗剂包括缓释助洗成分和配位助洗成分；

其中，所述缓释助洗成分用于对金属进行缓释，且用于阻止油污凝聚成片；所述配位助洗成分用于与金属离子进行配位，以辅助清洗。

5.根据权利要求4所述的金属除油剂，其特征在于：

所述缓释助洗成分包括按照重量份数计的无水偏硅酸钠20～40份；所述配位助洗成分包括按照重量份数计的柠檬酸钠1～2份以及乙二胺四乙酸四钠5～10份。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的金属除油剂，其特征在于：

所述助剂还包括缓释剂和防腐剂，所述缓释剂和所述防腐剂用于协同保证金属表面质量。

7.根据权利要求6所述的金属除油剂，其特征在于：

所述防腐剂包括按照重量份数计的三乙醇胺30～50份，所述缓释剂包括按照重量份数计的苯并三氮唑2～4份。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的金属除油剂，其特征在于：

所述助剂还包括消泡剂，且所述消泡剂包括按照重量份数计的AF-1500有机硅消泡剂0.3～0.5份。

9.根据权利要求1所述的金属除油剂，其特征在于：

所述溶剂包括水；所述阴离子表面活性剂包括按照重量份数计的脂肪醇聚氧乙烯醚80～120份，所述非离子表面活性剂包括十二烷基苯磺酸钠1～3份以及十二烷基硫酸钠1～3份。

10.一种权利要求1至9中任一项所述的金属除油剂的制备方法，其特征在于，包括：

将所述阴离子表面活性剂以及所述非离子表面活性剂、所述助剂以及所述溶剂混合均匀。