CN111118514A - 一种用于航空铝材的多功能清洗剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种用于航空铝材的多功能清洗剂及制备方法，该多功能清洗剂中金属缓蚀体系能够对航空铝材提供强有力的保护，所采用的表面活性剂体系能够对油污进行快速剥离与乳化，所采用的助剂体系能够将清洗与缓蚀两个相对立矛盾的体系有机结合起来，使产品体系里面各个体系组分能够有效地发挥各自的作用，可采用喷淋清洗、超声波清洗和鼓泡清洗等多种清洗方式使用，使用范围广，使用方法灵活多样，对于多种金属设备生产加工过程中的研磨油、切削液、金属粉尘等具有良好的清洗效果，并且不会影响后续的表面处理，且具有一定的防锈功能。

Description

一种用于航空铝材的多功能清洗剂及制备方法

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，具体涉及一种用于航空铝材的多功能清洗剂及制备方法。

背景技术

随着现代工业的不断发展，航空铝材在航空航天、轨道交通、新能源汽车、智能机器人、3D打印等高端行业领域得到了广泛的应用。根据市场客户端的不同需求，航空铝材的型号组成复杂多样，主要有20xx、60xx、70xx等上百个型号，其组分主要含有铝、铜、镁、锌、锡等。

在不同行业的应用过程中，需要将铝材加工成各种不同形状的零部件，而在零部件加工成型之后需要及时的清洗，否则容易造成腐蚀、发霉、氧化等情况，甚至导致零件报废。如果水清洗，大部分含镁的铝材会发生化学反应而造成腐蚀，并且用水也清洗不干净，残留的污物会加速金属表面吸收空气中的水分和腐蚀性的气体而造成电化学腐蚀。而常规的铝材清洗剂适用对象是纯铝材以及少部分铝合金，并不能全面适用于各种铝合金材料，因此采用水或者常规铝材清洗剂无法满足航空铝材的清洗要求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于航空铝材的多功能清洗剂，该多功能清洗剂可采用喷淋清洗、超声波清洗和鼓泡清洗等多种清洗方式，使用范围广，使用方法灵活多样。

根据本发明第一方面实施例的一种用于航空铝材的多功能清洗剂，包括以下重量份计的制备原料：

无磷清洗助剂：0.1～5份，

复合缓蚀剂：1.5～15份，

防锈剂：0.5～10份，

复合表面活性剂：10～40份

络合剂：0.5～5份，

增溶剂：1～15份，

防霉剂：0.1～0.5份

消泡剂：0.1～5份

水：5～100份；

所述复合缓蚀剂包括铝缓蚀剂、铜缓蚀剂和镁缓蚀剂；

所述复合表面活性剂包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子型表面活性剂。

根据本发明实施例的一种用于航空铝材的多功能清洗剂，至少具有如下技术效果：

本发明实施例的多功能清洗剂，能够在水中溶解形成细小的胶束，胶束两端会吸引结合清洗功能的表面活性剂分子和缓蚀剂分子，使其定向排列，将清洗与缓蚀两个相对立矛盾的体系有机结合起来，复合缓蚀剂能够对航空铝材提供强有力的保护，表面活性剂体系能够对油污进行快速剥离与乳化，从而达到溶液稳定状态并使各自组分逐步发挥其本身材质特殊性能的目的，使产品体系里面各个体系组分能够有效地发挥各自的作用。

本发明实施例的多功能清洗剂，泡沫较低，可采用喷淋清洗、超声波清洗和鼓泡清洗等多种清洗方式使用，使用范围广，使用方法灵活多样。

本发明实施例的多功能清洗剂，对于多种金属设备生产加工过程中的研磨油、切削液、金属粉尘等具有良好的清洗效果，并且不会影响后续的表面处理，且具有一定的防锈功能。

本发明实施例的多功能清洗剂，有害物质浓度远远低于限制浓度标准，清洗剂易于生物降解和处理排放。

本发明实施例的多功能清洗剂，表面活性剂组分所采用的原料为C9-14内的直链聚醚体系，非常容易生物降解，所有组分不含有重金属，经过常规的絮凝、沉降、过滤即可排放。

本发明实施例的多功能清洗剂，采用全面的复合缓蚀剂复配体系，对多种牌号的航空铝材在清洗的过程中进行全面的保护。采用防锈剂、防霉剂对铝材清洗后提供保护，增强铝材在仓库储存及周转的抗腐蚀防霉菌性能。采用的复合表面活性剂在达到清洗剂低泡效果的同时，清洗能力也足够强(一般采用聚醚的表活能够达到低泡效果，但是清洗能力也较低)。

相比现有的金属清洗剂，本发明实施例的多功能清洗剂，对不同金属兼容性能更好、清洗与抗腐蚀、防霉斑、防锈性能都很强、制备工艺简单，降低了配制难度，减少了人力需求。

根据本发明的一些实施例，所述无磷清洗助剂为无水偏硅酸钠、苯甲酸钠、柠檬酸钠、硫酸钠和碳酸氢钠中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述铝缓蚀剂为硅氧烷酮类铝缓蚀剂、硅酸盐类铝缓蚀剂、磷酸酯类铝缓蚀剂和有机酸类铝缓蚀剂中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述铝缓蚀剂还包括苯丙三氮唑(BTA)和甲基苯骈三氮唑(TTA)中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述铜缓蚀剂为苯丙三氮唑(BTA)、巯基苯骈噻唑(MBT)和甲基苯骈三氮唑(TTA)中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述铜缓蚀剂还包括烷基硫醇-席夫碱类铜缓蚀剂。

根据本发明的一些实施例，所述镁缓蚀剂为咪唑啉类镁缓蚀剂、羧酸钠类镁缓蚀剂和炔二醇类镁缓蚀剂中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述防锈剂为含有10～14个碳的二元有机酸酰胺和三元有机酸酰胺中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述的非离子表面活性剂为含有10～14个碳的聚乙二醇型非离子表面活性剂。

根据本发明的一些实施例，所述的非离子表面活性剂还包括含有10～14个碳的脂肪醇聚氧烷基醚和含有9～11个碳的链烷醇聚醚-3中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述的阴离子表面活性剂为含有10～14个碳的磺酸盐型阴离子表面活性剂。

根据本发明的一些实施例，所述的两性表面活性剂为含有10～14个碳的甜菜碱型表面活性剂和咪唑啉型表面活性剂中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述的络合剂为葡萄糖酸钠、氨三乙酸钠(NTA)、EDTA二钠或EDTA四钠、二乙烯三胺五羧酸盐(DTPA)中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述增溶剂为二甲苯磺酸钠、三乙醇胺、磷酸聚醚脂钾盐TritonH66和蓖麻油聚氧乙烯35醚中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述防霉剂为山梨酸钾、壳聚糖、桂皮油、罗汉柏油、大蒜素和艾蒿浓缩提取液中的至少一种。

根据本发明的一些实施例，所述消泡剂为聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚中的至少一种。

根据本发明第二方面实施例的多功能清洗剂的制备方法，所述制备方法为：按配比称取各组分，将水加入容器中，加入复合缓蚀剂溶解后，再依次加入无磷清洗助剂、复合表面活性剂、防锈剂、络合剂、增溶剂、防霉剂和消泡剂混匀。

需保证金属缓蚀体系物质充分溶解且搅拌均匀后才能加入其他组分，因为有足量的水分缓蚀体系物质在反应釜中1个小时即可完全溶解均匀，无需单独进行加温反应生产缓蚀复合剂。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

本例提供了一种用于航空铝材的多功能清洗剂，包括以下重量份计的制备原料：

无磷清洗助剂：0.1～5份，

复合缓蚀剂：1.5～15份，

防锈剂：0.5～10份，

复合表面活性剂：10～40份

络合剂：0.5～5份，

增溶剂：1～15份，

防霉剂：0.1～0.5份

消泡剂：0.1～5份

水：5～100份；

复合缓蚀剂包括铝缓蚀剂、铜缓蚀剂和镁缓蚀剂；

复合表面活性剂包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子型表面活性剂。

其中，无磷清洗助剂为无水偏硅酸钠、苯甲酸钠、柠檬酸钠、硫酸钠和碳酸氢钠中的至少一种。

铝缓蚀剂为硅氧烷酮类铝缓蚀剂、硅酸盐类铝缓蚀剂、磷酸酯类铝缓蚀剂和有机酸类铝缓蚀剂中的至少一种。铝缓蚀剂还包括苯丙三氮唑(BTA)和甲基苯骈三氮唑(TTA)中的至少一种。

铜缓蚀剂为苯丙三氮唑(BTA)、巯基苯骈噻唑(MBT)和甲基苯骈三氮唑(TTA)中的至少一种。铜缓蚀剂还包括烷基硫醇-席夫碱类铜缓蚀剂。

镁缓蚀剂为咪唑啉类镁缓蚀剂、羧酸钠类镁缓蚀剂和炔二醇类镁缓蚀剂中的至少一种。

铝缓蚀剂、铜缓蚀剂和镁缓蚀剂优选1:1:1。

防锈剂为含有10～14个碳的二元有机酸酰胺和三元有机酸酰胺中的至少一种。

非离子表面活性剂为含有10～14个碳的聚乙二醇型非离子表面活性剂。

非离子表面活性剂还包括含有10～14个碳的脂肪醇聚氧烷基醚和含有9～11个碳的链烷醇聚醚-3中的至少一种。

阴离子表面活性剂为含有10～14个碳的磺酸盐型阴离子表面活性剂。

两性表面活性剂为含有10～14个碳的甜菜碱型表面活性剂和咪唑啉型表面活性剂中的至少一种。

络合剂为葡萄糖酸钠、氨三乙酸钠(NTA)、EDTA二钠或EDTA四钠、二乙烯三胺五羧酸盐(DTPA)中的至少一种。

增溶剂为二甲苯磺酸钠、三乙醇胺、磷酸聚醚脂钾盐Triton H66和蓖麻油聚氧乙烯35醚中的至少一种。

防霉剂为山梨酸钾、壳聚糖、桂皮油、罗汉柏油、大蒜素和艾蒿浓缩提取液中的至少一种。

消泡剂为聚二甲基硅氧烷和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚中的至少一种。

实施例2

本例提供了一种用于航空铝材的多功能清洗剂，制备方法为：按配比称取各组分，将水加入容器中，加入复合缓蚀剂溶解后，再依次加入无磷清洗助剂、复合表面活性剂、防锈剂、络合剂、增溶剂、防霉剂和消泡剂混匀。

需保证金属缓蚀体系物质充分溶解且搅拌均匀后才能加入其他组分，因为有足量的水分缓蚀体系物质在反应釜中1个小时即可完全溶解均匀，无需单独进行加温反应生产缓蚀复合剂。

实施例3

本例采用实施例2的制备方法，根据实施例1提供的配方，制备了一种用于航空铝材的多功能清洗剂。具体配方如下：

无磷清洗助剂：苯甲酸钠1份、硫酸钠2份和碳酸氢钠0.3份，

铝缓蚀剂ASI-80：0.5份，

铜缓蚀剂BTA：0.5份，

镁缓蚀剂二甲基咪唑啉：0.5份，

防锈剂十二碳二元有机酸酰胺：6份，

非离子表面活性剂LF-221：10份，

阴离子表面活性剂AEO-9：1份，

两性离子型表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱：5份，

络合剂NTA：0.5份，

增溶剂Triton H66：5份，

防霉剂山梨酸钾：0.5份，

消泡剂聚二甲基硅氧烷：0.1份，

纯水：67.1份。

本实施例所用的无机盐助剂直接购买于阿拉丁生化科技股份有限公司，缓蚀剂购买于美国路博润公司，表面活性剂购买于陶氏化学公司、沙索化学公司和巴斯夫化学公司。

对比例1

本例制备了一种用于航空铝材的多功能清洗剂，与实施例3的不同之处在于，本例未添加铜缓蚀剂BTA。

对比例2

本例制备了一种用于航空铝材的多功能清洗剂，与实施例3的不同之处在于，本例未添加铝缓蚀剂ASI-80。

对比例3

本例制备了一种用于航空铝材的多功能清洗剂，与实施例3的不同之处在于，本例未添加镁缓蚀剂二甲基咪唑啉。

对比例4

本例制备了一种用于航空铝材的多功能清洗剂，与实施例3的不同之处在于，本例未添加无磷清洗助剂。

对比例5

本例制备了中国专利文件CN104313608B中的一种环保型铝材清洗剂，具体配方如下：

磷酸：22％，氢氟酸：2％；

植酸：3％，乳酸：8％；

壬基酚聚氧乙烯醚：5％，月桂基咪唑琳甜菜碱两性表面活性剂：5％；

丙二醇丁醚：12％；

烷基酚聚氧乙烯醚OP-10:10％；

丁醚：2％；

柠檬酸三钠：2％，EDTA-2Na：4％；

蒸馏水：25％。

对比例6

本例制备了中国专利文件CN101643912B中的一种铝材清洗剂及其生产方法，具体配方如下：

速溶无水硅酸钠：12份；

碳酸钠：12份；

非离子型表面活性剂：700份；

层状结晶二硅酸钠：180份；

去离子水：18500份。

检测例

本例测试了实施例3和对比例1～5制备的清洗剂的性能，结果如表1所示。

表1清洗剂性能测试结果

Claims (10)

1.一种用于航空铝材的多功能清洗剂，其特征在于，包括以下重量份计的制备原料：

无磷清洗助剂：0.1～5份，

复合缓蚀剂：1.5～15份，

防锈剂：0.5～10份，

复合表面活性剂：10～40份

络合剂：0.5～5份，

增溶剂：1～15份，

防霉剂：0.1～0.5份

消泡剂：0.1～5份

水：5～100份；

所述复合缓蚀剂包括铝缓蚀剂、铜缓蚀剂和镁缓蚀剂；

所述复合表面活性剂包括非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子型表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的多功能清洗剂，其特征在于，所述无磷清洗助剂为无水偏硅酸钠、苯甲酸钠、柠檬酸钠、硫酸钠和碳酸氢钠中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的多功能清洗剂，其特征在于，所述铝缓蚀剂为硅氧烷酮类铝缓蚀剂、硅酸盐类铝缓蚀剂、磷酸酯类铝缓蚀剂和有机酸类铝缓蚀剂中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的多功能清洗剂，其特征在于，所述铝缓蚀剂还包括苯丙三氮唑(BTA)和甲基苯骈三氮唑(TTA)中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的多功能清洗剂，其特征在于，所述铜缓蚀剂为苯丙三氮唑(BTA)、巯基苯骈噻唑(MBT)和甲基苯骈三氮唑(TTA)中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的多功能清洗剂，其特征在于，所述铜缓蚀剂还包括烷基硫醇-席夫碱类铜缓蚀剂。

7.根据权利要求1所述的多功能清洗剂，其特征在于，所述镁缓蚀剂为咪唑啉类镁缓蚀剂、羧酸钠类镁缓蚀剂和炔二醇类镁缓蚀剂中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的多功能清洗剂，其特征在于，所述防锈剂为含有10～14个碳的二元有机酸酰胺和三元有机酸酰胺中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的多功能清洗剂，其特征在于，所述的非离子表面活性剂为含有10～14个碳的聚乙二醇型非离子表面活性剂、含有10～14个碳的脂肪醇聚氧烷基醚和含有9～11个碳的链烷醇聚醚-3中的至少一种；所述的阴离子表面活性剂为含有10～14个碳的磺酸盐型阴离子表面活性剂；所述的两性离子型表面活性剂为含有10～14个碳的甜菜碱型表面活性剂和咪唑啉型表面活性剂中的至少一种。

10.根据权利要求1～9任一项所述的多功能清洗剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：按配比称取各组分，将水加入容器中，加入复合缓蚀剂溶解后，再依次加入无磷清洗助剂、复合表面活性剂、防锈剂、络合剂、增溶剂、防霉剂和消泡剂混匀。