CN111979554A - 一种铝板带快速清洗剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝板带快速清洗剂，其组成成分及重量份数为：氢氧化钾：2～15份；葡萄糖酸钠：2～15份；EDTA‑4Na：2～15份；五水偏硅酸钠：5～25份；表面活性剂：3～5份；渗透剂：5～10份；增溶剂：1～3份；水：补足至100份。本清洗剂处理后的铝板带表面清洁度高，清洗速度快，尤其适用于快速清洗铝板带加工过程中使用的轧制油和加工过程中产生的铝屑；清洗后无油污残留、无金属屑、粉尘颗粒残留，使用浓度低；安全、环保、对人体无害，原料来源广泛，获取容易，成本低，适合的大规模生产。

Description

一种铝板带快速清洗剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于化学清洗剂技术领域，尤其是一种铝板带快速清洗剂及其制备方法和应用。

背景技术

铝板带是我国国民经济发展的重要基础材料，广泛应用于航空、航天、建筑、印刷、交通、电子、化工、食品、医药等行业。在经济快速发展的推动下，我国铝板带的投资不断升温，铝板带消费量持续保持稳定增长。外墙建筑及室内装饰、铝箔制造、印刷、PS版、制造业、家电、食品包装等行业的需求量进一步提高，成为铝板带消费量增长的主要动力，同时，交通运输业正在成为新的消费增长点。而铝板带清洗剂作为支持铝板带加工工艺流程的一部分，同样面临着不断进步发展的挑战。首先，在铝板的清洁过程中，铝板带的带速是一个可以反映工作效率的参数，在保证清洗洁净度的前提下，带速越快说明工作效率越高。因此，快速洗净铝板带上的油污可作为清洗剂的一项优势。其次，碱性环境下铝板带可能会与清洗液发生化学反应，从而影响铝板带的性能，需要将这种腐蚀降低到可以忽略的程度，另一方面清洗速度快、接触时间短可以降低这种腐蚀的程度。另外，铝板带后期可能会进行印刷、喷漆等后续工艺，需要在清洗后有一定的达因值作为表面洁净度的参考。

通过检索，发现如下几篇与本发明专利申请相关的专利公开文献：

1、一种环保铝板清洗剂及其清洗方法(CN109735854A)，所述环保铝板清洗剂包括A组分和B组分，所述A组分由以下重量份的原料制成：烷基苯磺酸钠14-16份、三聚磷酸钠8-10份、油酸甲酯4-6份、二甲基甲酰胺2-3份、月桂醇硫酸钠2-4份、柠檬酸4-5份、清洗助剂2-4份、去离子水40-60份；所述B组分由以下重量份的原料制成：85％乙醇溶液30-40份、辛基酚聚氧乙烯醚3-4份、三硬脂酸甘油酯1-4份、茶皂素3-5份、防锈剂2-4份、消泡剂1-2份。本发明克服了现有技术的不足，清洗剂的配方安全环保，减少了清洗过程中对环境的污染和对清洗人员健康的损害，同时本发明清洗剂采用双组分清洗提高了铝板的清洗效果，同时降低清洗剂的损耗，减少资源浪费，提升经济效益。

2、一种铝板清洗剂(CN105696007A)，包括：硫酸钾铝、磷酸三钠、乙氧基胺、柠檬酸、硝酸铝、异丙醇和水，所述硫酸钾铝含量为10-15份，所述磷酸三钠含量为50-60份，所述乙氧基胺含量为4-7份，所述柠檬酸含量为5-8份，所述硝酸铝含量为7-10份，所述异丙醇含量为3-5份，所述水含量为50-60份，所述含量为重量配比。通过上述方式，本发明铝板清洗剂能够彻底清除铝板上附有的污渍、去油效果更好、清洗效率更高、使用范围更广。

3、一种铝板表面处理方法(CN109898089A)，包括以下步骤：将铝板置于温度为60～70℃的水中进行浸泡处理4～5min；将浸泡好的铝板加入丙酮和碱的混合溶液中进行超声清洗，在所述混合溶液中，丙酮的含量为90～95％，超声清洗的温度为60～70℃；将超声清洗完成的铝板用20～25℃的清水冲洗干净，接着放入金属清洗剂中进行清洗，再用20～25℃的清水进行冲洗，后使用干净的软布擦拭铝板表面水渍；将步骤擦干的铝板在50～60℃下烘干。本发明碱液可以去除铝板表面的杂质，同时，碱作为催化剂催化丙酮生成双丙酮醇，双丙酮醇降低铝板表面油污的粘性，清洗后的铝板表面非常光亮，防腐蚀。

通过对比，本发明专利申请与上述公开文献存在本质的不同。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种铝板带快速清洗剂及其制备方法和应用。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种铝板带快速清洗剂，其组成成分及重量份数为：

氢氧化钾：2～15份；

葡萄糖酸钠：2～15份；

EDTA-4Na：2～15份；

五水偏硅酸钠：5～25份；

表面活性剂：3～5份；

渗透剂：5～10份；

增溶剂：1～3份；

水：补足至100份。

而且，所述表面活性剂为RQ-129B、HL11C、聚醚L35、聚醚L64、Berol260和Ethylan1005中的一种或两种及以上混合物。

而且，所述渗透剂包括渗透剂JFC、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠、渗透剂JFC-2G中的一种或两种及以上的混合物。

而且，所述增溶剂包括AG6210(如诺里昂产品)、Berol561、Berol R648、AG6260(如诺里昂产品)中的一种或两种及以上的混合物。

一种如上所述的铝板带清洗剂的制备方法，步骤如下：

⑴按配比将反应量的水加入反应釜中，在25-50℃之间，加入反应量的氢氧化钾、葡萄糖酸钠、EDTA-4Na、五水偏硅酸钠，搅拌至完全溶解；冷却降温至40℃以下；

⑵按照比例依次加入渗透剂、表面活性剂、增溶剂，持续搅拌30分钟，直至溶液清澈透明；搅拌过程中保持反应釜温度25-45℃；

⑶自然冷却至室温，静置10-20分钟，即得铝板带清洗剂。

如上所述的铝板带快速清洗剂在铝板带表面除灰、除油处理方面中的应用。

本发明取得的优点和积极效果是：

1、本清洗剂构成简单，操作简便，作用机理科学，氢氧化钾提供稳定的pH值并与EDTA-4Na、葡萄糖酸钠协同作用达到螯合、分散、剥离金属表面各种污垢、铝屑；葡萄糖酸钠与EDTA-4Na协同作用达到络合清洗液中影响清洗效果的金属离子；渗透剂可通过渗透、乳化分散等作用清洗吸附在铝板表面的油污、粉尘、铝屑；清洗后，铝板带表面干净，没有油污残留；增溶剂可有效地提高油污在使用液中的溶解度。

2、本清洗剂使用简单方便，效果明显，使用温度范围广(40-70℃)，经济性强(使用浓度3-10％)，使用简单、安全、环保、不含磷、对人体无害，工作效率高。

3、本清洗剂是采用有机碱性螯合剂和表面活性剂为主要原料经过科学的加工工艺制备而成，清洗后铝板带表面无油污、粉尘、铝粉残留；本清洗剂呈碱性，所用原料来源广泛，易获取，经过本品处理后的铝板带表面洁净、光滑，可以直接装配或包装，也可进入后续的印刷、喷漆等工序。

4、本清洗剂使用适用浸泡、鼓泡、涡流、喷淋等清洗方式，使用此液清洗后的铝板表面清洁度高，表面无颗粒、铝屑、白斑残留，使用周期长，使用浓度低。且安全，环保，原料来源广泛，获取容易，成本低，适合大规模生产，本清洗剂适用于铝板带表面除灰、除油。

5、使用此液处理清洗速度快，尤其适用于清洗生产加工铝板带过程中的轧制油和铝屑，清洗后的铝板带表面清洁度高，无油污残留、金属颗粒残留、使用周期长，使用浓度低；本品安全、环保。

附图说明

图1为本发明中不同成分对快速清洗效果影响的实验结果图；

图2为本发明中葡萄糖酸钠对铝离子配位结果的对比图；

图3为本发明中EDTA-4Na与葡萄糖酸钠对钙镁离子配位结果的对比图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，下属实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规市售产品，本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法，本发明所用各物质质量均为常规使用质量。

实施例1：

一种铝板带快速清洗剂，其组成成分及重量份数为：

氢氧化钾：2～15份；

葡萄糖酸钠：2～15份；

EDTA-4Na：2～15份；

五水偏硅酸钠：5～25份；

表面活性剂：3～5份；

渗透剂：5～10份；

增溶剂：1～3份；

水：补足至100份。

较优地，所述表面活性剂为RQ-129B、HL11C、聚醚L35、聚醚L64、Berol260和Ethylan1005中的一种或两种及以上混合物。

较优地，所述渗透剂包括渗透剂JFC、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠、渗透剂JFC-2G中的一种或两种及以上的混合物。

较优地，所述增溶剂包括AG6210(如诺里昂产品)、Berol561、Berol R648、AG6260(如诺里昂产品)中的一种或两种及以上的混合物。

一种如上所述的铝板带清洗剂的制备方法，步骤如下：

⑴按配比将反应量的水加入反应釜中，在25-50℃之间，加入反应量的氢氧化钾、葡萄糖酸钠、EDTA-4Na、五水偏硅酸钠，搅拌至完全溶解；冷却降温至40℃以下；

⑵按照比例依次加入渗透剂、表面活性剂、增溶剂，持续搅拌30分钟，直至溶液清澈透明；搅拌过程中保持反应釜温度25-45℃；

⑶自然冷却至室温，静置10-20分钟，即得铝板带清洗剂。

如上所述的铝板带快速清洗剂能够应用在铝板带表面除灰、除油处理方面中。

实施例2：

一种铝板带清洗剂，其原料组分及其重量百分比分别为：

氢氧化钾：5％；

葡萄糖酸钠：3％；

EDTA-4Na：5％；

五水偏硅酸钠：5％；

Ethylan1005：1.5％

HL11C：1.5％

JFC-2G：8％

AG6260：2％

水：补充至100％。

上述铝板带清洗剂的制备方法，步骤如下：

⑴按配比将反应量的水加入反应釜中，在25-50℃之间，加入反应量的氢氧化钾、葡萄糖酸钠、EDTA-4Na、五水偏硅酸钠，搅拌至完全溶解；冷却降温至40℃以下；

⑵按照比例依次加入JFC-2G、Ethylan1005、HL11C和AG6260，持续搅拌30分钟，直至溶液清澈透明；反应过程中保持反应釜温度25-45℃；

⑶反应完成后自然冷却至室温，静置10-20分钟，即得铝板带清洗剂。

应用实例1：

某铝业有限公司清洗3003和6100型号铝合金，以2％的浓度、50℃的温度，两槽清洗(8m*2，喷淋，毛刷，8MPa)，150m/min线速度喷淋清洗铝薄板，后三槽清水漂洗(8m*3)，热风干燥(50℃*2)。可以得到清洁的产品，通过利用纸巾测试(按在收卷前的铝板带约10s后，目测纸巾上的油污)后达到厂家的洁净度标准。

应用实例2：

某轻合金有限公司将本产品应用在铝板的生产线中，以5％的浓度、40℃的温度，两槽清洗剂使用液清洗(7.5m*2，喷淋，5MPa)，150m/min线速度带动铝板喷淋清洗，后3槽纯水漂洗(7.5m*3)，烘干(75℃)。所得产品清洁、平整，达因值通过42的达因笔测定，满足后续印刷的要求。

本发明铝板带快速清洗剂的相关检测：

1、基本特性

质量标准：

外观：无色至黄色透明液体；

密度：1.175～1.195；

折光值：32～34；

pH值(3％水溶液)：11.95～12.95；

使用浓度：3～10％稀释液；

清洗温度:40～70℃；

浸泡、涡流、鼓泡、喷淋时间：5s～5min。

2、关于“氢氧化钾提供稳定的pH环境，并与EDTA-4Na、葡萄糖酸钠协同作用达到螯合、分散、剥离金属表面各种污垢、铝屑”的相关验证：

1)在配方中其他组分相同的情况下，调整是否加入KOH、EDTA-4Na、葡萄糖酸钠来查看清洗效果：分别配置相同浓度的四组清洗剂，分别稀释至2％并在50℃的水浴中恒温。将表面有油污的铝板在相邻的地方剪下一块、平均分成四份，分别浸入清洗剂水溶液中2秒，后用清水漂洗干净、吹干，用达因笔检测铝板表面清洗干净程度。具体可以如下表所示：

测试结果图1所示。

由图1可以说明氢氧化钾和EDTA-4Na在配方中是使得产品可以快速清除掉油污与铝屑的必要条件。葡萄糖酸钠理论上是有对污垢起到螯合作用的，但是对于短暂的时间内的清洗效果，单靠葡萄糖酸钠和氢氧化钾，达不到在2s内清洗干净样片的结果。

2)本申请人使用过不含葡萄糖酸钠的配方在客户中试运行过，结果的反馈意见就是清洗的效果可以达到要求，但是清洗剂寿命偏短、清洗一段时间后就洗不干净了。

使用以上配方中的1和4号配比形式(没有加葡萄糖酸钠的配方和正常配方)做了一个比较夸张的实验来做对比，以此来证明配方中加入葡萄糖酸钠的必要性：

取相同浓度、相同质量的1#和4#洗液，在洗液中分别加入几乎相同大小、相同质量的铝片(质量相差20mg以内)，在50℃下反应24小时，后降至室温，结果如图2所示。

如图2中所示：未加入葡萄糖酸钠的洗液中不可溶的沉淀更多，而且还有相当一部分铝片存在。说明葡萄糖酸钠在配方中起到了更多的对铝离子的配位作用，并且在铝的量本应大于氢氧化钾和EDTA-4Na的情况下，使得洗液仍然有对铝离子的包容能力。从长远来讲(也从成本来讲)尤其是在氢氧化钾量相同的条件下，利用葡萄糖酸钠来配位铝离子比EDTA-4Na有更好的“性价比”，从清洗剂的使用寿命来看也有加入葡萄糖酸钠的必要性。

综上，理论上讲EDTA-4Na和葡萄糖酸钠都有着对污垢和铝屑分散或螯合的作用，但是EDTA-4Na在碱性足够的条件下可以达到快速洗干净的效果，葡萄糖酸钠效果没那么快，但是可以络合更多的金属离子(溶解性和成本也更好)。因此，需要两种成分一起起到效果才可以达到更好的结果。

3、关于“葡萄糖酸钠与EDTA-4Na协同作用达到络合清洗液中影响清洗效果的金属离子”的相关验证：

总体来说葡萄糖酸钠对于铝离子的络合能力比EDTA-4Na有着更好的性价比(已在上面的实验中证明过)。另一方面，对于会影响清洗剂清洗效果的(硬水中)钙镁离子的络合作用，EDTA-4Na明显优于葡萄糖酸钠，实验内容可以如下表所示：

	1	2	3
				EDTA-4Na	-	√	-
葡萄糖酸钠	-	-	√

分别向不同成分的清洗剂中加入硬水(氯化钙0.304g/L、氯化镁0.139g/L)和10倍钙镁离子的硬水(浓度是前者的十倍)。

结果如图3所示。

加入EDTA-4Na的样品，明显清澈透明，即使是加了十倍的钙镁离子也比没加的澄清得多，加入了葡萄糖酸钠的样品有沉淀出现，但是沉淀分散地比较均匀、没有结成絮状物。

综上，对于洗液中的金属离子，EDTA-4Na通过络合钙镁离子的能力维持了配方中其他成分的作用(葡萄糖酸钠理论上也有这种作用，但是实验表明，不如EDTA-4Na明显)；葡萄糖酸钠通过更好的铝离子的络合能力(EDTA-4Na也可以)，提高了配方中对铝离子的耐受性和配方中和铝单质的反应能力。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。

Claims (6)

1.一种铝板带快速清洗剂，其特征在于：其组成成分及重量份数为：

氢氧化钾：2～15份；

葡萄糖酸钠：2～15份；

EDTA-4Na：2～15份；

五水偏硅酸钠：5～25份；

表面活性剂：3～5份；

渗透剂：5～10份；

增溶剂：1～3份；

水：补足至100份。

2.根据权利要求1所述的铝板带快速清洗剂，其特征在于：所述表面活性剂为RQ-129B、HL11C、聚醚L35、聚醚L64、Berol260和Ethylan1005中的一种或两种及以上混合物。

3.根据权利要求1所述的铝板带快速清洗剂，其特征在于：所述渗透剂包括渗透剂JFC、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠、渗透剂JFC-2G中的一种或两种及以上的混合物。

4.根据权利要求1至3任一项所述的铝板带快速清洗剂，其特征在于：所述增溶剂包括AG6210、Berol561、Berol R648、AG6260中的一种或两种及以上的混合物。

5.一种如权利要求1至4任一项所述的铝板带清洗剂的制备方法，其特征在于：步骤如下：

⑴按配比将反应量的水加入反应釜中，在25-50℃之间，加入反应量的氢氧化钾、葡萄糖酸钠、EDTA-4Na、五水偏硅酸钠，搅拌至完全溶解；冷却降温至40℃以下；

⑵按照比例依次加入渗透剂、表面活性剂、增溶剂，持续搅拌30分钟，直至溶液清澈透明；搅拌过程中保持反应釜温度25-45℃；

⑶自然冷却至室温，静置10-20分钟，即得铝板带清洗剂。

6.如权利要求1至4任一项所述的铝板带快速清洗剂在铝板带表面除灰、除油处理方面中的应用。

Images