CN112553635B - 用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冷轧连续退火生产线（含镀锌，镀锡生产线）的带钢表面清洗技术领域，具体公开了一种应用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂。本发明的脱脂剂采用经特殊改性的EO/PO嵌段（EO/PO摩尔比为3:7‑1:1）的脂肪族聚氧乙烯醚表面活性剂复配环保型助洗剂而成，无磷、无氮、无硅、生物降解性好，在不添加消泡剂的同时不仅无泡，而且具有较高的清洗效率，带钢洗净率高达98%以上，带钢表面残油量＜10mg/m²，残铁量＜5mg/m²，带钢的表面反射率可达90%以上，完全可适用于高速冷轧连续退火生产线的清洗工艺。
Description
技术领域
本发明属于冷轧连续退火生产线(含镀锌，镀锡生产线)的带钢表面清洗技术领域，特别涉及一种应用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂。
背景技术
冷轧带钢在连续退火前要进行表面脱脂清洗，以除去带钢表面的残油，残铁和其他污染物，有效控制退火后带钢表面的残碳，残铁量，同时可抑制退火时带钢粘结，黑斑等缺陷产生，起到提高带钢表面清洁度的作用。
随着冷轧技术的发展及经济效益的趋使，冷轧连续退火生产线生产速度越来越高(最高1000m/min)，因而对冷轧退火前脱脂工艺要求越来越高，冷轧退火前脱脂工艺由传统的化学浸泡加辊刷清洗逐步发展成现行喷淋清洗或者辊刷清洗加电解清洗工艺。
早期采用脂肪族聚氧乙烯醚表面活性剂为主的脱脂剂虽然带钢洗净效率能达到带钢表面清洁度的要求，但是在使用过程中产生大量气泡，大量气泡外溢不仅带出大量脱脂剂，同时气泡覆盖在电解清洗槽的阴阳极，阻止电解产生的大量氢气和氧气排出，造成巨大安全隐患，因而必须添加大量消泡剂。
消泡剂的加入虽然能减少脱脂剂的泡沫量，但还是不能彻底解决脱脂剂使用过程中的溢槽现象，同时脱脂剂的使用使成本大幅上升。随着国内环保法规的日趋严格，早期传统的以磷酸盐，硅酸盐为助洗剂的脱脂剂越来越不适合市场的需求。因此开发一种环保型，并且无气泡产生的脱脂剂极为必要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂，本发明的环保型无泡液体脱脂剂采用经特殊改性的EO/PO嵌段的脂肪族聚氧乙烯醚表面活性剂复配环保型助洗剂而成，不仅清洗效率高，且无磷、无氮、无硅、生物降解性好，而且在不添加消泡剂的情况下可实行无泡作业，符合钢厂冷轧带钢高速、时间短的清洗脱脂要求。
为实现上述目的，本发明的一种用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂，每1000mL所述环保型无泡液体脱脂剂由以下组分组成：
进一步，所述碱性物质为氢氧化钠或氢氧化钾。
进一步，所述表面活性剂为经特殊改性的EO/PO嵌段的脂肪族聚氧乙烯醚，所述EO/PO(亲水基/亲油基)摩尔比为3:7-1:1，优选为EO/PO摩尔比为3:7。
进一步，所述表面活性剂为陶氏化学生产的DF-35或DF-40型表面活性剂或深圳荣强科技生产的GD-31或HG-41型表面活性剂或诺尔思深圳科技有限公司生产的PER-31A或PER-40DL型表面活性剂。
进一步，所述助洗剂为碳酸钠、柠檬酸钠、聚丙烯酸钠和葡萄糖酸钠中至少两种组成。
本发明用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂的具体配制方法如下：将碱性物质溶于部分脱盐水后冷却至室温，另取部分脱盐水依次加入助洗剂、表面活性剂，搅拌至完全溶解后，将两脱盐水溶液混合，加脱盐水定容，继续搅拌0.5-1h，即得用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂。
上述用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂的应用，具体应用时，将原液稀释至原浓度的2-5％作为工作液，在60-80℃、0.2-0.4MPa的喷淋压力下进行带钢脱脂处理2-4s，或在60-80℃、5-15A/dm2阴极电流密度下电解进行带钢脱脂处理2-4s，脱脂后带钢经过2道60-80℃脱盐水浸泡清洗后热风烘干。
与现有技术相比，本发明具有的优点及有益效果为：
本发明选用了经特殊改性的EO/PO嵌段(EO/PO摩尔比为3:7-1:1)的脂肪族聚氧乙烯醚，该表面活性剂对冷轧连续退火前带钢表面污染物具有超强的乳化，分散和润湿能力，生物降解性也好，该表面活性剂在室温至80℃操作温度内无泡，经过复配环保型助洗剂，本脱脂剂无磷、无氮、无硅、环保绿色，在不添加消泡剂的同时不仅无泡，而且具有较高的清洗效率，本发明脱脂剂清洗后的带钢洗净率高达98％以上，带钢表面残油量＜10mg/m2，残铁量＜5mg/m2，带钢的表面反射率可达90％以上，完全可适用于高速冷轧连续退火生产线的清洗工艺。
附图说明
图1为实施例1所得脱脂剂脱脂前后普钢板表面清洁度对比图，左图为脱脂前普钢板，右图为脱脂后普钢板。
图2为实施例1所得脱脂剂脱脂前后普钢板400倍金相显微镜下微观表面清洁度对比图，左图为脱脂前普钢板，右图为脱脂后普钢板。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于本领域技术人员理解本发明，而对其不起任何限定作用。
以下实施例和对比例中，未作特别说明的试剂为常规试剂，部分原料生产厂家等信息如下：DF-22，DF-35，DF-40型表面活性剂来自陶氏化学；AR-30，GD-31，HG-41型表面活性剂来自深圳荣强科技；PER-30AL，PER-31A，PER-40DL型表面活性剂来自诺尔思深圳科技有限公司；OP-10购自江苏省海安石油化工厂；聚丙烯酸钠(分子量6000)购自杭州聚和生物科技有限公司。
实施例1
一种用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂，其具体配制方法如下：称取300g氢氧化钠溶于500g脱盐水，搅拌至完全溶解后冷却至室温，另取100g脱盐水，依次加入30g葡萄糖酸钠、15g柠檬酸钠和40g PER-31A表面活性剂，搅拌至完全溶解，将两脱盐水溶液混合后加入脱盐水至1L，继续搅拌0.5h，即得用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂。
实施例2
一种用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂，其具体配制方法：称取270g氢氧化钠溶于500g脱盐水，搅拌至完全溶解后冷却至室温，另取200g脱盐水，依次加入60g碳酸钠、30g葡萄糖酸钠和50g GD-31表面活性剂，搅拌至完全溶解，将两脱盐水溶液混合后加入脱盐水至1L，继续搅拌1h，即得用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂。
实施例3
一种用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂，其具体配制方法：称取250g氢氧化钠溶于500g脱盐水，搅拌至完全溶解后冷却至室温，另取200g脱盐水，依次加入30碳酸钠、30g柠檬酸钠、15g聚丙烯酸钠和60gDF-35表面活性剂，搅拌至完全溶解，将两脱盐水溶液混合后加入脱盐水至1L，继续搅拌1h，即得用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂。
实施例4
一种用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂，其具体配制方法：称取250g氢氧化钾溶于500g脱盐水，搅拌至完全溶解后冷却至室温，另取200g脱盐水，依次加入30g碳酸钠、30g柠檬酸钠、15g葡萄糖酸钠和30g DF-35表面活性剂，搅拌至完全溶解，将两脱盐水溶液混合后加入脱盐水至1L，继续搅拌0.5h，即得用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂。
实施例5
一种用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂，其具体配制方法：称取250g氢氧化钠溶于500g脱盐水，搅拌至完全溶解后冷却至室温，另取200g脱盐水，依次加入30g碳酸钠、30g葡萄糖酸钠、30g聚丙烯酸钠和60g DF-40表面活性剂，搅拌至完全溶解，将两脱盐水溶液混合后加入脱盐水至1L，继续搅拌0.5h，即得用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂。
实施例6
一种用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂，其具体配制方法：称取270g氢氧化钠溶于500g脱盐水，搅拌至完全溶解后冷却至室温，另取200g脱盐水，依次加入30g葡萄糖酸钠、30g聚丙烯酸钠和50g HG-41表面活性剂，搅拌至完全溶解，将两脱盐水溶液混合后加入脱盐水至1L，继续搅拌0.5h，即得用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂。
实施例7
一种用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂，其具体配制方法：称取250g氢氧化钠溶于500g脱盐水，搅拌至完全溶解后冷却至室温，另取200g脱盐水，依次加入30g碳酸钠、30g柠檬酸钠、30g聚丙烯酸钠和60g PER-40DL表面活性剂，搅拌至完全溶解，将两脱盐水溶液混合后加入脱盐水至1L，继续搅拌0.5h，即得用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂。
对比例1
一种用于冷轧连续退火前清洗的脱脂剂，其具体配制方法如下：称取300g氢氧化钠溶于500g脱盐水，搅拌至完全溶解后冷却至室温，另取200g脱盐水，依次加入30g葡萄糖酸钠、15g聚丙烯酸钠和60g 0P-10表面活性剂，搅拌至完全溶解，将两脱盐水溶液混合后加入脱盐水至1L，继续搅拌1h，即得用于冷轧连续退火前清洗的脱脂剂。
本对比例所制得的脱脂剂采用了未加改性的脂肪族辛基酚聚氧乙烯醚表面活性剂OP-10，脱脂剂稀释至原浓度的3％后作为工作液，带钢在65℃、0.4MPa喷淋压力下脱脂3s，脱脂过程中产生大量气泡溢出，脱脂后带钢经过2道60℃脱盐水浸泡漂洗后热风烘干，检测表面反射率为83％，残油量为10mg/m2，残铁量为16mg/m2，无法满足高速冷轧连续退火生产线对于脱脂剂的使用要求。
对比例2
一种用于冷轧连续退火前清洗的脱脂剂，其具体配制方法如下：称取250g氢氧化钠溶于500g脱盐水，搅拌至完全溶解后冷却至室温，另取200g脱盐水，依次加入30g碳酸钠、30g柠檬酸钠、15g聚丙烯酸钠和60g DF-22表面活性剂，搅拌至完全溶解，将两脱盐水溶液混合后加入脱盐水至1L，继续搅拌1h，即得用于冷轧连续退火前清洗的脱脂剂。
本对比例所制得的脱脂剂采用了陶氏化学特殊改性的EO-PO嵌段脂肪族聚氧乙烯醚表面活性剂DF-22，因其不耐250g/L氢氧化钠介质，所制得脱脂剂明显分层，无法使用。
对比例3
一种用于冷轧连续退火前清洗的脱脂剂，其具体配制方法如下：称取270g氢氧化钠溶于500g脱盐水，搅拌至完全溶解后冷却至室温，另取200g脱盐水，依次加入60g碳酸钠、30g葡萄糖酸钠、15gEDTA二钠和50g AR-30表面活性剂，搅拌至完全溶解，将两脱盐水溶液混合后加入脱盐水至1L，继续搅拌1h，即得用于冷轧连续退火前清洗的脱脂剂。
本对比例所制得的脱脂剂采用了特殊改性的EO-PO嵌段脂肪族聚氧乙烯醚表面活性剂AR-30，AR-30表面活性剂亲水亲油基EO/PO摩尔比为6：4，摩尔比过大因而抑泡性能降低。脱脂剂稀释至原浓度的3％后作为工作液，带钢在65℃、0.4MPa喷淋压力下脱脂3s，脱脂过程中产生大量气泡溢出，脱脂后带钢经过2道60℃脱盐水浸泡漂洗后热风烘干，检测表面反射率为80％，残油量为16mg/m2，残铁量为15mg/m2，无法满足高速冷轧连续退火生产线对于脱脂剂的使用要求。
对比例4
一种用于冷轧连续退火前清洗的脱脂剂，其具体配制方法如下：称取300g氢氧化钠溶于500g脱盐水，搅拌至完全溶解后冷却至室温，另取200g脱盐水，依次加入30g葡萄糖酸钠、15g聚丙烯酸钠和60g PER-30AL表面活性剂，搅拌至完全溶解，将两脱盐水溶液混合后加入脱盐水至1L，继续搅拌1h，即得用于冷轧连续退火前清洗的脱脂剂。
本对比例所制得的脱脂剂采用了特殊改性的EO-PO嵌段脂肪族聚氧乙烯醚表面活性剂PER-30AL表面活性剂，PER-30AL表面活性剂亲水亲油基EO/PO摩尔比为2:8，摩尔比过小因而脱脂效率降低。脱脂剂稀释至原浓度的3％后作为工作液，带钢在65℃、0.4MPa喷淋压力下脱脂3s，脱脂后带钢经过2道60℃脱盐水浸泡漂洗后热风烘干，检测表面反射率为66％，残油量为42mg/m2，残铁量为38mg/m2，无法满足高速冷轧连续退火生产线对于脱脂剂的使用要求。
使用本发明实施例1-7所制得的冷轧连续退火前清洗用环保型无泡液体脱脂剂对带钢进行脱脂处理，其中实施例1-4的脱脂剂稀释至原浓度的3％后作为工作液，在65℃，0.4MPa的喷淋压力下进行带钢脱脂处理3s；实施例5-7的脱脂剂稀释至原浓度的3％后作为工作液，在65℃、10A/dm2阴极电流密度下电解进行带钢脱脂处理3s，实施例1-7脱脂过程中脱脂剂均无气泡产生，脱脂后带钢经过2道60℃脱盐水浸泡清洗后热风烘干，对脱脂后的带钢表面进行残油量，残铁量及表面反射率检测。所述的带钢表面残油量，残铁量，采用冷轧带钢行业检测标准(YB/T4302-2012)，其中表面残油量检测采用原子吸收法，残铁量检测采用红外光度法，表面反射率检测采用表面反射仪(标格达精密仪器有限公司BGD583)测定。
使用实施例1-7所制得的冷轧连续退火前清洗用环保型无泡液体脱脂剂对带钢进行脱脂清洗后热风烘干，检测表面残油量均＜10mg/m2，残铁量均＜5mg/m2，带钢的表面反射率均可达90％以上，完全可适用于高速冷轧连续退火生产线的脱脂清洗工艺，详见表1。其中实施例1所得脱脂剂脱脂前后普钢板表面清洁度对比图见图1，实施例1所得脱脂剂脱脂前后普钢板400倍金相显微镜下微观表面清洁度对比图见图2。
表1实施例1-7制得脱脂剂的脱脂检测结果
| 实施例 | 洗净率 | 残油量mg/m<sup>2</sup> | 残铁量mg/m<sup>2</sup> | 表面反射率％ |
| 1 | 98.6 | 5 | 4 | 94 |
| 2 | 99.1 | 8 | 4 | 92 |
| 3 | 99.3 | 5 | 3 | 95 |
| 4 | 98.1 | 6 | 3 | 93 |
| 5 | 99.7 | 6 | 4 | 92 |
| 6 | 99.9 | 4 | 2 | 97 |
| 7 | 98.3 | 7 | 4 | 91 |
Claims (5)
1.一种用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂，其特征在于，每1000mL所述环保型无泡液体脱脂剂由以下组分组成：碱性物质200-300g、助洗剂30-150g、表面活性剂10-60g、余量为脱盐水；
所述表面活性剂为经特殊改性的EO/PO嵌段的脂肪族聚氧乙烯醚，所述EO/PO摩尔比为3:7-1:1；
所述碱性物质为氢氧化钠或氢氧化钾；
所述助洗剂为碳酸钠、柠檬酸钠、聚丙烯酸钠和葡萄糖酸钠中至少两种组成。
2.根据权利要求1所述的脱脂剂，其特征在于，所述表面活性剂为陶氏化学生产的DF-35或DF-40型表面活性剂或深圳荣强科技生产的GD-31或HG-41型表面活性剂或诺尔思深圳科技有限公司生产的PER-31A或PER-40DL型表面活性剂。
3.权利要求1-2任一所述脱脂剂的制备方法，其特征在于，将碱性物质溶于部分脱盐水后冷却至室温，另取部分脱盐水依次加入助洗剂、表面活性剂，搅拌至完全溶解后，将两脱盐水溶液混合，加脱盐水定容，继续搅拌0.5-1h，即得用于冷轧连续退火前清洗的环保型无泡液体脱脂剂。
4.权利要求1-2任一所述脱脂剂应用于冷轧带钢在连续退火前的脱脂。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，将脱脂剂稀释至原浓度的2-5%作为工作液，在60-80℃、0.2-0.4MPa的喷淋压力下进行带钢脱脂处理2-4s，或在60-80℃、5-15A/dm²阴极电流密度下电解进行带钢脱脂处理2-4s，脱脂后带钢经过2道60-80℃脱盐水浸泡清洗后热风烘干。
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