CN113737190A - 一种低温金属清洗剂及其在金属工件上的应用 - Google Patents

一种低温金属清洗剂及其在金属工件上的应用 Download PDF

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    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
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Abstract

本发明涉及工业清洗剂技术领域，且公开了一种低温金属清洗剂及其在金属工件上的应用，包括无水偏硅酸钠，0.8％～2％；葡萄糖酸钠，5％～8％；氢氧化钠，10％～15％；H5768缓蚀剂，2％～4％；硼酸三乙醇胺酯，1％～3％；PAA，1％～3％；WP172，5％～8％；RPE2520，2％～4％；由纳米氧化铁均衡分散在聚噻吩中形成的浓度为5％的混合清洗催化剂，5％～8％；余量为去离子水；本发明所制得的低温金属清洗剂使污染物在激光能量和混合清洗催化剂的共同作用下，通过物理或化学反应克服与金属工件的结合力并脱离，污染物吸收激光能量后瞬时温度急剧升高至超过熔点或沸点，进而分解或气化并从表面消失，其各项质量指标均优于JB/T4323.2‑1999标准要求；不仅实现了彻底清除污染物的技术效果，而且不含有机硅消泡剂。

Description

一种低温金属清洗剂及其在金属工件上的应用
技术领域
本发明涉及工业清洗剂技术领域，具体为一种低温金属清洗剂及其在金属工件上的应用。
背景技术
金属工件加工后，表面会携带污物，如各种切削液、导轨油等，若不清洗干净，不但影响加工工序的顺利进行，而且会引起并加速金属表面腐蚀，影响产品的加工质量和使用寿命。另外，在电镀、磷化(硅烷化)涂釉、喷漆等精加工前，以及机械设备的维修和保养中，都离不开清洗工序。清洗工艺的选择和清洗效果的好坏，不仅涉及安全、能源及环保等重大问题，而且直接影响到产品的性能和质量，所以清洗工序已成了现代工业生产中不可缺少的重要环节。
金属清洗剂有水基型和溶剂型两种。水基金属清洗剂具有以水代油、节能环保、不危害操作者健康、不易燃、成本低等一系列优越性，从而得到迅速发展。但水基金属清洗剂易起泡、易残留，严重时泡沫溢出带走大量表面活性剂，使得清洗剂寿命缩短。因此，低泡防锈型金属清洗剂成为工业清洗中的研究热点。由于低泡金属清洗剂中的非离子表面活性剂，需要在一定温度(浊点)上才能实现无泡，因此常见的低泡金属清洗剂一般都需要在一个较高的温度以上，才能自身无泡随着油污进入清洗液，泡沫又会增加，使得低泡金属清洗剂难以在低温下(冬季常温)使用。有机硅消泡剂虽然可暂时快速消泡，但由于复配性差，产品配制时需要大量增溶剂，增加了成本，且在清洗液容易析出甚至堵塞喷头；另外，有机硅消泡剂含有大量乳化剂，会在清洗中清洗液包裹有机硅后，引起更多的泡沫。此外，有机硅消泡剂对产品去污力有负面影响。因此，迫切需要不含有机硅消泡剂，适合低温下低泡、高效、防锈型的水基金属清洗剂。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供一种低温金属清洗剂及其在金属工件上的应用，以解决目前有机硅消泡剂含有大量乳化剂，会在清洗中清洗液包裹有机硅后，引起更多的泡沫的技术问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低温金属清洗剂，包括无水偏硅酸钠，0.8％～2％；葡萄糖酸钠，5％～8％；氢氧化钠，10％～15％；H5768缓蚀剂，2％～4％；硼酸三乙醇胺酯，1％～3％；PAA，1％～3％；WP172，5％～8％；RPE2520，2％～4％；由纳米氧化铁均衡分散在聚噻吩中形成的浓度为5％的混合清洗催化剂，5％～8％；余量为去离子水。
进一步的，所述纳米氧化铁的平均粒径≤50nm。
进一步的，所述清洗剂，包括以下质量分数配比的原料：无水偏硅酸钠，1％；葡萄糖酸钠，6％；氢氧化钠，12％；H5768缓蚀剂，3％；硼酸三乙醇胺酯，2％；PAA，2％；WP172，7％；RPE2520，3％；由平均粒径≤30nm的氧化铁均衡分散在聚噻吩中形成的浓度为5％的混合清洗催化剂，6％；余量为去离子水。
一种低温金属清洗剂在金属工件上的应用，包括以下步骤：将金属染污试片放入清洗液中浸泡；采用脉冲式激光照射金属染污试片，在45℃、1kHz下于ZQ25-12TJR超声波清洗器中超声清洗，之后采用去离子水冲洗即可。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
本发明的清洗配方中掺入由纳米氧化铁均衡分散在聚噻吩中形成的混合清洗催化剂，在清洗金属工件时，污染物在激光能量和混合清洗催化剂的共同作用下，通过物理或化学反应克服与金属工件的结合力并脱离，污染物吸收激光能量后瞬时温度急剧升高至超过熔点或沸点，进而分解或气化并从表面消失；经测试，本发明所制得的低温金属清洗剂的各项质量指标均优于JB/T4323.2-1999标准要求；不仅实现了彻底清除污染物的技术效果，而且不含有机硅消泡剂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种低温金属清洗剂，包括以下质量分数配比的原料：无水偏硅酸钠，0.8％；葡萄糖酸钠，5％；氢氧化钠，10％；H5768缓蚀剂，2％；硼酸三乙醇胺酯，1％；PAA，1％；WP172，5％；RPE2520，2％；由平均粒径≤50nm的氧化铁均衡分散在聚噻吩中形成的浓度为5％的混合清洗催化剂，5％；余量为去离子水；
上述在金属工件上的应用方法包括以下步骤：将金属染污试片放入清洗液中浸泡1h；采用脉冲式激光照射金属染污试片10min，在45℃、1kHz下于ZQ25-12TJR超声波清洗器中超声清洗10min，之后采用去离子水冲洗即可；其中，脉冲式激光的具体参数为：中心波长1064nm，最大单脉冲能量10.0mJ，脉冲频率30kHz，平均功率120W，光斑直径0.36mm，最大扫描速率10 000mm/s，光束质量M2＝11.2；
实施例二：
一种低温金属清洗剂，包括以下质量分数配比的原料：无水偏硅酸钠，1％；葡萄糖酸钠，6％；氢氧化钠，12％；H5768缓蚀剂，3％；硼酸三乙醇胺酯，2％；PAA，2％；WP172，7％；RPE2520，3％；由平均粒径≤30nm的氧化铁均衡分散在聚噻吩中形成的浓度为5％的混合清洗催化剂，6％；余量为去离子水；
上述在金属工件上的应用方法包括以下步骤：将金属染污试片放入清洗液中浸泡1h；采用脉冲式激光照射金属染污试片15min，在45℃、1kHz下于ZQ25-12TJR超声波清洗器中超声清洗15min，之后采用去离子水冲洗即可；其中，脉冲式激光的具体参数为：中心波长1064nm，最大单脉冲能量10.0mJ，脉冲频率50kHz，平均功率150W，光斑直径0.36mm，最大扫描速率10 000mm/s，光束质量M2＝11.2；
实施例三：
一种低温金属清洗剂，包括以下质量分数配比的原料：无水偏硅酸钠，2％；葡萄糖酸钠，8％；氢氧化钠，15％；H5768缓蚀剂，4％；硼酸三乙醇胺酯，3％；PAA，3％；WP172，8％；RPE2520，4％；由平均粒径≤10nm的氧化铁均衡分散在聚噻吩中形成的浓度为3％的混合清洗催化剂，8％；余量为去离子水；
上述在金属工件上的应用方法包括以下步骤：将金属染污试片放入清洗液中浸泡1h；采用脉冲式激光照射金属染污试片8min，在45℃、1kHz下于ZQ25-12TJR超声波清洗器中超声清洗8min，之后采用去离子水冲洗即可；其中，脉冲式激光的具体参数为：中心波长1064nm，最大单脉冲能量10.0mJ，脉冲频率30kHz，平均功率200W，光斑直径0.36mm，最大扫描速率10 000mm/s，光束质量M2＝11.2；
性能测试：
按照JB/4323.2-1999《水基金属清洗剂试验方法》，用以上几种油污制作HT300、A3.20号钢、45号钢的染污试片，并在清洗剂使用浓度5％，3℃下，清洗时间5min，对染污试片进行清洗、漂洗、防锈试验，按照JB/4323.2-1999《水基金属清洗剂试验方法》计算洗净率、考察防锈性能；
检测结果为：
实施例一：洗净率99.2％，腐蚀量0.2mg；
实施例二：洗净率99.6％，腐蚀量0.3mg；
实施例三：洗净率99.5％，腐蚀量0.2mg；
由测试结果可知，本发明所制得的低温金属清洗剂的各项质量指标均优于JB/T4323.2-1999标准要求。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种低温金属清洗剂，其特征在于，包括无水偏硅酸钠，0.8％～2％；葡萄糖酸钠，5％～8％；氢氧化钠，10％～15％；H5768缓蚀剂，2％～4％；硼酸三乙醇胺酯，1％～3％；PAA，1％～3％；WP172，5％～8％；RPE2520，2％～4％；由纳米氧化铁均衡分散在聚噻吩中形成的浓度为5％的混合清洗催化剂，5％～8％；余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的低温金属清洗剂，其特征在于，所述纳米氧化铁的平均粒径≤50nm。
3.根据权利要求2所述的低温金属清洗剂，其特征在于，所述清洗剂，包括以下质量分数配比的原料：无水偏硅酸钠，1％；葡萄糖酸钠，6％；氢氧化钠，12％；H5768缓蚀剂，3％；硼酸三乙醇胺酯，2％；PAA，2％；WP172，7％；RPE2520，3％；由平均粒径≤30nm的氧化铁均衡分散在聚噻吩中形成的浓度为5％的混合清洗催化剂，6％；余量为去离子水。
4.一种低温金属清洗剂在金属工件上的应用，其特征在于，包括以下步骤：将金属染污试片放入清洗液中浸泡；采用脉冲式激光照射金属染污试片，在45℃、1kHz下于ZQ25-12TJR超声波清洗器中超声清洗，之后采用去离子水冲洗即可。
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