CN114369835A - 一种无磷型铜材焊接件清洗剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于焊接件清洗技术领域，具体涉及一种无磷型铜材焊接件清洗剂及其制备方法，所述清洗剂，包括以下组分：无机酸：100‑400g/kg；有机酸：1‑30g/kg；络合剂：0.1‑5g/kg；第一表面活性剂：5‑75g/kg；第二表面活性剂：2‑30g/kg；水：余量。本发明为低酸度无磷型环保清洗剂，通过各组分的协效复配，能够有效的对铜材或铜材焊接件表面产生的氧化物或氧化皮进行清理，而且对铜单质和铜合金腐蚀小，不影响铜材壁厚，从而保证了铜材制品表面的完整性。同时，本发明为低酸性清洗剂，后期废水处理简单，对降低废水处理成本和保护环境具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于焊接件清洗技术领域，具体涉及一种无磷型铜材焊接件清洗剂及其制备方法。
背景技术
黄铜阀体头与紫铜管焊接后形成阀体，焊接过程中，焊接处会有氧化皮、助焊剂、加工油等残留。现有技术中，大部分工艺是用强酸或氧化性酸，例如盐酸、硝酸、双氧水等处理这些杂质，但这过程铜材会变色、腐蚀过度，同时这些酸浓度很高，使得后期废水处理工艺复杂，消耗大量碱性物质，成本高，不环保。而且，对铜腐蚀过度会影响产品质量，浪费原材料，增加生产成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种无磷型铜材焊接件清洗剂及其制备方法。
本发明的技术方案为：
一种无磷型铜材焊接件清洗剂，其特征在于，包括以下组分：
无机酸：100-400g/kg；
有机酸：1-30g/kg；
络合剂：0.1-5g/kg；
第一表面活性剂：5-75g/kg；
第二表面活性剂：2-30g/kg；
水：余量。
进一步的，所述清洗剂包括以下组分：
无机酸：150-300g/kg；
有机酸：0.5-15g/kg；
络合剂：0.5-1g/kg；
第一表面活性剂：20-50g/kg；
第二表面活性剂：10-20g/kg；
水：余量。
进一步的，所述第二表面活性剂为非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性离子型表面活性剂中的任一种。
进一步的，所述无机酸为盐酸、硫酸、硼酸、过硼酸、氟硼酸、偏硼酸、碳酸、氢氟酸、硅酸、氟硅酸中的任一种。
进一步的，所述有机酸为乙酸、羟基乙酸、酒石酸、草酸、乳酸、柠檬酸中的任一种。
优选的，所述无机酸为氟硼酸，化学式HBF4，分子量87.81，无色透明液体，能和水或醇相混溶，可以有效清除金属表面氧化物。
优选的，所述有机酸为柠檬酸。
本发明采用的混合酸，可有效对铜材氧化皮或氧化物起化学反应，使其溶解，并通过合理配比，使其对铜单质和铜合金腐蚀小。
进一步的，所述络合剂为柠檬酸三钠、酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸二钠中的任意一种。
优选的，所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠。
进一步的，所述第一表面活性剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的型号为1003、1005、1007、1008、1009、1303、1305、1306、1307、1308、1309、1310中的任一种或多种的组合。所述脂肪醇聚氧乙烯醚可采用现有技术实现，各型号的性质如下表所示。
优选的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的型号为1009。
本发明采用的脂肪醇聚氧乙烯醚，位阻小，渗透性能好，易分散或溶于水，具有优良的润湿性，渗透性和乳化性，是环保型的表面活性剂。
进一步的，所述第二表面活性剂为阴离子表面活性剂。
进一步的，所述第二表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES），为白色或淡黄色状粘稠液体，易溶于水，具有优良的去污、乳化和发泡性能。
本发明中选用的表面活性剂，是基于工件在生产和周转过程中会加入拉伸油或切削液等物质，加入耐酸型的表面活性剂，既起到除油的作用，也可以使酸平铺在工件上。
本发明中，采用的第一表面活性剂与第二表面活性剂之间具有良好的配伍性，使得本发明具有优良的表面活性，并具有较强的去污性和渗透性，能有效清除铜材焊接件的表面油污，可使混合酸平整分散在工件表面，进一步提高处理效果。
进一步的，所述清洗剂的酸度为15-35点。通过本发明各组分的配比，使得清洗剂最终的酸度低，相比于现有技术的酸性清洗剂，一般酸度为300-400点，显著降低，使得后续废水处理过程中碱液的使用量大大减少，更加环保。
特别的，本发明中的酸度，是以0.1mol/L氢氧化钠滴定换算的数值，具体换算公式为：氢离子浓度（mol/L）=酸度/100。
本发明中，通过氟硼酸和柠檬酸起到去除氧化皮的作用，此混合酸能够溶解铜的氧化物和焊接后氧化皮，但对未氧化部分的铜材腐蚀很小；乙二胺四乙酸二钠起到络合作用，能够络合部分溶解的铜离子以及水中的钙、镁离子；异构脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠起到降低表面张力、清洗和乳化作用，降低了清洗液表面张力，使酸和表面活性剂能平铺在工件上，工件上的加工油与表面活性剂乳化后分散到清洗液中，达到有效除油的作用。
本发明还提供一种无磷型铜材焊接件清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按组分配比，将第一表面活性剂与第二表面活性剂混合后，加水加热溶解至均匀透明；将无机酸、有机酸、络合剂用水混合均匀后，倒入此前已溶解的表面活性剂混合液中，搅拌均匀即为本清洗剂。
进一步的，所述无机酸为氟硼酸，所述有机酸为柠檬酸，所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠，所述第一表面活性剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚，所述第二表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
本发明还提供一种无磷型铜材焊接件清洗剂的使用方法，具体为：使用时，将本发明清洗剂按20%添加到水中，搅拌均匀并加热至45-55℃，在超声波清洗机中清洗铜材焊接件10-15min。优选的，在超声波环境下使用，使用本发明清洗剂可加速清除氧化皮和残留碳灰。
本发明的有益效果在于：
1、本发明为低酸度无磷型环保清洗剂，通过各组分的协效复配，能够有效的对铜材或铜材焊接件表面产生的氧化物或氧化皮进行清理，而且对铜单质和铜合金腐蚀小，不影响铜材壁厚，从而保证了铜材制品表面的完整性。
2、本发明产品稳定性好，保质期长，可以现配现用，使用操作方便，符合工厂的实际使用需求。
3、本发明为低酸性清洗剂，后期废水处理简单，对降低废水处理成本和保护环境具有重要意义。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
实施例1
一种无磷型铜材焊接件清洗剂，其特征在于，包括以下组分：
无机酸：220g/kg；
有机酸：7g/kg；
络合剂：0.8g/kg；
第一表面活性剂：35g/kg；
第二表面活性剂：15g/kg；
水：余量。
优选的，所述无机酸为氟硼酸。
优选的，所述有机酸为柠檬酸。
优选的，所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠。
进一步的，所述第一表面活性剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚。
优选的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的型号为1009。
本发明采用的脂肪醇聚氧乙烯醚，位阻小，渗透性能好，易分散或溶于水，具有优良的润湿性，渗透性和乳化性，是环保型的表面活性剂。
进一步的，所述第二表面活性剂为阴离子表面活性剂。
进一步的，所述第二表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）。
进一步的，所述清洗剂的酸度为15-35点。
实施例2
一种无磷型铜材焊接件清洗剂，其特征在于，包括以下组分：
无机酸：150g/kg；
有机酸：0.5g/kg；
络合剂：0.5g/kg；
第一表面活性剂：20g/kg；
第二表面活性剂：10g/kg；
水：余量。
优选的，所述无机酸为氟硼酸。
优选的，所述有机酸为柠檬酸。
优选的，所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠。
进一步的，所述第一表面活性剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚。
本发明采用的脂肪醇聚氧乙烯醚，位阻小，渗透性能好，易分散或溶于水，具有优良的润湿性，渗透性和乳化性，是环保型的表面活性剂。
进一步的，所述第二表面活性剂为阴离子表面活性剂。
进一步的，所述第二表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）。
进一步的，所述清洗剂的酸度为15-35点。
实施例3
一种无磷型铜材焊接件清洗剂，其特征在于，包括以下组分：
无机酸：300g/kg；
有机酸：15g/kg；
络合剂：1g/kg；
第一表面活性剂：50g/kg；
第二表面活性剂：20g/kg；
水：余量。
优选的，所述无机酸为氟硼酸。
优选的，所述有机酸为柠檬酸。
优选的，所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠。
进一步的，所述第一表面活性剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述第二表面活性剂为阴离子表面活性剂。
进一步的，所述第二表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）。
进一步的，所述清洗剂的酸度为15-35点。
实施例4
一种无磷型铜材焊接件清洗剂，其特征在于，包括以下组分：
无机酸：120g/kg；
有机酸：3g/kg；
络合剂：0.3g/kg；
第一表面活性剂：10g/kg；
第二表面活性剂：5g/kg；
水：余量。
优选的，所述无机酸为氟硼酸。
优选的，所述有机酸为柠檬酸。
优选的，所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠。
进一步的，所述第一表面活性剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述第二表面活性剂为阴离子表面活性剂。
进一步的，所述第二表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）。
进一步的，所述清洗剂的酸度为15-35点。
实施例5
一种无磷型铜材焊接件清洗剂，其特征在于，包括以下组分：
无机酸：350g/kg；
有机酸：25g/kg；
络合剂：3g/kg；
第一表面活性剂：65g/kg；
第二表面活性剂：26g/kg；
水：余量。
优选的，所述无机酸为氟硼酸。
优选的，所述有机酸为柠檬酸。
优选的，所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠。
进一步的，所述第一表面活性剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述第二表面活性剂为阴离子表面活性剂。
进一步的，所述第二表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）。
进一步的，所述清洗剂的酸度为15-35点。
实施例6
本实施例为一种与实施例1相同的无磷型铜材焊接件清洗剂，所不同的是：
进一步的，所述无机酸为氢氟酸。
进一步的，所述有机酸为草酸。
进一步的，所述络合剂为柠檬酸三钠。
进一步的，所述第一表面活性剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的型号为1008。
实施例7
本实施例为一种与实施例2相同的无磷型铜材焊接件清洗剂，所不同的是：
进一步的，所述无机酸为氟硅酸。
进一步的，所述有机酸为羟基乙酸。
进一步的，所述络合剂为酒石酸钾钠。
进一步的，所述第一表面活性剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的型号为1303。
实施例8
本实施例为一种与实施例3相同的无磷型铜材焊接件清洗剂，所不同的是：
进一步的，所述无机酸为硼酸。
进一步的，所述有机酸为酒石酸。
进一步的，所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠。
进一步的，所述第一表面活性剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的型号为1305。
实施例9
本实施例为一种与实施例1相同的无磷型铜材焊接件清洗剂，所不同的是：
进一步的，所述无机酸为硅酸。
进一步的，所述有机酸为乳酸。
进一步的，所述络合剂为柠檬酸三钠。
进一步的，所述第一表面活性剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的型号为1007、1306的组合。
对比例1
本实施例为一种与实施例1相同的无磷型铜材焊接件清洗剂，所不同的是：
进一步的，所述第一表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
进一步的，所述第二表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
对比例2
本实施例为一种与实施例1相同的无磷型铜材焊接件清洗剂，所不同的是：
进一步的，所述第一表面活性剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚。
进一步的，所述第二表面活性剂为聚乙二醇-8000。
对比例3
本实施例为一种与实施例1相同的无磷型铜材焊接件清洗剂，所不同的是：
进一步的，所述第一表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
进一步的，所述第二表面活性剂为聚乙二醇-8000。
实施例10
一种无磷型铜材焊接件清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按组分配比，将第一表面活性剂与第二表面活性剂混合后，加水加热溶解至均匀透明；将无机酸、有机酸、络合剂用水混合均匀后，倒入此前已溶解的表面活性剂混合液中，搅拌均匀即为本清洗剂。
实验效果测试
采用本发明的使用方法，使用通过实施例10方法制备的实施例1-3、实施例6-9、对比例1-3组分的清洗剂，对同一批次的黄铜阀体头与紫铜管焊接后形成阀体工件进行清洗，将清洗完成之后的工件取出后，立即观察表面情况，静置24h后再次观察表面情况的变化。对清洗效果的评价：以油污去除的彻底程度为判断标准，清洗彻底、表面光洁且静置24h后不变色为合格，其余为不合格。结果如下表所示：
| 项目 | 油污去除程度 | 表面光洁度 | 24h后表面情况 |
| 实施例1 | 洁净无油污 | 光洁 | 不变色 |
| 实施例2 | 洁净无油污 | 光洁 | 不变色 |
| 实施例3 | 洁净无油污 | 光洁 | 不变色 |
| 实施例6 | 洁净无油污 | 表面有细小斑点 | 表面斑点变色 |
| 实施例7 | 洁净无油污 | 表面有细小斑点 | 表面斑点变色 |
| 实施例8 | 洁净无油污 | 表面有细小斑点 | 表面斑点变色 |
| 实施例9 | 洁净无油污 | 表面有细小斑点 | 表面斑点变色 |
| 对比例1 | 洁净无油污 | 表面有不均匀斑点 | 表面斑点变色 |
| 对比例2 | 洁净无油污 | 表面有不均匀斑点 | 表面斑点变色 |
| 对比例3 | 有轻微油污 | 表面有不均匀斑点 | 表面斑点变色 |
进一步的，按本发明的使用方法，采用实施例1的清洗剂、现有技术的酸洗液1、酸洗液2（酸洗液1为广东凯盟钝化防锈技术有限公司生产的型号为MS0310的铜材酸洗抛光光亮剂；酸洗液2为广东凯盟钝化防锈技术有限公司生产的型号为MS0309的铜材酸洗抛光光亮剂），按使用要求兑水后，对铜材溶解率进行测试，分别将紫铜和黄铜放入实施例1的清洗剂、现有技术的酸洗液1、酸洗液2中。
其中，实施例1的清洗剂使用浓度为20%，50℃超声波振动清洗，时间为10分钟；酸洗液1使用浓度为50%，常温浸泡清洗，时间为5分钟；酸洗液2使用浓度为100%，常温浸泡清洗，时间为5分钟，观察清洗液酸度降低、紫铜损耗和黄铜损耗，结果如下表所示。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过本领域任一现有技术实现。
Claims (10)
1.一种无磷型铜材焊接件清洗剂，其特征在于，包括以下组分：
无机酸：100-400g/kg；
有机酸：1-30g/kg；
络合剂：0.1-5g/kg；
第一表面活性剂：5-75g/kg；
第二表面活性剂：2-30g/kg；
水：余量。
2.根据权利要求1所述的无磷型铜材焊接件清洗剂，其特征在于，包括以下组分：
无机酸：150-300g/kg；
有机酸：0.5-15g/kg；
络合剂：0.5-1g/kg；
第一表面活性剂：20-50g/kg；
第二表面活性剂：10-20g/kg；
水：余量。
3.根据权利要求1或2所述的无磷型铜材焊接件清洗剂，其特征在于，所述第二表面活性剂为非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性离子型表面活性剂中的任一种。
4.根据权利要求3所述的无磷型铜材焊接件清洗剂，其特征在于，所述无机酸为盐酸、硫酸、硼酸、过硼酸、氟硼酸、偏硼酸、碳酸、氢氟酸、硅酸、氟硅酸中的任一种。
5.根据权利要求4所述的无磷型铜材焊接件清洗剂，其特征在于，所述有机酸为乙酸、羟基乙酸、酒石酸、草酸、乳酸、柠檬酸中的任一种。
6.根据权利要求3所述的无磷型铜材焊接件清洗剂，其特征在于，所述络合剂为柠檬酸三钠、酒石酸钾钠、乙二胺四乙酸二钠中的任意一种。
7.根据权利要求3所述的无磷型铜材焊接件清洗剂，其特征在于，所述第一表面活性剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚。
8.根据权利要求7所述的无磷型铜材焊接件清洗剂，其特征在于，所述第二表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
9.根据权利要求5所述的无磷型铜材焊接件清洗剂，其特征在于，所述清洗剂的酸度为15-35点。
10.一种无磷型铜材焊接件清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按权利要求1或2的清洗剂组分配比，将第一表面活性剂与第二表面活性剂混合后，加水加热溶解至均匀透明；将无机酸、有机酸、络合剂用水混合均匀后，倒入此前已溶解的表面活性剂混合液中，搅拌均匀即为本清洗剂；
所述无机酸为氟硼酸，所述有机酸为柠檬酸，所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠，所述第一表面活性剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚，所述第二表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。
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