CN116875990A - 一种环保型水基机械零件清洗剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型水基机械零件清洗剂及其制备方法，所述环保型水基机械零件清洗剂按重量份计，其制备原料包括：分散螯合剂5‑20份，碱性助剂1‑10份，增稠剂5‑20份，非离子表面活性剂20‑60份，去离子水20‑60份；所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯型和/或脂肪酸酯类非离子表面活性剂；本发明所制备的环保型水基机械零件清洗剂不含磷酸盐、强酸、强碱以及铝盐等有害化学成分，对环境友好，同时清洗能力优异，防锈性能佳，高低温稳定性好，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明属于清洗技术领域，分类号为C11D1/72，具体的，涉及一种环保型水基机械零件清洗剂及其制备方法。
背景技术
目前在工业上，金属零件在进行磷化、涂装、电镀等表面处理前，首先要将表面的油污去除干净，而清洗机械零件通常都是使用挥发型油性清洗产品，如汽油、溶剂油、煤油、柴油等油性溶剂类产品清洗，其主体部分是由甲苯、二氯甲烷、甲醇等对人体毒性大及环境破坏性大的原料组成，这种方法的优点是除油脱脂能力强，被清洗的工件不容易生锈，但该方法的缺点是1、闪点低，易燃，存在生产安全隐患；2、气味大，对人体毒性大；3、不环保，废油难以处理污染环境；4、使用量大，挥发性产品损耗大成本高，5、生产使用过程有存在安全危险。而采用普通的水基清洗剂虽然清洗能力强，使用也较安全，但容易使被清洗的工件生锈。
中国专利CN103510100B公开了一种金属清洗剂，通过阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂等成分制备的金属清洗剂，在低温下的去油效果好，抗腐蚀性能佳，但其并未解决清洗剂的高温稳定性问题，并且其含有磷酸盐成分，会对环境造成一定的危害。
中国专利CN1117141C公开了一种高效金属清洗剂，通过烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基二乙醇酰胺、三乙醇胺等成分制备出防锈性能较好的清洗剂，但其清洗率仅达91.7％，虽然其对环境无污染，但其清洗率还需进一步改善。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的第一个方面提供了一种环保型水基机械零件清洗剂，按重量份计，其制备原料包括：分散螯合剂5-20份，碱性助剂1-10份，增稠剂5-20份，非离子表面活性剂20-60份，去离子水20-60份；所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯型和/或脂肪酸酯类非离子表面活性剂。
进一步优选的，所述环保型水基机械零件清洗剂，按重量份计，其制备原料包括：分散螯合剂10-15份，碱性助剂3-5份，增稠剂10-15份，非离子表面活性剂28-40份，去离子水20-40份；所述聚氧乙烯型非离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酰胺、聚氧乙烯脂肪胺、吐温中的至少一种，所述脂肪酸酯类非离子表面活性剂为异构脂肪酸脂乙基化合物。
进一步优选的，所述环保型水基机械零件清洗剂，按重量份计，其制备原料包括：分散螯合剂12份，碱性助剂4份，增稠剂13份，非离子表面活性剂36份，去离子水35份；所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚和异构脂肪酸脂乙基化合物。
优选的，所述分散螯合剂为羧酸类化合物。
优选的，所述碱性助剂为无机碱。
优选的，所述无机碱为硅酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、偏硅酸钠、柠檬酸钠、氢氧化钾、氨水中的至少一种。
进一步优选的，所述无机碱为硅酸钠。
优选的，所述增稠剂为含有端羟基的聚合物。
进一步优选的，所述含有端羟基的聚合物为聚乙二醇。
优选的，所述含有端羟基的聚合物的平均分子量＜1000。
进一步优选的，所述含有端羟基的聚合物的平均分子量为200-800。
进一步优选的，所述含有端羟基的聚合物的平均分子量为200-600。
进一步优选的，所述含有端羟基的聚合物的平均分子量为400。
优选的，所述非离子表面活性剂还包括含脂肪酰胺类非离子表面活性剂。
进一步优选的，所述含脂肪酰胺类非离子表面活性剂的具体成分为脂肪酰胺类乙基氧化物、脂肪酸、异构支链胺和乙氧基醇醚化物。
本申请加入含脂肪酰胺类非离子表面活性剂，其酰胺键的存在有利于氢键的形成，降低了临界胶束浓度，一定程度上提高了体系的稳定性，同时其中含有少量的脂肪酸，在硅酸钠的共同作用下，进一步提高了清洗剂的防锈性能。
优选的，所述聚氧乙烯型、脂肪酸酯类非离子表面活性剂和含脂肪酰胺类非离子表面活性剂的HLB值均小于18。
进一步优选的，所述聚氧乙烯型、脂肪酸酯类非离子表面活性剂和含脂肪酰胺类非离子表面活性剂的HLB值均小于15。
进一步优选的，所述聚氧乙烯型、脂肪酸酯类非离子表面活性剂和含脂肪酰胺类非离子表面活性剂的HLB值均为11-14.5。
优选的，所述非离子表面活性剂为含脂肪酰胺类非离子表面活性剂、聚氧乙烯型和脂肪酸酯类，三者质量比为(15-20)：(3-5)：(10-15)。
本申请限定含脂肪酰胺类非离子表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚和异构脂肪酸乙基化合物的质量比为(15-20)：(3-5)：(10-15)，在羧酸类化合物的共同作用下，三者复配将清洗率提高至99.9％，同时其中烷基酚聚氧乙烯醚具有的烷基碳链不仅能够较好的溶解非极性物质以及去污能力，同时还具备一定的缓蚀性能，而异构脂肪酸乙基化合物中的异构酯类结构能够使得体系的水-水汽渗透性提高，进一步提高清洗剂的润湿性能和稳定性能，在平均分子量为400的聚乙二醇的共同作用下，能够使得体系中的分子间形成平衡而稳定的空间序列，使得其获得较高的稳定性。
进一步优选的，所述非离子表面活性剂为含脂肪酰胺类非离子表面活性剂、聚氧乙烯型和脂肪酸酯类，三者质量比为(16-19)：(3-5)：(12-15)。
进一步优选的，所述非离子表面活性剂为含脂肪酰胺类非离子表面活性剂、聚氧乙烯型和脂肪酸酯类，三者质量比为18：4：14。
本发明第二方面提供了一种环保型水基机械零件清洗剂的制备方法，包括步骤如下：首先按重量份加入去离子水，在室温下加热后添加碱性助剂，搅拌后降温，再按重量份添加分散螯合剂、增稠剂、非离子表面活性剂，恒温搅拌后再降温即得。
有益效果：
(1)本发明所制备的环保型水基机械零件清洗剂无闪点，不存在安全隐患，气味温和，操作人员接触不过敏不伤手，废液可以生物降解，并且不含磷酸盐、强酸、强碱以及铝盐等有害化学成分，对环境友好，使用量少，损耗小且成本低，同时符合国家ROHS检测要求，，达到CMA和CNAS标准。
(2)本发明所制备的环保型水基机械零件清洗剂清洗能力优异，防锈性能佳，高低温稳定性好，使用寿命长，解决了现有技术中水基清洗剂防锈性能差的问题，此外，该清洗剂主要应用于有色金属，比如(铝、镁合金、铜合金等)，对铜合金的防锈性能最佳。
(3)本发明制备环保型水基机械零件清洗剂的制备方法简单，可操作性强。
附图说明
图1(左)为未清洗前铜合金表面，其表面充满油污，(右)为清洗后铜合金表面，其表面光亮洁净。
图2(左)为未清洗前钢表面，(右)为清洗后钢表面。
图3为未清洗压铸铝表面，表面存在白斑。
图4为清洗后压铸铝表面。
实施例
实施例1
一种环保型水基机械零件清洗剂，按重量份计，其制备原料包括：分散螯合剂12份，碱性助剂4份，增稠剂13份，非离子表面活性剂36份，去离子水35份；所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚和异构脂肪酸脂乙基化合物。
所述分散螯合剂为羧酸类化合物，其平均分子量为600-1200g/mol，pH值(1％水溶液)：7.5-9.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为PA-9。
所述碱性助剂为硅酸钠。
所述增稠剂为聚乙二醇，其平均分子量为360-440，购自江苏省海安石油化工厂。
所述非离子表面活性剂为含脂肪酰胺类非离子表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚和异构脂肪酸脂乙基化合物，三者质量比为18：4：14；
所述含脂肪酰胺类非离子表面活性剂的具体成分为脂肪酰胺类乙基氧化物、脂肪酸、异构支链胺和乙氧基醇醚化物，其HLB值为12.5-14.5，浊点(1％水溶液)为61℃，凝固点为-4℃，pH值(1％水溶液)为7.5-9.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为RQ-223H；
所述烷基酚聚氧乙烯醚的HLB值为11-13，浊点(1％水溶液)为39℃，凝固点为9.9℃，pH值(1％水溶液)为6.5-8.0，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为RQ-8；
所述异构脂肪酸脂乙基化合物的HLB值为12.8，浊点(1％水溶液)＞100℃，pH值(1％水溶液)为6.0-8.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为X-6；
本发明第二方面提供了一种环保型水基机械零件清洗剂的制备方法，包括步骤如下：首先按重量份加入去离子水，将去离子水从25℃加热至90℃后添加碱性助剂，恒温搅拌30min后，降温至60℃，再按重量份添加分散螯合剂、增稠剂、非离子表面活性剂，恒温搅拌30min后再降温至25℃即得。
实施例2
一种环保型水基机械零件清洗剂，按重量份计，其制备原料包括：分散螯合剂15份，碱性助剂5份，增稠剂15份，非离子表面活性剂40份，去离子水25份；所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚和异构脂肪酸脂乙基化合物。
所述分散螯合剂为羧酸类化合物，其平均分子量为600-1200g/mol，pH值(1％水溶液)：7.5-9.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为PA-9。
所述碱性助剂为硅酸钠。
所述增稠剂为聚乙二醇，其平均分子量为360-440，购自江苏省海安石油化工厂。
所述非离子表面活性剂为含脂肪酰胺类非离子表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚和异构脂肪酸脂乙基化合物，三者质量比为18：4：14；
所述含脂肪酰胺类非离子表面活性剂的具体成分为脂肪酰胺类乙基氧化物、脂肪酸、异构支链胺和乙氧基醇醚化物，其HLB值为12.5-14.5，浊点(1％水溶液)为61℃，凝固点为-4℃，pH值(1％水溶液)为7.5-9.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为RQ-223H；
所述烷基酚聚氧乙烯醚的HLB值为11-13，浊点(1％水溶液)为39℃，凝固点为9.9℃，pH值(1％水溶液)为6.5-8.0，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为RQ-8；
所述异构脂肪酸脂乙基化合物的HLB值为12.8，浊点(1％水溶液)＞100℃，pH值(1％水溶液)为6.0-8.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为X-6；
本发明第二方面提供了一种环保型水基机械零件清洗剂的制备方法，包括步骤如下：首先按重量份加入去离子水，将去离子水从25℃加热至90℃后添加碱性助剂，恒温搅拌30min后，降温至60℃，再按重量份添加分散螯合剂、增稠剂、非离子表面活性剂，恒温搅拌30min后再降温至25℃即得。
实施例3
一种环保型水基机械零件清洗剂，按重量份计，其制备原料包括：分散螯合剂10份，碱性助剂3份，增稠剂10份，非离子表面活性剂40份，去离子水37份；所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚和异构脂肪酸脂乙基化合物。
所述分散螯合剂为羧酸类化合物，其平均分子量为600-1200g/mol，pH值(1％水溶液)：7.5-9.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为PA-9。
所述碱性助剂为硅酸钠。
所述增稠剂为聚乙二醇，其分子量为360-440，购自江苏省海安石油化工厂。
所述非离子表面活性剂为含脂肪酰胺类非离子表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚和异构脂肪酸脂乙基化合物，三者质量比为18：4：14；
所述含脂肪酰胺类非离子表面活性剂的具体成分为脂肪酰胺类乙基氧化物、脂肪酸、异构支链胺和乙氧基醇醚化物，其HLB值为12.5-14.5，浊点(1％水溶液)为61℃，凝固点为-4℃，pH值(1％水溶液)为7.5-9.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为RQ-223H；
所述烷基酚聚氧乙烯醚的HLB值为11-13，浊点(1％水溶液)为39℃，凝固点为9.9℃，pH值(1％水溶液)为6.5-8.0，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为RQ-8；
所述异构脂肪酸脂乙基化合物的HLB值为12.8，浊点(1％水溶液)＞100℃，pH值(1％水溶液)为6.0-8.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为X-6；
本发明第二方面提供了一种环保型水基机械零件清洗剂的制备方法，包括步骤如下：首先按重量份加入去离子水，将去离子水从25℃加热至90℃后添加碱性助剂，恒温搅拌30min后，降温至60℃，再按重量份添加分散螯合剂、增稠剂、非离子表面活性剂，恒温搅拌30min后再降温至25℃即得。
对比例1
一种环保型水基机械零件清洗剂，按重量份计，其制备原料包括：分散螯合剂12份，碱性助剂4份，增稠剂13份，非离子表面活性剂36份，去离子水35份；所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚和异构脂肪酸脂乙基化合物。
所述分散螯合剂为羧酸类化合物，其平均分子量为600-1200g/mol，pH值(1％水溶液)：7.5-9.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为PA-9。
所述碱性助剂为硅酸钠。
所述增稠剂为聚乙二醇，其分子量为360-440，购自江苏省海安石油化工厂。
所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚和异构脂肪酸脂乙基化合物，二者质量比为10：26；
所述烷基酚聚氧乙烯醚的HLB值为11-13，浊点(1％水溶液)为39℃，凝固点为9.9℃，pH值(1％水溶液)为6.5-8.0，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为RQ-8；
所述异构脂肪酸脂乙基化合物的HLB值为12.8，浊点(1％水溶液)＞100℃，pH值(1％水溶液)为6.0-8.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为X-6；对比例2
一种环保型水基机械零件清洗剂，按重量份计，其制备原料包括：分散螯合剂12份，碱性助剂4份，增稠剂13份，非离子表面活性剂36份，去离子水35份；所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚和异构脂肪酸脂乙基化合物。
所述分散螯合剂为羧酸类化合物，其平均分子量为600-1200g/mol，pH值(1％水溶液)：7.5-9.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为PA-9。
所述碱性助剂为硅酸钠。
所述增稠剂为聚乙二醇，其分子量为360-440，购自江苏省海安石油化工厂。
所述非离子表面活性剂为含脂肪酰胺类非离子表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚和异构脂肪酸脂乙基化合物，三者质量比为13：9：14；
所述含脂肪酰胺类非离子表面活性剂的具体成分为脂肪酰胺类乙基氧化物、脂肪酸、异构支链胺和乙氧基醇醚化物，其HLB值为12.5-14.5，浊点(1％水溶液)为61℃，凝固点为-4℃，pH值(1％水溶液)为7.5-9.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为RQ-223H；
所述烷基酚聚氧乙烯醚的HLB值为11-13，浊点(1％水溶液)为39℃，凝固点为9.9℃，pH值(1％水溶液)为6.5-8.0，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为RQ-8；
所述异构脂肪酸脂乙基化合物的HLB值为12.8，浊点(1％水溶液)＞100℃，pH值(1％水溶液)为6.0-8.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为X-6；
本发明第二方面提供了一种环保型水基机械零件清洗剂的制备方法，包括步骤如下：首先按重量份加入去离子水，将去离子水从25℃加热至90℃后添加碱性助剂，恒温搅拌30min后，降温至60℃，再按重量份添加分散螯合剂、增稠剂、非离子表面活性剂，恒温搅拌30min后再降温至25℃即得。
对比例3
一种环保型水基机械零件清洗剂，按重量份计，其制备原料包括：分散螯合剂12份，碱性助剂4份，增稠剂8份，非离子表面活性剂36份，去离子水35份；所述非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚和异构脂肪酸脂乙基化合物。
所述分散螯合剂为羧酸类化合物，其平均分子量为600-1200g/mol，pH值(1％水溶液)：7.5-9.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为PA-9。
所述碱性助剂为硅酸钠。
所述增稠剂为聚乙二醇，其分子量为900-1000，购自江苏省海安石油化工厂。
所述非离子表面活性剂为含脂肪酰胺类非离子表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚和异构脂肪酸脂乙基化合物，三者质量比为18：4：14；
所述含脂肪酰胺类非离子表面活性剂的具体成分为脂肪酰胺类乙基氧化物、脂肪酸、异构支链胺和乙氧基醇醚化物，其HLB值为12.5-14.5，浊点(1％水溶液)为61℃，凝固点为-4℃，pH值(1％水溶液)为7.5-9.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为RQ-223H；
所述烷基酚聚氧乙烯醚的HLB值为11-13，浊点(1％水溶液)为39℃，凝固点为9.9℃，pH值(1％水溶液)为6.5-8.0，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为RQ-8；
所述异构脂肪酸脂乙基化合物的HLB值为12.8，浊点(1％水溶液)＞100℃，pH值(1％水溶液)为6.0-8.5，购自深圳市荣强科技有限公司，型号为X-6；
本发明第二方面提供了一种环保型水基机械零件清洗剂的制备方法，包括步骤如下：首先按重量份加入去离子水，将去离子水从25℃加热至90℃后添加碱性助剂，恒温搅拌30min后，降温至60℃，再按重量份添加分散螯合剂、增稠剂、非离子表面活性剂，恒温搅拌30min后再降温至25℃即得。
性能评价
(1)清洗率测试：将实施例和对比例所制备的清洗剂按照JB/T4323.2-19996进行测试(金属为铜合金)，测试结果如表1。
(2)稳定性测试：在高温60℃和低温0℃条件下，将清洗剂分别放置6个月后，均无分层和沉淀产生，则为合格，否则为不合格。
(3)防锈性能测试：按照测试标准GB/T61445.9进行检测(金属为铜合金)，测试结果如表1。
表1
| 实施例 | 清洗率(％) | 稳定性 | 防锈时间(天) |
| 实施例1 | 99.8 | 合格 | 60 |
| 实施例2 | 99.7 | 合格 | 60 |
| 实施例3 | 99.6 | 合格 | 60 |
| 对比例1 | 85.2 | 不合格 | 40 |
| 对比例2 | 90.2 | 合格 | 50 |
| 对比例3 | 95.2 | 不合格 | 55 |
Claims (10)
1.一种环保型水基机械零件清洗剂，其特征在于，按重量份计，其制备原料包括：分散螯合剂5-20份，碱性助剂1-10份，增稠剂5-20份，非离子表面活性剂20-60份，去离子水20-60份；所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯型和/或脂肪酸酯类非离子表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的一种环保型水基机械零件清洗剂，其特征在于，所述分散螯合剂为羧酸类化合物。
3.根据权利要求1所述的一种环保型水基机械零件清洗剂，其特征在于，所述碱性助剂为无机碱。
4.根据权利要求3所述的一种环保型水基机械零件清洗剂，其特征在于，所述无机碱为硅酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、偏硅酸钠、柠檬酸钠、氢氧化钾、氨水中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种环保型水基机械零件清洗剂，其特征在于，所述增稠剂为含有端羟基的聚合物。
6.根据权利要求5所述的一种环保型水基机械零件清洗剂，其特征在于，所述含有端羟基的聚合物的平均分子量＜1000。
7.根据权利要求1所述的一种环保型水基机械零件清洗剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂还包括含脂肪酰胺类非离子表面活性剂。
8.根据权利要求1或7所述的一种环保型水基机械零件清洗剂，其特征在于，所述聚氧乙烯型、脂肪酸酯类非离子表面活性剂和含脂肪酰胺类非离子表面活性剂的HLB值均小于18。
9.根据权利要求1所述的一种环保型水基机械零件清洗剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂为含脂肪酰胺类非离子表面活性剂、聚氧乙烯型和脂肪酸酯类，三者质量比为(15-20)：(3-5)：(10-15)。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的环保型水基机械零件清洗剂的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：首先将去离子水加热后添加碱性助剂，搅拌后降温，再添加分散螯合剂、增稠剂、非离子表面活性剂，恒温搅拌后再降温即得。
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