CN117626283A - 一种可回收利用的酸性金属清洗剂制备方法及用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及清洗剂技术领域，提出了一种可回收利用的酸性金属清洗剂制备方法及用途，其中，本发明提供的一种可回收利用的酸性金属清洗剂，按重量配比，其制备原料包括：15‑30份的酸剂组分、3‑8份的螯合剂组份、10‑20份的表面活性剂组份、其余为蒸馏水。本发明的可回收利用的酸性金属清洗剂具有可回收利用且回收液效果稳定的优点，既能与新的清洗剂复配减少水资源的消耗，又能单独作为金属除锈剂使用。将使用后的清洗液进行回收利用的意义在于，减少了废液排放时的无害化处理成本与水资源的消耗。本发明酸性金属清洗剂具有成本低、清洗效果好、无残留、性质稳定以及能够回收利用的优点。

Description

一种可回收利用的酸性金属清洗剂制备方法及用途

技术领域

本发明涉及清洗剂技术领域，具体的，涉及一种可回收利用的酸性金属清洗剂制备方法及用途。

背景技术

目前，金属材料在机械制造业中使用广泛，金属部件在使用过程中容易受到周围环境的影响而出现生锈、脏污等问题，进而影响生产效率、增加成本。所以市面上出现了各种各样的清洗剂，主要包括酸性清洗剂、碱性清洗剂、水基型清洗剂等等。但是大多数产品由于原材料问题导致对环境污染大、不环保，清洗后的残留物不易去除，对金属的腐蚀性大以及清洗后的废液不易处理等缺点。因此，研究一种新型的可回收利用的金属清洗剂显得尤为重要。

发明内容

本发明提出一种可回收利用的酸性金属清洗剂制备方法及用途，解决了相关技术中的现有的金属清洗剂对环境污染大、不环保，清洗后的残留物不易去除，对金属的腐蚀性大以及清洗后的废液不易处理的问题。

本发明的技术方案如下：一种可回收利用的酸性金属清洗剂，按重量配比，制备原料包括：

15-30份的酸剂组分；

3-8份的螯合剂组分；

10-20份的表面活性剂组份；

其余为蒸馏水。

优选的，所述酸剂组份为盐酸、硝酸、草酸、乳酸、氨基磺酸中的一种或几种。

优选的，所述螯合剂组份为水解聚马来酸酐HPMA、乙二胺四乙酸二钠、羟基乙叉二磷酸、聚甲基丙烯酸中的一种或几种。

优选的，所述表面活性剂组份为烷基酚聚氧乙烯醚、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、月桂醇醚磷酸酯、月桂基亚氨基二乙酸二钠中的一种或几种。

一种可回收利用的酸性金属清洗剂的制备方法，使用如上述权利要求中任一种可回收利用的酸性金属清洗剂，包含：

采用一种回收装置，将使用过的清洗液收集起来，利用回收装置的沉降原理，将清洗液中颗粒状的污垢或成团的络合物进行沉降，只收集上层液体，再将处理后的清洗液回收装桶，待下次清洗时，根据比例将回收液与新的清洗液进行配比；

其中，所述回收装置包括PP材质做的储液箱体、回收液进液口、底部有孔挡板、蜂窝斜板、上部有孔挡板、回收液沉淀后出液口以及沉淀排污口；

将使用过的清洗液倒入回收液进液口中，回收液进入储液箱体后，根据连通器原理，会从装置内底部的有孔挡板处流入蜂窝斜板，在浅池沉淀理论的作用下，回收液当中的不溶物会留在蜂窝斜板上或在重力作用下逐步掉落在沉淀排污口的上方，而干净的回收液会流经上方的有孔挡板处，最后从回收液沉淀后出液口处排出，此时将净化后的回收液进行装桶即可。最后，在回收液处理完成后，将储液箱体中存在的沉淀物从沉淀排污口处排走。

一种可回收利用的酸性金属清洗剂用途，包含：通过渗透、剥离、溶解、乳化等原理将金属部件表面上的油污、锈迹、无机盐污垢除去。

本发明的工作原理及有益效果为：

(1)本发明的可回收利用的酸性金属清洗剂具有可回收利用且回收液效果稳定的优点，既能与新的清洗剂复配减少水资源的消耗，又能单独作为金属除锈剂使用。将使用后的清洗液进行回收利用的意义在于，减少了废液排放时的无害化处理成本与水资源的消耗。

(2)本发明的可回收利用的酸性金属清洗剂的作用机理是采用了酸剂组份、螯合剂、表面活性剂与水进行复配后，使其能有效的快速渗透到油污、锈迹、无机盐污垢中，通过渗透、剥离、溶解、乳化等原理能快速的将金属部件表面上的油污、锈迹、无机盐污垢除去。

(3)本发明的可回收利用的酸性金属清洗剂，采用了易清洗、除污快、刺激性低、生物降解性好的表面活性剂，为了使清洗过程中脱离下来的污垢不再沉积到清洗金属部件表面，优选了月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠，使得脱离下来的污垢能在清洗剂中被乳化分散或增溶，从而不会回到被清洗物表面，解决了其他清洗剂清洗后还需用大量的清水冲洗工件表面附着物的问题，有效的降低了生产成本和减少了资源浪费。

(4)本发明的可回收利用的酸性金属清洗剂，为了减少对环境、操作工人、金属部件的危害和损伤，替换或降低了强酸的使用量，增加了易分解、酸性弱的有机酸的用量，使用无机酸是为了弥补有机酸的酸性不足从而不能达到将金属部件表面污垢彻底去除的目的。

(5)本发明的可回收利用的酸性金属清洗剂，使用了刺激性低、易清洗、生物降解性好的表面活性剂和螯合剂。其中螯合剂组份中的水解聚马来酸酐还具有优异的阻垢性能以及一定的缓蚀作用，可以减少金属部件在清洗过程中的腐蚀率。

(6)本发明优选地采用了耐高温、不易挥发、稳定性好的表面活性剂和螯合剂，这有利于回收后仍保留有效性。本发明的酸性金属清洗剂水溶液的温度在35-45℃时，清洗效率提升很大。提供了一种能提高清洗效率的清洗方式，发明人发现在本申请中清洗温度的提高可以缩短清洗时间，这是由于温度增加可以加速清洗剂中的化学反应，使清洗剂对的清洁能力增强，从而可以减少清洗时间，提高生产效率。温度的升高还可以降低清洗剂的黏度，增加清洗剂的流动性，使其更容易浸入被清洗物表面的微小孔隙中，同时也可以促进清洗剂中溶解物质的扩散速度、促进清洗剂中气泡的形成和破裂，因此增加了清洗剂的清洁能力。

(7)本发明的可回收利用的酸性金属清洗剂，采用了污染小、危害低的新型有机环保原材料，通过科学的配比使其具有高效、环保、安全的特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明提出的回收装置结构示意图；

图中：1、PP材质做的储液箱体；2、回收液进液口；3、底部有孔挡板；4、蜂窝斜板；5、上部有孔挡板；6、回收液沉淀后出液口；7、沉淀排污口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种可回收利用的酸性金属清洗剂制备方法，采用一种回收装置，将使用过的清洗液收集起来，利用回收装置的沉降原理，将清洗液中颗粒状的污垢或成团的络合物进行沉降，只收集上层液体，再将处理后的清洗液装桶，待下次清洗时，根据比例将回收液与新的清洗液进行配比，该方法的好处是既能减少清洗液的使用量降低成本，又能使废液重新回收利用减少环境污染。

具体的，回收装置包括PP材质做的储液箱体1、开设于储液箱体1顶部的回收液进液口2、设置于PP材质做的储液箱体1内部下侧的底部有孔挡板3、设置于PP材质做的储液箱体1上侧的上部有孔挡板5、分布于底部有孔挡板3与上部有孔挡板之间的蜂窝斜板4、设置于上部有孔挡板5一侧的回收液沉淀后出液口6以及设置于PP材质做的储液箱体1底部的沉淀排污口7；

将使用过的清洗液倒入回收液进液口2中，回收液进入储液箱体1后，根据连通器原理，会从装置内底部的有孔挡板3处流入蜂窝斜板4，在浅池沉淀理论的作用下，回收液当中的不溶物会留在蜂窝斜板4上或在重力作用下逐步掉落在沉淀排污口7的上方，而干净的回收液会流经上方的有孔挡板5处，最后从回收液沉淀后出液口6处排出，此时将净化后的回收液进行装桶即可。最后，在回收液处理完成后，将储液箱体1中存在的沉淀物从沉淀排污口7处排走。

为了达到回收效果明显的目的，本发明特地的减少了强酸的使用量，避免因反应剧烈导致废液中的颗粒状污垢减少，因此采用了以酸性较弱的有机酸为主，使得从金属部件上剥离、脱落下来的残渣、污垢等固体大部分只分散在清洗液中，而不会被大量溶解进清洗液中。

并且回收后的清洗液具有优异的金属除锈能力且不会损伤金属表面，将待除锈金属浸入其中，4—5h后金属恢复本身光泽，且腐蚀率极低。

为了达到在回收后回收液中的杂质能被有效去除，特意对原材料组份进行了分析，着重选用了稳定性好，不易挥发的配方组份，具体如下：

一种可回收利用的酸性金属清洗剂，由以下重量配比的原材料组成：15-30份的酸剂组分、3-8份的螯合剂组份、10-20份的表面活性剂组份、其余为蒸馏水。

进一步地，酸剂组份为盐酸、硝酸、草酸、乳酸、氨基磺酸中的一种或几种。其作用是主要为该配方提供酸性，从而能够有效的去除金属部件表面的氧化物、锈迹、污垢，使得金属表面光亮恢复本色，这对于金属回收清洗有显著意义，不仅能提高金属资源利用率还能降低企业生产成本。其中草酸能与许多金属形成溶于水的络合物。氨基磺酸不仅是价廉易得和稳定性好的固体酸，其水溶液还具有与硫酸同等的强酸性，又由于其具有不挥发、不吸潮、对人体危害小、且腐蚀率低的优点所以本发明特地将其代替硫酸等强酸，减少对环境、人体、设备的危害。因为草酸、乳酸、氨基磺酸等除垢、除锈能力有可能欠缺，所以特地引入盐酸、硝酸来对其进行弥补。

进一步地，螯合剂组份为水解聚马来酸酐(HPMA)、乙二胺四乙酸二钠、羟基乙叉二磷酸、聚甲基丙烯酸中的一种或几种。其作用是与金属离子起螯合作用，具有一定的分散性，可以分散在清洗剂中渗透进入垢体中，从而使得垢体在本清洗剂的其他组份配合下能轻易去除，其生成的金属螯合物比同类的络合物具有更好的稳定性。其中水解聚马来酸酐、聚甲基丙烯酸中有大量的羧酸存在，羧基氧原子具有形成配位键的能力，具有良好的胶体性能和分散作用。水解聚马来酸酐还具有优异的阻垢性能以及一定的缓蚀作用，可以减少金属部件在清洗过程中的腐蚀率。

进一步地，表面活性剂组份为烷基酚聚氧乙烯醚、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、月桂醇醚磷酸酯、月桂基亚氨基二乙酸二钠中的一种或几种。其作用是通过降低水的表面张力从而使得清洗剂组份快速浸入金属部件表面，来达到去除金属部件表面污垢、锈迹的效果。其中月桂基磺化琥珀酸单酯二钠具有非常容易冲洗、去污力强的优点，属于常见的温和表面活性剂，具有刺激性低，耐硬水，生物降解性好的特点，因为其能与其他表面活性剂配伍，这能保证清洗剂体系的清洗效率，本发明还优选了刺激性显著低于其他表面活性剂且具有优异的抗硬水性能的椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠，由于其极易清洗不仅冲洗用的水量降低、还能减少金属部件的清洗剂残留。优选了与其他表面活性剂组份相溶性好、对皮肤刺激低的月桂基亚氨基二乙酸二钠。同时为了防止部分易生锈的金属部件在清洗后使用过程中再度出现生锈的情况，还优选了具有优异防锈性能的月桂醇醚磷酸酯。

实施例一

本实施例的一种可回收利用的酸性金属清洗剂，组成成分按照重量配比包括：

酸剂组份：盐酸(AR，38％)5份、草酸6份、氨基磺酸6份；

螯合剂组分：水解聚马来酸酐4份、乙二胺四乙酸二钠3份；

表面活性剂组份：烷基酚聚氧乙烯醚6份、月桂基磺化琥珀酸单酯钠8份；

蒸馏水62份。

将5份盐酸用蒸馏水稀释倒入反应釜中，搅拌均匀后，加入6份草酸、6份氨基磺酸，将反应釜温度升至30℃混合搅拌15min；

第一步完成后将反应釜温度升至40℃后，加入6份烷基酚聚氧乙烯醚、8份月桂基磺化琥珀酸单酯二钠搅拌40min；

第二步完成后待反应釜温度降至35℃，随即逐步加入4份水解聚马来酸酐、3份乙二胺四乙酸二钠搅拌20min；

第三步完成后温度保持不变将剩余蒸馏水全部加入，搅拌20min即可得到可回收利用的酸性金属清洗剂。

实施例二

本实施例的一种可回收利用的酸性金属清洗剂，组成成分按照重量配比包括：

酸剂组份：硝酸(AR，65％)6份、乳酸7份、氨基磺酸9份；

螯合剂组分：羟基乙叉二磷酸2份、聚甲基丙烯酸5份；

表面活性剂组份：月桂基磺化琥珀酸单酯二钠8份、椰油酸单乙醇胺磺基琥珀酸单酯二钠9份；

蒸馏水54份。

将6份硝酸用蒸馏水稀释倒入反应釜中，搅拌均匀后，加入7份乳酸、9份氨基磺酸，将反应釜温度升至30℃混合搅拌20min；

第一步完成后将反应釜温度升至40℃后，加入8份月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、9份椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠搅拌50min；

第二步完成后待反应釜温度降至35℃，随即逐步加入2份羟基乙叉二磷酸、5份聚甲基丙烯酸搅拌25min；

第三步完成后温度保持不变将剩余蒸馏水全部加入，搅拌20min即可得到可回收利用的酸性金属清洗剂。

实施例三

本实施例的一种可回收利用的酸性金属清洗剂，组成成分按照重量配比：

酸剂组份：盐酸(AR，38％)4份，硝酸(AR，65％)5份；草酸8份、乳酸10份；

螯合剂组分：水解聚马来酸酐(HPMA)3份、乙二胺四乙酸二钠2份、羟基乙叉二磷酸3份、

表面活性剂组份：月桂基磺化琥珀酸单酯二钠6份、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠4份、月桂醇醚磷酸酯7份；

蒸馏水48份。

将4份盐酸、5份硝酸分别用蒸馏水稀释后倒入反应釜中，搅拌均匀后，加入8份草酸、10份乳酸，将反应釜温度升至35℃混合搅拌20min；

第一步完成后将反应釜温度升至45℃后，加入6份月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、4份椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、7份月桂醇醚磷酸酯搅拌55min；

第二步完成后待反应釜温度降至35℃，随即逐步加入3份水解聚马来酸酐、2份乙二胺四乙酸二钠、3份羟基乙叉二磷酸搅拌30min；

第三步完成后温度保持不变将剩余蒸馏水全部加入，搅拌30min即可得到可回收利用的酸性金属清洗剂。

实施例四

本实施例的一种可回收利用的酸性金属清洗剂，组成成分按照重量配比：

酸剂组份：盐酸(AR，38％)3份，硝酸(AR，65％)3份；草酸6份、乳酸8份、氨基磺酸10份；

螯合剂组分：水解聚马来酸酐2份、乙二胺四乙酸二钠2份、羟基乙叉二磷酸1份、聚甲基丙烯酸3份；

表面活性剂组份：烷基酚聚氧乙烯醚2份、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠4份、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠4份、月桂醇醚磷酸酯5份、月桂基亚氨基二乙酸二钠5份

蒸馏水42份。

将3份盐酸、3份硝酸分别用蒸馏水稀释后倒入反应釜中，搅拌均匀后，加入6份草酸、8份乳酸、10份氨基磺酸，将反应釜温度升至35℃混合搅拌20min；

第一步完成后将反应釜温度升至45℃后，加入2份烷基酚聚氧乙烯醚、4份月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、4份椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、5份月桂醇醚磷酸酯、5份月桂基亚氨基二乙酸二钠搅拌60min；

第二步完成后待反应釜温度降至40℃，随即逐步加入2份水解聚马来酸酐、2份乙二胺四乙酸二钠、1份羟基乙叉二磷酸、3份聚甲基丙烯酸搅拌30min；

第三步完成后温度保持不变将剩余蒸馏水全部加入，搅拌20min即可得到可回收利用的酸性金属清洗剂。

采用上述实施例所制得的可回收利用的酸性金属清洗剂的使用方法是：

A、将制得的可回收利用的酸性金属清洗剂以2:8的比例配制，加入80％的水；

B、将配制好的清洗剂倒入有加热功能的清洗槽中，加热到35—45℃，随后将待清洗的金属部件浸泡到其中；

C、将清洗后的金属部件漂洗干净后，干燥处理。

根据需要将使用过的清洗液进行回收装桶。

之后，进行稳定性测试：将上述实施例所制得的可回收利用的酸性金属清洗剂，分别倒入密封性好的容器内，每个实施例装3瓶共4组，避光干燥，分别在30天、60天、180天取一组进行清洗剂有效性测试。

上述实施例所制得的可回收利用的酸性金属清洗剂能有效去除金属部件表面的脏污、油渍，且能使金属部件表面变得光亮。

表1：可回收利用的酸性金属清洗剂与水复配检验结果如下表所示：

以实施例四为例，按比例将净化后的回收液与新液复配进行效果检测。

表2：实施例四回收液与实施例四新液复配检验结果如下表所示：

由表1中结论可知，本发明的可回收利用的酸性金属清洗剂性能优良，具有优异的去除脏污、油渍、除锈的功能且腐蚀率低、清洗迅速，有效的减少时间成本。其中以实施例四提供的可回收利用的酸性金属清洗剂综合性能最优。

由表2中结论可知，本发明的可回收利用的酸性金属清洗剂实施例四的回收液与实施例四新液复配后，效果显著，对新液的消耗量也减少了，降低了生产成本。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种可回收利用的酸性金属清洗剂，其特征在于，按重量配比，制备原料包括：

15-30份的酸剂组分；

3-8份的螯合剂组分；

10-20份的表面活性剂组份；

其余为蒸馏水。

2.根据权利要求1所述的一种可回收利用的酸性金属清洗剂，其特征在于，所述酸剂组份为盐酸、硝酸、草酸、乳酸、氨基磺酸中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种可回收利用的酸性金属清洗剂，其特征在于，所述螯合剂组份为水解聚马来酸酐(HPMA)、乙二胺四乙酸二钠、羟基乙叉二磷酸、聚甲基丙烯酸中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种可回收利用的酸性金属清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂组份为烷基酚聚氧乙烯醚、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、月桂醇醚磷酸酯、月桂基亚氨基二乙酸二钠中的一种或几种。

5.一种可回收利用的酸性金属清洗剂的制备方法，使用如权利要求1-4中任一种可回收利用的酸性金属清洗剂，其特征在于，包含：

采用一种回收装置，将使用过的清洗液收集起来，利用回收装置的沉降原理，将清洗液中颗粒状的污垢或成团的络合物进行沉降，只收集上层液体，再将处理后的清洗液回收装桶，待下次清洗时，根据比例将回收液与新的清洗液进行配比；

其中，所述回收装置包括PP材质做的储液箱体(1)、回收液进液口(2)、底部有孔挡板(3)、蜂窝斜板(4)、上部有孔挡板(5)、回收液沉淀后出液口(6)以及沉淀排污口(7)；

将使用过的清洗液倒入回收液进液口(2)中，回收液进入储液箱体(1)后，根据连通器原理，会从装置内底部的有孔挡板(3)处流入蜂窝斜板(4)，在浅池沉淀理论的作用下，回收液当中的不溶物会留在蜂窝斜板(4)上或在重力作用下逐步掉落在沉淀排污口(7)的上方，而干净的回收液会流经上方的有孔挡板(5)处，最后从回收液沉淀后出液口(6)处排出，此时将净化后的回收液进行装桶即可。最后，在回收液处理完成后，将储液箱体(1)中存在的沉淀物从沉淀排污口(7)处排走。

6.一种可回收利用的酸性金属清洗剂用途，使用如权利要求1-4中任一种可回收利用的酸性金属清洗剂，其特征在于，包含：通过渗透、剥离、溶解、乳化等原理将金属部件表面上的油污、锈迹、无机盐污垢除去。