CN1308488C - 用于金属表面脱脂的水溶性化合物 - Google Patents

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Abstract

本发明属机械化工领域，涉及一种用于金属表面脱脂的水溶性组合物，该组合物为浓缩脱脂剂，含有下列组分和水(重量百分比)：30%～70%的碱性磷酸盐，5%～20%的碱性硼酸盐；4%至约15%的碱性硅酸盐；2%至约5%的碱性氢氧化物；8%～20%的非离子型表面活性剂，其亲水-亲油-平衡值HLB范围分别为约3～5和约13～15；5%～10%的水混溶性有机溶剂，在液相中完全能与水混溶的有机化合物及其混合物。使用该碱性水溶性组合物清除金属表面油污，不仅碱蚀量小，而且具有优良的清洗性能，并与后道工序的表面调整、磷化处理有良好的配套性能。

Description

用于金属表面脱脂的水溶性化合物
技术领域：本发明属于用于金属(08AI)冷轧钢板、铝合金钢板、镀锌板)表面脱脂的水溶性化合物。
背景技术：随着汽车工业的发展，对汽车提出了车体轻量化及高耐腐蚀性要求，铝合金板和镀锌钢板用于汽车的比率逐渐升高，以铝代钢以减轻车体质量的趋向越来越强烈，这样，铝合金件和镀锌板件油漆涂装前的表面处理也成为汽车涂装不可缺少的一个内容。上述板材件一般涂装工艺是：脱脂→水洗→表调→磷化→水洗→烘干→水性电泳底漆→水洗→烘干→或喷涂溶剂型面漆→烘干。脱脂是漆前表面处理的第一道工序，脱脂效果的好和差，直接影响到上述板材件磷化及油漆涂层的质量。由于铝合金件、镀锌钢板件不象冷轧钢板件能耐强碱液的侵蚀，因此不能采用强碱性的清洗剂进行清洗，一般采用表面活性剂碱性脱脂，或弱酸性、中强碱性的清洗剂清洗，此外，与冷轧钢板表面的清洗比较，没有更多的特殊要求。
发明内容：本发明为了提供一种适用于铝合金件、镀锌件、冷轧钢板件金属表面脱脂的水溶性组合物，该组合物为浓缩脱脂剂，含有下列组分和水(重量百分比)：30％～70％的碱性磷酸盐，5％～20％的碱性硼酸盐；4％至15％的碱性硅酸盐；2％至5％的碱性氢氧化物；8％～20％的非离子型表面活性剂，其亲水-亲油-平衡值HLB范围分别为3～5和13-15；5％～10％的水溶性有机溶剂，所述水溶性有机溶剂是在液相中完全能与水混溶的有机化合物及其混合物。
本发明脱脂剂配制的方法，按如下工序进行：水→非离子型表面活性剂→加入碱性硅酸盐、碱性磷酸盐、碱性硼酸盐、碱性氢氧化物的水溶液→水混溶性有机溶剂，进行充分的搅拌。
采用本发明提供的水溶性组合物能清除上述板材冲压拉延成汽车部件表面留下的拉延油、机械油、防锈油等有机油污，达到满意的清洗效果。本发明的脱脂组合物按工艺要求清除上述板材的表面油污，不仅对上述铝合金件、镀锌板件的溶解量(碱蚀量)小，而且对上述板材件具有优良的清洗性能，本发明的碱性水溶性组合物与后道工序的表面调整、磷化处理有良好的配套性能。
具体实施方式：本发明的适用于铝合金件、镀锌钢板件、冷轧钢板件等金属表面脱脂的水溶性组合物，该组合物为浓缩性脱脂剂，可配制成浆状或液体，含有下列组分和水，按重量百分比：
30％～70％的碱性磷酸盐，可选自磷酸三钠或磷酸三钾、焦磷酸钠(或钾)、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、次磷酸钠及其混合物；5％～20％的碱性硼酸盐，选自四硼酸钠；4％至15％的碱性硅酸盐，选自硅酸钠、硅酸钾；2％至5％的碱性氢氧化物，选自氢氧化钠；8％～20％的非离子型表面活性剂，其亲水-亲油-平衡值HLB范围分别为3～5和13-15，选自HLB值范围为13-15的聚氧乙烯辛基酚醚、聚氧乙烯脂肪醇醚、十二烷基二乙醇酰胺，选自HLB值范围为3～5聚醚非离子型表面活性剂；5％～10％的水溶性有机溶剂，所述水溶性有机溶剂是在液相中完全能与水混溶的有机化合物及其混合物，水溶性有机溶剂主要选自乙二醇、异丙醇、丙三醇、乙二醇丁醚或其混合物。为使用方便，可在上述组分中添加0.05％～0.4％羧甲基纤维素钠配制成浆状，羧甲基纤维素钠起到粘合、稳定脱脂剂的作用。
该组合物至少在室温环境下放置72小时储存是稳定的，基本上没有相的分层。即使有少量的液相分层，也不影响其清洗性能。
上述溶液中可以添加15～50％的碱性碳酸盐，可以是碳酸钠或碳酸钾。同时，在上述组合物中还可以有碱性助洗剂或者酸性助洗剂：0.01％～0.05％的酒石酸钠、柠檬酸钠、酒石酸、柠檬酸、乳酸或其混合物，其中酸性助洗剂酒石酸、柠檬酸、乳酸或其混合物也起到了溶液PH值调节剂的作用。
该脱脂剂的配制方法为按如下工序进行：水→非离子型表面活性剂→加入碱性硅酸盐、碱性磷酸盐、碱性硼酸盐、碱性碳酸盐、碱性氢氧化物的水溶液→水溶性有机溶剂，进行充分的搅拌。
以上的所有说明适用于在金属脱脂中实际采用的各种组合物，它可以用水稀释而成为工作溶液，对于工作溶液而言，除水之外所有的浓缩物优选的浓度为每一种成分或组分的10至25倍。
该脱脂剂配制成碱性清洗剂水溶液，其PH值范围为9至13，游离碱度值的范围为3至10，其中游离碱度的测定方法是用移液管移取脱脂剂样品配制的溶液10ml放于三角瓶中加2-3滴指示剂酚酞，用滴定液0.1NH2SO4滴定至粉色消失为终点，所耗用滴定液的毫米数即为游离碱度的点数，准确至小数点后一位。使用时可采用喷射清洗方法，浸渍清洗方法，喷或浸结合的清洗方法。本发明的清洗溶液和方法适用于任何需要脱脂的普通结构的冷轧钢板件或热轧钢板件也都是适用的，该清洗剂溶液对铝合金件、镀锌钢板件表面的脱脂也有明显的效果，并减少其过腐蚀。
采用上述组合物配制的碱性清洗剂水溶液，清洗包括08AI冷轧钢板件、铝合金件、镀锌钢板件表面的油污，与金属表面接触时间的范围为1至10min，温度保持在40℃至60℃的范围内。脱脂后，可以按工艺过程对工件作进一步的表面处理如磷化处理、电泳底漆、喷涂面漆等。
本发明的浓缩物，工作组合物和方法的非限定性的实施例：从下列五个浓缩组合物(g成分/Kg浓缩物)中使用的各组分和各组分的量以及包含约7％的浓缩组合物在去离子水中的溶液的相应工作组合物的PH值在实施例中一一给出，所述实施例中，各种组分的量为重量数。
实施例一：
HLB值约为15的聚氧乙烯辛基酚醚                    24.2
HLB值约为15的聚氧乙烯脂肪醇醚                    2.7
HLB值约为15的十二烷基二乙醇酰胺                  2.7
磷酸钠                                           114.3
次亚磷酸钠                                   28.6
硅酸钠                                       14.3
碳酸钠                                       57.1
柠檬酸钠                                     2.7
羧甲基纤维素钠                               8.6
乙二醇                                       57.1
丙三醇                                       28.6
去离子水                                     余量
工作液的PH值为12.73
工作液的游离碱度为6.4
实施例二：
HLB值约为15的聚氧乙烯辛基酚醚                26.5
HLB值约为15的聚氧乙烯脂肪醇醚                3.0
HLB值约为15的十二烷基二乙醇酰胺              3.0
HLB值约为3的聚醚                             25
焦磷酸钠                                     125.0
碳酸钠                                       50.0
酒石酸钠                                     12.5
硅酸钠                                       12.5
羧甲基纤维素钠                               12.5
乙二醇丁醚                                   10.0
丙三醇                                       10.0
去离子水                                     余量
工作液的PH值为12.72
工作液的游离碱度为5.0
实施例三：
HLB值约为15的聚氧乙烯辛基酚醚                8.0
HLB值约为15的聚氧乙烯脂肪醇醚                16.0
HLB值约为15的十二烷基二乙醇酰胺              16.0
HLB值约为3的聚醚                             20.0
焦磷酸钾                                     267.0
酒石酸钠                                     20.0
硅酸钠                                       67.0
四硼酸钠                                     26.7
氢氧化钠                                     13.3
乳酸                                         2.7
乙二醇丁醚                                  33.5
丙三醇                                      26.7
去离子水                                    余量
工作液的PH值为12.62
工作液的游离碱度为6.8
实施例四：
HLB值约为15的聚氧乙烯辛基酚醚                28.3
HLB值约为15的聚氧乙烯脂肪醇醚                3.2
HLB值约为15的十二烷基二乙醇酰胺              3.2
HLB值约为3的聚醚                             33.3
焦磷酸钾                                     400.0
柠檬酸钠                                     66.6
硅酸钠                                       33.3
乙二醇                                       36.7
乙二醇丁醚                                   33.3
去离子水                                     余量
工作液的PH值为11.60
工作液的游离碱度为4.5
实施例五：
HLB值约为15的聚氧乙烯辛基酚醚                58.9
HLB值约为15的聚氧乙烯脂肪醇醚                11.2
HLB值约为15的十二烷基二乙醇酰胺              11.2
次亚磷酸钠                                   240.0
酒石酸钠                                     8.0
硅酸钠                                       20.0
四硼酸钠                                     40.0
氢氧化钠                                     20.0
酒石酸                                       8.0
异丙酸                                       40.0
乙二醇                                       80.0
去离子水                                     余量
工作液的PH值为13.0
工作液的游离碱度为4.0

Claims (10)

1、一种用于金属表面脱脂的水溶性组合物，其特征在于：该组合物为浓缩脱脂剂，含有下列组分和水，按重量百分比为：
30％～70％的碱性磷酸盐，5％～20％的碱性硼酸盐；4％至15％的碱性硅酸盐；2％至5％的碱性氢氧化物；8％～20％的非离子型表面活性剂，其亲水—亲油—平衡值HLB的范围为3～5或13～15；5％～10％的水溶性有机溶剂，所述水溶性有机溶剂是在液相中完全能与水混溶的有机化合物及其混合物。
2、如权利要求1所述的用于金属表面脱脂的水溶性组合物，其特征在于：所述组合物还含有重量比为0.05％～0.4％的羧甲基纤维素钠。
3、如权利要求1或2所述的用于金属表面脱脂的水溶性组合物，其特征在于：所述组合物中还含有重量比为15～50％的碱性碳酸盐。
4、如权利要求1所述的用于金属表面脱脂的水溶性组合物，其特征在于：所述碱性硼酸盐为四硼酸钠。
5、如权利要求1所述的用于金属表面脱脂的水溶性组合物，其特征在于：所述碱性硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾。
6、如权利要求1所述的用于金属表面脱脂的水溶性组合物，其特征在于：所述有机溶剂包括乙二醇、异丙醇、丙三醇、乙二醇丁醚及其混合物。
7、如权利要求1所述的用于金属表面脱脂的水溶性组合物，其特征在于：所述碱性磷酸盐包括磷酸三钠或磷酸酸钾、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、次亚磷酸钠或其混合物。
8、如权利要求1或2所述的用于金属表面脱脂的水溶性组合物，其特征在于：所述组合物含重量比为0.01％～0.05％的酒石酸钠、柠檬酸钠、酒石酸、柠檬酸、乳酸或其混合物。
9、如权利要求1所述的用于金属表面脱脂的水溶性组合物的配制方法，其特征在于按如下工序进行：水→非离子型表面活性剂→加入碱性硅酸盐、碱性磷酸盐、碱性硼酸盐、碱性氢氧化物的水溶液→水混溶性有机溶剂，进行充分的搅拌。
10、如权利要求1所述的用于金属表面脱脂的水溶性组合物的使用方法，其特征在于采用配制好的所述组合物用水稀释成碱性清洗剂水溶液，与金属表面接触，接触时间的范围为1至10min，温度保持在40℃至60℃的范围内；其PH值范围为9至13，游离碱度值的范围为3p至10。
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