专利名称：用于金属表面脱脂的组合物和方法
技术领域：
本发明的背景本发明的领域本发明涉及将金属表面，尤其铝和铝合金金属表面脱脂的方法。本发明的含水组合物和方法提供了用于航空航天工业中的金属表面的满意脱脂效果。本发明的组合物和方法能够用来在许多金属制造操作中代替蒸汽脱脂操作。
相关技术的叙述许多机械操作如冲压成型、切削、焊接、磨、拉伸、机加工和抛光操作用于金属加工工业以获得成型金属制品。在金属加工操作中，润滑剂、防粘剂、机加工冷却剂和类似物一般用来在各种金属加工操作中防止加工工具粘结和粘附于金属制品。在这些组合物中存在的润滑剂、冷却剂和防粘剂以及添加剂通常在加工过的金属表面上留下油性、脂类和/或蜡状残留物。在加工的制品被提供保护涂层或被引入修饰装置中之前一般应除去残留物。
迄今，常常通过蒸汽脱脂方法从金属制品上除去油、脂和/或蜡状残留物。在蒸汽脱脂方法中，金属制品，在低于油、脂和/或蜡残留物的溶剂的冷凝温度的温度下，被悬挂在回流溶剂的蒸汽中。回流溶剂在金属制品的表面上冷凝，液体溶剂会溶角解金属制品表面上的油、脂和/或蜡残留物。对于欲从金属制品表面上除去的污物具有高溶解力的冷凝溶剂将会溶解污物并返回溶剂蒸汽源中。
溶剂如甲基乙基酮，二氯甲烷，1，1，1-三氯乙烷，三氯乙烯，全氯乙烯，和类似物通常用于蒸汽脱脂方法中。由于从金属制品上除去的油、脂和/或蜡状脏物一般具有比回流溶剂的沸点高得多的沸点，金属制品与仅含有少量将被溶解并从金属制品上除去的污物的冷凝溶剂接触。
蒸汽脱脂在技术上是十分有效的，但在经济上和环境上不太有利。溶剂是昂贵的，并且是环境的污染物，因此需要高费用的方法来回收和处理。需要特殊的装置和方法来回收用过的溶剂以便再利用和防止溶剂蒸汽从蒸汽脱脂方法中泄漏出来。溶剂蒸汽通常对人健康有危害和它们中的一些被怀疑加速地球臭氧层的缩减。鉴于在蒸汽脱脂方法中使用时的众多缺点，已进行了许多尝试用水性清洗组合物代替蒸汽脱脂。然而，到目前为止，含水溶液清洗方法总体上不令人满意，尤其在制备具有较低密度的金属表面，如用于航空航天工业的铝和铝合金的那些表面来说更是如此，在这些领域中对于清洗是特别严格的。
本发明的叙述本发明的目的本发明的主要目的是提供一种水性液体清洗剂，它能够将平常加工过的金属制品有效地脱脂，足以满足在航空航天工业中对铝和铝合金所制定的严格标准。其它目的是提供更经济的方法、更快的方法和一种大规模操作的需要较少成本的装置的方法，和减少火灾的危害和减少因用过的清洗剂的排放对环境的损害。
叙述的一般原则除了在权利要求和操作实施例中，或另外有说明外，在叙述中所有的物质的量或者反应和/或使用的条件的量应被理解为在描述本发明的最宽范围时被单词“约”修饰。在所指出的数值范围内实施一般是优选的。同样，除非另外有相反的说明，一般来说，百分数，“份数”，份额，比例等是按重量计算的；术语“聚合物”包括“齐聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”等；对于与本发明有关的给定目的来说合适或优选的一组或一类物质的叙述暗指该组或类的成员中任何两种或多种的混合物同样是合适或优选的；在化学术语中电中性成分的叙述是指在被加入到在本说明书中规定的任何混合物中时和/或按本说明书的规定由已知的化学反应在此类混合物中形成时的成分，并不必要排除在混合后的混合物的各种组分之间的其它化学相互作用；离子形式的物质的叙述暗指存在足够的反离子以使组合物整体上产生电中性(如此隐含规定的任何反离子应该优选地在可能的程度上从以离子形式明确规定的其它成分中选择；否则这些反离子可以自由选择，但必须避免反离子影响本发明的目的)；和术语“摩尔”和其变化形式可适用于由所存在原子的数目和类型定义的元素、离子和任何其它化学物质类，以及适用于有明确定义分子的化合物。
同样，除非上下文另外需要知道或有相反的指示，如“纯”或类似语的使用，当在下文中用来描述被本发明的方法处理的或适合被本发明方法处理的基底时术语“铝”应被理解为包括纯铝和所有含有至少55％纯铝的铝合金。
本发明概述本发明的工作和浓缩金属清洗组合物包括，优选基本上由或更优选由，水和下面这些溶解的、稳定分散的，或即溶解又稳定分散的组分构成(A)包括至少一种从以下这些中选择的物质的表面活性剂组分(A.1)胺氧化物表面活性剂；(A.2)除胺氧化物分子外的非离子表面活性剂分子，它含有符合一般化学式-(CmH(2m-z)Xz0)v-的结构部分，其中m具有2，3或4，优选2或3，更优选2的值；z表示0-2m的整数；X表示卤素原子，和如果z具有1以上的值，则对于每一个X可以表示相同的或不同的卤素原子；和v表示正整数；和(A.3)阴离子的，两亲性的和即是阴离子、又是两亲性的表面活性剂，任何前面提到的组分除外，它们全部是碱稳定的；(B)从将属于组分(A)的一部分的分子除外的分子中选择的组分，它包括与一般化学式I对应的结构部分
其中R表示一价脂族，优选直链，且具有化学式-CnH(2n+1-y)Fy的结构部分，其中n是6-22中的整数，和y是0至(2n+1)中的整数；和非必要的一种或多种以下组分；(C)碱化剂组分，通常在现有技术中也已知为“增洁剂”，它不是任何前面列举的组分的一部分；(D)有机化合物组分，它(1)不是任何前面列举的组分的一部分，(2)在25℃下为液体，并且(3)选自(3.1)由一类分子组成的化合物，这类分子(3.1.1)含有至少两个羟基氧原子和(3.1.2)另外仅含有(3.1.2.1)碳和氢和任选的卤素原子，或优选仅含有(3.1.2.2)碳和氢原子；和(3.2)由一类分子组成的化合物，它(3.2.1)含有至少两个醚式氧原子和(3.2.2)另外仅含有(3.2.2.1)碳、氢、羟基氧原子和/或卤素原子，或优选仅含有(3.2.2.2)碳和氢原子以及任意性地不超过一个的羟基氧原子；和(E)水溶增溶剂组分，它不是任何前面列举组分的一部分；(F)腐蚀抑制剂组分，它不是任何前面列举组分的一部分；和(G)螯合剂组分，它不是任何前面列举组分的一部分。
在本说明书中，“稳定分散”是指这样描述的组分能够通过在其引入液体相中1小时内进行混合而被分散，在液体相中所述组分被描述为稳定分散，从而得到液体混合物，它仅仅具有用正常肉眼可观测到的整体相并且在初始混合后在25℃下没有机械搅拌的情况下在贮存24小时后，或优选地，在贮存7，30，60，90，120，180，240，300或360天(按给出的顺序越来越优选)后，不会自发地形成可用正常肉眼观察到的任何分离的整体相。(在前面句子中的“整体”是指若被认为是整体相，该相必须占据空间至少一部分体积，该相足够的大以致于用正常肉眼可观察到并且通过正常肉眼所观察到的界面与分散体中存在的至少一种其它相分离。所以组合物从透明到浑浊或从浑浊到透明的变化并不表示在此定义中分散体的不稳定，除非在混合物中形成了具有至少一体积的单独液体或固体相，该体积足够的大使得用正常肉眼可以观察到)。同样在本说明书中，“碱稳定”当针对表面活性剂时是指该表面活性剂能够在也含有至少5、10、15、20、25或29％(按给出的顺序越来越优选)氢氧化钠的水溶液中在其临界胶束浓度下共存，在初始混合后和在没有搅拌的情况下于25℃下贮存24小时，或优选贮存7、30、60、90、120、180、240、300或360天(按给出的顺序越来越优选)后在表面活性剂和氢氧化钠之间无任何化学反应(除了可能的可逆中和反应外)和没有可用正常肉眼观察到的任何分离的整体相的形成。
本发明的组合物实例包括本身准备用于清洗的液体组合物(即“工作组合物”)和适合用水稀释制备工作组合物的浓缩物。该浓缩物可以是单组分包装或多组分(通常为双组分)包装。当并不是所有在工作组合物中需要的组分能够在为单组分浓缩组合物所要求的较高浓度(较高浓度为单组分浓缩物所优选)下充分可溶或稳定分散时，多组分式浓缩物是优选的。例如，在一些浓度下，优选的聚合有机螯合剂和一些优选的碱化组分不能溶解在一起。两组分然后与配方的其它部分一起分别被放在单独的包装件中，这样在混合和稀释之后能够形成稳定的溶液或分散液。双组分浓缩物体系的优点在于两组分能够按不同的比例混合以获得对于污垢、多类污垢混合物和/或被清洗的基底来说更加有效的清洗。然而一般情况，至少对清洗没有太多要求的用户来说，单组分包装浓缩物是优选的，因为更加方便。
本发明的方法实例包括最小程度地使用本发明的工作组合物来从金属表面上除去污垢，以及它们可以包括任何其它方法步骤，尤其在现有技术的蒸汽脱脂方法之前或之后常用的那些。
本发明的组合物尤其可用于清洗铝基底，但也可用于清洗从金属如钢、不锈钢、镁、钛、钽和其它金属(它们在被制造成有用制品的过程中被机加工或处理)制造的制品。
本发明的组合物和方法，尤其在它们的优选实施方案中，能够从金属基底上除去油、脂和/或蜡类残留物，以符合Boeing Aircraft Corporation(“BAC”)5763 PSD-6-14标准。Boeing Aircraft Corporation标准要求从金属表面上除去所有的轻油(3-IN-1TM油)，口红，车轴滑脂，COSMOLENETM，黑SHARPIETM标记，红MAGIC MARKERTM，BAYCOTM363，CINFLOTM，STAYPUTTM350，CYTALTM81，MEROPATM460和HD32 WAY OILTM。本发明的大多数优选实施方案能够除去上述油类，满足七种不同基底的最大刻蚀重量损失的要求，满足DARACLEANTM282试验的夹心腐蚀的要求，满足避免粒间破坏作用、防腐、涂料附着力、避免氢蚀致脆(钢)、应力腐蚀开裂、氢含量和操作浴温度的要求。然而，根据本发明的组合物是特别有用的，甚至当清洗要求不象Boeing BAC5763标准那样严格时。
除了以上指出的必要和非必要原料外，本发明的组合物另外还含有杀菌剂、防腐剂等。
本发明的组合物一般不需要存在泡沫抑制剂。在本发明组合物中的所有优选类型的表面活性剂，除了对于胺氧化物有可能外，能够以较少泡沫形式通过商业途径获得。一般，如果金属制品通过浸入脱脂溶液中来脱脂，低泡表面活性剂的使用不需要。然而，如果脱脂溶液被喷在金属制品上，一般优选的是从低泡或中等起泡表面活性剂物质制备脱脂组合物，而不是使用已知为高起泡的表面活性剂和添加泡沫抑制剂。例如，在下面的一些实施例中描述的NEODOLTM线性醇乙氧基化物是适合作为组分(A.2)的任何表面活性剂中最不容易起泡的表面活性剂并且在使用喷射技术时对于根据本发明的脱脂来说是优选的。然而，单独的泡沫抑制剂的使用是在本发明的范围内。
优选实施方案的描述根据本发明的工作组合物和方法在大的PH值范围内是有效的。对于大部分后续操作之前的初始脱脂，根据本发明的碱性工作组合物是优选的，因为它一般能够更快速地实施充分的脱脂。特殊碱度是最优选的，它一般需要在快速脱脂(较高碱性更有利)和最大程度地减少腐蚀(至少对于铝基底来说，低碱性有利)之间有折衷。在根据本发明的工作组合物中硅酸盐的存在在较高碱度水平下非常理想地较少腐蚀，这将在下面进一步详细说明，但硅酸盐常常留下极少量的表面残留物，它对于一些类型的进一步加工是无关紧要的，但对于其它方面则可能是不可接受的。
对于用来制造航天飞行器的铝合金的脱脂目的，脱脂组合物的极低腐蚀性是需要的和硅酸盐的存在是可接受的，任何可能存在的残留物通过该脱脂物体所经历的其它处理除去或在该其它处理中无损害。对于本发明的这些航天工业应用来说，当需要快速脱脂时，根据本发明的处理组合物的PH值优选至少是9.3、9.5、9.7、9.9、10.1、10.3、10.5、10.7、10.9、11.0、11.1、11.2或11.3(按给定的顺序越来越优选)，和另外优选是不超过12.0、11.9、11.8或11.7(按给定的顺序越来越优选)。对于硅酸盐在工作组合物中的存在是可接受的和腐蚀最少化不如航天应用那么重要的其它应用来说，高达至少12.7的PH值是令人满意的并对于工作组合物来说是优选的，因为它们能够快速地实施脱脂。
如果在脱脂金属表面上的硅酸盐残留物是不可接受的以及被脱脂的金属表面主要为铝，则工作组合物的PH值是不超过8.9、8.8、8.7、8.6或8.5(按给定的顺序越来越优选)，因为在较高PH值下脱脂铝制品的腐蚀可能比所期望的要高。为了最大程度地减少腐蚀作用，甚至具有稍偏酸性PH的工作组合物可以理想地用来使许多铝基底脱脂，以及在其中为最大程度地减少残留物而在根据本发明的组合物中不含有硅酸盐的一个本发明的特殊的指定实施方案中，工作组合物的PH值优选不超过6.0和另外优选不低于4.5。
当使用时，优选的是，组分(A.1)选自符合通式R1R2R3NO的分子，其中R1表示烷基、芳基或烷芳基，优选具有至少6、8、10和12个碳原子(按给定的顺序越来越优选)和独立地优选具有不超过22、20、18或16个碳原子(按给定的顺序越来越优选)；和R2和R3中每一个，它们可以相同或不同，表示具有不超过8、6、4、3、2或1个碳原子(按给定的顺序越来越优选)的烷基、芳基或烷芳基结构部分。R1结构部分独立地更优选是烷基结构部分，没有芳基，并独立地更优选不具有取代基，虽然在本发明的范围内它可以具有卤素或醚取代基。R2或R3结构部分独立地优选是烷基。组分(A.1)的使用优选在根据本发明的通过喷射使用的组合物中被最大程度减少，因为可能出现过量起泡的缘由。
当使用时，优选的是，为组分(A.2)所需要的非离子物质选自(A.2.1)(A.2.1.1)环氧丙烷和环氧乙烷的嵌段共聚物，(A.2.1.2)乙氧基化和同时乙氧基化和丙氧基化的脂肪酸，(A2.1.3)乙氧基化和同时乙氧基化和丙氧基化的烷基苯酚，和(A.2.1.4)乙氧基化烷基或芳基结构部分，子子组分(A.2.1)的所有成分任意性地通过用具有1-4个碳原子的低分子量封端结构部分使端部乙氧基或丙氧基封端来改性；(A.2.2)脂肪酸和/或脂肪醇的中和酯类，在它们的分子结构中包括聚氧化乙烯嵌段；(A.2.3)乙氧基化脂肪胺；和(A.2.4)乙氧基化单甘油酯和二甘油酯。优选地，用于实施本发明的非离子表面活性剂在含有它们的工作组合物中是稳定的和可溶的。独立地，更优选的是这些非离子表面活性剂选自符合通式R4-(C2H4O)w-R5的分子，其中R4表示至少具有5、6、7、8或9个碳原子(按给定顺序越来越优选)和独立地优选具有不超过22、20、18、16、14、13或12个(按给定顺序越来越优选)碳原子的烷基、芳基或烷芳基；R5表示氢或具有不超过8、6、4、3、2或1个碳原子的烷基、芳基或烷芳基；和w是具有平均值的数值，该值至少是4.0、5.0、6.0、7.0、8.0或8.7(按给定顺序越来越优选)和优选不超过14.0、13.0、12.0、11.0、10.0、9.6或9.3(按给定的顺序越来越优选)。独立地，R4和R5结构部分中每一个更优选是烷基结构部分，没有任何芳基，和独立地更优选是伯烷基(即有两个与具有自由价部分中的碳原子相连的氢和/或卤素原子)和独立地更优选不具有取代基，虽然它可以在本发明的宽范围内具有卤素或醚取代基，除了最优选的R5结构部分是氢外。
与其它优选情况保持独立地，当使用时组分(A.2)优选选自那些具有亲水-亲脂平衡(下面通常简写为“HLB”)值不低于9.6、10.0、10.4、10.8、11.2、11.6、11.8、12.0、12.2或12.4(按给定顺序更优选)和独立地优选不超过16、15.0、14.6、14.2、13.8、13.6、13.4或13.3(按给定顺序更优选)的表面活性剂。HLB值在此范围内的、用于如上所定义的组分(A.2)的合适商品非离子表面活性剂包括诸如MACOLTMOLA-4，ALKASURFTMLA-EP45，CHEMALTMLA-9，FLO MOTM6D，PLUROFACTMRAR20，ALKASURFTMOP-5，TRITONTMDF-12、N-87和DF-18，ALKAMULTM400MO，TERGITOLTMTMN-6，PLURONICTML43，和NEODOLTM25-7、1-73B、91-8，等等的物质。
当使用时组分(A.3)优选选自Alkali Surfactant JEN2700TM，它由威斯康星州米尔顿市的Tomah Chemical Products通过商业途径提供并由供应商记载为其表面活性剂在水中的35％溶液；异癸氧基丙基氨基二丙酸单钠盐；两亲性表面活性剂；和SURMAXTMCS-504、-515、-521、-522、-555、-586、-634、-684、-727和-786，全部购自南卡罗来纳州Greenvil1e市的Chemax Inc.并由它们的供应商记载为两亲性-阴离子碱稳定表面活性剂，该表面活性剂包括有机酯类，和/或有机酯的盐类，磷酸酯和盐类，其中其它组成方面的信息是拥有专利权的。
在根据本发明的浓缩组合物中，组分(A)的总量优选是至少(按给定顺序越来越优选)25、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120或125克/千克(简写为“g/kg”)总浓缩物，和独立地优选不超过(按给定顺序越来越优选)500、400、350、300、275、250、225、200、185、175、165或160g/kg总浓缩物。
一般，在本发明的工作组合物中，其任何组分(除水外)(对于这些组分本文规定在浓缩组合物中的优选浓度)的浓度优选是相当于浓缩组合物中相同组分所规定浓度的0.10倍。例如，在工作组合物中，组分(A)的浓度优选是至少(按给定顺序越来越优选)2.5、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、10.5、11.0、11.5、12.0或12.5g/kg总工作组合物，并独立地优选是不超过(按给定的顺序越来越优选)50、40、35、30、27.5、25、22.5、20、18.5、17.5、16.5或16.0g/kg总工作组合物。然而，对于本发明的任何实际浓缩组合物，通过稀释实际浓缩组合物以在工作组合物中提供5-20％浓缩组合物范围内的任何量的实际浓缩组合物而得到的工作组合物对于特定的应用是最优选的，当较少体积的污物要除去时在此范围内的较低量的浓缩物一般是令人满意的和更经济的，而在工作组合物中需要在此范围内的较大量的浓缩组合物以便在经济上可接受的时间内除去重污物。
如上所规定的组分(B)优选选自其中在根据通式(I)的结构部分中氮和碳原子是5员或6员环结构的所有部分的分子，更优选选自N-烷基-2-吡咯烷酮类，其中烷基更优选是直链和独立地优选具有至少(按给定的顺序越来越优选)2、3、4、5、6、7或8个碳原子和还独立地优选具有不超过(按给定的顺序越来越优选)30、20、18、16、14、12、11、10或9个碳原子。
在根据本发明的浓缩组合物中，组分(B)的浓度优选是至少(按给定的顺序越来越优选)2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、9.5或9.9g/kg浓缩物，和，除非组分(A)包括至少20wt％的组分(A.3)，更优选是至少(按给定的顺序越来越优选)12、15、18、21、24、27或29g/kg。独立地，在本发明的浓缩组合物中组分(B)的浓度优选不超过(按给定的顺序越来越优选)100、60、55、50、50、45、42、40、38或36g/kg总浓缩物，和如果组分(A.3)在该组合物中的量是组分(A)总量的至少20％，主要由于经济上的原因更优选是不超过(按给定的顺序越来越优选)30、25、20、15或11k/kg。也独立地，组分(B)的量与组分(A)的量之比优选是至少(按给定的顺序越来越优选)0.030∶1.0，0.040∶1.0，0.050∶1.0，0.060∶1.0，0.070∶1.0，或0.075∶1.0，和除非组分(A)包括至少20wt％的组分(A.3)，更优选是至少(按给定的顺序越来越优选)0.08∶1.0、0.090∶1.0、0.10∶1.0、0.11∶1.0、0.12∶1.0、0.16∶1.0、0.20∶1.0、0.24∶1.0或0.28∶1.0和独立地主要由于经济方面的原因优选不超过(按给定的顺序越来越优选)0.9∶1.0、0.8∶1.0、0.7∶1.0、0.6∶1.0、0.5∶1.0、0.45∶1.0或0.41∶1.0，和如果在组合物中存在的组分(A.3)的量是组分(A)总量的至少20％，主要由于经济方面的原因更优选不超过(按给定的顺序越来越优选)0.35∶1.0、0.30∶1.0、0.25∶1.0、0.20∶1.0、0.15∶1.0、0.12∶1.0、0.10∶1.0、0.090∶1.0、0.085∶1.0、0.080∶1.0或0.077∶1.0。
当在本发明的组合物中存在时，碱化用组分(C)优选选自在清洗配制剂中一般已知用作“无机助洗剂”的各种无机盐和氢氧化物。无机助洗剂，氢氧化物除外，一般是多官能度酸的盐类，如硅酸碱金属盐、硼酸碱金属盐，碳酸碱金属盐，硫酸碱金属盐，聚磷酸碱金属盐，磷酸碱金属盐，正磷酸碱金属盐，和焦磷酸碱金属盐。盐类如Na2SiO4(硅酸钠)，Na2SiO3(亚硅酸钠)，原硅酸钠，四硼酸钠，硼酸钠，硫酸钠，碳酸钠，磷酸三钠，原磷酸二钠，偏磷酸钠，焦磷酸钠和等同的钾盐，以及钠和钾的氢氧化物，等等，都是本发明组合物的合适的碱化剂。锂、铷和铯盐和氢氧化物也是合适，虽然通常不太优选，因为它们的较高的成本，和铵盐在技术上是合适的但一般要避免，因为挥发损失和伴随的难闻氨气气味。硅酸根对于碱化剂的阴离子是高度优选的，和硅酸盐理想地构成整个碱化剂。亚硅酸钠是最优选的。
来自硅酸盐的硅原子在本发明浓缩组合物中的浓度，尤其当硅酸盐是唯一的碱化剂时，优选是至少(按给定的顺序越来越优选)0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.32、0.34、0.36或0.37mol/kg(下面常常简写为“M/kg”)和独立地优选不超过(按给定的顺序越来越优选)1.0、0.90、0.80、0.70、0.60、0.55、0.50、0.47、0.44、0.42、0.40或0.38M/kg。
如果工作组合物的PH高于9.0和该组合物用于清洗大部分的高铝合金，高度优选地在该组合物中包括一些硅酸盐作为组分(C)的至少一部分，为的是避免在如此高的PH条件下另外发生的铝的腐蚀。尤其，在PH高于9的工作组合物中，硅酸碱金属盐的浓度优选是足够的高以使得硅酸盐中按SiO2计的硅的化学计量当量与(i)硅酸碱金属盐的碱金属含量和(ii)在工作组合物中存在的任何未中和碱金属氢氧化物的总和的按碱金属氧化物计的化学计量当量之摩尔比优选是(按给定的顺序越来越优选)至少0.02∶1.0、0.04∶1.0、0.08∶1.0、0.16∶1.0、0.20∶1.0、0.24∶1.0、0.26∶1.0、0.28∶1.0、0.29∶1.0、0.30∶1.0或0.31∶1.0和独立地优选是不高于(按给定的顺序越来越优选)1.0∶1.0、0.90∶1.0、0.80∶1.0、0.70∶1.0、0.60∶1.0、0.50∶1.0或0.40∶1.0。
任意性的溶剂组分(D)在本发明的组合物中一般不是需要的和如果不需要的话优选被省略掉，因为大部分符合该组分的标准的化学物质散发到大气中的程度在法律上受到限制。然而，在一些特定的用途中，此类溶剂为获得满意的结果而是必要的。
任意性的水溶增溶剂(E)一般在大部分本发明的组合物中也是不需要的，部分是因为组分(A)的许多优选成分具有一些水溶增溶效果。普通的水溶增溶剂如烷基苯磺酸盐，尤其枯烯磺酸的盐，对于实现本发明清洗目的的组合物来说是合适的，但因为后者在被清洗基底的预定用途，对于许多航空航天应用还规定了在基底表面上非常低的残留硫容限。当需要附加的水溶增溶剂时，对于大多数本发明的配制剂来说，两种其它类型的水溶增溶剂因而是优选的(i)有机磷酸酯和(ii)烷基和链烯基取代的环状酸酐，尤其被具有6-20个碳原子的烷基或链烯基取代的C4-6端部二羧酸的酐。这类水溶增溶剂的特别优选的例子是壬烯基琥珀酸酐。这两种类型的混合物甚至是更优选的，类型(i)与类型(ii)之比优选是(按给定的顺序越来越优选)至少0.1、0.2、0.4、0.6、0.80、0.90、1.00、1.10、1.20、1.30、1.40、1.50或1.55和独立地优选是(按给定的顺序越来越优选)不超过20、15、10、7、5、4、3、2.7、2.4、2.2、2.0、1.9、1.8、1.75、1.70或1.65。水溶增溶剂的量不相信是严格的，但在具有其它组分且以这些最优选的含量的高碱性浓缩物中，水溶增溶剂的总量优选是(按给定的顺序越来越优选)至少5、25或50g/L和独立地优选是(按给定的顺序越来越优选)不超过150、90或70g/L。在工作组合物中或在低PH的浓缩物中，通常根本不需要水溶增溶剂。
腐蚀抑制有效量的组分(F)在本发明组合物中的存在一般是优选的。基本上任何已知对铝具有腐蚀抑制效果的有机物质都可以用于如上所述的根据本发明的任意性组分(F)。在实施本发明时最有用的有机腐蚀抑制剂一般是含氮或氧的有机化合物，如胺类、硝基化合物、咪唑、二唑、三唑、羧酸和类似物。特别优选的有机抑制剂是芳族三唑和它们的盐类。当组分(F)存在根据本发明的浓缩组合物中并选自这些有机物质时，它浓度优选是(按给定的顺序越来越优选)至少0.001、0.002、0.004、0.008、0.015、0.030、0.060、0.12、0.25、0.35、0.40、0.45、0.48、 0.52、0.55或0.58g/L和独立地，主要由于经济方面的原因，优选是(按给定的顺序越来越优选)不超过20、10、5、4.5、4.0、3.6、3.2、2.8、2.4、2.0、1.9、1.8、1.7或1.6g/L。
另外，组分(F)可以是无机的，优选硼酸。当硼酸是组分(F)的主要成分和存在组分(F)时，硼酸在本发明浓缩组合物中的浓度优选是至少(按给定的顺序越来越优选)1.1、2.1、3.1、4.1、5.1、5.6、5.8、6.0或6.1g/kg和如果组合物的PH不超过7.0，最优选是至少(按给定的顺序越来越优选)10、14、17、20或22g/kg；独立地，主要由于经济方面的原因，硼酸在本发明浓缩组合物中的浓度优选是不超过75、50、40、30或25g/kg和除非组合物的PH值不高于7.0，更优选不超过(按给定的顺序越来越优选)20、15、10、9.0、8.0、7.5、7.0、6.6或6.4g/kg。
在大多数本发明的组合物中任意性的螯合剂组分(G)是不需要的或不是优选，但在某些情况下是有用的，尤其如果构成本发明组合物的基质的水是比较的硬和/或稍酸性的工作组合物是优选的话。在现有技术中已知作为水溶液中铝、钙和/或镁阳离子的螯合剂的任何物质都可以使用。对于本发明的一个特殊实施方案来说特别优选类型的螯合剂是一般可商购的那些类型的聚羧酸盐共聚物并已知为“有机助洗剂”。一些物质如聚合物QR1362-PMN和ACUSOLTM102(都购自Rohm和Haas)已被发现可以用于实施本发明的目的。在根据本发明的工作组合物中，如果需要，聚羧酸盐共聚物的浓度优选是(按给定的顺序越来越优选)至少0.1、0.2、0.4、0.8、1.5、2.0、2.5、2.8、3.1、3.4、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0或4.1g/L和独立地优选是(按给定的顺序越来越优选)不超过100、50、38、28、24、20、16、14、13、12或11g/L。
对于本发明的另一特殊实施方案的其它优选螯合剂包括含有至少两个-OH部分(它可以或不可以是羧基部分的一部分)的可充分水溶的有机酸，和酸盐，该两个-OH部分在酸分子内的位置应使得两个氧原子被至少两个碳原子分开。此类酸的优选实例包括次氮基三乙酸(“NTA”)，乙二胺四乙酸(“EDTA”)和特别优选柠檬酸。
独立地，如果在根据本发明的组合物中必要或需要，所有螯合剂的总浓度优选是(按按给定的顺序越来越优选)不超过100、50、38或28g/L和除非该组合物具有PH值低于7.0，更优选(主要由于经济方面的原因)是不超过(按给定的顺序越来越优选)24、20、16、14、13或12g/L。
被脱脂的金属制品应该与本发明的含水脱脂组合物在足够高的温度下接触足够的时间以有效地脱脂。为了除去平均类型的污物，在接触过程中的温度优选是(按给定的顺序越来越优选)不低于20、25、28、30、32、34或36℃和独立地优选是(按给定的顺序越来越优选)不超过80、75、70、65、60、55、50、45或40℃。较高的温度一般可以实现更快速地脱脂并在污物包括高熔点蜡状物质时是必要的。在正常条件下，在被脱脂的金属和根据本发明的工作组合物之间的接触时间优选是(按给定的顺序越来越优选)不低于1、2、4、8、10、12、13或14分钟和独立地优选是(按给定的顺序越来越优选)不超过120、90、60、50、40、30、27、24、22、20、18或16分钟。
本发明的组合物和方法特别用来代替在航空航天工业中使用的将铝制品蒸汽脱脂的方法。然而，本发明的组合物和方法不限于铝制品的脱脂，而且适用于钢，不锈钢，镁和镁合金，钛，钽，以及用于铁路车厢、飞机、导弹、航天飞行器等的各种合金。本发明的组合物能够用来脱脂和清洗挤压的铝和镁制品，锻钢，不锈钢，机加工制品如发动机组，自动传输部件，火箭燃料箱，飞机机身板和其它已机加工好的并在它们被组装或被涂敷保护涂层之前需要脱脂的金属制品。
在现有技术充分理解的是，在蒸汽脱脂操作或与本发明的组合物接触使制品脱脂之后，制品能够在其它常用的步骤中被处理，如碱或酸清洗，脱氧，转化涂敷，改进转化涂敷的修补基面涂层或“封闭剂”，如铬修补步骤，和如果需要，该制品能够被涂敷有机或无机保护涂层。所有的附加步骤在现有技术中是众所周知的并为已脱脂的制品的特殊用途所要求的。然而，一些金属不需要附加的保护处理并能够在漂洗和，若需要的话，用苛碱成酸清洗剂附加处理除去任何从本发明脱脂步骤保留的残留物之后就可以使用。
下面的实施例用来说明本发明的组合物和方法。这些实施例是供说明用的，不应限定本发明。
浓缩物，工作组合物和方法实施例在六个浓缩组合物中使用的各成分和各成分的量以及包含20％(按体积)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值在下表中给出。表1根据本发明的浓缩组合物
表1的简写n.m.＝未测量。
如表1中所示的所用N-辛基吡咯烷酮是商品，为购自ISP Technologies，Inc.，Wayne，New Jersey的SURFADONETMLP-100。如表1中所示的所用硼酸是U.S.Borax，Inc.Rosemont Illinois的商品，由其供应商记载为具有化学计量等同于99.9-100.9％H3B03的硼含量。在本说明书的此处或前面未指出的表1中其它成分的化学性质和/或商业来源是如下这些NEODOLTM 91-8和1-73B表面活性剂都是从Shell Chemica1 Co.商业供应的。前者被其供应商记载为乙氧基化之前每分子具有9-11个碳原子的线性伯醇的乙氧基化物，在乙氧基化后每分子具有平均8个氧化乙烯残基，和HLB值为12.5。后者被其供应商记载为每分子具有总体平均5.6个氧化乙烯残基的C11伯醇的乙氧基化物的掺混物，是通过掺混每分子具有氧化乙烯残基平均数为3和7的两种单独的乙氧基化物获得的，并被记载具有HLB值为11.2-12.3。
RHODAMAXTMLO是由Rhone-Poulenc出售并被供应商记载为C10-16烷基二甲基胺氧化物在水中的29-31％溶液。
Polyglyco1 E-400是具有数均分子量400的聚乙二醇的商品形式，由Van Waters & Rogers of Kirkland，Washington提供。
COBRATECTM725是由PMC Specialties Group，Cincinnati，Ohio出售并由其供应商记载为三唑衍生物腐蚀抑制剂。
所用Na2SiO3·5H2O是由Van Waters & Rogers of Kirkland，Washington以商标UNIFLOTM26提供。
柠檬酸是由Harrmann & Reimer Corp.，Elkhart，Indiana出售并由其供应商记载为100％无水柠檬酸。
制备在表1中所示的各浓缩物的5、10、15和20％(体积)水溶液并在49℃和60℃下测试被标准量油墨、口红、COSMOLENETM矿脂和车轴滑脂污染的铝板的清洗效果。将铝板浸泡在工作组合物的容器中10-15分钟，除非用眼睛观察发现在少于10分钟的时间内已除去所有的污物。在一些情况下，在浸泡过程中没有使用搅拌；在其它情况下，使用在容器底部以200转/分钟的速度旋转的磁力搅拌棒所提供的轻微搅拌。然后在铝板与本发明的处理脱脂组合物接触后将其取出，用自来水洗涤，和检测。获得了所有标准污物的高效除去效果。通过肉眼检查或通过根据Boeing StandardSpecification 5763的刻蚀速度试验没有发现铝板的刻蚀。与浓缩物5对应的工作组合物也通过了所有为航空航天飞行器组件所需要的BAC腐蚀试验。
权利要求
1.适合于从污染的金属表面上除去油、蜡或脂类污物的一种物质的液体组合物，该液体组合物包括水和(A)选自以下的组分(A.1)胺氧化物表面活性剂；(A.2)除胺氧化物表面活性剂外的非离子表面活性剂分子，它含有符合一般化学式-(CmH(2m-z)X2O)v-的结构部分，其中m具有2，3或4的值；z表示0-2m的整数；X表示卤素原子，和如果z具有1以上的值，则对于每一个X可以表示相同的或不同的卤素原子；和v表示正整数；和(A.3)阴离子的，两亲性的和即是阴离子和又是两亲性的碱稳定表面活性剂，胺氧化物表面活性剂除外；和(B)从将属于组分(A)的一部分的分子除外的分子中选择的组分，它包括与一般化学式I对应的结构部分
其中R表示具有化学式-CnH(2n+1-y)Fy的一价脂族结构部分，其中n是6-22中的整数，和y是0至(2n+1)中的整数。
2.根据权利要求1的液体组合物，主要包括水，浓度约25-约300g/kg的组分(A)的浓缩物，浓度约2.0-约50g/kg的组分(B)，组分(B)与组分(A)的浓度之比是约0.040∶1.0-约0.70∶1.0，和可选的一种或多种以下组分(C)碱化剂组分，它不是任何前面列举的组分的一部分；(D)选自有机化合物的组分，它(1)不是任何前面列举的组分的一部分，(2)在25℃下为液体，并且(3)选自(3.1)由一类分子组成的化合物，这类分子(3.1.1)含有至少两个羟基氧原子和(3.1.2)另外仅含有碳和氢和任选的卤素原子；和(3.2)由一类分子组成的化合物，它(3.2.1)含有至少两个醚式氧原子和(3.2.2)另外仅含有碳、氢、羟基氧原子和/或卤素原子；(E)水溶增溶剂分子的组分，它不是任何前面列举组分的一部分；(F)腐蚀抑制剂分子的组分，它不是任何前面列举组分的一部分；和(G)螯合剂分子的组分，它不是任何前面列举组分的一部分。
3.根据权利要求2的液体组合物，其中组分(A)的浓度是约35-约250g/kg；组分(B)的浓度是约3.0-约45g/kg；组分(B)与组分(A)的浓度比是约0.050∶1.0-约0.60∶1.0；存在组分(C)并包括足够量的硅酸碱金属盐，以使得(C.1)来自硅酸盐的硅原子以至少0.10M/kg的浓度存在和(C.2)硅酸盐对于其中所有的硅具有按SiO2计算的化学计量当量和对于其中所有的碱金属具有按碱金属氧化物计算的化学计量当量，和在该液体组合物中存在的任何未中和碱金属氢氧化物对于其中所有碱金属具有按碱金属氧化物计算的化学计量当量，以使得对于硅酸盐中所有硅按SiO2计算的化学计量当量具有与(C.2.i)碱金属硅酸盐中所有碱金属含量的按碱金属氧化物计算的化学计量当量和(C.2.ii)在液体组合物中存在的任何未中和碱金属氢氧化物的按碱金属氧化物计算的化学计量当量之总和的摩尔比，该摩尔比是在约0.08-约0.8之间；该液体组合物在去离子水中20％(体积)的溶液具有PH值为至少9.3；和组分(F)在组合物中以一种含量存在，该含量应足以将至少一种金属基底在与组合物的接触过程中的腐蚀降低到低于在相同条件下和在相同时间内在与一种除用纯水代替组分(F)外其它相同的参考组合物接触的过程中所发生的腐蚀水平。
4.根据权利要求3的液体组合物，其中组分(A)不包括胺氧化物和包括选自符合通式R4-(C2H4O)w-R5的分子的子组分(A.2)，其中R4表示具有5-20个碳原子的烷基、芳基或烷芳基结构部分，R5表示氢或具有不超过4个碳原子的烷基，和w是平均约5.0-约15.0的数，和包括一定含量的子组分(A.3)，该含量是所有组分(A)的至少20％；组分(B)主要包括其中在根据通式(I)的结构部分中氮和碳原子是5员或6员环结构的所有部分的那些分子；和组分(F)包括(F.1)和(F.2)当中至少一种(F.1)约0.008-约20g/L芳族三唑，芳族三唑的盐，或两者，或(F.2)约1.1-约50g/kg硼酸。
5.根据权利要求4的液体组合物，其中组分(A)的浓度是约50-约200g/kg；组分(B)的浓度是约5.0-约40g/kg；组分(B)与组分(A)的浓度比是约0.060∶1.0-约0.50∶1.0；组分(C)包括一定量的硅酸碱金属盐，以使得(C.1)来自硅酸盐的硅原子以至少0.15M/kg的浓度存在和(C.2)对于硅酸盐中所有的硅按SiO2计算的化学计量当量具有与(C.2.i)碱金属硅酸盐中所有碱金属含量的按碱金属氧化物计算的化学计量当量和(C.2.ii)在液体组合物中存在的任何未中和碱金属氢氧化物的按碱金属氧化物计算的化学计量当量之总和的摩尔比，该摩尔比是在约0.16-约0.70之间；该液体组合物在去离子水中20％(体积)的溶液具有PH值为至少9.9；组分(A)包括(A.2)符合通式R4-(C2H4O)w-R5的分子，其中R4表示没有任何芳基的具有7-18个碳原子的烷基，R5表示氢或具有不超过4个碳原子的烷基，和w是平均约4.0-约13.0的数；组分(B)主要包括N-烷基-2-吡咯烷酮，其中烷基具有4-14个碳原子；和组分(F)包括(F.1)和(F.2)当中至少一种(F.1)约0.015-约10g/L芳族三唑，芳族三唑的盐，或两者，或(F.2)约3.1-约30g/kg硼酸。
6.根据权利要求5的液体组合物，其中组分(A)的浓度是约65-约200g/kg；组分(B)的浓度是约5.0-约40g/kg；组分(B)与组分(A)的浓度比是约0.060∶1.0-约0.50∶1.0；组分(C)包括足够量的硅酸碱金属盐，以使得(C.1)来自硅酸盐的硅原子以至少0.20M/kg的浓度存在和(C.2)对于硅酸盐中所有的硅按SiO2计算的化学计量当量具有与(C.2.i)碱金属硅酸盐中所有碱金属含量的按碱金属氧化物计算的化学计量当量和(C.2.ii)在液体组合物中存在的任何未中和碱金属氢氧化物的按碱金属氧化物计算的化学计量当量之总和的摩尔比，该摩尔比是在约0.25-约0.60之间；该液体组合物在去离子水中20％(体积)的溶液具有PH值为至少10.5；组分(A)包括符合通式R4-(C2H4O)w-R5的分子，其中R4表示没有任何芳基的具有7-18个碳原子的烷基部分，R5表示氢或具有不超过3个碳原子的烷基，和w是平均约6.0-约12.0的数；组分(B)主要包括N-烷基-2-吡咯烷酮，其中烷基具有5-12个碳原子；和组分(F)包括(F.1)和(F.2)当中至少一种(F.1)约0.12-约5g/L的芳族三唑，芳族三唑的盐，或两者，或(F.2)约4.1-约20g/kg硼酸。
7.根据权利要求6的液体组合物，其中组分(A)的浓度是约95-约200g/kg；组分(B)的浓度是约8.0-约15g/kg；组分(B)与组分(A)的浓度比是约0.060∶1.0-约0.100∶1.0；组分(C)包括足够量的硅酸碱金属盐，以使得(C.1)来自硅酸盐的硅原子以至少0.32M/kg的浓度存在和(C.2)对于硅酸盐中所有的硅按SiO2计算的化学计量当量具有与(C.2.i)碱金属硅酸盐中所有碱金属含量的按碱金属氧化物计算的化学计量当量和(C.2.i i)在液体组合物中存在的任何未中和碱金属氢氧化物的按碱金属氧化物计算的化学计量当量之总和的摩尔比，该摩尔比是在约0.30-约0.50之间；该液体组合物在去离子水中20％(体积)的溶液具有PH值为至少10.7；组分(A)包括符合通式R4-(C2H4O)w-R5的分子，其中R4表示没有任何芳基的具有8-14个碳原子的烷基部分，R5表示氢或具有不超过2个碳原子的烷基，和w是平均约7.0-约11.0的数；组分(B)主要包括N-烷基-2-吡咯烷酮，其中烷基具有6-10个碳原子；和组分(F)包括(F.1)和(F.2)当中至少一种(F.1)约0.40-约5g/L的芳族三唑，芳族三唑的盐，或两者，或(F.2)约5.8-约20g/kg硼酸。
8.根据权利要求7的液体组合物，其中组分(A)的浓度是约125-约160g/kg；组分(B)的浓度是约9.0-约11.0g/kg；组分(B)与组分(A)的浓度比是约0.070∶1.0-约0.085∶1.0；组分(C)包括足够量的硅酸碱金属盐，以使得(C.1)来自硅酸盐的硅原子以至少0.34M/kg的浓度存在和(C.2)对于硅酸盐中所有的硅按SiO2计算的化学计量当量具有与(C.2.i)碱金属硅酸盐中所有碱金属含量的按碱金属氧化物计算的化学计量当量和(C.2.ii)在液体组合物中存在的任何未中和碱金属氢氧化物的按碱金属氧化物计算的化学计量当量之总和的摩尔比，该摩尔比是在约0.31-约0.40之间；该液体组合物在去离子水中20％(体积)的溶液具有PH值为至少11.0-11.7；组分(A)包括符合通式R4-(C2H4O)w-R5的分子，其中R4表示没有任何芳基的具有9-12个碳原子的直链烷基部分，R5表示氢，和w是平均约8.7-约9.3的数；组分(B)主要包括N-烷基-2-吡咯烷酮，其中烷基具有7-9个碳原子；和组分(F)包括(F.1)和(F.2)当中至少一种(F.1)约0.58-约1.6g/L的芳族三唑，芳族三唑的盐，或两者，或(F.2)约6.0-约6.6g/kg硼酸。
9.根据权利要求2的液体组合物，其中组分(A)的浓度是约35-约350g/kg；组分(B)的浓度是约9.0-约36g/kg；组分(B)与组分(A)的浓度比是约0.0301.0-约0.151.0；该组合物不包括碱金属硅酸盐；该液体组合物在去离子水中20％(体积)的溶液具有PH值不超过8.8；和组分(F)在组合物中以一定浓度存在，该浓度应足以将至少一种金属基底在与组合物的接触过程中的腐蚀降低到低于在相同条件下和在相同时间内在与一种除用纯水代替组分(F)外其它相同的参考组合物接触的过程中所发生的腐蚀水平。
10.根据权利要求9的液体组合物，其中组分(A)的浓度是约125-约350g/kg；组分(B)的浓度是约9.5-约45g/kg；组分(B)与组分(A)的浓度比是约0.0301.0-约0.101.0；组分(A)包括符合通式R4-(C2H4O)w-R5的分子，其中R4表示没有任何芳基的具有9-12个碳原子的直链烷基部分，R5表示氢，和w是平均约8.7-约9.3的数；组分(B)主要包括N-烷基-2-吡咯烷酮，其中烷基具有7-9个碳原子；存在组分(G)并包括足够量的酸以使该液体组合物在去离子水中20％(体积)的溶液具有不超过6.0的PH值；和组分(F)主要包括约20-约25g/kg硼酸。
11.从金属表面脱除油、脂或蜡状污物的方法，该方法包括以下步骤(I)让金属表面与含水的液体组合物在金属表面和含水液体组合物之间有充分的相对运动的情况下在足够的温度下接触足够的时间以便将至少一部分油、脂或蜡状污物从金属表面上转移至在含水液体组合物中的悬浮液或溶液中，该组合物包括水和(A)选自以下的组分(A.1)胺氧化物表面活性剂；(A.2)除胺氧化物分子外的非离子表面活性剂分子，它含有符合一般化学式-(CmH(2m-z)XzO)v-的结构部分，其中m具有2，3或4的值；z表示0-2m的整数；X表示卤素原子，和如果z具有1以上的值，则对于每一个X可以表示相同的或不同的卤素原子；和v表示正整数；和(A.3)阴离子的，两亲性的和即是阴离子、又是两亲性的表面活性剂，任何前面提到的组分除外，它们全部是碱稳定的；(B)从将属于组分(A)的一部分的分子除外的分子中选择的组分，它包括与一般化学式I对应的结构部分
其中R表示一价脂族，且具有化学式-CnH(2n+1-y)Fy的结构部分，其中n是6-22中的整数，和y是0-(2n+1)中的整数(II)将金属表面与在步骤(I)中与其接触的含水液体组合物分离。
12.根据权利要求11的方法，其中在步骤(I)中与金属表面接触的含水液体组合物主要包括水，浓度约2 5-约30.0g/kg的组分(A)，浓度约0.20-约5.0g/kg的组分(B)，组分(B)与组分(A)的浓度之比是约0.040∶1.0-约0.70∶1.0，和任意性的一种或多种以下组分(C)选自碱化剂的组分，它不是任何前面列举的组分的一部分；(D)选自有机化合物的组分，它(1)不是任何前面列举的组分的一部分，(2)在25℃下为液体，并且(3)选自(3.1)由一类分子组成的化合物，这类分子(3.1.1)含有至少两个羟基氧原子和(3.1.2)另外仅含有碳和氢和任选的卤素原子；和(3.2)由一类分子组成的化合物，它(3.2.1)含有至少两个醚式氧原子和(3.2.2)另外仅含有碳、氢、羟基氧原子和/或卤素原子；(E)水溶增溶剂分子的组分，它不是任何前面列举组分的一部分；(F)腐蚀抑制剂分子的组分，它不是任何前面列举组分的一部分；和(G)螯合剂分子的组分，它不是任何前面列举组分的一部分。
13.根据权利要求12的方法，其中在步骤(I)中与金属表面接触的含水液体组合物中组分(A)的浓度是约3.5-约25.0g/kg；组分(B)的浓度是约0.3-约4.5g/kg；组分(B)与组分(A)的浓度比是约0.050∶1.0-约0.60∶1.0；存在组分(C)并包括足够量的硅酸碱金属盐，以使得(C.1)来自硅酸盐的硅原子以至少0.010M/kg的浓度存在和(C.2)硅酸盐对于其中所有的硅具有按SiO2计算的化学计量当量和对于其中所有的碱金属具有按碱金属氧化物计算的化学计量当量，和在该液体组合物中存在的任何未中和碱金属氢氧化物对于其中所有碱金属具有按碱金属氧化物计算的化学计量当量，以使得对于硅酸盐中所有硅按SiO2计算的化学计量当量具有与(C.2.i)碱金属硅酸盐中所有碱金属含量的按碱金属氧化物计算的化学计量当量和(C.2.ii)在液体组合物中存在的任何未中和碱金属氢氧化物的按碱金属氧化物计算的化学计量当量之总和的摩尔比，该摩尔比是在约0.008-约0.08之间；该液体组合物在去离子水中20％(体积)的溶液具有PH值为至少9.3-约12.7；和组分(F)在组合物中以一种含量存在，该含量应足以将至少一种金属基底在与组合物的接触过程中的腐蚀降低到低于在相同条件下和在相同时间内在与一种除用纯水代替组分(F)外其它相同的参考组合物接触的过程中所发生的腐蚀水平。
14.根据权利要求13的方法，其中在步骤(I)中与金属表面接触的含水液体组合物中组分(A)不包括胺氧化物和包括选自符合通式R4-(C2H4O)w-R5的分子的子组分(A.2)，其中R4表示具有5-20个碳原子的烷基、芳基或烷芳基结构部分，R5表示氢或具有不超过4个碳原子的烷基，芳基或烷芳基，和w是平均约5.0-约15.0的数，和包括一定含量的子组分(A.3)，该含量是所有组分(A)的至少20％；组分(B)主要包括其中在根据通式(I)的结构部分中氮和碳原子是5员或6员环结构的所有部分的那些分子；和组分(F)包括(F.1)和(F.2)当中至少一种(F.1)约0.0008-约2.0g/L芳族三唑，芳族三唑的盐，或两者，或(F.2)约0.11-约5.0g/kg硼酸。
15.根据权利要求14的方法，其中在步骤(I)中与金属表面接触的含水液体组合物中组分(A)的浓度是约5.0-约20.0g/kg；组分(B)的浓度是约0.5-约4.0g/kg；组分(B)与组分(A)的浓度比是约0.060∶1.0-约0.50∶1.0；组分(C)包括一定量的硅酸碱金属盐，以使得(C.1)来自硅酸盐的硅原子以至少0.015M/kg的浓度存在和(C.2)对于硅酸盐中所有的硅按SiO2计算的化学计量当量具有与(C.2.i)碱金属硅酸盐中所有碱金属含量的按碱金属氧化物计算的化学计量当量和(C.2.ii)在液体组合物中存在的任何未中和碱金属氢氧化物的按碱金属氧化物计算的化学计量当量之总和的摩尔比，该摩尔比是在约0.16-约0.70之间；该液体组合物在去离子水中20％(体积)的溶液具有PH值为至少9.9-约12.7；组分(A)包括符合通式R4-(C2H4O)w-R5的分子，其中R4表示没有任何芳基的具有7-18个碳原子的烷基，R5表示氢或具有不超过4个碳原子的烷基，和w是平均具有约4.0-约13.0的数；组分(B)主要包括N-烷基-2-吡咯烷酮，其中烷基具有4-14个碳原子；和组分(F)包括(F.1)和(F.2)当中至少一种(F.1)约0.0015-约1.0g/L芳族三唑，芳族三唑的盐，或两者，或(F.2)约0.31-约3.0g/kg硼酸。
16.根据权利要求15的方法，其中在步骤(I)中与金属表面接触的含水液体组合物中组分(A)的浓度是约6.5-约20.0g/kg；组分(B)的浓度是约0.50-约4.0g/kg；组分(C)包括足够量的硅酸碱金属盐，以使得(C.1)来自硅酸盐的硅原子以至少0.020M/kg的浓度存在和(C.2)对于硅酸盐中所有的硅按SiO2计算的化学计量当量具有与(C.2.i)碱金属硅酸盐中所有碱金属含量的按碱金属氧化物计算的化学计量当量和(C.2.ii)在液体组合物中存在的任何未中和碱金属氢氧化物的按碱金属氧化物计算的化学计量当量之总和的摩尔比，该摩尔比是在约0.25-约0.60之间；该液体组合物在去离子水中20％(体积)的溶液具有PH值为至少10.5至约12.7；组分(A)包括符合通式R4-(C2H4O)w-R5的分子，其中R4表示没有任何芳基的具有7-18个碳原子的烷基部分，R5表示氢或具有不超过3个碳原子的烷基，和w是平均约6.0-约12.0的数；组分(B)主要包括N-烷基-2-吡咯烷酮，其中烷基具有5-12个碳原子；和组分(F)包括(F.1)和(F.2)当中至少一种(F.1)约0.012-约0.5g/L的芳族三唑，芳族三唑的盐，或两者，或(F.2)约0.41-约2.0g/kg硼酸。
17.根据权利要求16的方法，其中在步骤(I)中与金属表面接触的含水液体组合物中组分(A)的浓度是约9.5-约20.0g/kg；组分(B)的浓度是约0.80-约1.5g/kg；组分(B)与组分(A)的浓度比是约0.060∶1.0-约0.100∶1.0；组分(C)包括足够量的硅酸碱金属盐，以使得(C.1)来自硅酸盐的硅原子以至少0.032M/kg的浓度存在和(C.2)对于硅酸盐中所有的硅按SiO2计算的化学计量当量具有与(C.2.i)碱金属硅酸盐中所有碱金属含量的按碱金属氧化物计算的化学计量当量和(C.2.ii)在液体组合物中存在的任何未中和碱金属氢氧化物的按碱金属氧化物计算的化学计量当量之总和的摩尔比，该摩尔比是在约0.30-约0.50之间；该液体组合物在去离子水中20％(体积)的溶液具有PH值为至少10.7-约11.7；组分(A)包括符合通式R4-(C2H4O)w-R5的分子，其中R4表示没有任何芳基的具有8-16个碳原子的烷基部分，R5表示氢或具有不超过3个碳原子的烷基，和w是平均约7.0-约11.0的数；组分(B)主要包括N-烷基-2-吡咯烷酮，其中烷基具有6-10个碳原子；和组分(F)包括(F.1)和(F.2)当中至少一种(F.1)约0.025-约0.5g/L的芳族三唑，芳族三唑的盐，或两者，或(F.2)约0.56-约2.0g/kg硼酸。
18.根据权利要求17的方法，其中在步骤(I)中与金属表面接触的含水液体组合物中组分(A)的浓度是约12.5-约16.0g/kg；组分(B)的浓度是约0.9-约1.10g/kg；组分(B)与组分(A)的浓度比是约0.070∶1.0-约0.085∶1.0；组分(C)包括足够量的硅酸碱金属盐，以使得(C.1)来自硅酸盐的硅原子以至少0.034M/kg的浓度存在和(C.2)对于硅酸盐中所有的硅按SiO2计算的化学计量当量具有与(C.2.i)碱金属硅酸盐中所有碱金属含量的按碱金属氧化物计算的化学计量当量和(C.2.ii)在液体组合物中存在的任何未中和碱金属氢氧化物的按碱金属氧化物计算的化学计量当量之总和的摩尔比，该摩尔比是在约0.31-约0.40之间；该液体组合物在去离子水中20％(体积)的溶液具有PH值为11.0-11.7；组分(A)包括符合通式R4-(C2H4O)w-R5的分子，其中R4表示没有任何芳基的具有9-12个碳原子的直链烷基部分，R5表示氢，和w是平均约8.7-约9.3的数；组分(B)主要包括N-烷基-2-吡咯烷酮，其中烷基具有7-9个碳原子；和组分(F)包括(F.1).和(F.2)当中至少一种(F.1)约0.040-约0.50/L的芳族三唑，芳族三唑的盐，或两者，或(F.2)约0.58-约2.0g/kg硼酸。
19.根据权利要求12的方法，其中，在步骤(I)中与金属表面接触的含水液体组合物中组分(A)的浓度是约3.5-约35.0g/kg；组分(B)的浓度是约0.9-约3.6g/kg；组分(B)与组分(A)的浓度比是约0.030∶1.0-约0.15∶1.0；该组合物不包括碱金属硅酸盐；该液体组合物在去离子水中20％(体积)的溶液具有PH值不超过8.8；和组分(F)在组合物中以一定的含量存在，该含量应足以将至少一种金属基底在与组合物的接触过程中的腐蚀降低到低于在相同条件下和在相同时间内在与一种除用纯水代替组分(F)外其它相同的参考组合物接触的过程中所发生的腐蚀水平。
20.根据权利要求19的方法，其中在步骤(I)中与金属表面接触的含水液体组合物中组分(A)的浓度是约12.5-约35.0g/kg；组分(B)的浓度是约0.95-约2.5g/kg；组分(B)与组分(A)的浓度比是约0.030∶1.0-约0.10∶1.0；组分(A)包括符合通式R4-(C2H4O)w-R5的分子，其中R4表示没有任何芳基的具有9-12个碳原子的直链烷基部分，R5表示氢，和w是平均约8.7-约9.3的数；组分(B)主要包括N-烷基-2-吡咯烷酮，其中烷基具有7-9个碳原子；存在组分(G)并它包括足够量的酸以使该液体组合物在去离子水中20％(体积)的溶液具有不超过6.0的PH值；和组分(F)主要包括约2.0-约2.5g/kg硼酸。
全文摘要
本发明是一种使金属表面脱脂的清洗溶液,它含有水可溶的N－烷基取代的酰胺,其中烷基取代基具有6—22个碳原子,以及含有(i)、(ii)和(iii)中至少一种:(i)胺氧化物表面活性剂,(ii)分子中含有聚氧化烯嵌段的非离子水溶性表面活性剂,和(iii)一种碱稳定的阴离子,或同时为阴离子和两亲性的表面活性剂。本发明的优选组合物能够用来代替从金属制品上清洗油、脂和蜡状污染物的蒸汽脱脂方法,达到航空航天工业领域中所要求的清洗水平。
文档编号C11D1/00GK1191562SQ96195791
公开日1998年8月26日 申请日期1996年5月21日 优先权日1995年7月25日
发明者L·R·卡尔森, J·R·皮尔斯 申请人:亨凯尔公司