水基金属清洗剂及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种水基金属清洗剂及其制备方法，属于机械工业清洗剂领域，该水基金属清洗剂，包括以下质量百分比的原料：异丙醇6～10％、二甲基甲酰胺6～15％、十二烷基苯磺酸钠9～16％、三乙醇胺4～10％、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠8～13％、聚乙二醇单十二烷基醚2～10％柠檬酸1～3％、EDTA 2～8％、去离子水余量。本发明水基金属清洗剂，清洗能力强，经洗涤后的金属表面不带可见油膜，脱脂率达到99％以上；对金属腐蚀性小，洗涤后的金属表面光滑亮洁；洗涤温度低，操作方便，绿色环保，节约能源；对人体无害，对环境污染小；原料价廉易得，制备工艺简单，适合大规模生产。
【专利说明】
水基金属清洗剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于机械工业清洗剂领域，特别涉及一种水基金属清洗剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在化工、轻工、交通等行业中，管线、产品、设备、原材料等会因化学、生物学等作 用，在表面沉积、残留和生成工业污垢，工业污垢一旦产生，不但影响生产过程各工序的顺 利进行，而且还会引起被污染物受到腐蚀，缩短使用寿命，降低产品质量等问题。传统清洗 剂是采用煤油、柴油、汽油等石油系、醇酮以及三氯乙烯、三氯三氟乙烷等氟氯系等有机溶 剂作清洗主剂，不仅毒性大，易挥发，对人体的中枢神经有较强的刺激性，长期接触会引起 神经衰弱等疾病，而且其使用污水排放会造成环境污染。因此，水基金属油污清洗剂逐步取 代以上溶剂型清洗剂已是一种势在必行的发展趋势，将被广泛应用于机械制造、金属加工、 机电、交通运输电镀喷涂等行业金属表面除油及其它异物。
【发明内容】
[0003] 本发明为解决现有技术的不足，提供了一种水基金属清洗剂，该清洗剂不仅清洗 效果好，腐蚀性能指标均达到国家标准，而且使用方便，适用范围广，是一种多用途油污清 洗剂，除油能力强，适于钢、铜、铝等多种材质金属的清洗，具有广阔的推广前景。
[0004] 本发明的技术构思是:通过有机胺、有机酸、络合剂和多元醇醚将非离子表面活性 剂和阴离子表面活性剂进行复配，研制出适合碳钢、铸铁、铝和黄铜表面的强效水基金属清 洗剂。
[0005]为达到上述目的，本发明是这样实现的：水基金属清洗剂，包括以下质量百分比的 原料：异丙醇6~10%、二甲基甲酰胺6~15 %、十二烷基苯磺酸钠9~16%、三乙醇胺4~ 10%、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠8~13%、聚乙二醇单十二烷基醚2~10%柠檬酸1~ 3%、EDTA2~8%、去离子水余量。
[0006] 进一步的，上述原料优选为:异丙醇7~9%、二甲基甲酰胺7~14%、十二烷基苯磺 酸钠10~15%、三乙醇胺5~9%、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠10~12%、聚乙二醇单十二 烷基醚4~8%柠檬酸2~3%、EDTA3~7%、去离子水余量。
[0007] 作为本发明一个优选的实施例，该强效清洗剂包括以下质量百分比的原料:异丙 醇8%、二甲基甲酰胺10%、十二烷基苯磺酸钠14%、三乙醇胺8%、脂肪酸甲酯乙氧基化物 磺酸钠12%、聚乙二醇单十二烷基醚8%柠檬酸2%、EDTA 6%、去离子水余量。
[0008] 该清洗剂由以下方法制得：
[0009] 按照各物质的质量百分比，将去离子水、三乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠投入到反 应釜内，在70~8(TC下反应2h后，再依次加入脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠、异丙醇、二甲 基甲酰胺、柠檬酸和EDTA于反应釜内，在室温下均匀搅拌lh后，再在反应釜中加入聚乙二醇 单十二烷基醚，继续搅拌直至反应釜内的原料混合均匀，即得清洗剂。本发明中脂肪酸甲酯 乙氧基化物磺酸钠可以采用市售的任一种产品，本发明优选采用以下方法制备得到的脂肪 酸甲酯乙氧基化物磺酸钠:将硬脂酸、乙氧基化催化剂和十二烷基磺酸钠混合后真空吸入 磁力搅拌高压釜，升温至90~100°C，于真空脱除系统中抽真空、充氮气至0.3MPa，升温至 160~175°C，加入环氧乙烷反应2~4小时，冷却至20~30 °C，真空脱除反应体系的环氧乙烷 气体，充氮气出料;硬脂酸、乙氧基化催化剂和十二烷基磺酸钠的摩尔比为（1.0~1.4): (0.05~0.3):(0.5~0.8)〇
[0010] 本发明所提供的强效清洗剂是水基型金属油污清洗剂。水基型金属油污清洗剂是 一种以表面活性剂为主体并加入其他助剂合成的洗涤剂，使用时以水为分散剂，配制成具 有优异去污能力的多功能胶体溶液，因此该技术不仅要选择高效的表面活性剂以提高去污 能力，同时要选择适当的助剂以提高产品的质量，使其具有多种功能，适用范围广。以脂肪 酸甲酯乙氧基化物磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂，去污过程中表面活性剂亲 油基团吸附在油污表面并与之互溶，而亲水基团利用其亲水性，使清洗液能很好地在油污 表面铺展、降低界面张力，降低油污与金属表面粘附力;十二烷基苯磺酸钠可以有效去除金 属表面的极性污垢，同时，油污与水溶液间的界面张力降低，油污和水发生乳化作用；当表 面活性剂达到临界胶束浓度时，表面活性剂分子会形成胶束，胶束的形成有助于增大表面 活性剂对油污的溶解;在加热或借助于机械搅拌和泡沫流浮作用，最终使油污与金属基体 剥离，达到除油效果。为提高脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠的相容性， 加入EDTA、柠檬酸和聚乙二醇单十二烷基醚可以增强清洗剂的稳定性。在选择消泡剂和缓 蚀剂时，应针对特定的组合，有些消泡剂和缓蚀剂对金属清洗剂的去油污能力有协同作用， 有些可能会产生负作用，因此要根据合理的筛选才能得出最佳配方。
[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0012] 1、清洗能力强，经洗涤后的金属表面不带可见油膜，脱脂率达到99%以上；
[0013] 2、对金属腐蚀性小，洗涤后的金属表面光滑亮洁；
[0014] 3、洗涤温度低，操作方便，绿色环保，节约能源；
[0015] 4、对人体无害，对环境污染小；
[0016] 5、原料价廉易得，制备工艺简单，适合大规模生产。
【具体实施方式】
[0017] 下面通过实施例对本发明进一步详细描述，但该实施例不用于限制本发明的保护 范围。
[0018] 以下实施例中，采用的脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠按照以下方法得到：将摩尔 比为1.0:0.3:0.6的硬脂酸、乙氧基化催化剂和十二烷基磺酸钠混合后真空吸入磁力搅拌 高压釜，升温至90~100°C，于真空脱除系统中抽真空、充氮气至0.3MPa，升温至160~175 °C，加入环氧乙烷反应2~4小时，冷却至20~30°C，真空脱除反应体系的环氧乙烷气体，充 氮气出料;得到脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠。
[0019] 实施例1
[0020] 按以下配比称取各原料：异丙醇8%、二甲基甲酰胺8%、十二烷基苯磺酸钠13%、 三乙醇胺8%、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠10%、聚乙二醇单十二烷基醚8%柠檬酸3%、 EDTA 8 %、去尚子水余量。
[0021]按照各物质的质量百分比，将去离子水、三乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠投入到反 应釜内，在70~8(TC下反应2h后，再依次加入脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠、异丙醇、二甲 基甲酰胺、柠檬酸和EDTA于反应釜内，在室温下均匀搅拌lh后，再在反应釜中加入聚乙二醇 单十二烷基醚，继续搅拌直至反应釜内的原料混合均匀，即得清洗剂。
[0022] 实施例2
[0023]按以下配比称取各原料:异丙醇8%、二甲基甲酰胺10%、十二烷基苯磺酸钠14%、 三乙醇胺8%、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠12%、聚乙二醇单十二烷基醚8%柠檬酸2%、 EDTA 6 %、去尚子水余量。
[0024]按照各物质的质量百分比，将去离子水、三乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠投入到反 应釜内，在70~8(TC下反应2h后，再依次加入脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠、异丙醇、二甲 基甲酰胺、柠檬酸和EDTA于反应釜内，在室温下均匀搅拌lh后，再在反应釜中加入聚乙二醇 单十二烷基醚，继续搅拌直至反应釜内的原料混合均匀，即得清洗剂。
[0025] 实施例3
[0026]按以下配比称取各原料：异丙醇10%、二甲基甲酰胺15%、十二烷基苯磺酸钠 15%、三乙醇胺10%、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠13%、聚乙二醇单十二烷基醚2%柠檬 酸1 %、EDTA2%、去离子水余量。
[0027]按照各物质的质量百分比，将去离子水、三乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠投入到反 应釜内，在70~8(TC下反应2h后，再依次加入脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠、异丙醇、二甲 基甲酰胺、柠檬酸和EDTA于反应釜内，在室温下均匀搅拌lh后，再在反应釜中加入聚乙二醇 单十二烷基醚，继续搅拌直至反应釜内的原料混合均匀，即得清洗剂。
[0028] 实施例4
[0029]按以下配比称取各原料:异丙醇9%、二甲基甲酰胺12%、十二烷基苯磺酸钠16%、 三乙醇胺5%、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠11%、聚乙二醇单十二烷基醚6%柠檬酸3%、 EDTA6 %、去尚子水余量。
[0030] 按照各物质的质量百分比，将去离子水、三乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠投入到反 应釜内，在70~8(TC下反应2h后，再依次加入脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠、异丙醇、二甲 基甲酰胺、柠檬酸和EDTA于反应釜内，在室温下均匀搅拌lh后，再在反应釜中加入聚乙二醇 单十二烷基醚，继续搅拌直至反应釜内的原料混合均匀，即得清洗剂。
[0031] 试验例：
[0032] 1、脱脂率测试
[0033] 取不同材质（45#碳钢、HT300灰铸铁、LY12硬铝，黄铜、锌）规格为30mm X 30mm X 1mm 的金属试片，用砂纸将试片打磨光亮，用丙酮浸泡擦洗干净，吹干后称重，其重量以mo表示， 存放于干燥器内备用。
[0034] 按照锂基脂10%、羊毛脂6%、凡士林30 %、原油46 %，三氧化二氯8%的质量比配 制人造油污，将人造油污均匀的涂抹在试片表面上。准确称重以m表示，然后在摆洗槽中倒 入3 %本发明实施例2所制备的清洗剂，将试片放入摆洗槽中，在40~60°C下浸泡3min，摆动 距离45~50mm，摆动频率40~45次/min。摆动结束后，取出在70 °C蒸馏水中漂洗3~5s，漂洗 结束后，于干燥器中干燥，称重以1112表示，脱脂率以失重法来表示。
[0035]脱脂率计算公式如下：
[0036] 8m= (mi-m2)/(mi-mo) X 100%
[0037] 其中，5m 脱脂率，％;
[0038] mo--试片初始质量，g;
[0039] mi一一试片涂抹油污后质量，g;
[0040] m2--试片清洗后质量，g。
[0041] 表1脱脂率实验结果
[0044] 2、腐蚀性测试
[0045]将打磨清洗过的试片称重得m3,称重后悬挂于500ml广口瓶中，试片不得相互接 触，把3 %清洗剂预热至70°C倒入广口瓶中，并使清洗剂溶液高于试片顶端约10mm，然后加 盖，置于70°C下恒温放置，有色金属放置2h，黑色金属放置4h。试验结束后，趁热取出试片， 经去离子水漂洗后再用无水乙醇清洗，热风吹干，再次称量得m 4,与清洗好的试片对比检查 外观，试片的质量变化Am= |m3-m4|。根据标准要求JB/T4323.1-1999,质量变化应< 2mg。 [0046] 表2腐蚀性实验结果
[0048]通过清洗剂对金属腐蚀性测试，结果表明，本发明的清洗剂对多种金属都具有优 异的保护性。按照水基金属清洗剂标准JB/T4323-1999标准中对外观、pH、消泡性能、漂洗性 能、高温稳定性和低温稳定性的要求，以及相应的实验方法进行测试，各性能指标如下表所 不。
[0049]表3清洗剂性能指标
[00511 综上可知，本发明所得强效清洗剂对45#碳钢、HT300灰铸铁、LY12硬铝，黄铜、锌表 面水基原油清洗的性能均表现优异，40°C下清洗就可以使脱脂率达到99%以上，清洗效果 很好，一段时间内无需做防锈处理;无非均匀腐蚀的现象;高低温下不分层稳定性良好;清 洗后保持着原有的金属光泽;清洗操作也比较简便，容易被脱水油脱去;对清洗操作的人员 也无任何健康伤害，在三废处理方面比较溶，对环境的污染也很小，符合国家提倡的绿色环 保工业清洗，并且清洗剂的制作成本价格上比较低廉，适合大规模使用和生产。
[0052]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 水基金属清洗剂，其特征在于，包括以下质量百分比的原料： 异丙醇6~10%、二甲基甲酰胺6~15 %、十二烷基苯磺酸钠9~16%、三乙醇胺4~ 10%、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠8~13%、聚乙二醇单十二烷基醚2~10%、柠檬酸1~ 3%、EDTA2~8%、去离子水余量。2. 根据权利要求1所述的水基金属清洗剂，其特征在于，包括以下质量百分比的原料： 异丙醇7~9%、二甲基甲酰胺7~14%、十二烷基苯磺酸钠10~15%、三乙醇胺5~9%、脂肪 酸甲酯乙氧基化物磺酸钠10~12%、聚乙二醇单十二烷基醚4~8%、柠檬酸2~3%、EDTA 3 ~7%、去尚子水余量。3. 根据权利要求1所述的水基金属清洗剂，其特征在于，包括以下质量百分比的原料： 异丙醇8%、二甲基甲酰胺10%、十二烷基苯磺酸钠14%、三乙醇胺8%、脂肪酸甲酯乙氧基 化物磺酸钠12%、聚乙二醇单十二烷基醚8%、柠檬酸2%、EDTA6%、去离子水余量。4. 一种如权利要求1所述的水基金属清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 将去离子水、三乙醇胺和十二烷基苯磺酸钠投入到反应釜内，在70~80°C下反应2h后， 再依次加入脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠、异丙醇、二甲基甲酰胺、柠檬酸和Η)ΤΑ于反应釜 内，在室温下均匀搅拌lh后，再在反应釜中加入聚乙二醇单十二烷基醚，继续搅拌直至反应 釜内的原料混合均匀，即得清洗剂。5. 根据权利要求4所述的水基金属清洗剂的制备方法，其特征在于，所述的脂肪酸甲酯 乙氧基化物横酸纳的制备方法为:将硬脂酸、乙氧基化催化剂和十^?烷基横酸纳混合后真 空吸入磁力搅拌高压釜，升温至90~100°C，于真空脱除系统中抽真空、充氮气至0.3MPa，升 温至160~175°C，加入环氧乙烷反应2~4小时，冷却至20~30 °C，真空脱除反应体系的环氧 乙烷气体，充氮气出料；硬脂酸、乙氧基化催化剂和十二烷基磺酸钠的摩尔比为（1.0~ 1.4):(0.05~0.3):(0.5~0.8)〇
【文档编号】C23G1/02GK105821419SQ201610287251
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】唐洪林, 邓春阳, 邓金玲
【申请人】大连碧城环保科技股份有限公司