一种镀锌板表面清洗剂及其制备方法与流程

文档序号：12545465阅读：958来源：国知局

本发明涉及一种金属表面清洗剂，尤其涉及到一种应用于镀锌板表面除油的清洗剂。

背景技术：

在金属表面处理中，脱脂是重要的工艺过程，防锈亦是重中之重，金属制件表面的防锈脱脂程度将直接影响到制件的后续处理质量。防锈脱脂剂也称做清洗剂，目前市场上的清洗剂一般都是指水基清洗剂。水基金属清洗剂具有以水代油、节省能源、不危害操作者健康、减少污染、保护环境、清洗成本低等优点，广泛应用于金属加工前后的表面除油、除垢及成品组装或包装前的清洗工艺中。

其去污机理如下:当水落在机械加工的金属管座和金属管帽表面上时，在表面张力的作用下，油和水都向各自的内部收缩，使它们之间形成了一个互不相溶的界面，从而失去了水对金属管座和金属管帽的润湿作用，加入清洗剂后，表面活性剂分子就依附在油与水互不相溶的界面上，从而降低了油与水互不相溶界面间的表面张力。

表面活性剂分子的疏水基伸向油污，与油污产生亲和作用，并把油污包围起来，使金属管座、金属管帽与油污间的结合力减弱。亲水基伸向水，把互不相溶的油与水连结起来，使金属管座、金属管帽很快地被清洗剂的水溶液润湿。油污在搅拌或振动的作用下，很容易地从金属管座和金属管帽表面上脱离，而悬浮在水中。这时，水成为乳浊液，并产生泡沫，这些泡沫能把油污包裹弃去，达到除去油污的目的。

近几年，我国镀锌板的生产量在逐年增加，出进口量也在逐年增加，增长幅度高于生产量的增加；扣除生产重复统计后，镀锌板消费量约为527万吨，因此镀锌板的表面处理也是金属表面处理中的一个很重要的组成部分，而金属脱脂除油工序是整个过程中的重中之重。

在汽车、家电、机械和电子等行业，为了满足产品外观和提高金属使用寿命的要求，大量采用钢铁镀锌件或锌铁合金件(简称锌件)。而金属锌件在制造、贮存和运输过程中，总会在其表面沉积有各种油污，这些油污的存在影响了金属工件的加工性能，甚至造成涂装的失败，因而金属锌件在涂装前必须进行脱脂，以除去粘附在其表面的各种油污。

我国每年消耗的洗涤油约为80万吨左右。一方面随着我国工业的高速发展，能源问题日益突出，长期用于脱脂金属油污的汽油、煤油、柴油的供应也日益紧张，另一方面在用油进行洗涤时，具有易燃的危险，排放有污染，这迫切需要用其它的脱脂剂代替溶剂油类的脱脂剂来缓解能源供应的紧张，以及减少对脱脂残液对环境的污染。

目前工业生产中常用的锌件脱脂是用含磷的碱性脱脂剂，含碱较高对金属基体产生腐蚀,使金属工件的性能发生改变；含磷等化学物质会造成江湖水的富营养化。随着国内经济技术的快速发展，对脱脂剂的要求越来越高,这就需要进一步开发高效、经济和环保的脱脂剂来满足工业生产的需求。

工业生产中碱溶液脱脂也被广泛应用，这是因为碱溶液，不会燃烧，所需设备简单，操作简单，且价格便宜。碱溶液液体脱脂剂中一般含有NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃、Na₃PO₄、Na₂HPO₄等，同时加入Na₅P₃O₁₀,Na₄P₂O₇、乙二胺四乙酸四钠等鳌合剂,利用这些鳌合剂络合溶解在碱液中的金属离子，提高碱液的载油能力和脱脂效果，同时这些鳌合剂在碱液中还具有分散、乳化、耐硬水及防止金属被腐蚀等性能。磷酸盐一直是合成脱脂剂领域的重要助洗剂，它能提高表面活性剂的脱脂效率，分散、乳化、增溶污垢，鳌合硬质钙、镁离子生成可溶性络合物、防止污垢再沉积、缓冲碱度以提高再洗功能。同时，磷也是造成水质富营养化，藻类浮游植物泛滥，海洋出现“赤潮”，江河湖泊水质恶化的罪魁祸首之一。随着世界各国限磷，禁磷呼声的日益高涨，以及我国大部分沿海及江河湖泊地区立法禁磷的要求越来越严格，因此急待研制和开发无毒、无污染且无磷的环保型新产品代替磷酸盐。

在使用碱溶液进行脱脂时碱溶液的浓度过低或过高都将影响脱脂效率，这样碱浓度必须控制在最佳的浓度范围内，否则有些金属在溶液中会受到腐蚀,金属基材受到腐蚀后影响整个金属工件的性能和后序工序，也有可能造成后序工序的失败，因此，要根据不同的金属材料严格控制碱溶液的浓度和溶液的pH值，但在工业化生产中难以有效进行控制，并且碱废液的排放对环境有一定的影响。

由于水溶液脱脂时会影响电子产品的性能与质量，在高精度的电子产品中主要使用有机溶剂，能使一些难于溶于碱的乳化油和皂化油都能很好地溶解于其中。但是在大规模的工业生产中由于有机溶剂对人体的危害大，对环境污染严重，三氯乙烷等破坏臭氧层的物质己经被禁止使用；而且油污不能彻底除去，因为当附着在金属表面上的溶传统的工业生产中主要使用的是油洗和碱洗。油洗方法在解油脂的有机溶剂挥发后，由于油污不能挥发掉，就会留下一层薄油污随着工业化生产的迅速发展，油污的种类繁多和油污的成份也越来越复杂。工业油污和脱脂对象的多种粘结形态，形成化学、物理性能优良水基脱脂脱脂剂尤为重要。脱脂剂的应用领域日益扩大，脱脂剂的品种也日益增多，降低原料成本，采用优良特效的表面活性剂，加强各种有效成份复配研究已经成为金属表面脱脂领域的一个重要研究方向。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种清洗效率高、生物降解性能好镀锌板表面清洗剂。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种镀锌板表面清洗剂，包含以下质量百分含量的成分：椰油酰胺丙基甜菜碱0.1-1％，阴离子表面活性剂1-10％，非离子表面活性剂1-10％，渗透剂1-5％，葡萄糖酸钠1-10％，其他为去离子水。

本申请发明人综合分析了各种助剂对脱脂率的影响，通过正交实验得到了本发明所述镀锌板表面清洗剂，并对脱脂剂的应用工艺进行研究。

作为本发明所述镀锌板表面清洗剂的优选实施方式，所述阴离子表面活性剂为烷基苯磺酸钠；优选地，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

作为本发明所述镀锌板表面清洗剂的优选实施方式，所述非离子表面活性剂为异十三烷基醇聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚。

作为本发明所述镀锌板表面清洗剂的优选实施方式，所述渗透剂为聚氧乙烯脂肪醇醚或异辛醇聚氧乙烯醚硫酸酯。

本发明所述镀锌板表面清洗剂利用椰油酰胺丙基甜菜碱的特殊季铵盐基团的强吸电性，同时，碱性条件下配合位于碳链末端的亲水基团—COO^-，具有降低表面张力的更强作用，因而表现出更优秀的清洗能力。同时由于椰油酰胺丙基甜菜碱的酰胺基团，增加了阴离子表面活性剂如烷基苯磺酸钠和非离子表面活性剂如聚氧乙烯醚类的配伍性和溶解性能，使清洗能力更优，产品更稳定、温和。

作为本发明所述镀锌板表面清洗剂的优选实施方式，所述清洗剂包含以下质量百分含量的成分：椰油酰胺丙基甜菜碱0.2-0.8％，阴离子表面活性剂5-10％，非离子表面活性剂0.1-5％，渗透剂2-5％，葡萄糖酸钠2-10％，其他为水。

作为本发明所述镀锌板表面清洗剂的优选实施方式，所述清洗剂包含以下质量百分含量的成分：椰油酰胺丙基甜菜碱0.3-0.5％，阴离子表面活性剂4-8％，非离子表面活性剂0.5-2％，渗透剂2-4％，葡萄糖酸钠3-8％，其他为水。

作为本发明所述镀锌板表面清洗剂的优选实施方式，所述清洗剂还包含碳酸钠或氢氧化钠；所述清洗剂中，碳酸钠或氢氧化钠的质量百分含量为1-30％。

作为本发明所述镀锌板表面清洗剂的优选实施方式，所述清洗剂还包含异丙醇或乙二醇单丁醚；所述清洗剂中，异丙醇或乙二醇单丁醚的质量百分含量为1-5％。

作为本发明所述镀锌板表面清洗剂的优选实施方式，所述清洗剂还包含润湿剂；所述清洗剂中，润湿剂的质量百分含量为1-5％。加入润湿剂后，对清洗剂的清洗效果提高显著。

作为本发明所述镀锌板表面清洗剂的优选实施方式，所述润湿剂为硅酸盐。加入硅酸盐后，显著提高了表面清洗剂的润湿性。

另外，本发明公开一种所述镀锌板表面清洗剂的制备方法，其包括以下步骤：先将固态的碳酸钠、烷基苯磺酸钠、葡萄糖酸钠、缓蚀剂这四种成分按照顺序加入去离子水中，搅拌溶解直至全部溶解，然后放入依次加入液态的椰油酰胺丙基甜菜碱、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、渗透剂，不断搅拌，使其发泡，搅拌10min之后，液体均匀混合，泡沫消失，即得本发明所述镀锌板表面清洗剂。

本发明镀锌板表面清洗剂的有益效果在于：清洗剂清洗能力比较强，清洗时间短，极大的节省了人力和能源，提高工作效率，对镀锌板表面的油渍、颗粒物等具有高效的清洗功效，可使得表面的油污和颗粒物清洗比较彻底；清洗方式无论是浸泡还是喷淋5-8min即可，烘干之后即可进行膜转化处理；本发明镀锌板表面清洗剂pH值一般呈现弱碱性，对于机械设备的腐蚀率较低，使用相对安全可靠，可以降低设备的折旧费用，降低了对金属等的腐蚀。本发明镀锌板表面清洗剂的制备方法简单方便，生产工艺相对简单，不需要特别的工艺设备，只需要将原料常温下均匀混合搅拌即可完成。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本发明镀锌板表面清洗剂的一种实施例，本实施例所述清洗剂包含以下质量百分含量的成分：椰油酰胺丙基甜菜碱0.2％，阴离子表面活性剂：烷基苯磺酸钠9％，非离子表面活性剂：异十三烷基醇聚氧乙烯醚1％，渗透剂：聚氧乙烯脂肪醇醚2％，葡萄糖酸钠5％，碳酸钠20％，其余为去离子水。