一种高效的常温水基金属清洗剂复配与生产

一种高效的常温水基金属清洗剂复配与生产新型常温水基金属清洗剂配方的研制陈建秋，曾秋媚，单卓然，于志刚（中国海洋大学化学化工学院，山东青岛 !""##$）［摘要］论述了一种新型清洗机专用常温洗涤水基金属清洗剂的配方组成，并对清洗剂的性能进行了测试。结果表明，该清洗剂去污力强，清洗效果好，清洗率达到 %&’ ()以上，低泡，使用安全，尤其对碳钢具有良好的清洗和防锈性能。［关键词］水基清洗剂；研制；常温；碳钢［中图分类号］*+,((’-. , ［文献识别码］/ ［文章编号］,##, 0 $""#（!##$）#, 0 ##-...

新型常温水基金属清洗剂配方的研制陈建秋，曾秋媚，单卓然，于志刚（中国海洋大学化学化工学院，山东青岛 !""##$）［摘要］论述了一种新型清洗机专用常温洗涤水基金属清洗剂的配方组成，并对清洗剂的性能进行了测试。结果表明，该清洗剂去污力强，清洗效果好，清洗率达到 %&’ ()以上，低泡，使用安全，尤其对碳钢具有良好的清洗和防锈性能。［关键词］水基清洗剂；研制；常温；碳钢［中图分类号］*+,((’-. , ［文献识别码］/ ［文章编号］,##, 0 $""#（!##$）#, 0 ##-, 0 #! !"#$%"%&’() (* +#,1&-$# .$#/’%0 +("1%01$#"%&2"#123#4 5%&#"13(026’0’&- 7#&%0 5%38’)9 :9#)& *(" 5%38’)9 7%/8’)# !"#$ %&’(1)&*，+#$, -&*1./&，0"1$ +2*31 4’( ，56 +2&17’(7 （+233454 26 +7489:;<= >?@ +7489A>3 B?59?44<9?5，CA4>? D?9E4<:9;= 26 F9?5@>2，F9?5@>2 !""##$，+79?>）［:63&"%/&］ G? ;79: ><;9A34，;74 62<8H3> 26 ?4I1;=J4 :J4A9>3 ?2<8>31;48J4<>;H<4 0 H:4@ I>;4<1:23HK939;= 84;>3 I>:79?5 >54?; 62< I>:79?5 8>A79?4 9: @9:AH::4@，>?@ ;74 >54?; J4<62<8>?A4 7>: K44? ;4:;4@’ L: > <4:H3;，;74 >54?;’: >K939;= 26 54;;9?5 <9@ 26 @9<; 9: 522@；9;: 4664A; 26 I>:79?5 9: 69?4；9;: A34>?9?5 <>;4 9: >K2E4 %&’()；9; A34>?: I9;7 39;;34 62>89?5；>?@ 9; 9: :>64 ;2 H:4’ G; >3:2 7>: 4MA4334?; A>J>A9;= 26 >?;9 0 33= 62< A>;4<1:23HK939;= I>:79?5 >54?;；O<4J><>;92?；P2<8>3 ;48J4<>;H<4；+>?卷第 <期 ?@@>年 ?月表面技术 .ABC:DE FEDG+HIHJK L(0M>? +HM< !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! C#6M?@@> 万方数据科技与创新国防科技大学学报第 33 卷，第 7 期 2011 年 2 月文章编号：1671-88911（2011）22-2297-51 金属清洗增效剂脂肪酸甲酯乙氧基化物及其磺酸盐孔凡杰中国人民解放军装备再制造研究中心北京 100072 金属清洗、钢铁除油脱脂等硬表面清洗，都会用到大量的表面活性剂，这些表面活性剂主要是壬基酚或脂肪醇聚氧乙烯醚系列，如陶氏的 NP 系列、巴斯夫的 TO 系列、沙索 AEO 等产品。也会用到一些阴离子产品，如十二烷基苯磺酸钠 LAS、醇醚硫酸钠 AES 等。以上这些表面活性剂都具有较好的乳化除油等性能，但是分散性能普遍较差。国内的金属清洗剂往往都是由以上表面活性剂复配而得，因此普遍存在的问题就是泡沫太高，分散性能差，油污容易反沾污在金属表面，并且除油脱脂速度慢，低温条件下清洗效果更差。脂肪酸甲酯乙氧基化物 FMEE 及其磺酸盐 FMES 凭借其低泡沫与强大的分散和防沾污能力，弥补了常规表面活性剂这一缺陷。国外的金属清洗剂，如汉高的产品，则具有良好的防止油污反沾污的性能，清洗效率高、清洗速度更快，常温亦有较好的清洗效果。根据2007 年汉高公开的金属清洗剂相关专利 Nr40 2007 091 330.5，汉高公司使用脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐 FMES 代替了其它阴离子产品，从而解决了清洗时间慢、低温效果差、油污容易反沾污等一系列问题。 3M 新材料公司于 2008 年正式宣布，全新的 Novec 系列工业清洗剂正式推向市场，该系列的产品使用了大量的脂肪酸甲酯乙氧基化物 FMEE，从而使常温下也可获得极佳的净洗效果。 FMEE 类的表面活性剂，凭借其强大的分散净洗能力、较低的泡沫性能，已经在纺织前处理、纸浆脱墨等领域得到了广泛应用；在工业清洗领域，利用 FMEE 或 FMES 代替部分常规表面活性剂，降低原料成本，提高净洗效果，减少净洗时间，悄然成为工业清洗的必然的选择。孔凡杰：男，北京人，长期从事各种国防设备的清洗和养护工作。联系方式：kongfanjie1967@163.com。等），在其界面上发生一系列复杂的物理化学变化而完成的。清洗剂对水溶性和油溶性污垢具有良好的溶解、乳化能力，对不溶性固体污垢具有良好的润湿、分散、胶溶作用。清洗剂在水溶液中通过相似相溶原理，以及卷缩、增溶、乳化、粘附等作用机理，使得被洗基体与液固污垢间的润湿角大大减小，铺展系数增大，从而使污垢迅速脱离被洗基体表面，悬浮于清洗液中，通过漂洗而除去，完成清洗过程［!，"］。 # 几种常见表面活性剂的性能及复配一种优质的水基金属清洗剂必须具有良好的综合性能，其清洗能力、防锈性、消泡性和稳定性，是评价该清洗剂品质的四项重要技术指标。在防锈性、消泡性和稳定性达到使用要求后，清洗能力这项指标就是评价该清洗剂品质好坏的决定性指标。而清洗能力又是由清洗剂配方中的表面活性剂的种类、数量及复配等来决定的。表 !列出几种常见表面活性剂的性能。表 ! 几种常见表面活性剂及性能比较［$］商品名称别名外观性能十二烷基苯磺酸钠 %&% 微黄色液体水溶性较好的阴离子表面活性剂，在硬水中有良好的润湿、乳化、分散、泡沫去污能力。生物降解性好，对人体刺激小。脂肪醇聚氧乙烯（’）醚 &()（’）浅黄液体溶于水，具有良好的润湿、乳化、分散、发泡和乳化力。有较高的去脂性能和降低水的表面张力及耐硬水性能。脂肪醇聚氧乙烯（!$）醚 &()（!$） )% * !$ 平平加 * !$ 乳白膏状物溶于水，具有良好的润湿、乳化、分散、发泡和乳化力。有较高的去脂性能和降低水的表面张力及耐硬水性能。脂肪酸烷醇酰胺尼纳尔 +$,! 琥珀色粘稠液易溶于水，具有良好发泡和稳定性，渗透力、去污力较强，有很好的增稠作用，抗硬水，对皮肤刺激小，有防锈作用。烷基酚聚氧乙烯（!,）醚 -./!, )0/!, 淡黄粘液很好的润湿、乳化、分散、去污和抗静电能力，抗硬水性能好，可与各类表面活性剂混用。油酸三乙醇胺玻珀粘液乳化性能好，能同时防矿油及动植物油。聚氧乙烯聚氧丙烯醚聚醚 #,#, 淡黄粘液低泡型表面活性剂聚氧乙烯脂肪醇醚 123 淡黄粘液渗透剂羧甲基纤维素纳 343 白色粉末易溶于水，不溶于乙醇、乙醚。是一种良好的有机助剂。采用单一种类表面活性剂的清洗剂，其清洗能力和消泡性能往往并不理想，而采用两种或两种以上表面活性剂进行复配，不仅可以提高去除油污的能力，而且复配后的消泡性能好，易于漂洗［+］。本文介绍的水基金属清洗剂配方中所用到的表面活性剂，就是从表 !中选取几种表面活性剂经复配实验对比，优选出来的有机醚类化合物作为复合表面活性剂 256。 7 实验方法为了降低生产成本，研制所需的化学药品全部采用工业纯级试剂。 7 8! 清洗剂配方通过大量的对比实验，优选出各项技术指标都良好的水基金属清洗剂配方，见表 #。（下转第 "$页） !" !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 陈建秋等新型常温水基金属清洗剂配方的研制万方数据用循环伏安法在碱性溶液中制备了黑黄色聚苯胺膜。膜层形成有明显的过程。膜层与镁合金基体结合较好。这解决了镁合金表面处理中同时要求导电性和耐蚀性的问题。［参考文献］［!］ "#$%&’( ") *+’,’-#&.，/01% 2&3’4) "&1.’-#05 &., "&1.’-#05 &((67-) 8#94&47 6: ;6.14’--，<=*，!>>>，!>? @ A!B) ［A］ C:&.D#- *，E&(605F& G，=$%5’#9’4 H ’D &( ) =04:&$’ &., ;6&D#.1 I’$%.6(617，ABBA，!J! @ !JA，?BB @ ?B?) ［K］ I406.1 L I，8&# E M，"664’ 2 I) =7.D%’D#$ "’D&(-，ABBB，!!B，N @ !J) ［?］穆绍林，阚锦晴，张爱光 )电化学，!>>O，A，J? @ OB) ［J］ P’--(#.1 2)*,+&.$’, "&D’4#&(-)!>>?，O：AAO @ AAQ) ［O］ H’2’447 H P) R604.&( 6: S(’$D46$%’5#$&( =6$#’D7，!>QJ，!KA： !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !BAA @ !BAO) （上接第 ?A页）表 A 新型常温洗涤水基金属清洗剂配方组分 T2/ 碳酸钠油酸三乙醇胺亚硝酸钠三乙醇胺水质量分数（U） !O)Q J)A !A)? ?)K !?)J 余量 K )A 生产工艺过程（!）先将复合表面活性剂 T2/与油酸三乙醇胺和三乙醇胺按表 A所列配方的剂量进行混合，在常温下充分搅拌，并同时加热到 OJV，冷却后得到溶液! 待用；（A）再将碳酸钠和亚硝酸钠按表 A所列配方的剂量加入水中，在常温下充分搅拌后得澄清溶液"待用；（K）将溶液"加入溶液!中，充分搅拌，并同时加热至 QBV，冷却至室温，即得本产品。在清洗金属制品时，在上述清洗剂中加入 AB倍体积的水，搅匀后得金属清洗液，在常温下就可进行金属表面的清洗工序。 ? 实验结果及工厂工业化试用评价按照 K )!所述的清洗剂配方和 K ) A所述的生产工艺过程生产出来的新型清洗机专用常温水基金属清洗剂，是一种淡黄色的透明液体。笔者在实验室条件下对该清洗剂的各项主要技术性能指标进行了全面检测，其检测结果如下：F/值 > ) J，清洗率为 >Q ) JU，这是目前国内常用金属清洗剂很难达到的，防锈性能达 B级，低泡易操作，漂洗性能好，未见洗涤残留物，高温（OB W AV）稳定性为稳定、均匀、不分层，低温（ X J W AV）稳定性为稳定、均匀、不分层，无结晶或沉淀析出。该产品经某大型动力机械厂进行实际生产试用，得到满意的工业化实际应用效果。与国内同类产品相比，本产品具有如下特点：（!）能够在常温条件下进行洗涤操作，去油污和顽垢能力强。根据有关文献介绍，目前市场上同类产品的清洗率为 Q? ) OU @ >BU，而本产品的清洗率却为 >Q )JU；（A）防锈蚀性好。本产品不含磷和强酸碱及易挥发有毒物质，不伤害任何物件，无毒护肤。对金属尤其是碳钢具有很好的防锈作用；（K）泡沫少，渗透力强，适用于清洗机进行喷淋洗涤，省水、省时和省电。（?）生产工艺简单，不需要特殊的生产设备，投资费用少，生产成本低。［参考文献］［!］伍崇明，王永和，王兰光 )金属水剂清洗技术［"］)北京：新时代出版社，!>>B)! @ K) ［A］李伟年，张建琴 )水基金属清洗剂［R］)日用化学品科学， !>>N，（?）：J @ N) ［K］吴廷禄 )金属表面油污水剂清洗技术及发展［R］)表面技术，!>>!，（K）：Q @ !K) ［?］唐道琼，于德玉 )系列水基金属净洗剂研究［R］)四川化工，!>>K，（!）：Q @ !!) ［J］徐德林，曾福礼 )多功能金属表面活性剂的研制［R］)表面活性剂工业，!>>?，（!）：!J @ !>) ［O］ Y’45-$%’#, / Y)工业领域中的清洗方法及其对清洗剂的要求［R］) I’.-#,’ H’D’41’.D-，!>QA，（K）：!KK @ !KN) !" 第 #$卷第 %期 $&&#年 $月表面技术 ’()*+,- .-,/012134 5678#$ 018% """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" *9:8$&&# 万方数据

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