金屬清洗劑配方還原

一、背景

金屬油污清洗劑被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造與修理、汽車制造與修理、交通運輸工具清洗、設(shè)備維修、電鍍及噴漆等各種行業(yè)，金屬油污清洗劑已成為許多行業(yè)工藝流程中一個不可缺少的質(zhì)量控制工序。金屬油污清洗劑主要功能是清除金屬表面油污、泥沙、灰塵及其它雜物，保持金屬基體表面處于良好的清潔度，為工藝流程工序的順利進(jìn)行打下堅實的基礎(chǔ)，有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量。

目前，工業(yè)生產(chǎn)中仍大量使用堿性清洗劑、有機(jī)溶劑(石油溶劑、鹵代烴類溶劑等)進(jìn)行清洗。堿性清洗劑主要成分是NaOH、Na2CO3，Na2SiO3、Na3PO4、STPP等，清洗能力較差，清洗后零件易生銹，通常用于清洗黑色金屬表面的輕度油污和無機(jī)鹽等污垢。溶劑清洗劑雖然有很強的清洗能力，很容易清洗金屬表面的污垢，但大多數(shù)易燃，易揮發(fā)，浪費大量能源，造成環(huán)境污染，而且對人體的中樞神經(jīng)有較強的刺激性，長期接觸會引起神經(jīng)衰弱、皮膚干裂等疾病。其中鹵代烴類如CFC-11、四氯化碳、1-1-1三氯乙烷、氟氯烴(簡稱ODS)毒性大，自身穩(wěn)定性差且嚴(yán)重破壞臭氧層，根據(jù)《蒙特利爾協(xié)議書》規(guī)定，該類清洗劑將逐漸被禁止。在清洗行業(yè)中，要求從業(yè)人員在選擇清洗劑時，不僅要考慮清洗能力，還要考慮安全環(huán)保性，盡量降低對環(huán)境的污染，防止清洗劑損害操作人員的健康

隨著水基金屬清洗劑的應(yīng)用日益廣泛，其組分中的含磷物質(zhì)排放到江、河、湖中造成富營養(yǎng)污染問題逐步顯露出來。所以，研制性能良好、對環(huán)境無污染的環(huán)保金屬清洗劑很有必要，因此，很多國家和地區(qū)相繼頒布法律、法規(guī)在清洗劑中禁磷、限磷，所以研制性能良好、對環(huán)境無污染的環(huán)保金屬清洗劑很有必要，。環(huán)保型水基金屬清洗劑以環(huán)境友好性為前提，在滿足高效清洗的同時，表現(xiàn)出綠色環(huán)保方面的獨到優(yōu)勢，該綠色非ODS清洗劑以其具有傳統(tǒng)清洗技術(shù)所不具備的獨特優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于不同的清洗領(lǐng)域。

1.1環(huán)保型金屬清洗劑的優(yōu)點：

環(huán)保型水基金屬清洗劑(堿性)組成，具有以下幾點特點：

1）有良好的潤濕性能和較高的去污能力，對工業(yè)油脂污垢要有很好的乳化、增溶能力，使清洗后的金屬工件完全被水所潤濕。由于陽離子表面活性劑具有疏水性和油污吸附性，，故一般較少采用在金屬清洗劑組合中，而以非離子和陰離子表面活性劑復(fù)配而成的主洗劑就是首選，但是非離子和陰離子宜采用適合生物降解且降解產(chǎn)物安全、易于廢水處理的表面活性劑。

2）對金屬材料無腐蝕性。清洗后的金屬工件表面仍然保持原有金屬光澤。根據(jù)大量的實驗經(jīng)驗，最好根據(jù)不同的金屬材質(zhì)，分別選擇主洗、助洗等物質(zhì)和不同含量，以示區(qū)別不同金屬而采用不同組成或不同的含量。少磷甚至無磷化合物組合配方理論上應(yīng)該是可行的，且是必然的發(fā)展趨勢。

3）有較好的工藝性能。水基金屬清洗劑使用溫度不宜太高，使用含量5％(JB／4323·l—1999)，水洗性能良好、操作簡便、容易維護(hù)，對工人健康無害，三廢處理方便、可行，環(huán)境污染性小。

4）能滿足不同客戶的其它要求，如短暫防銹、體系色澤、濁點和溫度高低、時間長短等問題。

水基金屬清洗劑組合中，主洗、助洗、絡(luò)合、穩(wěn)定、抗沉淀等劑是一個綜合考慮的系統(tǒng)，這是因為在體系中，有些物質(zhì)雖然具有某種作用，但參與組合后其功能也許減弱或消失，也許相反，這些都是需要大量的試驗加以驗證的。

二、水基金屬清洗劑：

2.1配方組成：

環(huán)保型水基金屬清洗劑的主要成分為表面活性劑、助洗劑、添加劑和水等。表面活性劑由非極性的親油(疏水)的碳?xì)滏溁鶊F(tuán)和極性的親水(疏油)基團(tuán)所組成，可大大降低溶劑的表面張力和液-液界面的張力，改變體系的界面狀態(tài)，通過吸附、潤濕、滲透、乳化、分散、起泡、增溶等性能，以及其相互作用而達(dá)到清洗目的。助洗劑可以與表面活性劑發(fā)生一系列協(xié)同作用，如發(fā)揮活性膠體吸附作用，提高表面活性劑的活性作用等。添加劑可以起到增溶、抗再沉積、消泡等目的，從而提高清洗效果。

1.表面活性劑：

表面活性劑的添加量很少時即能大大降低溶劑(一般為水)的表面張力(或液／液界面張力)，改變體系界面狀態(tài)，從而產(chǎn)生潤濕或反潤濕，乳化或破乳，起泡或消泡，以及增溶、凈洗、分散、可溶化等一系列作用。水基清洗劑的主洗成分一般由一種或幾種表面活性劑復(fù)配而成。表面活性劑的復(fù)配不僅可以提高去污力．而且還可根據(jù)性能需要作調(diào)整。

目前常用的表面活性劑有聚氧乙烯烷基酚醚（TX,OP等），脂肪醇硫酸鹽（FAS），脂肪酸烷醇酰胺（6501)等等，雖然它們的組合對金屬除去油脂污垢有十分明顯的作用，但對廢水處理卻帶來了巨大困難就一般的化學(xué)、物理方法處理含有此類物質(zhì)的廢水是難以達(dá)到預(yù)期目的的，如果以強氧化劑加以分解而后再輔以物理吸附方法處理，但也難以保證全部除去，何況也不經(jīng)濟(jì)。根據(jù)這一實際狀況，如果采用適宜生物降解性良好的天然(生物)或者類似于其結(jié)構(gòu)的表面活性劑，從理論上講應(yīng)該是可行的。

杏樹膠、葡萄糖酸鹽、脂肪酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、烯基磺酸鹽(AOS)、α-磺基脂肪酸甲酯鈉鹽(MES)和具有直鏈結(jié)構(gòu)的烷基苯磺酸鹽(LAS)等適宜生物降解，又能有效除去金屬重垢油脂的表面活性劑，只要配比合理，主導(dǎo)主洗地位是可行的。

    杏樹膠、葡萄糖酸鹽、脂肪酸鹽亦稱生物表面活性劑，親水性強，能形成O/W乳液，同時黏度較大，有利于增加乳液的穩(wěn)定性。

AEO-9和AEO-20具有良好的乳化和分散能力，耐酸、堿性較強，其生物降解性能好，基本屬無毒物質(zhì)。

AOS去污性能佳，對酸、堿穩(wěn)定，有優(yōu)良的水溶性，對水的硬度也不敏感，對皮膚刺激性小，它的生物降解性接近100％，與非離子和陰離子表面活性劑都有良好的配伍性能。

MES是以天然油脂為原料制得的表面活性劑，所以它的生物降解性能十分優(yōu)良。它對水中鈣、鎂等金屬離子螯合能力很強，去污和分散能力很好，但容易水解，所以不宜在強堿性體系中應(yīng)用，但可以在低堿性、中性或酸性介質(zhì)中使用。LAS屬中性物質(zhì)，它對水硬度較敏感，起泡力高，去污力強，易與各種助劑復(fù)配，生物降解性大于90％，對環(huán)境污染程度小。

2.助洗劑

    助洗劑的選擇也是十分重要，如果體系是堿性的，則可對動植物性油脂起皂化作用。助洗劑在體系中起著螯合、緩蝕、消泡、增溶、穩(wěn)定、抗沉積等作用。常用的無機(jī)助劑有磷酸鹽、碳酸鹽、硅酸鹽、硼砂等等，特別是磷酸鹽，由于其有良好的螫合硬水能力、乳化性、分散性及pH緩沖作用，被公認(rèn)為是作用接近表面活性劑的助劑，所以磷酸鹽如磷酸鈉、多聚磷酸鈉、焦磷酸鈉等也就成了必不可少的助劑，由于磷的存在，如果廢水處理不徹底，自然就引起了江、河、湖水體富磷而營養(yǎng)化，導(dǎo)致水草滋生，并可造成魚蝦死亡、赤潮，等等，為此限磷、禁磷是一大趨勢，如何解決磷的代用品問題是進(jìn)一步實施的關(guān)鍵。

偏硅酸鈉(Na20·Si02·5H2O)、4A分子篩(Na20·Ak03·xSiO2.yH2O)和聚丙烯酸鹽、檸檬酸鹽、乙二胺四乙酸二鈉鹽，等等，只要配比恰當(dāng)，且保持均一、穩(wěn)定，其功能應(yīng)與磷酸鹽相當(dāng)。特別值得一提的是，由于4A分子篩具有很多空穴，因而有很大的吸附表面，對多種金屬離子和水具有很強的的吸附力和交換力，在溶液中呈堿性，有一定的緩沖作用，也具有一定的分散性、抗再沉積性，對人體、魚、藻類安全無毒，雖然4A分子篩在在體系中有沉積的趨向，但只要選擇合理的分散劑也是可行的。

在水基金屬清洗劑體系中，有些物質(zhì)往往兼有多種作用，主洗也兼有助洗功能，助洗也兼有絡(luò)合、穩(wěn)定等功能，選擇組合取向問題上，盡可能采用品種少，而取身兼數(shù)職作用的成分較佳，因為這樣可以最大限度地避免消耗量不同步而引起體系功效減弱甚至消失的弊端。

三、實例參考配方

參考配方1：環(huán)保型工業(yè)水基金屬清洗劑

脂肪醇聚氧乙烯(9)醚用量10％，月桂酸二乙醇酰胺6％，淀粉糖苷表面活性劑7％，聚氧乙烯醚硫酸鹽2.2％，磺化琥珀酸二仲辛酯鈉鹽為1.8％，苯甲酸鈉l％，水玻璃0.1％，尿素1％。采用非離子型和陰離子型表面活性劑進(jìn)行復(fù)配，將一定量的去離子水加入到100 mL的燒杯中，高速攪拌，控制溫度在55℃左右，依次加入脂肪醇聚氧乙烯(9)醚，待其完全溶解后加入淀粉糖苷表面活性劑，繼續(xù)攪拌，30 min后，再依次加入月桂酸二乙醇酰胺，聚氧乙烯醚硫酸鹽和尿素(配制時應(yīng)準(zhǔn)確控制溫度和聚氧乙烯醚硫酸鹽濃度，防止聚氧乙烯醚硫酸鹽形成凝膠)，繼續(xù)攪拌30～45 rain，降溫至40℃左右，加入磺化琥珀酸二仲辛酯鈉鹽，防腐劑等助劑，繼續(xù)攪拌幾分鐘，冷卻至室溫即可。

參考配方2：常溫環(huán)保清洗劑。

復(fù)合表面活性劑:15.5%，碳酸鈉6.8%，油酸三乙醇胺13.6%，硼砂6.5%，三乙醇胺13.2%，水余量。

生產(chǎn)工藝：a.先將復(fù)臺表面活肚劑FBH與油酸三乙醇胺和三乙醇胺按所列配方的劑量進(jìn)行混合，在常溫下允分?jǐn)嚢?，并同時加熱到60℃，冷卻后得到溶液I待用；

b.再將碳酸鈉和亞硝酸鈉按表2所列配方的劑量加入水中，在常溫下充分?jǐn)嚢韬蟮贸吻迦芤孩虼茫?/span>

c.將溶液Ⅱ加入溶液I中，充分?jǐn)嚢?，并同時加熱至80℃，冷卻至室溫，即得本產(chǎn)品。

參考配方3：以偏硅酸鈉和硼酸鈉作為基本組分，添加復(fù)合表面活性劑，通過性能優(yōu)化，研制出金屬零部件清洗用的環(huán)保型水基金屬清洗劑。該清洗劑具有良好的吸附、潤濕、乳化和增溶等作用，去污能力強，對金屬無腐蝕、無損傷，清洗后具有一定的緩蝕防銹能力。復(fù)合表面活性劑30-40%，有機(jī)生物助洗劑5-10%，硼酸鈉1-3%，葡萄糖酸鈉3-8%，添加劑3-5%，水余量。

參考配方4：種新型的水基金屬清洗劑。清洗劑主要由表面活性劑、助溶劑、防銹劑、潤滑劑和水為基本原料組成的透明液體。這種清洗劑的特點是穩(wěn)定、去污率高，防腐防銹性強，而且無毒、對人體無害。一、2.6％AE09：3.5％油酸三乙醇胺,4.3％Na2CO3，7.8％三乙醇胺,5％TX一10,4.1％苯甲酸鈉，其余為水；4.5％平平加O,5.2％油酸三乙醇胺；二、4.3％Na2CO3,6.5％三乙醇胺,7.2％6501,2.5％葡萄糖酸鈉；3.7％苯甲酸鈉，其余為水。

參考配方5：環(huán)保型高效金屬清洗劑配制：將三乙醇胺14g、油酸11.7g 加到250ml 圓底燒瓶中，攪拌下用電熱套加熱至86度，并保持溫度在83-87度，反應(yīng)3h 左右，取樣化驗pH 8-9.2水溶液呈均勻透明狀，即可結(jié)束反應(yīng)。在攪拌下，依次向圓底燒瓶中加入尼納爾5g、平平加2g、緩蝕劑A0.8g、緩蝕劑B0.4g、消泡劑0.6g、苯甲酸鈉水溶液1g、乙醇6g（冬季可適當(dāng)增大添加量）、水58.1g，攪拌均勻，取樣測消泡性。若生成的清洗劑泡沫多，可適量補加消泡劑至產(chǎn)品合格為止。

參考配方6：制備了一種新的適合于高壓噴淋清洗的環(huán)保低泡水基金屬清洗劑：0.5％6501；0.5％三乙醇胺油酸皂；0.25％GT-12；0.25％S-86；1.25％M一10；0.75％ 聚醚L61；10％ 三乙醇胺；1％Na2CO3；1％ 硼砂；5％EDTA二鈉；0.3％ 有機(jī)硅；余量水。

五、市面常見清洗劑：

環(huán)保碳?xì)淝逑磩?/span>，水基清洗劑（水基除油劑，水基脫脂劑，水基金屬清洗劑），酸洗劑 ，除油劑，拋光劑、除銹劑（環(huán)保水性防銹劑）水膜置換防銹油，脫水防銹油， 酸洗膏（劑），除油粉，除蠟水，脫漆劑，洗板水，洗網(wǎng)水，光學(xué)玻璃清洗劑，溶劑光學(xué)清洗劑，水基光學(xué)清洗劑，玻璃油墨清洗劑，電子PCB清洗劑，無鉛溶劑洗板水，碳?xì)淙軇┫窗逅?，金屬清洗劑（中性金屬清洗劑，水基金屬清洗劑，弱堿性金屬清洗劑，鋁合金清洗劑，不銹鋼清洗劑，鋁清洗劑（鋁材清洗劑）鋁合金清洗劑，水基脫脂清洗劑，金屬脫脂劑（銅脫脂劑，鋁合金脫脂劑，酸性脫脂劑，常溫金屬脫脂劑，金屬除油脫脂粉（鋼鐵電解除油粉，金屬除油劑（鋁除油劑，酸性除油劑，鋁光亮除油劑，鋁合金除油劑，除油劑（中性除油劑，有機(jī)除油劑，超聲波除油劑）金屬油污清洗劑（金屬除油清洗劑）不銹鋼清洗劑，鋁清洗劑（鋁材清洗劑）金屬表面除蠟水，金屬表面防銹劑（水基金屬防銹劑，鑄鐵防銹劑，工序間防銹劑，鋼鐵防銹劑，環(huán)保防銹劑，薄膜防銹油，水溶性金屬防銹油，脫水防銹劑，金屬表面防銹劑，碳鋼防銹劑，水溶性金屬防銹劑，碳鋼水性防銹劑，鑄鐵水性防銹劑），泡沫清洗劑，不銹鋼清洗劑，管道清洗劑，精密電子儀器清洗劑，積碳清洗劑，地毯清洗劑，玻璃清洗劑，皮革清洗劑，塑料清洗劑，油污清洗劑，螺桿清洗劑，電腦清洗劑，電路板清洗劑，洗衣機(jī)清洗劑，發(fā)動機(jī)清洗劑，油墨清洗劑，汽車清洗劑，空調(diào)清洗劑；模具清洗劑