金属清洗剂配方还原

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金属清洗剂配方还原

一、背景

金属油污清洗剂被广泛应用于机械制造与修理、汽车制造与修理、交通运输工具清洗、设备维修、电镀及喷漆等各种行业，金属油污清洗剂已成为许多行业工艺流程中一个不可缺少的质量控制工序。金属油污清洗剂主要功能是清除金属表面油污、泥沙、灰尘及其它杂物，保持金属基体表面处于良好的清洁度，为工艺流程工序的顺利进行打下坚实的基础，有助于提高产品质量。

目前，工业生产中仍大量使用碱性清洗剂、有机溶剂(石油溶剂、卤代烃类溶剂等)进行清洗。碱性清洗剂主要成分是NaOH、Na2CO3，Na2SiO3、Na3PO4、STPP等，清洗能力较差，清洗后零件易生锈，通常用于清洗黑色金属表面的轻度油污和无机盐等污垢。溶剂清洗剂虽然有很强的清洗能力，很容易清洗金属表面的污垢，但大多数易燃，易挥发，浪费大量能源，造成环境污染，而且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、皮肤干裂等疾病。其中卤代烃类如CFC-11、四氯化碳、1-1-1三氯乙烷、氟氯烃(简称ODS)毒性大，自身稳定性差且严重破坏臭氧层，根据《蒙特利尔协议书》规定，该类清洗剂将逐渐被禁止。在清洗行业中，要求从业人员在选择清洗剂时，不仅要考虑清洗能力，还要考虑安全环保性，尽量降低对环境的污染，防止清洗剂损害操作人员的健康

随着水基金属清洗剂的应用日益广泛，其组分中的含磷物质排放到江、河、湖中造成富营养污染问题逐步显露出来。所以，研制性能良好、对环境无污染的环保金属清洗剂很有必要，因此，很多国家和地区相继颁布法律、法规在清洗剂中禁磷、限磷，所以研制性能良好、对环境无污染的环保金属清洗剂很有必要，。环保型水基金属清洗剂以环境友好性为前提，在满足高效清洗的同时，表现出绿色环保方面的独到优势，该绿色非ODS清洗剂以其具有传统清洗技术所不具备的独特优势广泛应用于不同的清洗领域。

1.1环保型金属清洗剂的优点：

环保型水基金属清洗剂(碱性)组成，具有以下几点特点：

1）有良好的润湿性能和较高的去污能力，对工业油脂污垢要有很好的乳化、增溶能力，使清洗后的金属工件完全被水所润湿。由于阳离子表面活性剂具有疏水性和油污吸附性，，故一般较少采用在金属清洗剂组合中，而以非离子和阴离子表面活性剂复配而成的主洗剂就是首选，但是非离子和阴离子宜采用适合生物降解且降解产物安全、易于废水处理的表面活性剂。

2）对金属材料无腐蚀性。清洗后的金属工件表面仍然保持原有金属光泽。根据大量的实验经验，最好根据不同的金属材质，分别选择主洗、助洗等物质和不同含量，以示区别不同金属而采用不同组成或不同的含量。少磷甚至无磷化合物组合配方理论上应该是可行的，且是必然的发展趋势。

3）有较好的工艺性能。水基金属清洗剂使用温度不宜太高，使用含量5％(JB／4323·l—1999)，水洗性能良好、操作简便、容易维护，对工人健康无害，三废处理方便、可行，环境污染性小。

4）能满足不同客户的其它要求，如短暂防锈、体系色泽、浊点和温度高低、时间长短等问题。

水基金属清洗剂组合中，主洗、助洗、络合、稳定、抗沉淀等剂是一个综合考虑的系统，这是因为在体系中，有些物质虽然具有某种作用，但参与组合后其功能也许减弱或消失，也许相反，这些都是需要大量的试验加以验证的。

二、水基金属清洗剂：

2.1配方组成：

环保型水基金属清洗剂的主要成分为表面活性剂、助洗剂、添加剂和水等。表面活性剂由非极性的亲油(疏水)的碳氢链基团和极性的亲水(疏油)基团所组成，可大大降低溶剂的表面张力和液-液界面的张力，改变体系的界面状态，通过吸附、润湿、渗透、乳化、分散、起泡、增溶等性能，以及其相互作用而达到清洗目的。助洗剂可以与表面活性剂发生一系列协同作用，如发挥活性胶体吸附作用，提高表面活性剂的活性作用等。添加剂可以起到增溶、抗再沉积、消泡等目的，从而提高清洗效果。

1.表面活性剂：

表面活性剂的添加量很少时即能大大降低溶剂(一般为水)的表面张力(或液／液界面张力)，改变体系界面状态，从而产生润湿或反润湿，乳化或破乳，起泡或消泡，以及增溶、净洗、分散、可溶化等一系列作用。水基清洗剂的主洗成分一般由一种或几种表面活性剂复配而成。表面活性剂的复配不仅可以提高去污力．而且还可根据性能需要作调整。

目前常用的表面活性剂有聚氧乙烯烷基酚醚（TX,OP等），脂肪醇硫酸盐（FAS），脂肪酸烷醇酰胺（6501)等等，虽然它们的组合对金属除去油脂污垢有十分明显的作用，但对废水处理却带来了巨大困难就一般的化学、物理方法处理含有此类物质的废水是难以达到预期目的的，如果以强氧化剂加以分解而后再辅以物理吸附方法处理，但也难以保证全部除去，何况也不经济。根据这一实际状况，如果采用适宜生物降解性良好的天然(生物)或者类似于其结构的表面活性剂，从理论上讲应该是可行的。

杏树胶、葡萄糖酸盐、脂肪酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、烯基磺酸盐(AOS)、α-磺基脂肪酸甲酯钠盐(MES)和具有直链结构的烷基苯磺酸盐(LAS)等适宜生物降解，又能有效除去金属重垢油脂的表面活性剂，只要配比合理，主导主洗地位是可行的。

    杏树胶、葡萄糖酸盐、脂肪酸盐亦称生物表面活性剂，亲水性强，能形成O/W乳液，同时黏度较大，有利于增加乳液的稳定性。

AEO-9和AEO-20具有良好的乳化和分散能力，耐酸、碱性较强，其生物降解性能好，基本属无毒物质。

AOS去污性能佳，对酸、碱稳定，有优良的水溶性，对水的硬度也不敏感，对皮肤刺激性小，它的生物降解性接近100％，与非离子和阴离子表面活性剂都有良好的配伍性能。

MES是以天然油脂为原料制得的表面活性剂，所以它的生物降解性能十分优良。它对水中钙、镁等金属离子螯合能力很强，去污和分散能力很好，但容易水解，所以不宜在强碱性体系中应用，但可以在低碱性、中性或酸性介质中使用。LAS属中性物质，它对水硬度较敏感，起泡力高，去污力强，易与各种助剂复配，生物降解性大于90％，对环境污染程度小。

2.助洗剂

    助洗剂的选择也是十分重要，如果体系是碱性的，则可对动植物性油脂起皂化作用。助洗剂在体系中起着螯合、缓蚀、消泡、增溶、稳定、抗沉积等作用。常用的无机助剂有磷酸盐、碳酸盐、硅酸盐、硼砂等等，特别是磷酸盐，由于其有良好的螫合硬水能力、乳化性、分散性及pH缓冲作用，被公认为是作用接近表面活性剂的助剂，所以磷酸盐如磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠等也就成了必不可少的助剂，由于磷的存在，如果废水处理不彻底，自然就引起了江、河、湖水体富磷而营养化，导致水草滋生，并可造成鱼虾死亡、赤潮，等等，为此限磷、禁磷是一大趋势，如何解决磷的代用品问题是进一步实施的关键。

偏硅酸钠(Na20·Si02·5H2O)、4A分子筛(Na20·Ak03·xSiO2.yH2O)和聚丙烯酸盐、柠檬酸盐、乙二胺四乙酸二钠盐，等等，只要配比恰当，且保持均一、稳定，其功能应与磷酸盐相当。特别值得一提的是，由于4A分子筛具有很多空穴，因而有很大的吸附表面，对多种金属离子和水具有很强的的吸附力和交换力，在溶液中呈碱性，有一定的缓冲作用，也具有一定的分散性、抗再沉积性，对人体、鱼、藻类安全无毒，虽然4A分子筛在在体系中有沉积的趋向，但只要选择合理的分散剂也是可行的。

在水基金属清洗剂体系中，有些物质往往兼有多种作用，主洗也兼有助洗功能，助洗也兼有络合、稳定等功能，选择组合取向问题上，尽可能采用品种少，而取身兼数职作用的成分较佳，因为这样可以最大限度地避免消耗量不同步而引起体系功效减弱甚至消失的弊端。

三、实例参考配方

参考配方1：环保型工业水基金属清洗剂

脂肪醇聚氧乙烯(9)醚用量10％，月桂酸二乙醇酰胺6％，淀粉糖苷表面活性剂7％，聚氧乙烯醚硫酸盐2.2％，磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐为1.8％，苯甲酸钠l％，水玻璃0.1％，尿素1％。采用非离子型和阴离子型表面活性剂进行复配，将一定量的去离子水加入到100 mL的烧杯中，高速搅拌，控制温度在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剂，继续搅拌，30 min后，再依次加入月桂酸二乙醇酰胺，聚氧乙烯醚硫酸盐和尿素(配制时应准确控制温度和聚氧乙烯醚硫酸盐浓度，防止聚氧乙烯醚硫酸盐形成凝胶)，继续搅拌30～45 rain，降温至40℃左右，加入磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐，防腐剂等助剂，继续搅拌几分钟，冷却至室温即可。

参考配方2：常温环保清洗剂。

复合表面活性剂:15.5%，碳酸钠6.8%，油酸三乙醇胺13.6%，硼砂6.5%，三乙醇胺13.2%，水余量。

生产工艺：a.先将复台表面活肚剂FBH与油酸三乙醇胺和三乙醇胺按所列配方的剂量进行混合，在常温下允分搅拌，并同时加热到60℃，冷却后得到溶液I待用；

b.再将碳酸钠和亚硝酸钠按表2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Ⅱ待用；

c.将溶液Ⅱ加入溶液I中，充分搅拌，并同时加热至80℃，冷却至室温，即得本产品。

参考配方3：以偏硅酸钠和硼酸钠作为基本组分，添加复合表面活性剂，通过性能优化，研制出金属零部件清洗用的环保型水基金属清洗剂。该清洗剂具有良好的吸附、润湿、乳化和增溶等作用，去污能力强，对金属无腐蚀、无损伤，清洗后具有一定的缓蚀防锈能力。复合表面活性剂30-40%，有机生物助洗剂5-10%，硼酸钠1-3%，葡萄糖酸钠3-8%，添加剂3-5%，水余量。

参考配方4：种新型的水基金属清洗剂。清洗剂主要由表面活性剂、助溶剂、防锈剂、润滑剂和水为基本原料组成的透明液体。这种清洗剂的特点是稳定、去污率高，防腐防锈性强，而且无毒、对人体无害。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％苯甲酸钠，其余为水；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％葡萄糖酸钠；3.7％苯甲酸钠，其余为水。

参考配方5：环保型高效金属清洗剂配制：将三乙醇胺14g、油酸11.7g 加到250ml 圆底烧瓶中，搅拌下用电热套加热至86度，并保持温度在83-87度，反应3h 左右，取样化验pH 8-9.2水溶液呈均匀透明状，即可结束反应。在搅拌下，依次向圆底烧瓶中加入尼纳尔5g、平平加2g、缓蚀剂A0.8g、缓蚀剂B0.4g、消泡剂0.6g、苯甲酸钠水溶液1g、乙醇6g（冬季可适当增大添加量）、水58.1g，搅拌均匀，取样测消泡性。若生成的清洗剂泡沫多，可适量补加消泡剂至产品合格为止。

参考配方6：制备了一种新的适合于高压喷淋清洗的环保低泡水基金属清洗剂：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二钠；0.3％ 有机硅；余量水。

五、市面常见清洗剂：

环保碳氢清洗剂，水基清洗剂（水基除油剂，水基脱脂剂，水基金属清洗剂），酸洗剂 ，除油剂，抛光剂、除锈剂（环保水性防锈剂）水膜置换防锈油，脱水防锈油， 酸洗膏（剂），除油粉，除蜡水，脱漆剂，洗板水，洗网水，光学玻璃清洗剂，溶剂光学清洗剂，水基光学清洗剂，玻璃油墨清洗剂，电子PCB清洗剂，无铅溶剂洗板水，碳氢溶剂洗板水，金属清洗剂（中性金属清洗剂，水基金属清洗剂，弱碱性金属清洗剂，铝合金清洗剂，不锈钢清洗剂，铝清洗剂（铝材清洗剂）铝合金清洗剂，水基脱脂清洗剂，金属脱脂剂（铜脱脂剂，铝合金脱脂剂，酸性脱脂剂，常温金属脱脂剂，金属除油脱脂粉（钢铁电解除油粉，金属除油剂（铝除油剂，酸性除油剂，铝光亮除油剂，铝合金除油剂，除油剂（中性除油剂，有机除油剂，超声波除油剂）金属油污清洗剂（金属除油清洗剂）不锈钢清洗剂，铝清洗剂（铝材清洗剂）金属表面除蜡水，金属表面防锈剂（水基金属防锈剂，铸铁防锈剂，工序间防锈剂，钢铁防锈剂，环保防锈剂，薄膜防锈油，水溶性金属防锈油，脱水防锈剂，金属表面防锈剂，碳钢防锈剂，水溶性金属防锈剂，碳钢水性防锈剂，铸铁水性防锈剂），泡沫清洗剂，不锈钢清洗剂，管道清洗剂，精密电子仪器清洗剂，积碳清洗剂，地毯清洗剂，玻璃清洗剂，皮革清洗剂，塑料清洗剂，油污清洗剂，螺杆清洗剂，电脑清洗剂，电路板清洗剂，洗衣机清洗剂，发动机清洗剂，油墨清洗剂，汽车清洗剂，空调清洗剂；模具清洗剂

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