水基型金属清洗剂

金属清洗剂1水基金属清洗剂金属清洗是机械加工生产中不可缺少的工序之一，因为在不同的金属加工工序中，金属零件及设备的表面可能黏附各种类型的污垢，只有将这些污垢充分清洗干净，才能保证下一工序的顺利进行和产品的加工质量。针对不同的污垢类型常选用化学酸洗(主要除去金属氧化物)、化学碱洗(除去动植物油脂)、有机溶剂清洗(靠溶剂溶解污垢)和水基清洗(以表面活性剂为主要活性组分)。前几种清洗剂都存在不同的缺陷，而且使用范围较窄，以表面活性剂为主体的水基清洗剂则克服了其他几种清洗剂所具有的这样或那样的不足，成为金属清洗工业的主要发展方向，水基金属清洗剂主要有以下优点。(1)清洗能力好，去污力强。以表面活性剂为主要活性组分，配合各种助洗剂，将亲油性活性物和亲水性活性物合理搭配，实现了最和谐、最完美的去污过程，远比单一的酸洗、碱洗和溶剂清洗有效。(2)不燃不爆，使用安全，不污染环境。溶剂清洗会因有机溶剂的挥发，直接污染空气，破坏大气的臭氧层，易燃、易爆，不安全。化学清洗也有污染，对设备有腐蚀，对工人不安全。而水基清洗剂属于安全无污染的清洗过程，在微观和宏观方面都是安全的。(3)节约能源，洗涤成本低。(4)洗涤过程对被洗机件无损伤，洗后对机件不腐蚀。水基清洗是金属清洗工业的发展方向，是最有潜力的工业洗涤剂品种。水基清洗剂的去污作用是借助于表面活性剂的润湿、渗透、乳化、分散、增溶等性质来实现的，其去污机理参见前文，这里不再赘述。1．1水基金属清洗剂的组成水基金属清洗剂属于硬表面洗涤剂系列，它不同于家用洗涤剂和纤维洗涤剂，所以水基金属清洗剂使用的各种原料也有所不同。水基金属清洗剂的主要成分是表面活性剂和无机助剂：为避免金属在清洗过程中和清洗后的短期贮存中发生锈蚀，需要加入缓蚀防锈剂；为增加水基金属清洗剂在水中的溶解性和促进金属表面污垢在水中的分解效果，在配方中还需要加入一定量的助溶剂；为防止清洗过程中产生过多的泡沫而影响清洗效果，延长清洗时间还需加入一些消泡剂；为防止污垢在金属表面的再沉积，还需加入抗污垢再沉积剂，有时也加入一些有机溶剂，制成以水为主的水包油型(0／W)乳状液。起洗涤作用的表面活性剂可作为水溶性的乳化剂，必要时还再加入一些油溶性的乳化剂。水基金属清洗剂的基本组成见表1。表1水基金属清洗剂的基本组成组成主要成分表面活性剂阴离子型油酸钠、油酸三乙醇胺、硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠、磺化蓖麻油、烷基醚硫酸酯钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基苯磺酸铵、甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸钠、十二烷基醇酰胺磷酸酯、N，N一油酰甲基牛磺酸钠等非离子型脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、月桂基二乙醇酰胺等助洗剂无机类三聚磷酸钠(STPP)、磷酸氢二钠、六偏磷酸钠、硅酸钠、碳酸钠、偏硼酸钠等有机类次氮基三乙酸钠(NTA)、乙二胺四乙酸钠等组成主要成分羧酸盐类油酸三乙醇胺、油酸二乙醇胺等磺酸盐类石油磺酸的钠盐、钙盐、镁盐、铝盐和铵盐等缓蚀剂毒熟擘类杂环化合物’有机胺盐、酰胺等，如油酰肌氨酸盐、苯并三氮唑、2一巯基苯并噻唑、咪唑啉系化合物、氯化烷基吡啶铵盐等其他缓蚀剂亚硝酸钠、硝酸钠、磷酸盐类、硅酸钠、苯甲酸钠、铬酸盐等助溶剂甲醇、乙醇、丁醇、尿素、烷基苯磺酸钠等消泡剂硅油、Span20、Span80等抗再沉积剂羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮、三乙醇胺、烷基醇酰胺等乳化剂单硬脂酸甘油酯、Span系列、脂肪醇聚氧乙烯醚等1．2水基金属清洗剂的分类及应用水基金属清洗剂因其多方面的优点在工业领域得到了广泛的应用。目前使用的水基清洗剂的配方数不胜数，而且新的配方还不断出现，因此分类方法也多种多样。按照应用范围可分为通用型和专用型；按照应用对象，可分为黑色金属清洗剂和有色金属清洗剂；按照产品的供应方式，可分为液体、膏状及固体粉(粒)状等。这里我们根据水基金属清洗剂的配方组成，大致将其分为：单一清洗剂、复合清洗剂、含助剂的复合清洗剂、含两亲溶剂的复合清洗剂、乳化清洗剂和低泡清洗剂。(1)单一清洗剂这一类清洗剂由单一的表面活性剂组成，虽然也有一定的清洗性能，但在实际应用中，只用作特殊用途的清洗。一般的金属清洗，几乎没有用单一清洗剂的，这是由工业污垢的多样性决定的。(2)复合清洗剂复合清洗剂是指由几种表面活性剂复合而成的金属清洗剂。其复配的指导思想是表面活性剂复配产生的协同效应能改善它的性能，并充分发挥其在清洗过程中的润湿、渗透、乳化、增溶等作用，满足除油污、防腐蚀、稳定性和抗硬水等要求。根据表面活性剂的类别，通常有两种复配方式：一种是阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配，阴离子单体能有效地消除或提高非离子单体溶液的浊点，以适应加热清洗和高温存放的需要，这一类清洗剂无浊点或浊点高，可用于加温清洗；另一种是非离子表面活性剂复配，非离子单体之间复配可适当改变复合物的浊点，清洗能力也有增强效应，当清洗能力差的单体和清洗能力好的单体复配时，复配物的清洗能力通常接近清洗能力好的单体，一般不会降低清洗能力，这一类清洗剂常用于常温清洗。以下介绍几种复合清洗剂的配方。①配方1105净洗剂聚氧乙烯脂肪醇醚24％十二烷基二乙醇24％(匀染剂102)酰胺(6501)聚氧乙烯辛基酚醚l2％水40％(TX—lo)这是多种非离子表面活性剂的复合物。其外观为淡黄色透明黏稠液。稍有芳香味，呈微碱性。具有扩散、乳化、渗透、耐酸、耐碱、抗硬水等性能。还具有良好的发泡力，对轻垢、重垢都有较佳的携污力。②配方2741净洗剂聚氧乙烯烷基酚醚(OP—lO)l5％十二烷基醇酰胺l2％油酸三乙醇胺43％脂肪醇聚氧乙烯醚(平平加EO-20)l0％水余量这是多种非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的复合浓缩物。③配方3664清洗剂6～9g／L三乙醇胺油酸皂50％(质量)脂肪醇聚氧乙烯醚l2％(质量)十二烷基二乙醇酰胺l2％(质量)辛基酚聚氧乙烯醚6％(质量)水20％(质量)该配方具有润湿、乳化、防锈等功能，使用时配成2％溶液，适用于黑色金属及铝合金的清洗。(3)含有助洗剂的复合清洗剂由于复合金属清洗剂在除污垢性能上还不够理想，为了适应更多金属材料和多种污垢的清洗，往往在复配的金属清洗剂中，添加多种助洗剂或其他添加剂，以期改善清洗剂的去污性，尤其是去除硬质污垢的能力。应用配方举例如下。①配方1761净洗剂聚氧乙烯烷基酚醚(OP-10)29％羧甲基纤维素0．5％荧光增白剂O．2％聚氧乙烯油酸酯4％乙醇8％二氧化硅2·5％三聚磷酸钠51．8％这是一种固体粉剂清洗剂。②配方2十二烷基苯磺酸钠8％六偏磷酸钠l4％聚醚3％Na2S0454％脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸盐6％碳酸钠l5％将以上固体粉与水以1．7：8．3(水)配成溶液，可用于钢材清洗。③配方3合成醇聚氧乙烯醚8％～l0％EDTA2％～3％磷酸三丁酯6％～l0％C10-16脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯脂4％～6％氯化镉3％～4％四硼酸钠3％～4％三乙醇胺8％～l0％水余量油酸8％～l0％本产品为工序间洗涤剂和除去金属零件防护油的洗净剂。④配方4壬基酚(Eo)5(P0)520％Cl4～20脂肪酸6％醚(质量)三乙醇胺l8％壬基酚(Eo)10(Po)1411％苯并三氮唑或苯并噻l％醚唑醇壬基酚(P0)6醚44％本产品对重垢金属、玻璃、陶瓷等硬表面都有较好的去污能力。⑤配方5(均为质量分数)CMC-Na0.6STPP3．0高岭土和粒径45．0碳酸钠0．30.1mm的砂子混合物硫酸钠0．3苯甲酸钠0．5C12烷基苯磺酸钠4水余量硅酸钠1．3该配方适合擦洗被严重污染的金属材料表面。⑥配方6664清洗剂6～8g／L三聚磷酸钠5～8g／L6503清洗剂6—8g／L焦磷酸钠4—7g／L苯甲酸钠4--6g／LNaOH(11±0．5)g／L该配方适用于精密金属零件的清洗。(4)含有两亲溶剂的金属清洗剂这类金属清洗剂中除含表面活性剂外，还添加具有两亲性质的有机溶剂。因为这类溶剂在水和油中都有一定的溶解作用，故称为两亲溶剂。常用的有：醇类，如乙醇、正丁醇、环己醇；醚类，如乙二醇乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇苯醚等。加入此类分子偶极较大的溶剂，主要是为了提高除油的能力，增大某种添加剂或清洗剂活性物在水中的溶解度。常用配方举例如下。①配方1C12～l3脂肪醇聚26．4g次氮基三乙酸31．6g氧乙烯醚油酸钠43．6g十二烷基二甲基氧化胺l3·6g纯碱l4．8g4A沸石53．2g酯类香料l．6g乙醇8．8g水206．4g此配方为无磷配方，用于洗涤各种硬表面。②配方2(质量百分数)烷基酚聚氧乙烯醚20～30异丁醇10-15脂肪醇聚氧乙烯醚l0～15防蚀剂0．02十二烷基苯磺酸钠20～30水余量该配方属于通用化学清洗剂，可清洗各种钢材。③配方3(质量百分数)聚醚l0～80十二烷基苯磺酸钠l0植物油脂肪酸5～10亚硝酸钠l二乙醇胺乙二醇单丁醚l5二元酸二乙醇胺5～30Na0H3乙二胺四乙酸5～30水10二乙醇胺④配方4(质量百分数)肉豆蔻酸蔗糖酯12石油磺酸三乙醇胺4聚乙二醇单硬l0丙二醇3脂基醚CMC0．5柠檬酸钠5水余量葡糖酸钠5该配方可用于喷射清洗钢材和金属零部件。⑤配方5壬基酚聚氧乙烯醚(20)8％乙二醇单丁醚8％油酸8％硅铜消泡剂0．2％三乙醇胺8％水59．8％硼酸三乙醇胺8％该配方为多用途金属清洗剂。使用时可稀释成5％的溶液，用以清洗钢板。在55℃、相对湿度l00％条件下，经24h钢板无腐蚀。⑥配方6C18烷基(Eo)9醚3．0％偏硅酸钠(5H20)1．5％烷基磷酸酯(倾点l8℃)6．0％丁基溶纤剂l0．0％三乙醇胺3．0％水余量焦磷酸钠2．0％⑦配方7壬基酚聚氧乙烯醚l5．0g防锈剂10．0g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠l5．Og皂土l．09精制硅藻土34.0g对羟基安息香酸0．2g甲酯异丙醇3．4g水121．4g用于除去银器表面的积垢和斑点。去污迅速，对银器腐蚀小，银器洗后表面产生银白光泽。(5)乳化清洗剂有机溶剂可以除去它能溶解的油脂，在洗涤剂中它是一种活性组分。有时为了进一步提高清洗效率，在清洗剂组成中加入有机溶剂和表面活性剂两种活性组分。这不仅可以大大地改善溶液的除油能力，而且可以弥补它们单一使用时的若干不足。有机溶剂和表面活性剂溶液并用的清洗过程，称为乳化清洗或两相清洗。根据乳化清洗剂的组成、性能及使用方法，可将其分为三种类型，llp-相清洗型、乳化型和油脂增溶型。二相清洗型是指在水溶液和不与水混溶的有机溶剂组成的不稳定两相体系中清洗。由于有机溶剂在水中形成不稳定的乳化液，因而经常是有机溶剂和水或多或少地分离为两相。乳化清洗型是指用有机溶剂和含有表面活性剂的水或弱碱性溶液配制成稳定的水包油型乳状液进行清洗。油脂增溶型(溶剂化型)清洗是将有机溶剂和表面活性剂按一定比例配制成浓缩液进行清洗。使用时可用溶剂稀释此浓缩母液，当将带油污的金属制品浸入此制剂时，油脂污垢在溶剂中发生溶解，而表面活性剂则在油污和金属表面吸附。经过一定时间作用后，用水冲洗金属表面，将吸附有表面活性剂的污垢以增溶或以乳化液的形式从金属表面除去。配方举例如下。①配方1(质量百分数)煤油40～60高级脂肪醇聚氧3．5～7聚参矗烯烷基5～7乙烯醚酚醚水余重②配方2(质量百分数)三氯乙烯20～30磺基琥珀酸单酯二钠盐0．5～2．0二氯甲烷20～30水余量烷基芳基磺酸钠0．5～2．0③配方3(质量分数)烷基酚聚氧乙烯醚和阴离子表面活性剂7～10混合溶剂l8～28二乙醇胺或三乙醇胺2．5～3．5水60～72．5配方中混合溶剂由煤油l8％～20％、丁基苷醇8％～l0％、丁醇或丙醇70％～74％组成。④配方4(质量分数)烷基酚聚氧乙烯(8)醚15丁氧基丙醇5烷基酚聚氧乙烯(6)醚15三乙醇胺0．1异构烷烃25水余量右旋宁烯l0该配方为有色金属清洗剂。⑤配方5(质量分数)白油2．1三氟氯甲烷19失水山梨醇单月桂酸酯0．31，1，2，2-四氟二氯乙烷78二壬基磺酸钡0．6该配方为不锈钢清洁剂。适用于银行、机场等点钞机、打印机不锈钢键盘及其他不锈钢器件的清洗。⑥配方6(质量分数)椰子油脂肪酸二乙醇酰胺1．5苯并三氮唑0．2油酸8天然绿陶土1．3氨水l．0硅藻土15．0石油溶