專利名稱：顯象管金屬部件用水系去油清洗劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水系去油劑，更具體地，涉及顯象管內(nèi)有關(guān)金屬部件除油的去油清洗劑及其制備方法。
顯象管內(nèi)有關(guān)金屬部件，例如陰罩、框架、內(nèi)磁屏蔽罩、接線柱、環(huán)、發(fā)射頭等，在成型過程當(dāng)中都要用到壓力油或潤滑油，組裝前必需徹底清除掉油污。以往人們都用三氯乙烯、三氯乙烷、四氯乙烯等鹵代烴溶劑，在超聲波及加熱情況下進(jìn)行除油處理。這種工藝之所以被普遍使用一是氯代烴的除油能力很強(qiáng)，二是這些溶劑既不易燃燒也不易爆炸，還有它們的沸點(diǎn)不很高便于采用加熱沸騰回流清洗的方法，但這類溶劑一方面對操作人員健康有害，另一方面大量使用容易造成對大氣、地表、土壤、水源的污染，直接破壞臭氧層形成臭氧層空洞。據(jù)科學(xué)家觀察證實(shí)南極臭氧層空洞已擴(kuò)大到與歐洲面積相等。
鑒于上述問題國際環(huán)保組織正式作出決定要求禁止大量使用氯氟烴作為溶劑、致冷劑。一些發(fā)達(dá)的工業(yè)化國家要率先執(zhí)行這一決定，因而用不含氯氟烴的有機(jī)溶劑或水系去油劑清洗顯象管內(nèi)金屬部件成為迫在眉睫的課題。但是，利用一般有機(jī)溶劑代替氯氟烴不具有實(shí)用價值，因?yàn)槁确鸁N以外的有機(jī)溶劑都是易燃、易爆的。只有水系(包括有機(jī)溶劑水乳型與水溶型體系)去油劑更受用戶歡迎。
以往，一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家的廠家曾經(jīng)研制、開發(fā)、使用過水乳系去油劑。例如日本松下顯象管廠曾使用日本第一工業(yè)制藥研究所研制開發(fā)的CW-3520檸檬油系水乳液清洗劑，用于顯象管內(nèi)不銹鋼金屬部件的除油。這種舉措在世界其他顯象管廠還很少見。然而用這種去油劑在自動清洗線上對低碳鋼部件進(jìn)行清洗時則遇到嚴(yán)重的問題，在水洗加熱干燥過程中產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，而且是部件清洗越干凈銹蝕越嚴(yán)重。除了不銹鋼，其它金屬部件的清洗也或多或少遇到上述麻煩。
有的廠家采用苛性堿與表面活性劑配合做除油劑，對于動植物油脂為壓力油是有效的，對于礦物油作為壓力油的清洗不僅清洗速度慢而且殘油量太高，導(dǎo)致終產(chǎn)品顯象管合格率降低。
本發(fā)明的目的是提供一種去油清洗劑，不含氟氟烴，具有良好去油效果，對包括低碳鋼在內(nèi)的各種金屬部件無銹蝕作用。
本發(fā)明又一目的是提供所述去油清洗劑的制備方法，以期這到充分乳化，形成穩(wěn)定的乳液，或膠體化，形成穩(wěn)定的膠體溶液。
本發(fā)明的技術(shù)方案是用無毒、不污染大氣、沸點(diǎn)也較高的有機(jī)溶劑與表面活性劑相配合，加上必要的防銹添加劑與緩蝕劑，分散在去離子水中形成水乳液或肢體溶液，構(gòu)成一種水系去油清洗劑體系。
本發(fā)明中所使用的有機(jī)溶劑為式一所示的雙異戊二烯類化合物為主體的有機(jī)溶劑。
式一
這種雙異戊二烯類化合物可以是從天然產(chǎn)物中提取出來的，如檸檬烯(D體)等，也可以是天然產(chǎn)物提取或加工過程中獲得的松節(jié)油、二戊烯、橙花油烯、香葉烯等。還可以是人工合成的二戊烯類化合物。由天然產(chǎn)物中提取的雙戊烯類化合物必須經(jīng)過脫雜質(zhì)去色素等化學(xué)處理與蒸餾，以便獲得純度大于98％的二戊烯類化合物。它們的沸程一般要在170～180℃之間，這種組成在水系去油劑中含量(重量，下同)從0.5％～50％之間，最好在1～20％之間。
有機(jī)溶劑含量下限以除油效果不下降為限，在規(guī)定生產(chǎn)線上可以達(dá)到預(yù)定殘油量指標(biāo)。含量上限以能夠保持完全乳化，更不出現(xiàn)分層，從而不會增加燃爆危險及成本大幅度提高。
為了降低成本，增加除礦物油的效果，可以加入0.5～10％的汽油，這種汽油的沸程在150～200℃之間。
為了使這些油溶性化合物分散在水中形成乳液或肢體溶液并避免燃燒與爆炸的可能性，需要加入表面活性劑。所用表面活性劑可以是以下一種或幾種非離子表面活性劑如碳鏈為10～18C的脂肪醇聚氧乙烯醚，如式二所示式二R-〔OCH2CH2〕nOHn＝15～20烷基酚聚氧乙烯醚，如式三所示式三
m＝7～11 n＝5～10也可以是陰離子表面活性劑，如十二烷基磺酸鈉和烷基苯磺酸鈉等。還可以是陽離子表面活性劑，如由十二烷基二甲基叔胺與環(huán)氧乙烷(當(dāng)量數(shù)10～20)加成后形成的季胺鹽等。
以上表面活性劑使用量在水系去油劑總量中占0.1～20％。最好為1～10％。
表面活性劑用量以體系易于乳化，又不致使乳液粘度太大，這一方面降低清洗效果，另一方面也容易結(jié)皮結(jié)塊，影響使用。
為了增強(qiáng)乳化與防銹效果可以添加至少一種胺類化合物。這些胺類化合物可以是伯胺化合物如正辛胺、正癸胺、月桂胺、十八胺、乙醇胺等。也可以是仲胺類化合物如二丁胺、二辛胺、二癸胺、二月桂胺、二乙醇胺、環(huán)烷基乙醇胺等。還可以是叔胺化合物如三乙醇胺、甲基二乙醇胺、乙基二乙醇胺、丁基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、二丁基乙醇胺、二辛基乙醇胺、三乙胺、三丁胺、三辛胺、二甲基十二烷基叔胺、二乙基正辛胺、N、N-二烷基芐胺，二羥乙基環(huán)己胺。以及由以上叔胺與環(huán)氧乙烷加成所形成的季胺化合物，用量為0.1～10％，最好0.5～5％。
為了增強(qiáng)其防銹緩蝕能力，還可以加入至少一種脂肪酸鉀、鈉鹽。如正癸酸鈉(鉀)、月桂酸鈉(鉀)、硬脂酸鈉(鉀)、軟脂酸鈉(鉀)、蓖麻油酸鈉(鉀)、油酸鈉(鉀)、苯甲酸鈉(鉀)、羥基苯甲酸鈉(鉀)、烷基苯甲酸鈉(鉀)。以上化合物的添加量可以在0.1～10％。最好在0.5～5％，用量以達(dá)到防銹緩蝕目的而以不致導(dǎo)致乳液破乳為準(zhǔn)。
某些情況下也可以加入至少一種無機(jī)堿和鹽類調(diào)整去油劑的PH值，增強(qiáng)其防銹緩蝕能力，可以選用的有氫氧化鉀、氫氧化鈉、硅酸鈉、碳酸鈉、硼酸鈉、亞硝酸鈉、磷酸鈉、亞磷酸鈉以及它們的鉀鹽。用量控制在0.1～3％之間。用量應(yīng)限制到不使乳液破乳，而且在低溫下不結(jié)晶析出。
配制水系清洗劑要用去離子水、最好用蒸餾水，由于顯象管金屬部件要求潔凈度很高，配制時應(yīng)在干凈環(huán)境中進(jìn)行，配制后要凈化過濾。
清洗劑最終PH值根據(jù)清洗金屬部件不同應(yīng)在6～12之間，對低碳鋼和合金鋼應(yīng)在9～12之間。
乳液的配制可以在加熱和不加熱條件下進(jìn)行。如果在加熱情況下進(jìn)行，溫度控制在60～80℃。采用100轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢杓纯?。如在常溫下配制，則必需使用500轉(zhuǎn)/分以上的高速攪拌器，使其充分分散，以保證乳液穩(wěn)定性，甚至使其膠體化。
本發(fā)明去油清洗劑有較強(qiáng)的去油能力，可在加熱的條件下短時間進(jìn)行自動化情況，使工件殘油量降至最低限度，保證在較高溫度下的清洗-水洗-水洗-低溫干燥-高溫干燥這一工藝過程中對低碳鋼及各種類型合金鋼都不發(fā)生銹蝕現(xiàn)象，而且去油清洗劑本身無毒、不易燃易爆，不使用氯氟烴，也無污染環(huán)境問題，有助于解決破壞大氣臭氧層的大課題，克服以往各類清洗劑的缺點(diǎn)和不足。
以下介紹本發(fā)明部分實(shí)施例實(shí)施例一精制檸檬油烯(北師大化工實(shí)驗(yàn)廠生產(chǎn)) 10kg十二烷基聚氧乙烯醚 5kg十二烷基磺酸鈉2.5kg十二烷基苯磺酸鈉 2.5kg十二伯胺1kg苯甲酸鈉1kg三乙醇胺1kg
烷基苯并咪唑、苯并三氮唑復(fù)鹽1kg(北京師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)化工廠產(chǎn)，商品名RBZ-TNZ)蒸餾水 75kg將上述各組份加入到50升反應(yīng)釜中(帶攪拌器)邊攪拌邊升溫，在80℃保溫攪拌小時，冷卻降溫至40℃，用脫脂棉與滌綸絲網(wǎng)(300目)過濾，得到白色乳液，密封保存。
用時將本清洗劑用蒸餾水稀釋5～10倍，加熱到60～90℃，采取超聲波或噴灑清洗法清洗，如果使用噴灑清洗，噴灑壓力2kg/cm2左右，清洗時間1～5分鐘，清洗完畢，將被洗件轉(zhuǎn)入第一水洗槽、第二水洗槽、第三水洗槽漂洗，水洗溫度20～50℃之間。然后進(jìn)行熱風(fēng)吹干，熱風(fēng)溫度40～60℃，最后進(jìn)行高溫烘烤干燥，溫度100～150℃之間。實(shí)施例二精制檸檬油烯(北京師范大學(xué)化工實(shí)驗(yàn)廠生產(chǎn)) 35kg烷基聚氧乙烯醚 15kg烷基酚聚氧乙烯醚 15kg硬脂酸5kg乙醇胺3kg十二烷基伯胺 2kg蒸餾水 15kg按照實(shí)施例一的配制與使用方法配制使用。實(shí)施例三精制檸檬油烯 4kg烷基聚氧乙烯醚 10kg烷基酚聚氧乙烯醚 5kg十二烷基二甲基叔胺 0.5kgEDTA四鈉鹽 0.2kg蓖麻油酸鉀 0.3kg蒸餾水 80kg按照實(shí)施例一的配制與使用方法配制使用。實(shí)施例四精制松節(jié)油(北京師范大學(xué)化工實(shí)驗(yàn)產(chǎn))5kg沸程100～120℃的汽油 5kg脂肪醇聚氧乙烯醚 5kg烷基酚聚氧乙烯醚 5kg三乙醇胺0.5kg十二烷基叔胺0.5kg蓖麻油酸鉀1kgRBZ-TNZ 1kg氫氧化鈉0.5kg蒸餾水 80kg按照實(shí)施例一的配制與使用方法配制使用。實(shí)施例五精制二戊烯(北京師大實(shí)驗(yàn)化工廠產(chǎn))10kg烷基酚聚氧乙烯醚 7.5kg十二烷基苯磺酸鈉 2.5kg二乙醇胺 1kg乙醇胺 0.5kg苯甲酸鈉 1kg氫氧化鈉 0.25kg亞硝酸鈉 0.25kg
RBZ-TNZ1kg蒸餾水75kg按照實(shí)施例一的配制與使用方法配制使用。
實(shí)施例六精制檸檬油烯 5kg汽油(沸程170～200℃) 5kg烷基聚氧乙烯醚 5kg脂肪酸聚氧乙烯脂 5kg季胺型陽離子表面活性劑 2.5kg二丁基乙醇胺 0.5kg硬脂酸鈉 1kg亞硝酸鈉 1kgRBZ-TNZ 1kg蒸餾水 75kg按照實(shí)施例一的配制與使用方法配制使用。
對比例一三氯乙烯經(jīng)堿處理后無酸性。
對比例二四氯乙烯經(jīng)堿處理后無酸性。
對比例三烷基酚聚氧乙烯醚1kg，脂肪醇聚氧乙烯醚1kg，氫氧化鈉1kg，十二烷基磺酸鈉1kg，蒸餾水16kg配制成清洗液。
發(fā)明的效果
將實(shí)施例一—六的去油清洗組成物用蒸餾水或去離子水稀釋5～10倍，加入到循環(huán)噴淋清洗槽中或超聲波清洗槽中，如果用噴淋法噴淋壓力為1～2kg，清洗槽溫度分別為80或60℃，清洗時間為1分鐘。然后轉(zhuǎn)入第二清洗槽，槽內(nèi)清洗劑濃度再降低1倍，溫度同第一清洗槽，接著進(jìn)入第一水洗槽，必要時加RBZ-TNZ萬分之一，溫度25～40℃，再依次進(jìn)入第二水洗槽與第三水洗槽，溫度室溫或略高于室溫。接著進(jìn)入溫?zé)犸L(fēng)強(qiáng)力吹干工序，溫度室溫至60℃，最后進(jìn)入烘烤干燥爐。用對比例三配方的清洗與干燥過程同上。對比例一、二的三氯乙烯、四氯乙烯清洗劑使用原液，第一清洗槽為超聲波清洗，第二清洗槽為清洗液在沸騰回流狀態(tài)下進(jìn)行淋洗，然后在密封甩干室甩干或高壓空氣強(qiáng)力吹切以除去工件上的溶劑。接著進(jìn)入烘干道，在40～100℃下烘干。采用以上實(shí)施例與對比例清洗除油方法對分別用礦物油如中東原油、動植物油與烷基多硫醇作為壓力油的被清洗工件低碳鋼陰罩框架和內(nèi)磁屏蔽罩進(jìn)行清洗實(shí)驗(yàn)后所得結(jié)果列于表一和表二。表二中殘油量檢測方法如下取沖壓工件所用壓力油配制不同濃度的CCl4溶液作出工作曲線，然后用CCl4煮沸回流清洗法多次清洗一定面積工件后，再將數(shù)百毫升CCl4清洗液蒸餾濃縮至1ml左右，注射在紅外定厚檢測池測得其2800cm-1處吸收光密度，在工作曲線上查得相應(yīng)的含油量的濃度，按照下列公式算出絕對含油量。
公式X=VCS]]>式中X為每CM2工件殘油μg數(shù)(μg/cm2)V為CCl4濃縮液體積毫升數(shù)(ml)C為從工作曲線上查得的相應(yīng)濃度(μg/ml)
S被清洗樣品總面積(cm2)表一
表2實(shí)施例與對比例的去油、防銹等效果(低碳鋼29寸框架，用油脂系壓力油
由表1、表2可以看出，使用本發(fā)明組成物的清洗防銹以及下工序黑化效果全面達(dá)到或超過以往所用三氯乙烯、四氯乙烯，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般表面活性劑及苛性堿組成物。
本發(fā)明組成物在本申請人的生產(chǎn)線上試用，經(jīng)顯象管最終質(zhì)檢與壽命試驗(yàn)全部合格，因而可以全面使用來取代三氯乙烯，四氯乙烯清洗劑，本去油清洗劑成為世界上率先全面廢除氯氟烴的清洗劑。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可能按照本發(fā)明的構(gòu)思在其知識和常規(guī)技術(shù)基礎(chǔ)上對具體的實(shí)施方式作出變更，這些變更包括在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種顯象管金屬部件用水系去油清洗劑，其特征是含有占清洗劑總重量0.5-50％的、沸程170-180℃的雙異戊二烯類化合物；占所述總重量0.1-20％的表面活性劑；以及占所述總重量1-10％的胺類化合物；分散在去離子水中形成水乳液或膠體溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的去油清洗劑，其特征是所述雙異戊二烯類化合物占清洗劑總重量的1-20％；它可以是從天然產(chǎn)物中提取的純度大于98％的檸檬烯D體、松節(jié)油、二戊烯、橙化油烯、香葉烯或是人工合成的戊烯類化合物；所述表面活性劑占所述總重量1-10％；它們可以是非離子表面活性劑、或是陰離子表面活性劑、或是陽離子表面活性劑中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)和要求2的去油清洗劑，其特征是所述非離子表面活性劑是碳鏈為10-18的脂肪醇聚氧乙烯醚，其結(jié)構(gòu)為R-〔OCH2H2)nOH， n＝15-20或烷基酚聚氧乙烯醚，其結(jié)構(gòu)為
m＝7-10n＝5-10；所述陰離子表面活性劑是十二烷基磺酸鈉或烷基苯磺酸鈉；所述陽離子表面活性劑是十二烷基二甲基叔胺和環(huán)氧乙烷(當(dāng)量數(shù)10～20)加成后形成的季胺鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的去油清洗劑，其特征是所述胺類化合物占所述總重量的0.5-5％，它們可以是以下各項(xiàng)的至少一項(xiàng)伯胺化合物；仲胺類化合物；叔胺化合物；以及由所述叔胺與環(huán)氧乙烷加成所形成的季胺化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的去油清洗劑，其特征是所述伯胺化合物是正辛胺、正癸胺、月桂胺、十八胺、乙醇胺；所述仲胺化合物是二丁胺、二辛胺、二癸胺、二月桂胺、二乙醇胺、環(huán)烷基乙醇胺；所述叔胺化合物是三乙醇胺、甲基二乙醇胺、乙基二乙醇胺、丁基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、二丁基乙醇胺、二辛基乙醇胺、三乙胺、三丁胺、三辛胺、二甲基十二烷季叔胺、二乙基正辛胺、N、N-二烷基芐胺、二羥乙基環(huán)己胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的去油清洗劑，其特征是還含有占所述總量0.5-10％的沸程為150-200℃的汽油。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的去油清洗劑，其特征是還含有占所述總量0.1-10％的脂肪酸鉀或鈉鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的去油清洗劑，其特征是所述脂肪酸鉀或鈉鹽是以下各項(xiàng)中至少一項(xiàng)正癸酸鈉(鉀)、月桂酸鈉(鉀)、硬脂酸鈉(鉀)、軟脂酸鈉(鉀)、蓖麻油酸鈉(鉀)、油酸鈉(鉀)、苯甲酸鈉(鉀)、羥基苯甲酸鈉(鉀)、烷基苯甲酸鈉(鉀)。
9.根據(jù)權(quán)利要求要求1-5中任一項(xiàng)的去油清洗劑，其特征是還含有無機(jī)堿或鹽，含量占所述總重量的0.1-3％。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的去油清洗劑，其特征是所述無機(jī)堿或鹽是以下各項(xiàng)中至少一項(xiàng)氫氧化鉀、氫氧化鈉、硅酸鈉、碳酸鈉、硼酸鈉、亞硝酸鈉、磷酸鈉、亞磷酸鈉、以及它們的鉀鹽。
11.顯象管金屬部件用水系去油清洗劑的制備方法，其特征是將所采用組分在溫度為60-80℃下經(jīng)100R/M攪拌，或在常溫下經(jīng)500R/M攪拌，使其充分分散，形成穩(wěn)定的乳液或膠體溶液。
全文摘要
一種顯象管金屬部件用水系去油清洗劑，含占總重量0.5-50％沸程170-180℃的雙異戊二烯類化合物、0.1-20％的表面活性劑、及0.1-10％的胺類化合物，各組分均勻分散在去離子水中形成水浮液或膠體溶液。本發(fā)明清洗劑去油能力強(qiáng)，經(jīng)加熱短時間自動化清洗后殘油低，水洗、干燥后即使對低碳鋼部件也不生銹，可取代氯氟烴清洗劑。
文檔編號C11D7/22GK1156756SQ9610077
公開日1997年8月13日 申請日期1996年2月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月6日
發(fā)明者余尚先, 惠國文, 熊培芝, 顧江楠, 許巧云, 陳曦, 袁希國 申請人:北京·松下彩色顯象管有限公司, 北京師范大學(xué), 北京市師才園新技術(shù)研究所