專利名稱：用于鋼片的堿性洗滌劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于鋼片的堿性洗滌劑組合物，該組合物用于連續(xù)洗滌鋼片(鋼帶)，例如尤其是在鋼鐵廠通過電解清洗鋼片。
對于例如電鍍和涂覆處理表面，鋼片表面去油洗滌以及用酸洗進行預(yù)處理是需要的。對于最終鋼片的質(zhì)量，它是非常重要的因素。附著在鋼片表面上的臟物質(zhì)包括例如，軋制油例如酯(例如牛脂)脂肪酸、和礦物油、防腐油的油斑，和在冷軋過程中沉積在其上的鐵粉固體污斑。在上述臟物質(zhì)中，當(dāng)熱處理時，尤其是油斑不能在熱處理爐中通過揮發(fā)而氣化和分散，而是作為附著的碳化物仍然留在鋼片的表面上并且最后形成使電鍍和涂覆的均勻性破壞的原因。
為了更有效地去除這些油斑，已經(jīng)使用了表面活性劑。作為表面活性劑，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛地使用了少量就對各種離子容易產(chǎn)生效果并且起泡性很小的非離子表面活性劑。各種螯合劑也用作金屬離子多價螯合劑、輔助洗滌劑、和用于固體污斑例如鐵粉的分散劑。例如，與所討論的鋼片洗滌有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)是JP-A-05-125571和JP-A-05-320962。
通過使用非離子表面活性劑得到非常濃的均勻的全部包括洗滌劑組份的液體堿性洗滌劑遇到的不便之處是由于非常濃的堿性試劑的鹽析作用，該非離子表面活性劑分離。為了預(yù)防這一問題，JP-A-04-359096公開了通過加入穩(wěn)定劑得到均勻液體組合物的技術(shù)。
用于洗滌鋼片的裝置通常是這樣構(gòu)造的，它使得可以連續(xù)地洗滌卷成線圈形狀的鋼片(鋼帶)并且在約30-1100m/min的速度下操作。結(jié)果，每個鋼片用的洗滌時間很短，例如僅最多幾秒鐘。因此用于洗滌鋼片的洗滌劑在該短的時間內(nèi)必須以0.1-3g/m2范圍的速度清除鋼片表面的油斑，并且需要非常高的洗滌能力。
該洗滌通常在約80℃的高溫下進行。為了不變地保持這一溫度，用水蒸汽加熱該洗滌劑。因此，降低洗滌溫度以便降低水蒸汽成本的需要已經(jīng)受到很大的重視。當(dāng)降低洗滌溫度時，洗滌效力會降低，因為油、脂肪、和酯的水解反應(yīng)必然放慢。因此需要能夠在低溫(不高于50℃)迅速洗滌鋼片的洗滌劑。
在近幾年中，在主要的冷軋鋼片過程中，為了改進滾軋機清潔性和產(chǎn)率，冷軋油從牛脂型冷軋油變成在室溫為液體狀態(tài)的合成酯型冷軋油的變化已經(jīng)發(fā)展了。該合成酯型軋鋼油含有各種高粘度的添加劑。當(dāng)含這些高粘稠組份的軋鋼油附著在鋼片上時，因為其在洗凈方面不夠，所以常規(guī)的洗滌劑不能除去軋鋼油并非?？赡軐?dǎo)致洗滌不充分。此外，由于僅是最近發(fā)現(xiàn)適用的合成酯不容易被堿皂化，并且它與上述迄今為止被用作軋鋼油主要成分的天然油和脂肪如牛脂和棕櫚油相比不能很快皂化，所以它不能用常規(guī)的洗滌劑徹底清洗。最近，提高軋鋼油酸值的實踐已經(jīng)逐漸地流行。酸值提高引起的問題是軋過的鋼片會大量地產(chǎn)生鐵皂，該軋鋼油在洗滌過程中損壞其乳化性，并且該洗滌劑會失去其洗滌能力。因此，近年來生產(chǎn)的鋼片顯示出降低的可清洗性并且用常規(guī)的洗滌劑不能徹底清洗。從這一點來看，開發(fā)高洗凈性洗滌劑的需要已經(jīng)受到很大的重視。
為了使用非離子表面活性劑制備高濃度的均勻液體型堿性洗滌劑，例如，已經(jīng)采用了通過借助于加溶劑將非離子表面活性劑加入到高濃度的堿溶液中制備均勻液體的方法。該方法的問題是必然出現(xiàn)的加溶作用會導(dǎo)致降低要加入的非離子表面活性劑的上限量，并且使用對洗滌鋼片絕對沒有任何作用的加溶劑會導(dǎo)致COD的升高。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于洗滌鋼片的堿性洗滌劑組合物，該組合物避免了另外的物理洗滌過程，提高了使用濃度或洗滌時間并避免引起洗滌不足，甚至當(dāng)目前流行的80℃洗滌溫度降低到不高于50℃的新洗滌溫度時也是如此。本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于鋼片的高濃度堿性洗滌劑組合物，該組合物顯示出流動性并在加工性方面極好。
本發(fā)明人在考慮到上述現(xiàn)有技術(shù)的實際情況從事刻苦研究之后，已經(jīng)弄清楚了下文中具體描述的堿性洗滌劑組合物能夠徹底地清洗鋼片，甚至在低溫(10-50℃)也是如此，并且該組合物具有高的洗滌能力并可以使加入其中的有機物質(zhì)的量成比例地降低。作為結(jié)果從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明用于鋼片的洗滌劑組合物含有堿試劑和至少一種選自由式(1)表示的聚氧乙烯烷基醚，和/或至少一種選自由式(2)表示的聚氧化烯烷基醚R-O-(CH2CH2O)nH (1)(其中R表示5-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基，n表示氧乙烯基團的平均加成摩爾數(shù)，條件是當(dāng)R具有5-10個碳原子時，n在1-20的范圍，或當(dāng)R具有11或12個碳原子時，n在6-20的范圍)，
(其中R表示4-14個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基，n表示氧乙烯基團的平均加成摩爾數(shù)和m表示氧丙烯基團的平均加成摩爾數(shù)，并且它們分別滿足0≤n≤20和0≤m≤20，α的數(shù)值用下式計算α＝0.33×n-0.15×m-0.475×(R的碳原子數(shù))+2.6并且滿足-2.0＜α＜1.9)。
本發(fā)明還涉及按照權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的用于鋼片的堿性洗滌劑組合物，其特征在于該組合物除了上述組份外還含有至少一種選自由下面式(3)表示結(jié)構(gòu)的水溶性大分子羧酸
(其中R1-R6分別表示氫原子、1-5個碳原子的烷基、1-5個碳原子的烷氧基、COOM、或OH，M表示氫原子、堿金屬、1-4個碳原子的烷基胺、或1-6個碳原子的鏈烷醇胺，s/t(共聚摩爾比)為0/10-10/1，和重均分子量(MW)在1000-100000的范圍)。該組合物呈液體狀或漿液狀，顯示出流動性，避免了分離，并具有穩(wěn)定性。當(dāng)該堿性洗滌劑組合物被稀釋并用于洗滌鋼片時，在稀釋過程中，水例如具有高硬度的工業(yè)用水可以被徹底軟化。在本發(fā)明中使用的水溶性大分子羧酸有助于在儲存過程中穩(wěn)定該組合物并且作為螯合劑有助于在洗滌過程中軟化硬水。由于水溶性大分子羧酸的結(jié)晶作用，它不是加溶而是形成漿液，在這種情況下它有助于穩(wěn)定。某些水溶性大分子羧酸具有加溶作用的能力，這取決于其結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的堿性洗滌劑組合物允許含有醛糖酸。當(dāng)其含有醛糖酸時，其優(yōu)點是醛糖酸與通式(2)的聚氧化烯烷基醚組合協(xié)同地改進了該組合物的洗滌能力。
下面將詳細地描述本發(fā)明的構(gòu)成。用于本發(fā)明中的堿性試劑沒有特別的限制，僅需要溶于水就行。作為堿性試劑的具體例子，可以舉出堿金屬氫氧化物(例如氫氧化鈉和氫氧化鉀)、硅酸鹽(例如原硅酸鈉和硅酸鈉)、磷酸鹽(例如焦磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸三鈉、焦磷酸鈉、和三聚磷酸鈉)、和碳酸鹽(例如碳酸鈉和碳酸氫鈉)。這些水溶性的堿性試劑可以單獨或以兩種或多種的混合物形式使用。在上述的其它堿性試劑中，優(yōu)選使用氫氧化鈉、氫氧化鉀、原硅酸鈉、硅酸鈉，更優(yōu)選使用氫氧化鈉和氫氧化鉀。
有效地用于本發(fā)明中的聚氧乙烯烷基醚是由通式(1)表示的R-O-(CH2CH2O)nH (1)在該式中，R表示5-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基，n表示氧乙烯基團的平均加成摩爾數(shù)，條件是當(dāng)R是具有5-10個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基時，n在1-20的范圍，或當(dāng)R具有11-12個碳原子時，n在6-20的范圍)。優(yōu)選地，R是6-10個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基。當(dāng)R是6-8個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基時，聚氧乙烯基團的平均加成摩爾數(shù)n是1-10，當(dāng)R是9或10個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基時，聚氧乙烯基團的平均加成摩爾數(shù)n是4-10。更優(yōu)選地，當(dāng)R是6或7個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基時，聚氧乙烯基團的平均加成摩爾數(shù)n是2-8，當(dāng)R是8-10個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基時，聚氧乙烯基團的平均加成摩爾數(shù)n是4-8。作為聚氧乙烯烷基醚的具體例子，可以舉出由Kao Co.，Ltd.生產(chǎn)的Emulgen 109P(R十二烷基，n9)、由Aoki Oil Industrial Co.Ltd.生產(chǎn)的BLAUNON EL-1303(R癸基，n3)、BLAUNON EL-1305(R癸基，n5)、BLAUNON EH-2(R2-乙基己基，n2)、BLAUNON EH-4(R2-乙基己基，n4)、BLAUNON EH-6(R2-乙基己基，n6)和BLAUNON EH-11(R2-乙基己基，n11)，和由Nippon Nyukazai Co.，Ltd.生產(chǎn)的Hexyl Glycol(R己基，n1)、Hexyldi-Glycol(R己基，n2)、2 Ethylhexyl Glycol(R2-乙基己基，n1)和2 Ethylhexyl di-Glycol(R2-乙基己基，n2)。這些聚氧乙烯烷基醚可以單獨或以兩種或多種混合物的形式使用。
有效地用于本發(fā)明中的聚氧化烯烷基醚是由通式(2)表示的那些。在該式子中，R表示4-14個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基。在直鏈烷基或鏈烯基的情況下，R優(yōu)選表示6-10個碳原子的基團。在支鏈烷基或鏈烯基的情況下，R優(yōu)選表示8-14個碳原子的基團。在該式中，n表示氧乙烯基團的平均加成摩爾數(shù)和m表示氧丙烯基團的平均加成摩爾數(shù)，并且它們分別滿足0≤n≤20和0≤m≤20，用上式表示的α的數(shù)值滿足-2.0＜α＜1.9。數(shù)值α是用通式(2)化合物的R、n和m定義的指數(shù)，它有助于得到非常優(yōu)異的脫油效果。氧乙烯和氧丙烯的加成形式可以是嵌段或無規(guī)的。在嵌段的情況下，氧乙烯和氧丙烯的位置可以是顛倒的。以氧丙烯-氧乙烯的順序得到的嵌段加成物是優(yōu)選的。
優(yōu)選地，按照本發(fā)明通式(2)的聚氧化烯烷基醚的重均分子量在130-1000的范圍，優(yōu)選130-700。優(yōu)選的氧乙烯和氧丙烯的加成摩爾數(shù)分別是0≤n＜8和0＜m＜5，和優(yōu)選3＜n＜8。在直鏈烷基或鏈烯基的情況下，α的數(shù)值較優(yōu)選滿足-1.3＜α＜1.6，更優(yōu)選-0.8＜α＜1.O，最優(yōu)選-0.3＜α＜0.3。在支鏈烷基或鏈烯基的情況下，α的數(shù)值較優(yōu)選滿足-2.0＜α＜1.6，更優(yōu)選-2.0＜α＜1.O，最優(yōu)選-2.0＜α＜0.3。
有效地用于本發(fā)明中的水溶性大分子羧酸是由通式(3)表示的那些。在該式子中，R1-R6或者可變地或者不可變地表示任何選自下面的物質(zhì)氫原子、1-5個碳原子的烷基、1-5個碳原子的烷氧基、COOM、或OH。通式(2)的相對的端基沒有特別的限制，可以可變地或不可變地選自氫原子、OH、1-5個碳原子的烷基、1-5個碳原子的烷氧基、和SO3M。M表示任何選自下面的物質(zhì)氫原子、堿金屬、1-4個碳原子的烷基胺、或1-6個碳原子的鏈烷醇胺。s和t表示相關(guān)括號中的單體的摩爾數(shù)，條件是s可以是0。當(dāng)s是0時，該水溶性大分子羧酸是由t表示摩爾數(shù)的單體的均聚物。s和t的共聚摩爾比s/t在0/10-10/1的范圍，和重均分子量(MW)在1000-100000的范圍，優(yōu)選3000-50000，和更優(yōu)選5000-20000。該聚合的形式可以是嵌段或無規(guī)的。作為水溶性大分子羧酸的具體例子，可以舉出的是丙烯酸的均聚物、丙烯酸-馬來酸共聚物、α-羥基丙烯酸的均聚物、C5烯烴-馬來酸共聚物、異丁烯-馬來酸共聚物，和其堿金屬鹽或胺鹽。在上述水溶性大分子羧酸中，丙烯酸均聚物和丙烯酸-馬來酸共聚物證明是特別有利的。作為可從市場上購得的水溶性大分子羧酸的具體例子，可以舉出的是由Kao Co.，Ltd.生產(chǎn)的Poiz 540、Poiz 530、Poiz 521和Poiz 520，由NipponPeroxide Co.生產(chǎn)的PELL PLAC 250、PELL PLAC 1200和PELL PLAC 5000，由Nippon Zeon Co.生產(chǎn)的Quinflow 540、Quinflow 542、Quinflow 543、Quinflow 560、Quinflow 640和Quinflow 750，由Toagosei Chemical Industry Co.，Ltd.生產(chǎn)的Aron T-40(M)，由Kuraray Co.，Ltd.生產(chǎn)Isobam 06、Isobam 04和Isobam 600，和由Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co.生產(chǎn)的Aqualic DL100。上述水溶性大分子羧酸可以單獨或以兩種或多種混合物的形式使用。
有效地用于本發(fā)明中的醛糖酸是具有羧基的單多糖和其其堿金屬鹽或胺鹽。作為有效地用于本發(fā)明中的醛糖酸的具體例子，可以舉出的是甘油酸、季酮酸、戊糖酸、己糖酸、庚糖酸，和其堿金屬鹽或胺鹽。在上述其它的醛糖酸中，葡糖酸、葡庚糖酸、和其堿金屬鹽或胺鹽是優(yōu)選的，葡糖酸鈉或葡庚糖酸鈉更優(yōu)選。這些醛糖酸也可以單獨或以兩種或多種混合物的形式使用。
作為用于本發(fā)明組合物的介質(zhì)，可以使用水。該水優(yōu)選是去離子水。
關(guān)于本發(fā)明組合物的組份的量，堿性試劑相對于組合物的量優(yōu)選在0.5-48.0％(重量)的范圍。在洗滌鋼片過程中，該量在0.5-10.0％(重量)的范圍，優(yōu)選1.0-8.0％(重量)。如果該量在洗滌鋼片過程中小于0.5％(重量)，那么該洗滌劑在洗滌性質(zhì)方面不夠。如果該量超過10.0％(重量)，那么組合物的洗滌能將力會飽和并且過量的堿性試劑并不經(jīng)濟。特別優(yōu)選地，在洗滌鋼片期間，以1.0-8.0％(重量)使用氫氧化鈉。在選擇堿性試劑的物種和將堿性試劑加入到組合物中時，下面討論的量是優(yōu)選的，它使得在洗滌鋼片期間該組合物的pH值超過12.5以便洗凈和導(dǎo)電。
在本發(fā)明組合物中的聚氧乙烯烷基醚和/或聚氧化烯烷基醚的量，以組合物的量計，優(yōu)選在0.05-30.0％(重量)的范圍。在洗滌鋼片期間，該量在0.05-5.0％(重量)的范圍，優(yōu)選0.1-3.0％(重量)。如果該量在洗滌鋼片過程中小于0.05％(重量)，那么該洗滌劑在洗滌性質(zhì)方面不夠。如果該量超過5.0％(重量)，那么組合物的洗滌能力將會飽和并使COD升高和過量的堿性試劑并不經(jīng)濟。
在本發(fā)明組合物中的水溶性大分子羧酸的量，優(yōu)選在0-10.0％(重量)的范圍。在洗滌鋼片期間，該量在0.05-1.0％(重量)的范圍，優(yōu)選0.1-0.5％(重量)。如果該量在洗滌鋼片過程中小于0.05％(重量)，那么當(dāng)用于洗滌時，水例如具有高硬度的工業(yè)水不能充分軟化，結(jié)果很可能導(dǎo)致源于硬水的鈣離子和鎂離子與脂肪酸形成不可溶的鹽作為雜質(zhì)混入組合物中，并且該鹽引起洗滌性不好。如果該量超過1.0％(重量)，那么水溶性大分子羧酸軟化硬水的能力最后飽和并使COD升高和過量的酸并不經(jīng)濟。
在本發(fā)明組合物中的醛糖酸的量，以組合物的量計，優(yōu)選在0.03-20.0％(重量)的范圍。在洗滌鋼片期間，該量在0.03-3.0％(重量)的范圍，優(yōu)選0.05-2.0％(重量)。如果該量在洗滌鋼片過程中小于0.03％(重量)，那么組合物在洗滌性質(zhì)方面不夠。如果該量超過3.0％(重量)，那么該組合物的洗滌能力最終飽和并使COD升高同時過量的酸并不經(jīng)濟。在葡糖酸鈉或葡庚糖酸鈉的情況下，洗滌性質(zhì)是令人滿意的，甚至當(dāng)該量在0.05-1.0％(重量)范圍時也是如此。
當(dāng)本發(fā)明的組合物用于洗滌鋼片時，可以預(yù)先將組合物的組份混合成均勻的液體和在使用前在洗滌槽中用水稀釋，或者可以將它們分別投放進洗滌槽中并在其中用水稀釋。
其次，下面敘述本發(fā)明的非常濃的堿性洗滌組合物(下文中稱之為“均勻液體型堿性洗滌劑組合物”)的組份(在儲存期間)的量。首先，在儲存期間堿性試劑的量在20.0-48.0％(重量)的范圍，優(yōu)選30.0-45.0％(重量)。如果在儲存期間該量小于20.0％(重量)，那么組合物的穩(wěn)定性不夠，因為它使水溶性大分子羧酸不適當(dāng)?shù)厣倭拷Y(jié)晶并且不能夠穩(wěn)定地保持為漿液。如果該量超過48.0％(重量)，那么組合物的缺點是將非常高的粘度不適當(dāng)?shù)刭x予了洗滌劑。特別好的是，以這樣的量使用氫氧化鈉，使得氫氧化鈉在儲存期間含量在33.0-42.0％(重量)范圍。
在儲存期間在本發(fā)明的均勻液體型堿性洗滌劑組合物中的聚氧乙烯烷基醚和/或聚氧化烯烷基醚的量在0.1-30.0％(重量)的范圍，優(yōu)選0.2-20.0％(重量)，和更優(yōu)選0.5-20.0％(重量)。如果在儲存期間該量小于0.1％(重量)，那么該組合物將不能以這樣的濃度含有聚氧乙烯烷基醚和/或聚氧化烯烷基醚，該濃度在洗滌鋼片期間是必需的。此外，由于以漿液的形式穩(wěn)定該組合物，所以當(dāng)其以不適當(dāng)?shù)拇罅亢械捅戎氐木垩跻蚁┩榛押?或聚氧化烯烷基醚時，它容易引起其組份的分離。如果在儲存期間聚氧乙烯烷基醚和/或聚氧化烯烷基醚的量大于30.0％(重量)，那么制備的組合物在穩(wěn)定性方面不足。
在儲存期間在本發(fā)明的均勻液體型堿性洗滌劑組合物中的水溶性大分子羧酸的量在0.5-10.0％(重量)的范圍，優(yōu)選1.0-8.0％(重量)。如果在儲存期間該量小于0.5％(重量)，那么制備的組合物在穩(wěn)定性方面不足。如果在儲存期間該量超過10.0％(重量)，那么該洗滌劑具有不適當(dāng)高的粘度并且變得難以通過管線將其輸送。特別好的是，在該組合物中以1.0-6.0％(重量)的量使用丙烯酸的均聚物(MW5000-20000)、丙烯酸-馬來酸共聚物(MW5000-20000)、和/或其鈉鹽。
在儲存期間在本發(fā)明的均勻液體型堿性洗滌劑組合物中的醛糖酸的量在0.05-20.0％(重量)的范圍，優(yōu)選0.1-15.0％(重量)，更優(yōu)選0.5-15.0％(重量)。如果在儲存期間該量小于0.05％(重量)，那么該組合物在洗滌鋼片期間將不含有所需要濃度的醛糖酸。如果在儲存期間該量超過20.0％(重量)，那么溶解醛糖酸所需要的水量會不適當(dāng)?shù)拇蟛⑶抑苽涞慕M合物將不能將堿性試劑和水溶性大分子羧酸以穩(wěn)定其所需要的量摻入其中。
本發(fā)明的堿性洗滌劑組合物在例如不大于500m/min的高線速度的洗滌鋼片中是有效的，并且在不大于800m/min的高線速度下更有效。它在電解清洗所需要時間不大于1秒的高速洗滌冷軋鋼片中特別有效。標(biāo)準(zhǔn)的鋼片清洗線是由這樣的操作構(gòu)成的它包括通過浸泡洗滌→用刷洗洗滌→電解清洗→用刷洗洗滌→漂洗→干燥。從通過浸泡洗滌步驟到干燥步驟的距離是約50米。當(dāng)線速度是500米/秒時，整個洗滌操作在極短的6秒時間內(nèi)進行。在整個操作中，電解清洗步驟占的距離約10-20米。當(dāng)線速度是500m/min時，通過計算發(fā)現(xiàn)該步驟所用的時間是約1.2-2.4秒。本發(fā)明的堿性洗滌劑組合物在如此短的上述時間進行的電解清洗中是有效的，甚至在更短的時間也是如此。結(jié)果它能夠成比例地提高洗滌的線速度。
本發(fā)明的堿性洗滌劑組合物在洗滌用以不大于50％(重量)的濃度含有合成酯軋鋼油弄臟的鋼片方面是有效的。在洗滌含量不大于70％(重量)合成酯軋鋼油弄臟的鋼片方面更有效。作為該合成酯的具體例子，可以舉出的是使用高級脂肪族不飽和酸(例如，油酸、亞油酸、和具有16-20個碳原子的牛脂油脂肪酸)的二聚物酸或聚合物酸作為其原料的合成酯、使用多元醇(例如，二乙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、五赤蘚醇、和甘油)和具有6-22個碳原子的脂族羧酸作為其原料的合成酯、使用具有1-12個碳原子脂族醇和具有6-22個碳原子的脂族羧酸作為其原料的合成酯、使用多元醇和具有6-22個碳原子的脂族羥基羧酸作為其原料的合成酯、使用多價酸(例如己二酸、苯二甲酸、和三苯六甲酸)和具有1-12個碳原子的脂族醇作為其原料的合成酯、上述醇與環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、和環(huán)氧丁烷加成物的酯。
本發(fā)明的堿性洗滌劑組合物在洗滌用酸值不小于10KOH mg/g的軋鋼油弄臟的鋼片方面也有效。在洗滌用酸值不小于20KOH mg/g的軋鋼油弄臟的鋼片方面更有效。
本發(fā)明的堿性洗滌劑組合物在洗滌用含有不小于50％(重量)濃度的合成酯并且酸值不小于10KOH mg/g的軋鋼油弄臟的鋼片方面特別有效。
本發(fā)明的堿性洗滌劑組合物在洗滌用含有不小于10％(重量)濃度的高粘度酯的軋鋼油弄臟的鋼片方面也有效，并且在洗滌用以不小于20％(重量)的濃度含有高粘度酯的軋鋼油弄臟的鋼片方面更有效。在洗滌用含有粘度在40℃時顯示出不小于70mm2/s，優(yōu)選不小于100mm2/s，更優(yōu)選不小于150mm2/s的高粘度酯的軋鋼油弄臟的鋼片方面特別有效。作為高粘度酯的具體例子，可以舉出的是使用高級脂肪族不飽和酸(例如，油酸、亞油酸、和具有16-20個碳原子的牛脂油脂肪酸)的二聚物酸或聚合物酸作為其原料的合成酯、使用多元醇(例如，二乙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、五赤蘚醇、和甘油)和具有6-22個碳原子的脂族羧酸作為其原料并且保留不少于1個多元醇羥基的合成酯、使用多元醇和具有6-22個碳原子的脂族羥基羧酸作為其原料的合成酯。本發(fā)明的堿性洗滌劑組合物在從鋼片上除去高粘度化合物例如聚丁烯而不是酯方面也是有效的。
本發(fā)明的堿性洗滌劑組合物在洗滌用含有不大于1％(重量)濃度的16-20個碳原子高級不飽和脂肪酸的聚合物的軋鋼油弄臟的鋼片方面也有效。作為高級不飽和脂肪酸聚合物的具體例子，可以舉出的是高級脂肪族不飽和酸例如油酸、亞油酸、和具有16-20個碳原子的牛脂油脂肪酸的二聚物酸或聚合物酸。
本發(fā)明的堿性洗滌劑組合物可以徹底地清洗鋼片，甚至當(dāng)洗滌溫度降低到10-50℃的范圍也是如此。在高于50℃的洗滌溫度下，清洗鋼片的程度自然更高。
此外，適當(dāng)考慮到COD的增加和成本的提高，本發(fā)明的洗滌劑組合物允許將任何通常用于使洗滌劑能夠獲得改進洗滌能力目的的有機助洗劑加入其中。作為有機助洗劑的具體例子，可以舉出的是次氮基三乙酸、乙二胺四乙酸、乙二胺二乙酸、和四亞甲基六乙酸的堿金屬鹽和氨基羧酸鹽例如低級胺鹽。
考慮到COD的增加和成本的提高，本發(fā)明的洗滌劑組合物也允許將通常用于使洗滌劑能夠獲得增強洗滌能力的表面活性劑例如非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、和兩性表面活性劑加入其中。
本發(fā)明的洗滌劑組合物在連續(xù)洗滌即在鋼鐵廠中通過鋼片(鋼帶)的浸泡、噴霧洗滌、刷洗、或電解清洗中充分顯示出其作用。當(dāng)該組合物用于在低溫下電解清洗冷軋鋼片時，該作用特別大。
本發(fā)明的堿性洗滌劑組合物具有極好的脫油效果并且允許其有機組份量降低，洗滌溫度降低，和生產(chǎn)鋼片的成本減少。由于本發(fā)明的均勻液體型堿性洗滌劑組合物本身是可流動的并且是穩(wěn)定的均勻液體洗滌劑，所以它可以便于控制洗滌劑的濃度和使洗滌操作穩(wěn)定。該組合物還允許洗滌操作穩(wěn)定地進行，甚至當(dāng)以高濃度使用時也是如此。
實施例現(xiàn)在，下面參考實際實施例更詳細地描述本發(fā)明。然而，應(yīng)該指出的是這些實施例并不是對本發(fā)明的限制。
用于洗滌的鋼片1的制備通過下面方法制備用于洗滌的鋼片1。表1-1到表1-7給出了對這樣通過下面方法制備的鋼片進行試驗的結(jié)果。將通過用牛脂型軋鋼油冷軋的鋼片切成面積為25mm×50mm的片。用正己烷清洗這些片以便去掉其表面附著的軋鋼油。然后，將預(yù)先經(jīng)過用ISOT試驗儀熱降解處理以便增加其粘度在100-150mm2/s范圍的從市場上購得的牛脂型軋鋼油涂覆在該片上，其量為200mg/m2。
用于洗滌的鋼片2的制備通過下面方法制備用于洗滌的鋼片2。具體地，以在表2-2中指出的量將表2-1中指出的組份混合并使用制備好的軋鋼油通過冷軋制成鋼片。將該鋼片切成積為25mm×50mm的片。
洗滌劑組合物該洗滌劑組合物或者示于相關(guān)的表中，或者描述于下面本文中的相關(guān)表的解釋中。所指出的組合物的平衡量為去離子水的量。除非特別指出，洗滌溫度定在40℃。
洗滌試驗的方法按照下面方法進行洗滌試驗。將所給的鋼片浸泡在所給的洗滌液體中1秒鐘。接著在10A/dm2的電流密度下進行電解清洗，鋼片從負(fù)到正開關(guān)的電壓持續(xù)時間為1次0.5秒，用水漂洗，然后干燥。
測定殘余油附著在樣品上的方法通過使用用于測定油附著在鋼片上量的裝置(由Horiba Ltd生產(chǎn)，以產(chǎn)品代碼“EMIA-111”銷售)測定洗滌試驗后油附著在所給鋼片表面上的量。記錄的數(shù)值是5次測量所得數(shù)的平均值。清洗性按4點等級評價，其中油殘余物超過40mg/m2代表差洗滌，油殘余物不小于20mg/m2并小于40mg/m2為中等洗滌，油殘余物不小于10mg/m2并小于20mg/m2為良好洗滌，和油殘余物小于10mg/m2為極好洗滌。
產(chǎn)品的穩(wěn)定性生產(chǎn)均勻液體型洗滌劑組合物，在室溫下儲存，并保持觀察以便測定洗滌劑狀態(tài)的隨時間的變化并評價組合物的穩(wěn)定性，其中O表示在1天的靜置中組合物均勻一致沒有組份分離。
表1-1到表1-5表明了使用鋼片1的上述試驗結(jié)果。表1-6到表1-7表明了產(chǎn)品穩(wěn)定性的試驗結(jié)果。
表1-1到表1-3表明了對以2.0％(重量)的濃度使用氫氧化鈉作為堿性試劑改變聚氧乙烯烷基醚進行試驗測定洗滌能力的結(jié)果。從表1-2和表1-3可以清楚地看出本發(fā)明的組合物顯示出好或更好的洗滌能力，甚至在低溫時也是如此。相反，還可以看出偏離本發(fā)明(表1-1)的所用組合物在低溫下均顯示出差的洗滌能力，而它們在高溫下顯示出中等或好的洗滌能力。
表1-4表明了對以2.0％(重量)的濃度使用氫氧化鈉作為堿性試劑改變聚氧乙烯烷基醚進行試驗測定聚氧乙烯烷基醚濃度對洗滌能力影響的結(jié)果。從表1-4可以清楚地看出本發(fā)明的組合物顯示出好或更好的洗滌能力。當(dāng)濃度增加到15％(重量)或20％(重量)時，發(fā)現(xiàn)洗滌能力升高，盡管該升高傾向于飽和。
表1-5表明了測定堿性試劑和/或醛糖酸的物種和濃度對洗滌能力影響的試驗結(jié)果。從表1-5可以清楚地看出本發(fā)明的組合物顯示出好的洗滌能力并且加入醛糖酸導(dǎo)致了洗滌能力的進一步改進。
表1-6表明了對使用氫氧化鈉(40.0％重量)作為堿性試劑和二氧乙烯己基醚(4.0％重量)作為聚氧乙烯烷基醚并且還以該表中指出的量將變化的水溶性大分子羧酸加入其中以改變均勻液體型堿性洗滌劑組合物進行試驗以便測定產(chǎn)品穩(wěn)定性的結(jié)果。從這些表中可以看出本發(fā)明的組合物均是穩(wěn)定的。在表1-6中給出的結(jié)果表明以12.0％(重量)的濃度含有水溶性大分子羧酸的組合物顯示出好的穩(wěn)定性，但由于高的粘度，它顯示出低的流動性和差的輸送性。示于表中的分子量是重均分子量，它是使用聚乙二醇作為標(biāo)準(zhǔn)通過凝膠滲透色譜(GPC)方法測定的。
表1-7表明了對使用氫氧化鈉(40.0％重量)作為堿性試劑和二氧乙烯己基醚(4.0％重量)作為聚氧乙烯烷基醚并改變水溶性大分子羧酸的物種和濃度以改變均勻液體型堿性洗滌劑組合物進行試驗以便測定產(chǎn)品穩(wěn)定性的結(jié)果。從表1-7中可以看出本發(fā)明的組合物均是穩(wěn)定的。特別地，以使用速度在0.5-10.0％(重量)范圍使用該組合物顯示出好的結(jié)果。類似于表1-6給出的結(jié)果，這些結(jié)果表明以12.0％(重量)的濃度含有水溶性大分子羧酸的組合物顯示出好的穩(wěn)定性，盡管如此但由于高的粘度，它顯示出低的流動性和差的輸送性。
表2-3到表2-7表明了使用用于洗滌的鋼片2的上述試驗結(jié)果。表2-8和表2-9表明了產(chǎn)品的穩(wěn)定性結(jié)果。示于表2-6和下面表中的聚氧化烯烷基醚用在表2-4和表2 5中所用的縮寫表示，示于表2-9和下面表中的水溶性大分子羧酸用在表2-8中所用的縮寫表示。
首先，表2-3表明了對使用濃度為2.0％(重量)的氫氧化鈉作為堿性試劑以表2-3中指出的洗滌劑作為實際實施例和比較例進行試驗以便測定對改變軋鋼油顯示出的洗滌能力的結(jié)果。從該表中可以看出本發(fā)明的組合物均顯示出好的洗滌能力，甚至在低溫下也是如此，但作為比較的組合物則在低溫下沒有顯示出足夠的洗滌能力。
表2-4和表2-5表明了對均使用濃度為2.0％(重量)的氫氧化鈉作為堿性試劑以這些表中指出的化合物作為實際實施例和比較例進行試驗以便測定由于在聚氧化烯烷基醚中烷基的碳原子數(shù)引起洗滌能力的變化，氧乙烯和氧丙烯的加成摩爾數(shù)引起變化，和α大小引起變化的結(jié)果。在試驗中使用的用于洗滌的鋼片與示于表2-2中的鋼片20是一樣的。從這些結(jié)果可以看出與本發(fā)明定義相一致的化合物均顯示出好的洗滌能力，甚至在低溫下也是如此，而用于比較的與本發(fā)明的定義不相同的化合物，盡管在高溫下有時也顯示出中等的洗滌能力，但它們在低溫下均顯示出差的洗滌能力并且沒有產(chǎn)生任何增加濃度的值得重視的效果。
表2-6表明了對使用濃度為2.0％(重量)的氫氧化鈉作為堿性試劑的組合物和采用與示于表2-2中的鋼片20相同的用于洗滌的鋼片進行試驗以便測定聚氧化烯烷基醚濃度對洗滌能力影響的結(jié)果。從表2-6可以看出本發(fā)明的組合物顯示出好的洗滌能力。當(dāng)加入量是15％(重量)和20％(重量)時，洗滌能力顯示出增加，盡管該增加傾向于飽和。
表2-7表明了對采用與示于表2-2中的鋼片20相同的用于洗滌的鋼片進行試驗以便測定堿性試劑和醛糖酸的濃度和物種對洗滌能力影響的結(jié)果。從表2-7中可以清楚地看出本發(fā)明的組合物均顯示出好的洗滌能力并且醛糖酸的加入導(dǎo)致了進一步改進洗滌能力。
表2-8表明了對使用氫氧化鈉(40.0重量％)作為堿性試劑和示于表2-5中的EP-9(4.0重量％)作為聚氧化烯烷基醚并將變化的水溶性大分子羧酸以2.0％(重量)的濃度加入其中的均勻液體型堿性洗滌劑組合物進行試驗以便測定產(chǎn)品穩(wěn)定性的結(jié)果。所有水溶性大分子羧酸的相對的端基均是OH并且組合物的平衡量均是去離子水的量。從這些表中可以清楚地看出本發(fā)明的組合物均是穩(wěn)定的。示于這些表中的分子量是重均分子量，它是使用聚乙二醇作為標(biāo)準(zhǔn)通過凝膠滲透色譜法測定的。
表2-9表明了對使用氫氧化鈉(40.0重量％)作為堿性試劑和示于表2-5中的EP-9(4.0重量％)作為聚氧化烯烷基醚的均勻液體型堿性洗滌劑組合物進行試驗以便測定水溶性大分子羧酸的濃度和物種對產(chǎn)品穩(wěn)定性影響的結(jié)果。從表2-9中可以清楚地看出本發(fā)明的組合物均是穩(wěn)定的。當(dāng)加入量在0.5-10.0％(重量)的范圍時，得到了特別好的穩(wěn)定性。含有濃度為12.0％(重量)水溶性大分子羧酸的組合物顯示出好的穩(wěn)定性，盡管如此，由于高的濃度卻顯示出低的流動性和差的輸送性。
表1
表2
表3
表4
殘余油的量(mg/m2)
表1-5
表1-6
表1-7
表2-1
*軋鋼油組分的粘度表2-2
注1)No.3～18和No.21～23通過脂族酸制備酸值，和通過牛脂，棕櫚油和礦物油制備20～40mm2/s(40℃)的粘度。(注2)No.19和20通過脂肪酸制備酸值，通過礦物油和低粘度酯制備60-80min2/s(40℃)的粘度(注3)每個附著的油的量是175～195mg/m2。
表2-3
*1用于實施例的洗滌劑/2.0wt％NaOH、1.0wt％聚氧乙烯(6mol)四氧丙烯辛基醚(POEO嵌段)*2用于實施例的洗滌劑/2.0wt％NaOH、1.0wt％四氧乙烯辛基醚*3用于實施例的洗滌劑/2.0wt％NaOH、0.5wt％聚氧乙烯(6mol)四氧乙烯辛基醚(POEO嵌段)、0.5wt％四氧乙烯辛基醚*4用于比較例的洗滌劑/2.0wt％NaOH、1.0wt％聚氧乙烯(9mol)辛基苯基醚、1.0wt％乙二胺四乙酸鈉表2-4
*加成形式EO氧乙烯PO氧丙烯EOPO嵌段EO嵌段加成，然后PO嵌段加成POEO嵌段PO嵌段加成，然后EO嵌段加成EOPO無規(guī)EOPO混合物表2-5
*1這些加成形式與表2-4一樣。*2實施例22-24的C8是2-乙基己基。*3實施例40-41的C12是1-戊基庚基。*4實施例42的C14是1-己基辛基。
表2-6聚氧化烯烷基醚的影響殘余油的量(mg/m2)
表2-7堿性試劑和醛糖酸的物種和濃度的影響殘余油的量(mg/mm2)
表2-8<
>
表2-9水溶性大分子羧酸的物種和濃度對產(chǎn)品穩(wěn)定性的影響
權(quán)利要求
1.用于鋼片的洗滌劑組合物，該組合物含有堿試劑和至少一種選自由式(1)表示的聚氧乙烯烷基醚，和/或至少一種選自由式(2)表示的聚氧化烯烷基醚R-O-(CH2CH2O)nH (1)(其中R表示5-12個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基，n表示氧乙烯基團的平均加成摩不數(shù)，條件是當(dāng)R具有5-10個碳原子時，n在1-20的范圍，或當(dāng)R具有11或12個碳原子時，n在6-20的范圍)，
(其中R表示4-14個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基，n表示氧乙烯基團的平均加成摩爾數(shù)和m表示氧丙烯基團的平均加成摩爾數(shù)，并且它們分別滿足0≤n≤20和0≤m≤20，α的數(shù)值用下式計算α＝0.33×n-0.15×m-0.475×(R的碳原子數(shù))+2.6并且滿足-2.0＜α＜1.9)。
2.按照權(quán)利要求1的組合物，該組合物還含有至少一種選自由下面式(3)表示的水溶性大分子羧酸
(其中R1-R6分別表示氫原子、1-5個碳原子的烷基、1-5個碳原子的烷氧基、COOM、或OH，M表示氫原子、堿金屬、1-4個碳原子的烷基胺、或1-6個碳原子的鏈烷醇胺，s/t(共聚摩爾比)為0/10-10/1，和重均分子量(MW)在1000-100000的范圍)。
3.按照權(quán)利要求1的組合物，其中以所述組合物的量計，所述堿性試劑的量在0.5-48.0％(重量)的范圍，所述聚氧乙烯烷基醚和/或所述聚氧化烯烷基醚的量在0.05-30.0％(重量)的范圍。
4.按照權(quán)利要求2的組合物，其中以所述組合物的量計，所述堿性試劑的量在0.5-48.0％(重量)的范圍，所述聚氧乙烯烷基醚和/或所述聚氧化烯烷基醚的量在0.05-30.0％(重量)的范圍，和所述水溶性大分子羧酸的量在0-10.0％(重量)的范圍。
5.按照權(quán)利要求1或2的組合物，該組合物還含有0.03-20％(重量)的至少一種醛糖酸。
6.按照權(quán)利要求1或2的組合物，該組合物用于洗滌用含有不小于50％(重量)的至少一種合成酯和/或酸值不小于10KOH mg/g的軋鋼油弄臟的鋼片。
7.按照權(quán)利要求1或2的組合物，該組合物用于洗滌用含有不小于10％(重量)的至少一種高粘度酯(不小于70mm2/s(40℃))的軋鋼油弄臟的鋼片。
8.按照權(quán)利要求1或2的組合物，該組合物用于洗滌用含有不小于1％(重量)的至少一種具有16-20個碳原子的高級不飽和脂肪酸聚合物的軋鋼油弄臟的鋼片。
9.按照權(quán)利要求1或2的組合物，該組合物用于在不小于500m/min的高線速度下洗滌鋼片。
10.按照權(quán)利要求1或2的組合物，該組合物用于冷軋鋼片的電解清洗。
全文摘要
提供了一種用于在洗凈方面極好的堿性洗滌劑組合物,其并允許在低溫高速下清洗鋼片,和一種顯示出流動性的穩(wěn)定的高濃度堿性洗滌劑組合物。本發(fā)明的組合物含有堿試劑和至少一種聚氧乙烯烷基醚,和/或至少一種聚氧化烯基醚。此外,如果需要,本發(fā)明的組合物還含有特定的水溶性大分子羧酸和醛糖酸。
文檔編號C23G1/14GK1201079SQ9810641
公開日1998年12月9日 申請日期1998年2月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月4日
發(fā)明者大橋秀巳, 濱井利正 申請人:花王株式會社