一種水基型金屬清洗劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水基型金屬清洗劑及其制備方法，以硫脲、十六烷基三甲基溴化銨、二苯胍、硅酸鎂、卡必醇、紫脲酸胺、硫代硫酸鈉、異丙醇、二?1，2?亞乙基三胺五乙酸、四聚磷酸鈉、異辛基磷酸酯、烷基苯磺酸鈉、仲辛基聚氧乙烯醚、N?B?羥基乙基乙二胺三乙酸、N?甲基咪唑和去離子水為原料，通過分階段加入原料，并對各階段的溫度進(jìn)行控制等簡單易操作的制備方法得到水基型金屬清洗劑。本發(fā)明旨在提供一種在硬水中穩(wěn)定性好、高低溫穩(wěn)定性好、對金屬腐蝕性小或無、除油能力強(qiáng)、脫脂率高、易漂洗及成本低的金屬清洗劑。
【專利說明】
一種水基型金屬清洗劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于化工產(chǎn)品領(lǐng)域，涉及一種金屬清洗劑，特別是涉及一種水基型金屬清 洗劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 過去，工業(yè)上廣泛使用不同類型的溶劑、酸、堿清洗劑對金屬進(jìn)行清洗。但目前國 外頒布的法規(guī)已經(jīng)禁止或嚴(yán)格限制使用其中的多種溶劑。限制的對象包括揮發(fā)性有機(jī)化學(xué) 品（V0C)、對大氣臭氧層有潛在破壞性而導(dǎo)致全球變暖的化學(xué)品（0DI〕）以及那些對人體或 環(huán)境造成危害的化學(xué)品。限用或禁用的溶劑有1，1，1_三氯乙烷、三氯三氟乙烷、二氯氟乙 烷、二氯甲烷、乙烯和乙二醇丁醚。
[0003] 大多數(shù)金屬清洗劑用于金屬加工的預(yù)處理，主要有零部件生產(chǎn)中的清洗、維護(hù)清 洗等，其中涂裝預(yù)處理中的清洗尤其重要。涂釉、彩飾、金屬鍍、油漆都屬于涂裝操作在金屬 表面涂裝時，為了確保漆膜或其它涂層與金屬基材粘結(jié)均勻和牢固，基材表面的清潔至關(guān) 重要金屬部件在送交用戶之前也需要用金屬清洗劑除去金屬加工用潤滑油和切削液。
[0004] 用于清洗金屬表面的傳統(tǒng)清洗劑分為三個基本種類，分別是溶劑基、酸基、堿基清 洗劑。溶劑以浸泡和快干的方式廣泛用于各種金屬的除油及脫脂。在大多數(shù)情況下，溶劑中 不添加其他物質(zhì)或僅僅添加少量的穩(wěn)定劑或表面活性劑。但是由于回收/循環(huán)設(shè)備和操作 程序價格昂貴、對V0C的限制和溶劑對環(huán)境和健康有危害，用100%溶劑進(jìn)行清洗的情況正 在減少。為了替代目前限制使用的V0C、0DP或有毒有害的傳統(tǒng)溶劑，人們已經(jīng)開發(fā)出較新的 金屬清洗劑配方。需要被替代的有三氯乙烷、三氯三氟乙烷、甲乙酮、溶劑油、三氯乙 烯、四氯乙烯、二氯甲烷、二甲苯、甲苯、以及乙二醇乙醚和丁醚。水/表面活性劑已經(jīng)成為倍 受歡迎的溶劑替代品之一，乳液、反相微乳液也是倍受關(guān)注的新產(chǎn)品。但是這些新產(chǎn)品卻相 當(dāng)昂貴，再加上用戶對新的產(chǎn)品不夠熟悉，在使用新產(chǎn)品方面不夠積極。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中金屬清洗劑存在的問題，本發(fā)明公開了一種水基型金屬清洗 劑及其制備方法，旨在提供一種在硬水中穩(wěn)定性好、高低溫穩(wěn)定性好、對金屬腐蝕性小或 無、除油能力強(qiáng)、脫脂率高、易漂洗、成本低及制備方法簡單易操作的金屬清洗劑。
[0006] 為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] -種水基型金屬清洗劑，是由如下重量份的物質(zhì)配制而成的： 硫脈 2~3 %; 十六烷基三甲基溴化銨 2~4%; 二苯胍 2-4%; 硅酸鎂 2-4%; 卡必醇 4-8%; 紫脲酸胺 2~3%; 硫代硫酸鈉 1~2%; 異丙醇 8~18%;
[0008] 二-1,2-亞乙基三胺五乙酸 0.5~1.5%; 四聚磷酸鈉 1-2.5%; 異辛基磷酸酯 2~3%; 烷基苯磺酸鈉 2~5%; 仲辛基聚氧乙烯醚 0.5~1.5%; N-B-羥基乙基乙二胺三乙酸 1-2.5%; N-甲基咪唑 1~1.5%; 余量為去離子水。
[0009]上述的十六烷基三甲基溴化銨、烷基苯磺酸鈉為主要的表面活性劑，烷基苯磺酸 鈉屬于陰離子表面活性劑，它的帶電基團(tuán)吸附在金屬表面，也可以吸附在污垢的表面，使帶 有相同電荷的基團(tuán)互相排斥，導(dǎo)致粘附降低，有利于污垢的去除。
[0010]上述的四聚磷酸鈉可以螯合鐵離子、鈣離子和鎂離子，當(dāng)其與N-B-羥基乙基乙二 胺三乙酸復(fù)配后，加強(qiáng)了螯合這些金屬離子的能力。
[0011] 水中的鈣離子、鎂離子會使表面活性劑的脫脂率降低，通過加入助劑可起到分散、 配位防止油污在沉積的作用，并且能調(diào)節(jié)溶液的pH值，改善表面活性劑的脫脂能力，娃酸鎂 的加入會產(chǎn)生沉淀，而四聚磷酸鈉、N-B-羥基乙基乙二胺三乙酸還起到調(diào)節(jié)pH的作用。
[0012] 上述的紫脲酸胺是一種陽離子絡(luò)合劑，能夠螯合鈣離子、鈷離子、銅離子、鎳離子、 鋅離子等和N-B-羥基乙基乙二胺三乙酸的加入使其螯合二價離子的能力越強(qiáng)，在一定的pH 緩沖范圍內(nèi)，可以將金屬材質(zhì)表面的二價離子置換出。
[0013] N-甲基咪唑的咪唑環(huán)具有非常好的螯合作用，可以將金屬表面的鈷離子、鎳離子、 鋅離子洗脫下來;二-1，2-亞乙基三胺五乙酸要比亞氨基乙二酸（IDA)多出三個相鄰的羧基 的，捕獲鈷離子、鎳離子、鋅離子等離子的能力更強(qiáng)，然后進(jìn)一步通過N-甲基咪唑可以將捕 獲的鈷離子、鎳離子、鋅離子進(jìn)行清洗下來。
[0014] 仲辛基聚氧乙烯醚的加入可以有效保護(hù)金屬材料，可以防止或減緩金屬材料腐 蝕。
[0015] 上述的異辛基磷酸酯對金屬鋁有很好的緩蝕效果，由于磷原子上存在3d軌道，與 金屬鋁粒子配位生成配位絡(luò)合物。其中以電負(fù)性較大的0、p原子為中心組合成了緩蝕劑分 子的機(jī)型基團(tuán)，而已C、H為中心組成了緩蝕劑分子的非極性基團(tuán)。一方面，極性基團(tuán)吸附在 金屬表面，改變了金屬在溶液界面的雙電層結(jié)構(gòu)，提高金屬離子化的活化能；另一方面，另 一端非極性基團(tuán)定向排列，形成疏水薄膜，在阻止腐蝕介質(zhì)入侵的同時，阻礙了參與腐蝕反 應(yīng)的相關(guān)物質(zhì)或電荷的轉(zhuǎn)移，使得腐蝕反應(yīng)得到抑制。
[0016] 上述的二-1，2-亞乙基三胺五乙酸和N-B-羥基乙基乙二胺三乙酸復(fù)合協(xié)同作用， 可以螯合鎳離子、鈷離子、鋅離子等二價金屬離子。
[0017] 本發(fā)明還公開了上述水基型金屬清洗劑的制備方法，是通過如下步驟制備而成 的：
[0018] 1)、在室溫條件下，將相應(yīng)重量份的卡必醇、異丙醇和去離子水混合均勻得到混合 液，然后將硅酸鎂、四聚磷酸鈉、N-B-羥基乙基乙二胺三乙酸、硫代硫酸鈉加入到上述混合 液中，直至完全溶解；
[0019] 2)、加入二-1，2-亞乙基三胺五乙酸、N-甲基咪唑、十六烷基三甲基溴化銨、烷基苯 磺酸鈉、仲辛基聚氧乙烯醚，將溫度控制在55~65°C，并保持此溫度下攪拌2~3h;
[0020] 3)、降溫至30~40°C，在攪拌條件下緩慢加入二苯胍，10~20min后，緩慢加入異辛 基磷酸酯；
[0021] 4)、保持上述溫度，依次一次性加入硫脲和紫脲酸胺，攪拌下反應(yīng)30~45min，降至 室溫，即得到水基型金屬清洗劑。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
[0023] 1、本發(fā)明采用環(huán)保型表面活性劑與二-1，2-亞乙基三胺五乙酸、N-甲基咪唑等物 質(zhì)協(xié)同配合使得清洗劑整體而言綠色、環(huán)保無害，在低溫、常溫、高溫下都具有較強(qiáng)的去污 能力，是一種很好的金屬清洗劑；
[0024] 2、本發(fā)明中利用二-1，2-亞乙基三胺五乙酸、N-B-羥基乙基乙二胺三乙酸、四聚磷 酸鈉進(jìn)行螯合復(fù)配，利用N-甲基咪唑和其他助劑對金屬離子進(jìn)行清洗，，對鑄鐵、鋼、鋁、銅 等金屬的防銹性、腐蝕性均完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求，完全能滿足使用要求，且滲透性強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的 限制。下述實(shí)施例中所述實(shí)驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法;所述材料，如無特殊說 明，均可從商業(yè)途徑獲得。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 本發(fā)明的第一種技術(shù)方案是提供一種水基型金屬清洗劑，其重量百分比包括如下 物質(zhì)： 硫脲 2%； 十六烷基三甲基溴化銨 4%; 二苯胍 2%; 硅酸鎂 3%;
[0028] 卡必醇 6%; 紫脲酸胺 3%; 硫代硫酸鈉 1%; 異丙醇 8%; 二-1,2-亞乙基三胺五乙酸 1.5%; 四聚磷酸鈉 1.5%; 異辛基磷酸酯 2.5%; 烷基苯磺酸鈉 3%;
[0029] 仲辛基聚氧乙烯醚 0.5%; N-B-羥基乙基乙二胺三乙酸 1.2%; N-甲基咪唑 1%; 去離子水 59.8%。
[0030] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題還提供一種上述的水基型金屬清洗劑的制備方法，其 中，包括如下步驟：
[0031] 1)、在室溫條件下，將相應(yīng)重量份的卡必醇、異丙醇和去離子水混合均勻得到混合 液，然后將硅酸鎂、四聚磷酸鈉、N-B-羥基乙基乙二胺三乙酸、硫代硫酸鈉加入到上述混合 液中，直至完全溶解；
[0032] 2 )、加入二-1，2-亞乙基三胺五乙酸、N-甲基咪唑、十六烷基三甲基溴化銨、烷基苯 磺酸鈉、仲辛基聚氧乙烯醚，將溫度控制在60°C，并保持此溫度下攪拌2h;
[0033] 3)、降溫至35°C，在攪拌條件下緩慢加入二苯胍，15min后，緩慢加入異辛基磷酸 酯；
[0034] 4)、保持上述溫度，依次一次性加入硫脲和紫脲酸胺，攪拌下反應(yīng)45min，降至室 溫，即得到水基型金屬清洗劑。
[0035] 實(shí)施例2
[0036] 本發(fā)明的第二種技術(shù)方案是提供一種水基型金屬清洗劑，其重量百分比包括如下 物質(zhì)： 硫脲 2.5%； 十六烷基三甲基溴化銨 3.5%； 二苯胍 2.5%;
[0037] 硅酸鎂 4%； 卡必醇 8%; 紫脲酸胺 2.3%; 硫代硫酸鈉 1.5%; 異丙醇 18°/〇; 二-1,2-亞乙基三胺五乙酸 0.8%; 四聚磷酸鈉 1.5%; 異辛基磷酸酯 3%;
[0038] 烷基苯磺酸鈉 2%; 仲辛基聚氧乙烯醚 1.5°/〇; N-B-羥基乙基乙二胺三乙酸 1%; N-甲基咪唑 1.5%; 去尚子水 46.4%。
[0039] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題還提供一種上述的水基型金屬清洗劑的制備方法，其 中，包括如下步驟：
[0040] 1)、在室溫條件下，將相應(yīng)重量份的卡必醇、異丙醇和去離子水混合均勻得到混合 液，然后將硅酸鎂、四聚磷酸鈉、N-B-羥基乙基乙二胺三乙酸、硫代硫酸鈉加入到上述混合 液中，直至完全溶解；
[0041 ] 2 )、加入二-1，2-亞乙基三胺五乙酸、N-甲基咪唑、十六烷基三甲基溴化銨、烷基苯 磺酸鈉、仲辛基聚氧乙烯醚，將溫度控制在65°C，并保持此溫度下攪拌2h;
[0042] 3)、降溫至40°C，在攪拌條件下緩慢加入二苯胍，lOmin后，緩慢加入異辛基磷酸 酯；
[0043] 4)、保持上述溫度，依次一次性加入硫脲和紫脲酸胺，攪拌下反應(yīng)30min，降至室 溫，即得到水基型金屬清洗劑。
[0044] 實(shí)施例3
[0045] 本發(fā)明的第三種技術(shù)方案是提供一種水基型金屬清洗劑，其重量百分比包括如下 物質(zhì)： 硫脈 3%; 十六烷基三甲基溴化銨 2%;
[0046] 二苯胍 3%; 硅酸鎂 2%; 卡必醇 4%; 紫脲酸胺 2%; 硫代硫酸鈉 2%; 異丙醇 10%; 二-1,2-亞乙基三胺五乙酸 1%; 四聚磷酸鈉 2.5%;
[0047] 異辛基磷酸酯 2%; 烷基苯磺酸鈉 4%; 仲辛基聚氧乙烯醚 1.2°/〇; N-B-羥基乙基乙二胺三乙酸 1.5%; N-甲基咪唑 1.4%; 去離子水 58.4%。
[0048] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題還提供一種上述的水基型金屬清洗劑的制備方法，其 中，包括如下步驟：
[0049] 1)、在室溫條件下，將相應(yīng)重量份的卡必醇、異丙醇和去離子水混合均勻得到混合 液，然后將硅酸鎂、四聚磷酸鈉、N-B-羥基乙基乙二胺三乙酸、硫代硫酸鈉加入到上述混合 液中，直至完全溶解；
[0050] 2 )、加入二-1，2-亞乙基三胺五乙酸、N-甲基咪唑、十六烷基三甲基溴化銨、烷基苯 磺酸鈉、仲辛基聚氧乙烯醚，將溫度控制在55°C，并保持此溫度下攪拌3h;
[0051] 3)、降溫至30°C，在攪拌條件下緩慢加入二苯胍，20min后，緩慢加入異辛基磷酸 酯；
[0052] 4)、保持上述溫度，依次一次性加入硫脲和紫脲酸胺，攪拌下反應(yīng)40min，降至室 溫，即得到水基型金屬清洗劑。
[0053] 實(shí)施例4
[0054] 本發(fā)明的第四種技術(shù)方案是提供一種水基型金屬清洗劑，其重量百分比包括如下 物質(zhì)： 硫脈 2%；
[0055] 十六烷基三甲基溴化銨 3%; 二苯胍 4%; 硅酸鎂 2%; 卡必醇 5%; 紫脲酸胺 2%; 硫代硫酸鈉 1%; 異丙醇 12%; 二-1,2-亞乙基三胺五乙酸 0.5%;
[0056] 四聚磷酸鈉 1%; 異辛基磷酸酯 2%; 烷基苯磺酸鈉 5%; 仲辛基聚氧乙烯醚 0.5%; N-B-羥基乙基乙二胺三乙酸 2.5%; N-甲基咪唑 1.2%; 去離子水 56.3°/〇。
[0057]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題還提供一種上述的水基型金屬清洗劑的制備方法，其 中，包括如下步驟：
[0058] 1)、在室溫條件下，將相應(yīng)重量份的卡必醇、異丙醇和去離子水混合均勻得到混合 液，然后將硅酸鎂、四聚磷酸鈉、N-B-羥基乙基乙二胺三乙酸、硫代硫酸鈉加入到上述混合 液中，直至完全溶解；
[0059] 2 )、加入二-1，2-亞乙基三胺五乙酸、N-甲基咪唑、十六烷基三甲基溴化銨、烷基苯 磺酸鈉、仲辛基聚氧乙烯醚，將溫度控制在60°C，并保持此溫度下攪拌2.5h;
[0060] 3)、降溫至33°C，在攪拌條件下緩慢加入二苯胍，17min后，緩慢加入異辛基磷酸 酯；
[0061 ] 4)、保持上述溫度，依次一次性加入硫脲和紫脲酸胺，攪拌下反應(yīng)30min，降至室 溫，即得到水基型金屬清洗劑。
[0062] 對以上實(shí)施例所得樣品進(jìn)行相關(guān)性能測試后得到的測試結(jié)果見表1。
[0063] 表1不同的實(shí)施例配方所得樣品性能測試結(jié)果
[0064]
[0065] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本發(fā)明 的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和 改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等同物界定。
【主權(quán)項】
1. 一種水基型金屬清洗劑，其特征在于是由如下重量份的物質(zhì)配制而成的： 硫脈 2~3%; 十六烷基Η甲基漠化鎊 2-4%; 二苯脈 2~4%; 桂酸鎮(zhèn) 2~4%; 卡必醇 4~8%; 紫腺酸胺 2~3%; 硫代硫酸鋼 1~2%; 異丙醇 8~18%; 二-1,2-亞己基Η胺五乙酸 0.5~1.5%; 四聚憐酸鋼 1~2.5%; 異辛基磯酸醋 2~3%, 挽基苯橫酸鋼 2~5%; 仲辛基聚氧乙婦醒 0.5~1.5%; Ν-Β-醬基石基乙二胺Η己酸 1~2.5%; Ν-甲基咪哩 1~1.5%; 余量為去離子水。2. 如權(quán)利要求1所述水基型金屬清洗劑的制備方法，其特征在于是通過如下步驟制備 而成的： 1)、在室溫條件下，將相應(yīng)重量份的卡必醇、異丙醇和去離子水混合均勻得到混合液， 然后將娃酸儀、四聚憐酸鋼、N-B-徑基乙基乙二胺Ξ乙酸、硫代硫酸鋼加入到上述混合液 中，直至完全溶解； 2 )、加入二-1，2-亞乙基Ξ胺五乙酸、Ν-甲基咪挫、十六烷基Ξ甲基漠化錠、烷基苯橫酸 鋼、仲辛基聚氧乙締酸，將溫度控制在55~65°C，并保持此溫度下攬拌2~化； 3) 、降溫至30~40°C，在攬拌條件下緩慢加入二苯脈，10~20min后，緩慢加入異辛基憐 酸醋； 4) 、保持上述溫度，依次一次性加入硫脈和紫脈酸胺，攬拌下反應(yīng)30~45min，降至室 溫，即得到水基型金屬清洗劑。
【文檔編號】C23G1/06GK105839117SQ201610290843
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】張佳斌
【申請人】寧波高新區(qū)夏遠(yuǎn)科技有限公司