一種環(huán)保型堿性清洗液及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)保型堿性清洗液及制備方法，屬于金屬冶煉加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)以來(lái)，隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新突破，作為工業(yè)生產(chǎn)中清洗環(huán)節(jié)必不可少的清洗劑，其研發(fā)的品種規(guī)模及相應(yīng)的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。與此同時(shí)人們對(duì)于清洗劑的認(rèn)識(shí)和它在日常生活中的利用也在逐漸發(fā)生變化。在上個(gè)世紀(jì)50年代以前，人們對(duì)于工業(yè)設(shè)備清洗的看法還停留在:對(duì)工業(yè)設(shè)備進(jìn)行清洗會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生一定的危害是不得已而為之的應(yīng)急措施。但是僅僅只過(guò)去10多年，也就是到了 20世紀(jì)60年代以后，人們的觀念就徹底轉(zhuǎn)變?yōu)?利用化學(xué)清洗對(duì)工業(yè)設(shè)備進(jìn)行清洗是一種能夠有效維持工業(yè)設(shè)備正常生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，保證設(shè)備的安全運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，減少對(duì)原材料和能源的消耗以及清除生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的污染物的重要手段。在已經(jīng)過(guò)去的10多年里隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日新月異，清潔行業(yè)在世界范圍內(nèi)都獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。特別在一些歐美的發(fā)達(dá)國(guó)家里，對(duì)于清潔產(chǎn)品及其技術(shù)的有效運(yùn)用已經(jīng)成為這些發(fā)達(dá)國(guó)家不斷提高人民的生活品質(zhì)的重要手段。這也為清潔技術(shù)的不斷發(fā)展與清洗劑配方的不斷優(yōu)化提供了必要的條件，以此為契機(jī)相關(guān)國(guó)家的清洗行業(yè)也得以不斷開(kāi)拓更大的市場(chǎng)空間?？偠灾浆F(xiàn)在清潔已經(jīng)發(fā)展成為了與人們物質(zhì)文化生活息息相關(guān)的重要的組成部分。
[0003]金屬在加工和儲(chǔ)存過(guò)程中，尤其在機(jī)加工過(guò)程中，易被油污污染。有些工件為防止在儲(chǔ)存過(guò)程中生銹，需要涂抹防銹油或防銹脂加以保護(hù)。油污的存在影響涂料在金屬基體上的潤(rùn)濕與結(jié)合力，因此需要金屬材料在進(jìn)行加工前需要進(jìn)行清洗，而采用金屬材料加工制備的普通機(jī)械零件以及其他領(lǐng)域中使用的精密元器件的用量相當(dāng)大，因此對(duì)這類金屬零件清洗的工作量也相應(yīng)的很大，清洗過(guò)程中需要的清洗劑的使用量肯定也是相當(dāng)大的。隨著環(huán)境保護(hù)要求標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格化，對(duì)工業(yè)廢水的排放控制也越來(lái)越嚴(yán)格，因此大量的不合標(biāo)準(zhǔn)的清洗劑的排放成為需要研究的重要課題。另外，現(xiàn)有金屬銅材料清洗劑多為溶劑型，含磷水基清洗劑等，這些清洗劑存在的缺點(diǎn)是，清洗效果不很理想，清洗后的金屬零部件容易出現(xiàn)黑色的表層，給后續(xù)加工帶來(lái)麻煩，特別對(duì)精密元器件的加工造成困惑;對(duì)設(shè)備腐蝕性較強(qiáng)，增加設(shè)備成本;清洗時(shí)間較長(zhǎng)。
[0004]堿液脫脂是利用堿的皂化作用、表面活性劑的乳化作用等去除工件表面的油污。堿性清洗劑適用于鋼鐵等不與堿液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的金屬。常用的堿性清洗劑有NaOH，Na2C03，硅酸鹽、磷酸鹽等，但這些堿液各有缺陷，例如NaOH為強(qiáng)性堿液，可與酸性污垢反應(yīng)，但只能用于黑色金屬，對(duì)有色金屬有腐蝕作用，Na2C03屬于中等強(qiáng)度堿液，對(duì)硬水有軟化作用，但皂化能力弱，水洗性差，硅酸鹽雖然廣泛使用有色金屬和黑色金屬，但生產(chǎn)的H4Si04膠體容易沉積于金屬表面，影響后續(xù)磷化質(zhì)量，磷酸鹽生產(chǎn)的含磷廢水難以處理，會(huì)造成水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化，也受到使用限制。堿液脫脂常用的表面活性劑有陰離子活性劑和非離子活性劑，陰離子表面活性劑的除油機(jī)理是利用其在金屬表面的吸附形成雙電層，增加金屬界面的電勢(shì)，有利于油污脫離金屬表面，而又不易被油污再次污染。非離子表面活性劑是分子鏈一端含有極性基，另一端含有非極性鏈的一類化合物，由于其親水基團(tuán)在水溶液中不發(fā)生離解，呈中性分子，所要穩(wěn)定性高，不易受強(qiáng)電介質(zhì)、酸堿度的影響。
[0005]通常單一的陰離子表面活性劑較多，其CMC濃度高，去污能力強(qiáng)，但穩(wěn)定性受溶液介質(zhì)和水質(zhì)影響較大，例如在酸性介質(zhì)中，陰離子將轉(zhuǎn)化為中性分子，在水中溶解性降低；當(dāng)水的硬度較高時(shí)，易生成難溶性物質(zhì)，使其表面活性降低。因此有必要研制一種環(huán)保型的堿性清洗劑，使用多元的復(fù)合表面活性劑來(lái)實(shí)現(xiàn)更優(yōu)更環(huán)保的清洗效果，能降低對(duì)設(shè)備的腐蝕性。
[0006]由于清洗劑在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中要面對(duì)不同的清洗對(duì)象或者要滿足不同的清洗目的，因此，其對(duì)應(yīng)的使用方法也不盡相同。在實(shí)際清洗過(guò)程中要根據(jù)具體的清洗需求進(jìn)行選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型的堿性清洗液及制備方法。
[0008]所述堿性清洗液的原料組成以及各組分配量為:氫氧化鈉5_15g/L，氫氧化鉀5-10g/L，硅酸鈉2.5-5g/L，葡萄糖酸鈉2-5g/L，磷酸酯胺鹽l_4g/L，三乙醇胺4_8g/L，聚氧乙烯油酸酯4-10g/L，十二烷基羥丙基磷酸酯甜菜堿2-4g/L，十二烷基月桂酰肌氨酸鈉5-12g/L，椰子酰二乙醇胺2-5g/L，聚環(huán)氧琥珀酸l-1.5g/L，苯并三唑1.5-3g/L，其余為去離子水。
[0009]上述清洗液中采用復(fù)合活性劑配方，主要包括非離子表面活性劑:聚氧乙烯油酸酯4-10g/L和椰子酰二乙醇胺2-5g/L，兩性表面活性劑:十二烷基羥丙基磷酸酯甜菜堿2-4g/L，陰離子表面活性劑:十二烷基月桂酰肌氨酸鈉5-12g/L。
[0010]上述堿性清洗液的作用機(jī)理為:
[0011]葡萄糖酸鈉是緩蝕阻垢劑，具有緩蝕和阻垢兩種性能，具有良好的協(xié)同效應(yīng)，與硅酸鈉復(fù)配使用，有較強(qiáng)抵抗氯離子的能力，對(duì)鐵離子有很好的螯合性能，能與溶液中的鐵離子形成保護(hù)膜起到增強(qiáng)緩蝕效果、阻止結(jié)垢的作用；月桂酰肌氨酸鹽的活性隨親油基烷基數(shù)目增大而增大，一般選擇C12-C14，當(dāng)烷基碳鏈長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)時(shí)，水溶性較差，低于C12時(shí)表明活性下降明顯，去污能力低，申請(qǐng)人研究發(fā)現(xiàn)，十二烷基月桂酰肌氨酸鈉的親水基和親油基種類相同，其分子量小，具有更高的滲透性，相比于常規(guī)單一使用的十二烷基苯磺酸鈉具有更強(qiáng)的去污效果;十二烷基羥丙基磷酸酯甜菜堿屬于兩性磷酸酯表面活性劑分子，優(yōu)于一般陰離子表面活性劑的耐堿性、耐電解質(zhì)性和抗靜電性優(yōu)點(diǎn)，而且具有較強(qiáng)的鈣皂分散性，具有表面張力低，起泡性能優(yōu)良特點(diǎn)；椰子酰二乙醇胺可溶于水，具有較強(qiáng)的起泡力，浸透力、去污力、防銹力和較好的分散性等，用于金屬清洗劑具有較好效果;聚環(huán)氧琥珀酸屬于無(wú)氮、非磷有機(jī)化合物，兼具阻垢緩蝕雙重功效，生物降解性能好并適用于高堿、高金屬含量水系，其加入后可封鎖部分成垢陽(yáng)離子，抑制其與陰離子的反應(yīng)，從而阻止結(jié)垢，同時(shí)與苯并三唑有很好的協(xié)同作用，按照比例復(fù)配后的緩蝕效果明顯增強(qiáng)。
[0012]同時(shí)本發(fā)明的堿性清洗液的制備方法為:
[0013]步驟1:制備復(fù)合表面活性劑溶液，將聚氧乙烯油酸酯4-10g/L和椰子酰二乙醇胺2-5g/L，十二烷基羥丙基磷酸酯甜菜堿2-4g/L，十二烷基月桂酰肌氨酸鈉5-12g/L放于耐酸堿反應(yīng)釜中，緩慢加入磷酸酯胺鹽l-4g/L和去離子水，加熱到50°C左右以80rpm攪拌1h以上，
[0014]步驟2:制備堿性清洗基液:加入氫氧化鈉5-15g/L，氫氧化鉀5-10g/L，硅酸鈉2.5-5g/L，葡萄糖酸鈉2-5g/L，到步驟I得到的復(fù)合表面活性劑溶液中，再次加入適量去離子水，于40 °C環(huán)境中以40rpm攪拌16h以上，
[0015]步驟3:加入分散劑等試劑，然后加入三乙醇胺4-8g/L，聚環(huán)氧琥珀酸l_1.5g/L，苯并三唑1.5-3g/L，繼續(xù)攪拌1h以上；
[0016]步驟4:可選擇地，加入適量PH調(diào)節(jié)劑將堿性清洗液的PH值調(diào)至8.5以上，優(yōu)選調(diào)至
9.5-12之間；將制備得出的堿性清洗液對(duì)工件進(jìn)行清洗，清洗溫度為60-75°C，清洗時(shí)間為5min0
[0017]本發(fā)明的堿性清洗液，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]本發(fā)明堿性清洗液不含磷酸鹽類，不會(huì)造成水質(zhì)污染富營(yíng)養(yǎng)等問(wèn)題，具有環(huán)保效果，同時(shí)對(duì)黑色金屬和有色金屬均有不錯(cuò)的清洗效果，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的堿性清洗劑不僅能清洗掉一些金屬氧化物等雜質(zhì)，而且能夠通過(guò)多種組分的協(xié)同作用清洗掉金屬工件表面油污沉積，效果理想，有效增大表面膜的通透性，有助于后續(xù)加工程序。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0020]本發(fā)明的環(huán)保堿性清洗液的原料組成以及各組分配量為:氫氧化鈉5_15g/L，氫氧化鉀5-10g/L，硅酸鈉2.5-5g/L，葡萄糖酸鈉2-5g/L，磷酸酯胺鹽l-4g/L，三乙醇胺4-8g/L，聚氧乙烯油酸酯4-10g/L，十二烷基羥丙基磷酸酯甜菜堿2-4g/L，十二烷基月桂酰肌氨酸鈉5-12g/L，椰子酰二乙醇胺2-5g/L，聚環(huán)氧琥珀酸1-1.5g/L，苯并三唑1.5_3g/L，其余為去離子水；
[0021 ]該堿性清洗液的制備方法為:
[0022]步驟1:制備復(fù)合表面活性劑溶液，將聚氧乙烯油酸酯4-10g/L和椰子酰二乙醇胺2-5g/L，十二烷基羥丙基磷酸酯甜菜堿2-4g/L，十二烷基月桂酰肌氨酸鈉5-12g/L放于耐酸堿反應(yīng)釜中，緩慢加入磷酸酯胺鹽l_4g/L和去離子水，加熱到50°C左右以80rpm攪拌1h以上，
[0023]步驟2:制備堿性清洗基液:加入氫氧化鈉5-15g/L，氫氧化鉀5-10g/L，硅酸鈉2.5_5g/L，葡萄糖酸鈉2-5g/L，到步驟I得到的復(fù)合表面活性劑溶液中，再次加入適量去離子水，于40 °C環(huán)境中以40rpm攪拌16h以上，<