1、水基金屬清洗劑成分分析，配方研制及技術(shù)工藝 導(dǎo)讀：本文詳細(xì)介紹了水基金屬清洗劑的研究背景，理論基礎(chǔ)，參考配方等，本文中的配方數(shù)據(jù)經(jīng)過修改，如需更詳細(xì)資料，可咨詢我們的技術(shù)工程師。 金屬清洗劑廣泛應(yīng)用于各種金屬材料表面油污清洗劑，禾川化學(xué)專業(yè)從事金屬清洗劑成分分析、配方還原、研發(fā)外包服務(wù)，為清洗劑相關(guān)企業(yè)提供一整套配方技術(shù)解決方案。一、背景金屬清洗劑在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，常用于金屬加工前后的表面除油、除垢及成品組裝或包裝前的清洗工藝。在電子工業(yè)中，印制電路板焊接后也必須采用清洗劑洗去有害殘留物。此外，在機(jī)械設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)過程中也常常用到金屬清洗劑。 目前，常用的金屬清洗劑分溶劑型、半溶劑型和水

2、基型。溶劑型金屬清洗劑中，石油溶劑易燃、易爆而且浪費(fèi)資源。氯氟烴是最常用的溶劑型金屬清洗劑，但由于其對大氣臭氧層的破壞而被禁用。因而，溶劑型金屬清洗劑正逐步被半溶劑型和水基型金屬清洗劑所替代。 隨著氟氯烴(CFC)替代日期的逼近，水基清洗劑的研究和應(yīng)用受到各方面的關(guān)注。禾川化學(xué)技術(shù)團(tuán)隊具有豐富的分析研發(fā)經(jīng)驗，經(jīng)過多年的技術(shù)積累，可以運(yùn)用尖端的科學(xué)儀器、完善的標(biāo)準(zhǔn)圖譜庫、強(qiáng)大原材料庫，徹底解決眾多化工企業(yè)生產(chǎn)研發(fā)過程中遇到的難題，利用其八大服務(wù)優(yōu)勢，最終實現(xiàn)企業(yè)產(chǎn)品性能改進(jìn)及新產(chǎn)品研發(fā)。樣品分析檢測流程：樣品確認(rèn)物理表征前處理大型儀器分析工程師解譜分析結(jié)果驗證后續(xù)技術(shù)服務(wù)。有任何配方技術(shù)難題，可

3、即刻聯(lián)系禾川化學(xué)技術(shù)團(tuán)隊，我們將為企業(yè)提供一站式配方技術(shù)解決方案！二、金屬清洗劑一般情況下，吸附于金屬表面的污物由水溶性污物和非水溶性污物組成。前者包括糖、淀粉、有機(jī)酸堿、血液、蛋白質(zhì)及無機(jī)鹽等，后者包括動植物油脂、脂肪醇、礦物油、灰塵、泥土、金屬氧化物等。水基清洗劑以表面活性劑為主要成分，同時添加各種添加劑如助劑、穩(wěn)定劑、緩蝕劑、增溶劑、消泡劑、防霉劑、防凍劑等。表面活性劑具有浮化、濕潤、增溶、滲透、分散、防腐、絡(luò)合等特性，在清洗液中起主要作用。表面活性劑是一種兩親分子，當(dāng)這種兩親分子附著于油-金屬界面時，其親油端容易吸附在油污表面，并伸向油污內(nèi)部，而極性親水端則吸附在金屬表面，在油-金屬界

4、面間形成一層緊密的定向排列的表面活性劑分子膜。這種膜能減弱油-金屬界面的附著力，增加金屬零件的濕潤性。在水溶液浸泡、撞擊零件過程中，表面活性劑分子在水分子的吸引下，油污從金屬零件表面脫離，起到清洗零件的目的。當(dāng)這種兩親分子附著于油-水界面時，其親水端向水中伸入，形成一層膜，降低油-水的界面張力。當(dāng)溶液中的表面活性劑分子達(dá)到一定濃度時，就會使油污在溶液中形成穩(wěn)定的微小油污顆粒，形成溶解了油污的乳化液，達(dá)到清洗零件油污的目的。2.1水基金屬清洗劑原料選擇 水基金屬清洗劑的主要成份是表面活性劑和無機(jī)助劑，為了避免金屬在清洗過程中發(fā)生腐蝕，還須加入緩蝕劑，為了增強(qiáng)溶解性和促進(jìn)金屬表面污垢在水中的分離效

5、果，還要加入一定量的助溶劑。表面活性劑的作用是能顯著降低液體的表面張力，使油污的附著力降低：通過攪拌、超聲波等機(jī)械力和加溫?zé)崃?，增加了污垢脫離的勢能，提高了潤濕、滲透作用。一般認(rèn)為陰離子型有一定的防銹性能(如磺酸鹽等)，非離子型對水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)但對防銹性有一些影響(如聚氧乙烯脂肪醇醚等)，需綜合考慮。各種助劑具有溶解油脂、軟化硬水和防止再沉積等作用，使污垢乳化、分散、懸浮在洗液中。能強(qiáng)化表面活性劑的清洗作用水基金屬清洗劑的配方應(yīng)從一下幾個方面考慮：2.1.1表面活性劑表面活性劑是水基金屬清洗劑中最主要的成份，因此所選擇的表面活性劑要有良好的洗滌和去污作用。為了達(dá)到更好的清洗效果，可以選出幾種去污

6、效果較佳的表面活性劑進(jìn)行復(fù)配，利用不同表面活性劑各自的特性，復(fù)配后的表面活性劑可以增強(qiáng)對金屬污垢的潤濕，滲透，乳化，增溶等作用。1）烷基酚聚氧乙烯醚(別名OP-10)：對金屬硬表面的污垢具有很好的潤濕，乳化，分散和去污能力，抗靜電和抗硬水性能較好，在較寬的溫度范圍內(nèi)很穩(wěn)定，可與各類表面活性劑混用。2）脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(別名AES)：為陰離子表面活性劑,具有優(yōu)良的去污，乳化和發(fā)泡性能，生物降解度大于90%，有利于環(huán)境保護(hù)。它與非離子表面活性劑復(fù)配去污效果非常好，同時它對于OP-10 等非離子型表面活性劑在水中有增溶作用。3）十二烷基苯磺酸鈉(別名LAS)：陰離子表面活性劑，具有去污，潤濕，

7、發(fā)泡，乳化和分散性能，大量用作生產(chǎn)各種洗滌劑的原料。LAS屬中性物質(zhì)，它對水硬度較敏感，起泡力高，去污力強(qiáng)，易與各種助劑復(fù)配，生物降解性大于90，對環(huán)境污染程度小。4）烷基醇酰胺(別名704)：非離子表面活性劑，704可以以任何比例溶于水，同其它陰離子或非離子表面活性劑混用，可制得透明液體；同時它具有起泡和穩(wěn)泡作用以及去污，分散和增粘特性，對皮映溫和，具有防腐蝕性能，在配方中選用它，既有表面活性劑的作用，又起到穩(wěn)泡防蝕的功能。5）AN：非離子表面活性劑，在配方中主要作為緩蝕劑。6）脂肪醇聚氧乙烯醚：非離子表面活性劑，溶于水具有良好的潤濕力，發(fā)泡力，分散力，去污力和乳化力，有較高的去脂性能和降低

8、水的表面張力及耐硬水的性能。7）AOS：去污性能佳，對酸、堿穩(wěn)定，有優(yōu)良的水溶性，對水的硬度也不敏感，對皮膚刺激性小，它的生物降解性接近100，與非離子和陰離子表面活性劑都有良好的配伍性能。8）MES：是以天然油脂為原料制得的表面活性劑，所以它的生物降解性能十分優(yōu)良。它對水中鈣、鎂等金屬離子螯合能力很強(qiáng)，去污和分散能力很好，但容易水解，所以不宜在強(qiáng)堿性體系中應(yīng)用，但可以在低堿性、中性或酸性介質(zhì)中使用。2.1.2緩蝕劑常見的水溶性緩蝕劑，有苯甲酸鈉、硼酸鹽、鋁酸鹽、二乙醇胺、三乙醇胺與無機(jī)酸或有機(jī)酸的生成物胺類、咪唑啉類、苯并三氨唑等。無機(jī)型防銹劑可使金屬氧化并在金屬表面形成鈍化保護(hù)膜：胺類防銹

9、劑等含極性基團(tuán)有機(jī)物能在金屬表面吸附成膜，保護(hù)金屬：銅及其合金的防腐劑苯并三氮唑?qū)儆诮饘匐x子型，它和金屬表面產(chǎn)物層的金屬離子結(jié)合形成保護(hù)膜。黑色金屬緩蝕劑有亞硝酸鈉，苯甲酸鈉，乙醇胺系列等，有色金屬緩蝕劑有硅酸鹽，苯并三氮唑，氟硅酸，鉻酸鹽等。在水基金屬洗劑中加入少量的緩蝕劑，不但可以抑制金屬的腐蝕，而且還可以增加清洗劑的去污能力。1）硅酸鈉：別名泡花堿，水玻璃。分子式為Na2O·nSiO2·xH2O。硅酸鈉外形有固體和液體兩種。其性質(zhì)隨分子式中SiO2 和Na2O 的比值而不同，其比值稱為模。硅酸鈉為無色適明液體，有防腐蝕作用，同時，由于水解時產(chǎn)生了具有膠束結(jié)構(gòu)的硅酸，對

10、固體污垢的粒子有懸浮和分散能力，對油污有乳化作用，因此有得于污垢的再沉積，在配方中主要起緩蝕和再抗沉積作用。2）.硫脲：有色金屬緩蝕劑2.1.3無機(jī)助洗劑選擇三聚磷酸納和其他助劑復(fù)配使用，具有助洗、緩蝕、緩沖堿性、抗硬水等多種功效。試驗表明，含20活性物的清洗劑中，添加助洗劑后，其綜合清洗能力比含100活性物而不加助洗劑的清洗劑要好。但是在配制液狀清洗劑中，三聚磷酸鈉加入量不得超過2，助劑總量不得超過8，否則有可能出現(xiàn)沉淀、清洗劑相態(tài)不均等問題，尤其在冬季，情況更為嚴(yán)重。而且，含磷助劑有可能導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，美國、瑞典、瑞士、加拿大等國規(guī)定洗滌劑中磷酸鹽含量在9以下，德國規(guī)定在20以下。另外三

11、聚磷酸鈉在常溫下會有緩慢的水解，PH值的降低、溫度的升高、濃度的降低、時間的延長會促進(jìn)水解。過強(qiáng)的堿性會導(dǎo)致聚氧乙烯醚類等非離子表面活性劑斷鏈，而降低清洗效果。所以選用助劑的數(shù)量和時效十分重要。 特別值得一提的是，由于4A分子篩具有很多空穴，因而有很大的吸咐表面，對多種金屬離子和水具有很強(qiáng)的吸附力和交換力，在溶液中呈堿性，有一定的緩沖作用，也具有一定的分散性、抗再沉積性，對人體、魚、藻類安全無毒，雖然4A分子篩在體系中有沉積的趨向，但只要選擇合理的分散劑也是可行的。在水基金屬清洗劑體系中，有些物質(zhì)往往兼有多種作用，主洗也兼有助洗功能，助洗也兼有絡(luò)合、穩(wěn)定等功能，選擇組合取向問題上，盡可能采用品

12、種少，而取身兼數(shù)職作用的成分。2.1.4助溶劑由于有些表面活性劑的溶解度過低，在復(fù)配時為了促進(jìn)其溶解，在配方中還要加入少量助溶劑，常用的助溶劑主要是尿素，磷酸酯和乙二醇醚。2.1.5其它成份1）二乙醇胺：用于制備非離子表面活性劑，乳化劑，擦亮劑等；2）螯合劑：乙二胺四乙酸二鈉(EDTA2Na)，葡萄糖酸鈉等，用于洗滌劑的金屬螯合物。3）消泡劑：聚醚，有機(jī)硅等。三.金屬清洗劑配方實例：1）配方一：無磷水基金屬清洗劑的研制各原料組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： AESA(C12脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨)：BJH一1(脂肪胺類，自制)：OP-10(辛基酚聚氧乙烯醚)：M550(鹵化二甲基二丙基銨丙酰銨共聚物)=6：

13、4：4：1(摩爾比)，并將其按質(zhì)量比95：5加入Na-CP4(馬來酸酐及丙烯酸共聚物的鈉鹽)及硅酸鈉做助洗劑，對其5稀釋液的洗滌效果和防銹性能進(jìn)行了評價。結(jié)果表明，該清洗劑具有較強(qiáng)的去污能力和良好的防銹性能，不含磷化物，對環(huán)境友好。2)配方二：金屬軸承水基清洗劑各原料組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：脂肪醇聚氧乙烯醚28；烷基酚聚氧乙烯醚28；脂肪酸烷醇酰胺310；油酸三乙醇胺525；三乙醇胺1022；單乙醇胺518；烷基磺酸鈉0.53；苯并三氮唑0.0105；乙二胺四乙酸二鈉1 2；水3.571.49。3)配方三：一種金屬清洗劑該金屬表面清洗劑是由以下原料配制而成的，各原料組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：硅酸鈉(35 4

14、5)、三聚磷酸鈉(50 55)、脂肪醇聚氧乙烯醚(5 10)；制作方法是將上述組分按比例放入攪拌器里進(jìn)行攪拌混合，待攪拌混合均勻后，進(jìn)行包裝即可得到。使用時，取本品與水按1：10的比例進(jìn)行溶解即可用于清洗金屬。4)配方四：一種新型的水基金屬清洗劑各原料組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：2.6AE09，3.5油酸三乙醇胺，4.3Na2C03，7.8三乙醇胺，5TX-10，4.1苯甲酸鈉，其余為水；2配方的各組分的含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為：4-5平平加O.52油酸三乙醇胺，4.3Na2C03，6.5三乙醇胺，7.26501，2.5葡萄糖酸鈉，3.7苯甲酸鈉，其余為水。具有穩(wěn)定、去污率高、防腐防銹性強(qiáng)的特點，而且無毒、對

15、人體無害。特別是在室溫下即可達(dá)量到96以上的清洗率。5）配方五：低泡水基金屬清洗劑各原料組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：0.56501；0.5 三乙醇胺油酸皂；0.25GT-12；025S一86；1.25M -10；0.75 聚醚L61；10 三乙醇胺；1Na2CO3；1 硼砂；5 EDTA二鈉；0.3有機(jī)硅6）配方六：環(huán)保型工業(yè)水基金屬清洗劑各原料組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：脂肪醇聚氧乙烯醚用量10，月桂酸二乙醇酰胺6，淀粉糖苷表面活性劑7，聚氧乙烯醚硫酸鹽2.2，磺化琥珀酸二仲辛酯鈉鹽為1.8，苯甲酸鈉l，水玻璃0.1，尿素1；采用非離子型和陰離子型表面活性劑進(jìn)行復(fù)配，將一定量的去離子水加入到100 mL的燒杯中

16、，高速攪拌，控制溫度在55左右，依次加入脂肪醇聚氧乙烯醚，待其完全溶解后加入淀粉糖苷表面活性劑，繼續(xù)攪拌，30 min后，再依次加入月桂酸二乙醇酰胺，聚氧乙烯醚硫酸鹽和尿素(配制時應(yīng)準(zhǔn)確控制溫度和聚氧乙烯醚硫酸鹽濃度，防止聚氧乙烯醚硫酸鹽形成凝膠)，繼續(xù)攪拌3045 rain，降溫至40左右，加入磺化琥珀酸二仲辛酯鈉鹽，防腐劑等助劑，繼續(xù)攪拌幾分鐘，冷卻至室溫即可7) 配方七：MEA、甘油、偏硅酸鈉、油?；愭溚榛蛩猁}、3-亞氨基聚氧乙烯-l，2，4-二硫代吡咯硫酬、水。此清洗劑適合沖洗工藝，去污力和鈍化性能好。8）配方八：C8-nAE、AE、烷基醇胺、烷基水楊酸鈣、C8- C20

17、合脂酸烷醇胺鹽。此專利清洗劑儲存穩(wěn)定，使用時泡沫少。9)配方九：C10- C13合脂醇聚氧乙烯醚、C5- C5合脂酸單鏈烷醇胺鹽、HOCH2CH2NH2、C2H5OH、合成C10- C13酸二乙醇酰胺、C10- C20烷基硫酸鹽、水。此專利可有效從金屬表面除去油脂類污垢和臨時性保護(hù)礦物油，去污力強(qiáng)。10)配方十：硅酸鈉、偏硼酸鈉、C4AE2的乙酸酯、椰油酸二乙醇胺鹽、C9APE、水。此專利的優(yōu)點是可回收再生，且回收液仍具有l(wèi)00清洗能力，可循環(huán)重復(fù)使用。11)配方十一：EDTA一4Na、C12ABSNa、檸檬酸鈉、STPP、硅酸鈉、蛋白酶、水。此專利專門用于清洗機(jī)器槽盒。12)配方十二:Neodol23-6.5、二丙二醇單丁醚、乙醇胺、C12LAB-Na、椰子油脂肪酸、水及添加劑。此專利是具有良好起泡性能的水基型金屬清洗劑。13)配方十三：KOH、Maphos JP一10、Na2siO3·5H20、EDTA-4Na、3,5-二甲基-l-己基-3-醇、N-甲基-2-吡咯烷酮、水。此專利可以從金屬表面除去干燥樹脂，如聚酯切片模塑樹脂之類干燥樹脂，清洗效果好，以上僅是選擇國外幾種比較具有代表性的水基型金屬清洗劑的配方，目前國外金屬清洗劑配方正朝著專業(yè)化、系列化、針對性、環(huán)保型的方向迅速發(fā)展，這同時也是國內(nèi)值得借鑒的地方。四、金