本發(fā)明屬于金屬的除油脫脂技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬表面脫脂劑、其制備方法和應(yīng)用。

技術(shù)背景

鋁材及鋁合金在進(jìn)入生產(chǎn)線進(jìn)行表面處理前的第一道工序就是脫脂，鋁材表面接觸到油脂或污染物后，會(huì)阻礙其表面與處理溶液的充分接觸，不能得到潤(rùn)濕均勻的清潔表面；若油脂或污染物帶入后續(xù)的處理溶液，將會(huì)破壞溶液的組成，對(duì)鋁材形成二次污染。鋁材在生產(chǎn)過程中使用潤(rùn)滑劑、乳液、軋制油或切削液，在機(jī)械拋光中使用的拋光膏，在半成品(基材)的儲(chǔ)存中使用的防銹油等必要的油脂，都需要脫脂除去。

目前市場(chǎng)上適合鋁材或鋁合金用的脫脂劑，傳統(tǒng)的大多含有強(qiáng)酸或強(qiáng)堿性，雖然清洗效果很好，但對(duì)工件有一定的腐蝕性，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員也有一定的危害性。同時(shí)，現(xiàn)有堿性脫脂劑處理溫度大多在40-70℃，消耗能源多；隨著對(duì)操作人員身體健康和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展的重視，人類更需要一種環(huán)保、操作環(huán)境安全、節(jié)約能源的脫脂劑產(chǎn)品。

另一方面，現(xiàn)有的脫脂劑產(chǎn)品，一般都是由單組分構(gòu)成，雖然投料簡(jiǎn)單，但組成中的表面活性劑與其他組分混合后，往往存在長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)產(chǎn)生不穩(wěn)定的情況，例如析出、結(jié)塊、沉淀等。而且，現(xiàn)有脫脂劑中表面活性劑也常有使用OP-10烷基酚聚氧乙烯醚，但我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已有將其列為禁用原料的通告。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中脫脂劑由于其組分中的表面活性劑與其他組分混合制成后使用，往往存在長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)產(chǎn)生不穩(wěn)定的情況，及現(xiàn)有脫脂劑中表面活性劑常有使用禁用原料OP-10烷基酚聚氧乙烯醚的缺陷，提供一種金屬表面脫脂劑及其制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種金屬表面脫脂劑，由A劑、B劑兩組分組成，

A劑由如下質(zhì)量百分比的原料組成的：

磷酸鹽20-30％；碳酸鹽1-10％；硅酸鹽5-15％；螯合劑1-5％；增溶劑1-10％；去離子水30-72％；

B劑為表面活性劑。

所述磷酸鹽選自磷酸鈉、焦磷酸鈉、焦磷酸鉀、三聚磷酸鈉、三聚磷酸鉀、偏磷酸鈉中的一種或一種以上；所述碳酸鹽選自碳酸鈉或碳酸鉀；所述硅酸鹽選自硅酸鈉、硅酸鉀、偏硅酸鈉中的一種或一種以上；所述螯 合劑選自醚羧酸類或EDTA類有機(jī)螯合劑；所述增溶劑為二甲苯磺酸鈉。

所述磷酸鹽為焦磷酸鉀；所述碳酸鹽為碳酸鉀；所述硅酸鹽為硅酸鉀；所述螯合劑為乙二胺四乙酸四鈉鹽(EDTA-4Na)；所述增溶劑為二甲苯磺酸鈉。

B劑由如下質(zhì)量百分比的原料組成的：發(fā)泡劑10-20％；抑泡劑5-15％；碳酸鉀0-0.5％；去離子水64.5-85％。

所述發(fā)泡劑選自脂肪醇聚氧乙烯醚、異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚、烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉中的一種或一種以上；所述抑泡劑為環(huán)丙烷和/或環(huán)乙烷聚合產(chǎn)物。

所述發(fā)泡劑為異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚，所述抑泡劑為環(huán)丙烷和環(huán)乙烷聚合產(chǎn)物。

所述A劑的制備方法為：

攪拌下向質(zhì)量百分比為30-72％的水中加入質(zhì)量百分比為20-30％的磷酸鹽，1-10％的碳酸鹽，5-15％的硅酸鹽，1-5％的螯合劑，繼續(xù)攪拌10-15min；再加入質(zhì)量百分比為1-10％的增溶劑，攪拌均勻；

所述B劑的制備方法為：

攪拌下向質(zhì)量百分比為64.5-85％的水中加入質(zhì)量百分比0-0.5％的碳酸鉀，10-20％的發(fā)泡劑，攪拌10-20min混勻后，再加入質(zhì)量百分比為5-15％抑泡劑，攪拌均勻。

所述脫脂劑用于鋁材及鋁合金表面脫脂。

將預(yù)處理完的金屬浸入30-40℃脫脂劑中，靜置3min，擺洗3min即可完成材或鋁合金的表面脫脂。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明脫脂劑為一種弱堿性脫脂劑，其中不含有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等腐蝕性物質(zhì)；

2、由A劑、B劑兩組分組成，分成兩種組分，徹底解決存儲(chǔ)不穩(wěn)定問題；

3、優(yōu)選的適合低溫處理?xiàng)l件的復(fù)合表面活性劑，不含我國(guó)禁用的烷基酚聚氧乙烯醚類，使處理溫度在30-40℃，節(jié)約部分能源；

4、尤其適用于鋁材及鋁合金鈍化、磷化的前期處理，經(jīng)過脫脂、酸洗后的鋁材及鋁合金，特別容易與鈍化液或磷化液反應(yīng)，形成一層均勻、薄的鈍化膜，更有利于后續(xù)的封閉處理，使之耐鹽霧時(shí)間增長(zhǎng)。

5、成本低、泡沫低和在任何場(chǎng)地，噴、浸兩方面皆可的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為噴淋效果圖：脫脂前后對(duì)比圖

圖2為浸洗效果圖：脫脂前后對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

提供下述實(shí)施例是為了更好地進(jìn)一步理解本發(fā)明，并不局限于所述最 佳實(shí)施方式，不對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容和保護(hù)范圍構(gòu)成限制，任何人在本發(fā)明的啟示下或是將本發(fā)明與其他現(xiàn)有技術(shù)的特征進(jìn)行組合而得出的任何與本發(fā)明相同或相近似的產(chǎn)品，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例中未注明具體實(shí)驗(yàn)步驟或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的常規(guī)實(shí)驗(yàn)步驟的操作或條件即可進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購(gòu)獲得的常規(guī)試劑產(chǎn)品。

本發(fā)明實(shí)施例中所使用的表面活性劑為沈陽(yáng)浩博實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)銷售的HB-1380(異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚)和HB-126(環(huán)丙烷和環(huán)乙烷聚合產(chǎn)物)。

實(shí)施例1：

A劑原料是由以下物質(zhì)按質(zhì)量百分比組成的：

制備方法是：稱取質(zhì)量百分比為48％的去離子水，在中速(400r/min)攪拌條件下依次按配比加入上述各藥劑，攪拌均勻即可。

B劑原料是由以下物質(zhì)按質(zhì)量百分比組成的：

制備方法是：稱取質(zhì)量百分比為80％的去離子水，在中速(400r/min)攪拌條件下加入質(zhì)量百分比為0.1％的碳酸鉀、15％的HB-1380，攪拌10-20min混合均勻后，加入質(zhì)量百分比5％的HB-126，攪拌均勻即可。

本發(fā)明實(shí)施例中所使用的表面活性劑為沈陽(yáng)浩博實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)銷售的HB-1380(異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚)和HB-126(環(huán)丙烷和環(huán)乙烷聚合產(chǎn)物)。

實(shí)施例2：

A劑原料是由以下物質(zhì)按質(zhì)量百分比組成的：

制備方法是：稱取質(zhì)量百分比為54％的去離子水，在中速(400r/min)攪拌條件下依次按配比加入上述各藥劑，攪拌均勻即可。

B劑原料是由以下物質(zhì)按質(zhì)量百分比組成的：

制備方法是：稱取質(zhì)量百分比為80.3％的去離子水，在中速(400r/min)攪拌條件下加入質(zhì)量百分比為0.2％的碳酸鉀、10％的HB-1380，攪拌10-20min混合均勻后，加入質(zhì)量百分比9.5％的HB-126，攪拌均勻即可。

實(shí)施例3：

A劑原料是由以下物質(zhì)按質(zhì)量百分比組成的：

制備方法是：稱取質(zhì)量百分比為62％的去離子水，在中速(400r/min)攪拌條件下依次按配比加入上述各藥劑，攪拌均勻即可。

B劑原料是由以下物質(zhì)按質(zhì)量百分比組成的：

制備方法是：稱取質(zhì)量百分比為74.7％的去離子水，在中速(400r/min)攪拌條件下加入質(zhì)量百分比為0.3％的碳酸鉀、15％的HB-1380，攪拌10-20min混合均勻后，加入質(zhì)量百分比10％的HB-126，攪拌均勻即可。

實(shí)施例4：

A劑原料是由以下物質(zhì)按質(zhì)量百分比組成的：

制備方法是：稱取質(zhì)量百分比為38％的去離子水，在中速(400r/min)攪拌條件下依次按配比加入上述各藥劑，攪拌均勻即可。

B劑原料是由以下物質(zhì)按質(zhì)量百分比組成的：

制備方法是：稱取質(zhì)量百分比為69.6％的去離子水，在中速(400r/min)攪拌條件下加入質(zhì)量百分比為0.4％的碳酸鉀、20％的HB-1380，攪拌10-20min混合均勻后，加入質(zhì)量百分比10％的HB-126，攪拌均勻即可。

實(shí)施例5：

A劑原料是由以下物質(zhì)按質(zhì)量百分比組成的：

制備方法是：稱取質(zhì)量百分比為52％的去離子水，在中速(400r/min)攪拌條件下依次按配比加入上述各藥劑，攪拌均勻即可。

B劑原料是由以下物質(zhì)按質(zhì)量百分比組成的：

制備方法是：稱取質(zhì)量百分比為75.8％的去離子水，在中速(400r/min)攪拌條件下加入質(zhì)量百分比為0.2％的碳酸鉀、14％的HB-1380，攪拌10-20min混合均勻后，加入質(zhì)量百分比10％的HB-126，攪拌均勻即可。

實(shí)施例6：

A劑原料是由以下物質(zhì)按質(zhì)量百分比組成的：

制備方法是：稱取質(zhì)量百分比為48％的去離子水，在中速(400r/min)攪拌條件下依次按配比加入上述各藥劑，攪拌均勻即可。

B劑原料是由以下物質(zhì)按質(zhì)量百分比組成的：

制備方法是：稱取質(zhì)量百分比為77.4％的去離子水，在中速(400r/min)攪拌條件下加入質(zhì)量百分比為0.1％的碳酸鉀、13％的HB-1380，攪拌10-20min混合均勻后，加入質(zhì)量百分比9.5％的HB-126，攪拌均勻即可。

實(shí)施例7：實(shí)施例1-6所制備的脫脂劑的效果驗(yàn)證

說明：本實(shí)施例中只列出了實(shí)施例制備的脫脂劑的效果驗(yàn)證數(shù)據(jù)，并不代表其他實(shí)施例不能達(dá)到所聲稱的效果，實(shí)際上，聲請(qǐng)人于本申請(qǐng)日前也針對(duì)實(shí)施例2-6做過類似的實(shí)驗(yàn)，并且效果相似，因此在本申請(qǐng)文件中不在一一累述。

為研究鋁材及鋁合金表面除油脫脂劑的應(yīng)用，特做了如下性能試驗(yàn)：1、清洗實(shí)驗(yàn)

鋁輪轂或鋁管材預(yù)處理：用酒精將鋁輪轂或鋁管材試片表面清洗干凈，在105℃下真空干燥恒重后用電子天平稱重，精確到0.0001g，質(zhì)量記為m₀。在試片表面均勻涂抹防銹油和切削液，后掛在支架上，自然晾干至恒重，在電子天平上稱重，精確到0.0001g，質(zhì)量記為m₁。將按如下兩種方法脫脂后的試片放入120℃真空干燥箱，恒重后用電子天平稱重，精確到0.0001g，質(zhì)量記為m₂。

除油率的計(jì)算：

$\mathrm{\η}=\frac{m1-m2}{m1-m0}\×100\%$

(m₀----潔凈試片起始質(zhì)量，g；m₁----涂油試片起始質(zhì)量，m₂----潔凈試片脫脂后的質(zhì)量，g。)

(1)噴淋：噴淋機(jī)

加熱循環(huán)溫度至35±5℃；壓力：0.4Mpa；配槽濃度：A劑：20g/L，B劑：10g/L；時(shí)間：3min。

工藝：噴淋脫脂→工業(yè)水洗→純水洗→純水洗→烘干(120℃)→冷卻至室溫。

(2)浸洗：

①將預(yù)處理完的鋁輪轂或鋁管材浸入已達(dá)到規(guī)定溫度(35±5℃)的本發(fā)明脫脂劑中，靜置3min，擺洗3min，擺洗頻率30±1次/min(往返為1次)，擺洗距離50±2mm；

②提出工件，先用工業(yè)水洗，再純水洗，觀察水幕是否連續(xù)，置于120℃烘箱中烘干，取出冷卻至室溫。

<注>鋁材表面脫脂效果檢測(cè)方法(水膜連續(xù)性)：鋁材經(jīng)脫脂、水洗后，上升到適宜目視檢測(cè)的高度停留30s，鋁材表面水膜應(yīng)該是連續(xù)的，表面完全均勻潤(rùn)濕，水膜連續(xù)性應(yīng)該至少保持30s以上為合格。

若水膜在30s內(nèi)分開或不連續(xù)者，殘留油跡或滯留大粒水珠等現(xiàn)象為不合格，需要進(jìn)行補(bǔ)充脫脂。

2、泡沫實(shí)驗(yàn)

參照本公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

(1)取以上槽液，配制10％水溶液，并加熱到35±5℃；

(2)用量筒量取60ml上述溶液，蓋塞，在35±5℃的烘箱中放置10min取出，立即上下?lián)u動(dòng)1min，上下?lián)u動(dòng)的距離約為0.33m，頻率為100-110次/min。

(3)搖動(dòng)完畢后，打開筒塞，記下即時(shí)泡沫高度，然后將量筒置于35±5℃的烘箱中，靜置10min，觀察泡沫消失情況，記下殘留泡沫高度。

3、產(chǎn)品穩(wěn)定性試驗(yàn)

采用實(shí)施例1的脫脂劑考查產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

表1脫脂劑A劑穩(wěn)定性考核方案

表2脫脂劑B劑穩(wěn)定性考核方案

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

本發(fā)明涉及的用于鋁材及鋁合金表面除油脫脂劑，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在溫度為35±5℃，噴淋或浸洗時(shí)間為3min，除油率可達(dá)99％以上，槽液泡沫高度低(即時(shí)泡沫高度7mm，10min后泡沫高度4mm)，穩(wěn)定性好，對(duì)鋁材幾乎沒有腐蝕，弱堿性槽液對(duì)操作者安全。

對(duì)比例：文獻(xiàn)“曾小君,金萍,陳燁高效水基壓鑄鋁合金脫脂劑的研制[期刊論文]-電鍍與涂飾2013(06)”。

壓鑄鋁合金脫脂劑的典型配方為(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示)：

當(dāng)脫脂溫度為50-60℃，脫脂劑活性物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5％-3.0％時(shí)，超聲浸漬脫脂4-5min，除油率可達(dá)100％。

試驗(yàn)例：

本發(fā)明各實(shí)施例中制備的脫脂劑與對(duì)比例中的脫脂劑的效果比較：

本發(fā)明脫脂劑與對(duì)比例相比較，配方中不含禁用原料OP-10烷基酚聚氧乙烯醚，且使用溫度低、處理時(shí)間短，節(jié)約能源，泡沫低，可噴、浸兩種方式對(duì)工件進(jìn)行清洗，除油率都能達(dá)到滿意效果。