一种金属除油剂及除油方法 【技术领域】
本发明涉及金属除油剂及除油方法。背景技术 在金属生产和加工的过程中经常要用到清洗除油工序。 目前经常使用的各种金属 除油剂, 主要有强酸、 强碱和表面活性剂等。它们一般都是针对金属表层较轻的油污处理, 对较重的油污清洗效率低, 表现在清洗时间长, 效果也很差 ; 泡沫很多, 影响除油的效果和 除油后清洗 ; 含各种有毒有害物质如亚硝酸钠等, 污染环境, 对操作人员的身体造成伤害 ; 易对较活泼的金属如铝等造成腐蚀, 影响后续加工。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的除油剂除油效率低的缺陷, 从而提供一种除油 效率高的除油剂及除油方法。
本发明提供了一种金属除油剂, 该除油剂包括阴离子表面活性剂、 非离子表面活 性剂、 增溶剂和缓蚀剂, 其中所述缓蚀剂包括重量比为 10-1 ∶ 1 的一元羧酸和二元羧酸。
本发明还提供了一种除油方法, 将金属材料浸渍在除油剂中进行超声除油, 时间 为 1-3min, 其中, 所述除油剂为本发明所述的除油剂。
本发明的除油剂, 能够在极短的时间内有效的除去金属表面的油污, 对金属没有 腐蚀性, 同时除油剂的配方简单, 成本低, 性能稳定。 具体实施方式
本发明提供了一种金属除油剂, 改除油剂包括阴离子表面活性剂、 非离子表面活 性剂、 增溶剂和缓蚀剂, 其中所述缓蚀剂包括重量比为 10-1 ∶ 1 的一元羧酸和二元羧酸。
羧酸根能够在金属基体上吸附, 一元羧酸的吸附比较紧密, 分子一端吸附于金属 基体, 另一端向溶液方向自由伸展, 以形成比较紧密的疏水层, 阻止金属基体腐蚀点进一步 破坏 ; 而二元羧酸的吸附点有 2 个, 吸附比较牢固, 同样能够起到较好的缓蚀作用。但 2 个 吸附点形成的 “桥式” 结构会对其他分子的吸附和运动造成一定的阻碍, 在较大的平面范围 内对外界介质起到阻挡作用, 在一定程度上又削弱了铝的耐腐蚀能力。所以这两者的作用 存在一定的互补效应, 其配比对缓蚀效果的影响很大。本发明的发明人经过大量的实验发 现当一元羧酸和二元羧酸的重量比在 10-1 ∶ 1 这个范围内有很好的除油效果。为了有更 好的除油效果, 优选地, 所述一元羧酸和二元羧酸的重量比为 5-2 ∶ 1。
根据本发明所提供的金属除油剂, 优选地, 所述缓蚀剂还包括乌洛托品、 钼酸钠、 植酸和苯并三氮唑中的至少一种。其中, 乌洛托品能吸附在金属表面, 改变金属表面的性 质, 从而防止腐蚀。苯并三氮唑能与介质中的有关离子反应并在金属表面形成防腐蚀的沉 淀膜。钼酸盐作为一种抗氯离子腐蚀性能很好的缓蚀剂。钼酸盐的缓蚀机理主要是钼酸根 离子不仅能吸附在活性溶解的金属表面上, 又可吸附在钝化膜的缺陷处或进入氧化膜并与之共同作用。植酸可在金属表层形成坚固致密的单分子保护膜, 抑制金属的氧化腐蚀。
根据本发明所提供的金属除油剂, 优选地, 以金属除油剂的重量为基准, 所述阴离 子表面活性剂的含量为 20-75wt%, 更优选为 30-50wt% ; 所述非离子表面活性剂的含量为 8-40wt%, 更优选为 15-35wt% ; 所述缓蚀剂的含量为 0.1-15wt%, 更优选为 2.5-7wt%, 所 述增溶剂的含量为 5-20wt%, 更优选为 10-15wt%。
根据本发明所提供的金属除油剂, 优选地, 所述阴离子表面活性剂为油酸三乙醇 胺皂、 十二烷基苯磺酸钠、 十二烷基硫酸钠、 硬脂酸钠、 聚氧乙烯月桂醇硫酸钠、 脂肪醇聚氧 乙烯醚羧酸盐、 月桂酸甘油酯磷酸酯盐中的至少一种。所述非离子表面活性剂为烷基酚聚 氧乙烯醚、 椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、 脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
根据本发明所提供的金属除油剂, 优选地, 所述一元羧酸盐为月桂酸、 癸酸、 肉豆 蔻酸、 正丁酸、 己酸中的至少一种。所述二元羧酸盐为癸二酸、 己二酸、 丁二酸、 壬二酸中的 至少一种。
根据本发明所提供的金属除油剂, 增溶剂的作用是促进有机物与水溶液体系的互 溶, 有利于形成均一体系。 优选地, 所述增溶剂可以为本领域技术人员所公知的各种具有增 容作用的物质, 更优选地, 所述增溶剂为乙醇、 异丙醇、 丁醇、 醇醚中的至少一种。 根据本发明所提供的金属除油剂, 优选地, 还包括助洗剂, 以金属除油剂的重量为 基准, 所述助洗剂的含量为 1-10wt%, 优选为 2-5wt%。助洗剂的主要作用是软化水的硬 度、 提供碱性缓冲环境, 以及润湿、 乳化、 悬浮、 分散污渍污垢, 防止污垢的再次沉淀附着。 所 述助洗剂可以为本领域技术人员所公知的能够达到上述目的的所有物质, 更优选地, 所述 助洗剂为焦磷酸钾、 焦磷酸钠、 亚硝酸钠、 苯甲酸钠、 硫酸钠中的至少一种。
根据本发明所提供的金属除油剂, 优选地, 还包括消泡剂, 以金属除油剂的重量为 基准, 所述消泡剂的含量为 0.001-0.01wt%, 优选为 0.002-0.005wt%。所述消泡剂可以控 制泡沫的产生, 减少污水排放。 所述消泡剂可以为本领域技术人员所常用的各种消泡剂, 更 优选地, 所述消泡剂为二甲基硅油、 聚醚改性硅、 高碳醇、 聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的至少 一种。
本发明提供了金属除油剂的制备方法, 该方法为 : 将原料分别按照所需配量置于 容器中, 在分别溶于水中, 水的取量以能够化开原料为宜, 各原料与水溶解的最佳温度为 :
(1) 阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂用 60-90℃的热水溶解, 搅拌均匀, 得 到混合溶液 1 ;
(2) 其他物质用 25-50℃的温水溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 2 ;
将混合溶液 1 和混合溶液 2 混合均匀, 用水调节到所需的浓度即可。
本发明还提供了一种除油方法, 将金属材料浸渍在除油剂中进行超声除油, 时间 为 1-3min, 其中, 所述除油剂为本发明所述的除油剂。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例 1
1、 除油剂的制备方法
(1) 将油酸三乙醇胺皂 400g, 椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 (6502)120g、 脂肪醇聚氧 乙烯醚 (AEO)80g 用 150g 的 80℃的热水溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 1 ;
(2) 将癸二酸 50g、 月桂酸 50g、 正丁醇 50g 用 70g 的 40℃的温水溶解, 搅拌均匀,
得到混合溶液 2 ;
将混合溶液 1 和混合溶液 2 混合均匀, 加 30g 水调节到 1000g, 得到除油剂 A1。
2、 除油
取适量的除油剂 A1, 向其中加入除油剂重量的 15 倍的水对除油剂进行稀释, 将铝 合金浸渍在 70℃的稀释后的除油剂中进行超声除油 3min。
经水洗烘干等工序后产品表面无油污, 无腐蚀现象。
实施例 2
1、 金属除油剂的制备
(1) 将聚氧乙烯月桂醇硫酸钠 500g、 椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 (6501)100g、 脂肪 醇聚氧乙烯醚 ( 平平加 )50g 用 70g80℃的热水溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 1 ;
(2) 将苯甲酸钠 30g、 植酸 60g、 月桂酸 2g、 己二酸 1g、 乙醇 100g 用 30g30℃的温水 溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 2 ;
将混合溶液 1 和混合溶液 2 混合均匀, 加 57g 水调节到 1000g, 得到除油剂 A2。
2、 除油
取适量的除油剂 A2, 向其中加入除油剂重量的 18 倍的水对除油剂进行稀释, 将不 锈钢浸渍在 70℃的稀释后的除油剂中进行超声除油 3min。
经水洗烘干等工序后产品表面无油污, 无腐蚀现象。
实施例 3
(1) 将脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐 400g、 十二烷基苯磺酸钠 200g、 十二烷基硫酸钠 20g、 椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 (6502)20g、 脂肪醇聚氧乙烯醚 (AEO)80g 用 10g 的 80℃的热 水溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 1 ;
(2) 将硫酸钠 50g、 乌洛托品 50g、 植酸 30g、 丁二酸 20g、 癸酸 50g、 异丙醇 60g、 二甲 基硅油 0.1g 用 10g 的 40℃的温水溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 2 ;
将混合溶液 1 和混合溶液 2 混合均匀, 得到 1000g 除油剂 A3。
2、 除油
取适量的除油剂 A3, 向其中加入除油剂重量的 20 倍的水对除油剂进行稀释, 将铝 合金浸渍在 65℃的稀释后的除油剂中进行超声除油 3min。
经水洗烘干等工序后产品表面无油污, 无腐蚀现象。
实施例 4
(1) 将油酸三乙醇胺皂 100g、 十二烷基苯磺酸钠 40g、 十二烷基硫酸钠 60g、 椰子油 脂肪酸二乙醇酰胺 (6501)150g、 椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 (6502)100g、 脂肪醇聚氧乙烯醚 ( 平平加 )150g 用 40g 的 80℃的热水溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 1 ;
(2) 将焦磷酸钾 80g、 苯甲酸钠 20g、 乌洛托品 10g、 壬二酸 10g、 肉豆蔻酸 50g、 乙醇 150g 和聚醚改性硅 0.05g 用 40g 的 40℃的温水溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 2 ;
将混合溶液 1 混合溶液 2 混合均匀, 得到 1000g 除油剂 A4。
2、 除油
取适量的除油剂 A4, 向其中加入除油剂重量的 20 倍的水对除油剂进行稀释, 将铝 合金浸渍在 65℃的稀释后的除油剂中进行超声除油 3min。
经水洗烘干等工序后产品表面无油污, 无腐蚀现象。实施例 5
(1) 将油酸三乙醇胺皂 400g、 十二烷基苯磺酸钠 150g、 十二烷基硫酸钠 200g、 椰子 油脂肪酸二乙醇酰胺 (6501)50g、 脂肪醇聚氧乙烯醚 ( 平平加 )30g 用 25g 的 80℃的热水溶 解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 1 ;
(2) 将亚硝酸钠 20g、 乌洛托品 10g、 癸二酸 5g、 正丁酸 50g、 乙醇 50g 和聚醚改性硅 0.02g 用 10g 的 40℃的温水溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 2 ;
将混合溶液 1 混合溶液 2 混合均匀, 得到 1000g 除油剂 A5。
2、 除油
取适量的除油剂 A5, 向其中加入除油剂重量的 20 倍的水对除油剂进行稀释, 将铝 合金浸渍在 70℃的稀释后的除油剂中进行超声除油 3min。
经水洗烘干等工序后产品表面无油污, 无腐蚀现象。
实施例 6
(1) 将油酸三乙醇胺皂 100g、 十二烷基苯磺酸钠 100g、 十二烷基硫酸钠 100g、 椰子 油脂肪酸二乙醇酰胺 (6501)150g、 脂肪醇聚氧乙烯醚 ( 平平加 )200g 用 70g 的 80℃的热水 溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 1 ; (2) 将焦磷酸钾 80g、 苯甲酸钠 20g、 乌洛托品 10g、 癸二酸 5g、 己酸 10g、 乙醇 100g 和聚醚改性硅 0.01g 用 30g 的 40℃的温水溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 2 ;
将混合溶液 1 混合溶液 2 混合均匀, 用 25g 水调节到 1000g, 得到除油剂 A6。
2、 除油
取适量的除油剂 A6, 向其中加入除油剂重量的 20 倍的水对除油剂进行稀释, 将铝 合金浸渍在 70℃的稀释后的除油剂中进行超声除油 3min。
经水洗烘干等工序后产品表面无油污, 无腐蚀现象。
对比例 1
(1) 将油酸三乙醇胺皂 100g、 十二烷基苯磺酸钠 150g、 十二烷基硫酸钠 200g、 椰子 油脂肪酸二乙醇酰胺 (6501)150g、 脂肪醇聚氧乙烯醚 ( 平平加 )100g 用 20g 的 80℃的热水 溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 1 ;
(2) 将焦磷酸钾 80g、 苯甲酸钠 20g、 乌洛托品 10g、 癸二酸 50g、 月桂酸 10g、 乙醇 100g 和聚醚改性硅 0.01g 用 10g 的 40℃的温水溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 2 ;
将混合溶液 1 混合溶液 2 混合均匀, 得到除油剂 B1。
2、 除油
取适量的除油剂 B1, 向其中加入除油剂重量的 20 倍的水对除油剂进行稀释, 将铝 合金浸渍在 70℃的稀释后的除油剂中进行超声除油 3min。
经水洗烘干等工序后产品表面无油污, 产品表面有轻微发白现象。
对比例 2
(1) 将油酸三乙醇胺皂 100g、 十二烷基苯磺酸钠 150g、 十二烷基硫酸钠 200g、 椰子 油脂肪酸二乙醇酰胺 (6501)150g、 脂肪醇聚氧乙烯醚 ( 平平加 )100g 用 50g 的 80℃的热水 溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 1 ;
(2) 将焦磷酸钾 80g、 苯甲酸钠 20g、 乌洛托品 10g、 乙醇 100g 和聚醚改性硅 0.01g 用 40g 的 40℃的温水溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 2 ;
将混合溶液 1 混合溶液 2 混合均匀, 得到 1000g 除油剂 B2。
2、 除油
取适量的除油剂 B2, 向其中加入除油剂重量的 20 倍的水对除油剂进行稀释, 将铝 合金浸渍在 700℃的稀释后的除油剂中进行超声除油 3min。
经水洗烘干等工序后产品表面无油污, 产品表面有严重发黄现象。
对比例 3
(1) 将油酸三乙醇胺皂 100g、 十二烷基苯磺酸钠 150g、 十二烷基硫酸钠 200g、 椰子 油脂肪酸二乙醇酰胺 (6501)150g、 脂肪醇聚氧乙烯醚 ( 平平加 )100g 用 35g 的 80℃的热水 溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 1 ;
(2) 将焦磷酸钾 80g、 苯甲酸钠 20g、 乌洛托品 10g、 月桂酸 20g、 乙醇 100g 和聚醚改 性硅 0.01g 用 35g 的 40℃的温水溶解, 搅拌均匀, 得到混合溶液 2 ;
将混合溶液 1 混合溶液 2 混合均匀, 得到 1000g 除油剂 B3。
2、 除油
取适量的除油剂 B3, 向其中加入除油剂重量的 20 倍的水对除油剂进行稀释, 将铝 合金浸渍在 70℃的稀释后的除油剂中进行超声除油 3min。 经水洗烘干等工序后产品表面无油污, 产品表面有整体发白现象。
从实施例 1-6 可以看出, 本发明的除油剂用来处理各种金属表面的油污, 清洗后 表面没有油污存在, 同时表面没有腐蚀 ; 从对比例 1-3 中可以看出, 用对比例得到的除油剂 对金属基材进行除油处理, 表面有的存在油污, 有的有腐蚀现象存在。 从上所述本发明的除 油剂可以更好地除去金属表面的油污, 同时对金属表面没有腐蚀。
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