水基金属清洗剂成分分析金属清洗剂配方研制及技术工艺.docx

1、水基金属清洗剂成分分析金属清洗剂配方研制及技术工艺水基金属清洗剂成分分析，配方研制及技术工艺 导读：本文详细介绍了水基金属清洗剂的研究背景，理论基础，参考配方等，本文中的配方数据经过修改，如需更详细资料，可咨询我们的技术工程师。 金属清洗剂广泛应用于各种金属材料表面油污清洗剂，禾川化学专业从事金属清洗剂成分分析、配方还原、研发外包服务，为清洗剂相关企业提供一整套配方技术解决方案。一、背景金属清洗剂在工业生产中应用十分广泛，常用于金属加工前后的表面除油、除垢及成品组装或包装前的清洗工艺。在电子工业中，印制电路板焊接后也必须采用清洗剂洗去有害残留物。此外，在机械设备维护保养过程中也常常用到金属清洗

2、剂。 目前，常用的金属清洗剂分溶剂型、半溶剂型和水基型。溶剂型金属清洗剂中，石油溶剂易燃、易爆而且浪费资源。氯氟烃是最常用的溶剂型金属清洗剂，但由于其对大气臭氧层的破坏而被禁用。因而，溶剂型金属清洗剂正逐步被半溶剂型和水基型金属清洗剂所替代。 随着氟氯烃(CFC)替代日期的逼近，水基清洗剂的研究和应用受到各方面的关注。禾川化学技术团队具有丰富的分析研发经验，经过多年的技术积累，可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库，彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题，利用其八大服务优势，最终实现企业产品性能改进及新产品研发。样品分析检测流程：样品确认物理表征前处理大型仪器分析工程师解

3、谱分析结果验证后续技术服务。有任何配方技术难题，可即刻联系禾川化学技术团队，我们将为企业提供一站式配方技术解决方案！二、金属清洗剂一般情况下，吸附于金属表面的污物由水溶性污物和非水溶性污物组成。前者包括糖、淀粉、有机酸碱、血液、蛋白质及无机盐等，后者包括动植物油脂、脂肪醇、矿物油、灰尘、泥土、金属氧化物等。水基清洗剂以表面活性剂为主要成分，同时添加各种添加剂如助剂、稳定剂、缓蚀剂、增溶剂、消泡剂、防霉剂、防冻剂等。表面活性剂具有浮化、湿润、增溶、渗透、分散、防腐、络合等特性，在清洗液中起主要作用。表面活性剂是一种两亲分子，当这种两亲分子附着于油-金属界面时，其亲油端容易吸附在油污表面，并伸向油

4、污内部，而极性亲水端则吸附在金属表面，在油-金属界面间形成一层紧密的定向排列的表面活性剂分子膜。这种膜能减弱油-金属界面的附着力，增加金属零件的湿润性。在水溶液浸泡、撞击零件过程中，表面活性剂分子在水分子的吸引下，油污从金属零件表面脱离，起到清洗零件的目的。当这种两亲分子附着于油-水界面时，其亲水端向水中伸入，形成一层膜，降低油-水的界面张力。当溶液中的表面活性剂分子达到一定浓度时，就会使油污在溶液中形成稳定的微小油污颗粒，形成溶解了油污的乳化液，达到清洗零件油污的目的。2.1水基金属清洗剂原料选择 水基金属清洗剂的主要成份是表面活性剂和无机助剂，为了避免金属在清洗过程中发生腐蚀，还须加入缓蚀

5、剂，为了增强溶解性和促进金属表面污垢在水中的分离效果，还要加入一定量的助溶剂。表面活性剂的作用是能显著降低液体的表面张力，使油污的附着力降低：通过搅拌、超声波等机械力和加温热力，增加了污垢脱离的势能，提高了润湿、渗透作用。一般认为阴离子型有一定的防锈性能(如磺酸盐等)，非离子型对水质适应性强但对防锈性有一些影响(如聚氧乙烯脂肪醇醚等)，需综合考虑。各种助剂具有溶解油脂、软化硬水和防止再沉积等作用，使污垢乳化、分散、悬浮在洗液中。能强化表面活性剂的清洗作用水基金属清洗剂的配方应从一下几个方面考虑：2.1.1表面活性剂表面活性剂是水基金属清洗剂中最主要的成份，因此所选择的表面活性剂要有良好的洗涤和

6、去污作用。为了达到更好的清洗效果，可以选出几种去污效果较佳的表面活性剂进行复配，利用不同表面活性剂各自的特性，复配后的表面活性剂可以增强对金属污垢的润湿，渗透，乳化，增溶等作用。1）烷基酚聚氧乙烯醚(别名OP-10)：对金属硬表面的污垢具有很好的润湿，乳化，分散和去污能力，抗静电和抗硬水性能较好，在较宽的温度范围内很稳定，可与各类表面活性剂混用。2）脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(别名AES)：为阴离子表面活性剂,具有优良的去污，乳化和发泡性能，生物降解度大于90%，有利于环境保护。它与非离子表面活性剂复配去污效果非常好，同时它对于OP-10 等非离子型表面活性剂在水中有增溶作用。3）十二烷基苯磺酸钠

7、(别名LAS)：阴离子表面活性剂，具有去污，润湿，发泡，乳化和分散性能，大量用作生产各种洗涤剂的原料。LAS属中性物质，它对水硬度较敏感，起泡力高，去污力强，易与各种助剂复配，生物降解性大于90，对环境污染程度小。4）烷基醇酰胺(别名704)：非离子表面活性剂，704可以以任何比例溶于水，同其它阴离子或非离子表面活性剂混用，可制得透明液体；同时它具有起泡和稳泡作用以及去污，分散和增粘特性，对皮映温和，具有防腐蚀性能，在配方中选用它，既有表面活性剂的作用，又起到稳泡防蚀的功能。5）AN：非离子表面活性剂，在配方中主要作为缓蚀剂。6）脂肪醇聚氧乙烯醚：非离子表面活性剂，溶于水具有良好的润湿力，发泡

8、力，分散力，去污力和乳化力，有较高的去脂性能和降低水的表面张力及耐硬水的性能。7）AOS：去污性能佳，对酸、碱稳定，有优良的水溶性，对水的硬度也不敏感，对皮肤刺激性小，它的生物降解性接近100，与非离子和阴离子表面活性剂都有良好的配伍性能。8）MES：是以天然油脂为原料制得的表面活性剂，所以它的生物降解性能十分优良。它对水中钙、镁等金属离子螯合能力很强，去污和分散能力很好，但容易水解，所以不宜在强碱性体系中应用，但可以在低碱性、中性或酸性介质中使用。2.1.2缓蚀剂常见的水溶性缓蚀剂，有苯甲酸钠、硼酸盐、铝酸盐、二乙醇胺、三乙醇胺与无机酸或有机酸的生成物胺类、咪唑啉类、苯并三氨唑等。无机型防锈

9、剂可使金属氧化并在金属表面形成钝化保护膜：胺类防锈剂等含极性基团有机物能在金属表面吸附成膜，保护金属：铜及其合金的防腐剂苯并三氮唑属于金属离子型，它和金属表面产物层的金属离子结合形成保护膜。黑色金属缓蚀剂有亚硝酸钠，苯甲酸钠，乙醇胺系列等，有色金属缓蚀剂有硅酸盐，苯并三氮唑，氟硅酸，铬酸盐等。在水基金属洗剂中加入少量的缓蚀剂，不但可以抑制金属的腐蚀，而且还可以增加清洗剂的去污能力。1）硅酸钠：别名泡花碱，水玻璃。分子式为Na2OnSiO2xH2O。硅酸钠外形有固体和液体两种。其性质随分子式中SiO2 和Na2O 的比值而不同，其比值称为模。硅酸钠为无色适明液体，有防腐蚀作用，同时，由于水解时产

10、生了具有胶束结构的硅酸，对固体污垢的粒子有悬浮和分散能力，对油污有乳化作用，因此有得于污垢的再沉积，在配方中主要起缓蚀和再抗沉积作用。2）.硫脲：有色金属缓蚀剂2.1.3无机助洗剂选择三聚磷酸纳和其他助剂复配使用，具有助洗、缓蚀、缓冲碱性、抗硬水等多种功效。试验表明，含20活性物的清洗剂中，添加助洗剂后，其综合清洗能力比含100活性物而不加助洗剂的清洗剂要好。但是在配制液状清洗剂中，三聚磷酸钠加入量不得超过2，助剂总量不得超过8，否则有可能出现沉淀、清洗剂相态不均等问题，尤其在冬季，情况更为严重。而且，含磷助剂有可能导致水体富营养化，美国、瑞典、瑞士、加拿大等国规定洗涤剂中磷酸盐含量在9以下，

11、德国规定在20以下。另外三聚磷酸钠在常温下会有缓慢的水解，PH值的降低、温度的升高、浓度的降低、时间的延长会促进水解。过强的碱性会导致聚氧乙烯醚类等非离子表面活性剂断链，而降低清洗效果。所以选用助剂的数量和时效十分重要。 特别值得一提的是，由于4A分子筛具有很多空穴，因而有很大的吸咐表面，对多种金属离子和水具有很强的吸附力和交换力，在溶液中呈碱性，有一定的缓冲作用，也具有一定的分散性、抗再沉积性，对人体、鱼、藻类安全无毒，虽然4A分子筛在体系中有沉积的趋向，但只要选择合理的分散剂也是可行的。在水基金属清洗剂体系中，有些物质往往兼有多种作用，主洗也兼有助洗功能，助洗也兼有络合、稳定等功能，选择组

12、合取向问题上，尽可能采用品种少，而取身兼数职作用的成分。2.1.4助溶剂由于有些表面活性剂的溶解度过低，在复配时为了促进其溶解，在配方中还要加入少量助溶剂，常用的助溶剂主要是尿素，磷酸酯和乙二醇醚。2.1.5其它成份1）二乙醇胺：用于制备非离子表面活性剂，乳化剂，擦亮剂等；2）螯合剂：乙二胺四乙酸二钠(EDTA2Na)，葡萄糖酸钠等，用于洗涤剂的金属螯合物。3）消泡剂：聚醚，有机硅等。三.金属清洗剂配方实例：1）配方一：无磷水基金属清洗剂的研制各原料组分的质量分数为： AESA(C12脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵)：BJH一1(脂肪胺类，自制)：OP-10(辛基酚聚氧乙烯醚)：M550(卤化二甲基二

13、丙基铵丙酰铵共聚物)=6：4：4：1(摩尔比)，并将其按质量比95：5加入Na-CP4(马来酸酐及丙烯酸共聚物的钠盐)及硅酸钠做助洗剂，对其5稀释液的洗涤效果和防锈性能进行了评价。结果表明，该清洗剂具有较强的去污能力和良好的防锈性能，不含磷化物，对环境友好。2)配方二：金属轴承水基清洗剂各原料组分的质量分数为：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；单乙醇胺518；烷基磺酸钠0.53；苯并三氮唑0.0105；乙二胺四乙酸二钠1 2；水3.571.49。3)配方三：一种金属清洗剂该金属表面清洗剂是由以下原料配制而成的，各原料组分的质

14、量分数为：硅酸钠(35 45)、三聚磷酸钠(50 55)、脂肪醇聚氧乙烯醚(5 10)；制作方法是将上述组分按比例放入搅拌器里进行搅拌混合，待搅拌混合均匀后，进行包装即可得到。使用时，取本品与水按1：10的比例进行溶解即可用于清洗金属。4)配方四：一种新型的水基金属清洗剂各原料组分的质量分数为：2.6AE09，3.5油酸三乙醇胺，4.3Na2C03，7.8三乙醇胺，5TX-10，4.1苯甲酸钠，其余为水；2配方的各组分的含量(质量分数)为：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葡萄糖酸钠，3.7苯甲酸钠，其余为水。具有稳定、去污率高、防腐防

15、锈性强的特点，而且无毒、对人体无害。特别是在室温下即可达量到96以上的清洗率。5）配方五：低泡水基金属清洗剂各原料组分的质量分数为：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二钠；0.3有机硅6）配方六：环保型工业水基金属清洗剂各原料组分的质量分数为：脂肪醇聚氧乙烯醚用量10，月桂酸二乙醇酰胺6，淀粉糖苷表面活性剂7，聚氧乙烯醚硫酸盐2.2，磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐为1.8，苯甲酸钠l，水玻璃0.1，尿素1；采用非离子型和阴离子型表面活性剂进行复配，将一定量的去离子水

16、加入到100 mL的烧杯中，高速搅拌，控制温度在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剂，继续搅拌，30 min后，再依次加入月桂酸二乙醇酰胺，聚氧乙烯醚硫酸盐和尿素(配制时应准确控制温度和聚氧乙烯醚硫酸盐浓度，防止聚氧乙烯醚硫酸盐形成凝胶)，继续搅拌3045 rain，降温至40左右，加入磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐，防腐剂等助剂，继续搅拌几分钟，冷却至室温即可7)配方七：MEA、甘油、偏硅酸钠、油酰基异链烷基硫酸盐、3-亚氨基聚氧乙烯-l，2，4-二硫代吡咯硫酬、水。此清洗剂适合冲洗工艺，去污力和钝化性能好。XX文库 - 让每个人平等地提升自我8）配方八：C8-n

17、AE、AE、烷基醇胺、烷基水杨酸钙、C8- C20合脂酸烷醇胺盐。此专利清洗剂储存稳定，使用时泡沫少。9)配方九：C10- C13合脂醇聚氧乙烯醚、C5- C5合脂酸单链烷醇胺盐、HOCH2CH2NH2、C2H5OH、合成C10- C13酸二乙醇酰胺、C10- C20烷基硫酸盐、水。此专利可有效从金属表面除去油脂类污垢和临时性保护矿物油，去污力强。10)配方十：硅酸钠、偏硼酸钠、C4AE2的乙酸酯、椰油酸二乙醇胺盐、C9APE、水。此专利的优点是可回收再生，且回收液仍具有l00清洗能力，可循环重复使用。11)配方十一：EDTA一4Na、C12ABSNa、柠檬酸钠、STPP、硅酸钠、蛋白酶、水。

18、此专利专门用于清洗机器槽盒。12)配方十二:Neodol23-6.5、二丙二醇单丁醚、乙醇胺、C12LAB-Na、椰子油脂肪酸、水及添加剂。此专利是具有良好起泡性能的水基型金属清洗剂。13)配方十三：KOH、Maphos JP一10、Na2siO35H20、EDTA-4Na、3,5-二甲基-l-己基-3-醇、N-甲基-2-吡咯烷酮、水。此专利可以从金属表面除去干燥树脂，如聚酯切片模塑树脂之类干燥树脂，清洗效果好，以上仅是选择国外几种比较具有代表性的水基型金属清洗剂的配方，目前国外金属清洗剂配方正朝着专业化、系列化、针对性、环保型的方向迅速发展，这同时也是国内值得借鉴的地方。四、金属清洗剂配方（仅供参考）成分投料量(g/L)壬基酚聚氧乙烯醚硫酸铵1030氯化钾30100十二烷基苯磺酸钠1030碳酸钠2050壬基酚聚氧乙烯醚50100氢氧化钾50100尼泊金甲酯510二丙二醇甲醚3050水余量 通过对化工产品的配方分析还原，有利于企业了解现有技术的发展水平，实现知己知彼；有利于在现有产品上进行自主创新，获得知识产权；有利于在生产过程中发现问题、解决问题。通过对化工产品的配方改进，配方研发，可以加快企业产品更新换代的速度，提升市场竞争力，因此，对于化工产品的分析、研发已变得刻不容缓！