新型常温水基金属清洗剂配方的研制

新型常温水基金属清洗剂配方的研制

［摘要］ 论述了一种新型清洗机专用常温洗涤水基金属清洗剂的配方组成，并对清洗剂的性能进行了测试。结

果表明，该清洗剂去污力强，清洗效果好，清洗率达到98. 5%以上，低泡，使用安全，尤其对碳钢具有良好的清洗和防

锈性能。

［关键词］ 水基清洗剂；研制；常温；碳钢

［中图分类号］TC155.4+ 1 ［文献识别码］B ［文章编号］1001 - 3660（2003）01 - 0041 – 02

［作者简介］陈建秋（1981 - ），男，江苏南京人，中国海洋大学化学专业在读本科生。

我国自改革开放以来，机械工业得到迅速发展，金属表面的清洗量也随之大量增加。金属工件经加工后表面的污物以及加工残留物，如各种酸、碱、盐、灰尘、磨料、抛光膏、切削液、手汗以及各种油脂等，这些污物有水溶性的，也有非水溶性的，若不清洗干净，不但影

响加工工序的顺利进行，而且会引起并加速金属表面腐蚀，影响产品的加工质量和使用寿命［1］。另外，在喷漆、涂釉、电镀和涂搪上釉等精加工前，以及机械设备的维修和保养等，都离不开清洗工序。清洗工艺的选择和清洗工作质量的好坏，不仅涉及能源、安全及环保

等重大问题，而且直接影响到产品的性能和质量，所以清洗工序已成了现代工业生产中不可缺少的重要环节［2］。

水基金属清洗剂是以水为溶剂，以表面活性剂为主要成分，再加上消泡剂、防锈剂或其它添加剂配制而成的、具有清洗金属表面污物作用的洗涤液。由于水基金属清洗剂具有以水代油、节省能源、不危害操作者健康、减少污染、保护环境、不燃安全和清洗成本低等一系列优越性，近十年来，在我国得到迅速发展，经自行研制或学习国外同类产品的先进技术，生产出许多品种的金属清洗剂。但因其清洗率、消泡性、防锈性及稳定性等技术性能指标不能满足工业生产的需要，生产成本也较高，因此对新型水基金属清洗剂的研制具有极其重要的意义［3］。

1 清洗剂的洗涤去污机理

洗涤去污是在洗涤溶液体系中，在机械力的作用下，洗涤剂与吸附在被洗基体（硬质表面或各类纤维织物）表面上的水溶性污物（糖、淀粉、果汁、有机酸碱、血液、蛋白质及无机盐等）和非水溶性污物（动植物油脂、脂肪醇、矿物油及其氧化物、烟灰、粉尘、金属氧化物

等），在其界面上发生一系列复杂的物理化学变化而完成的。清洗剂对水溶性和油溶性污垢具有良好的溶解、乳化能力，对不溶性固体污垢具有良好的润湿、分散、胶溶作用。清洗剂在水溶液中通过相似相溶原理，以及卷缩、增溶、乳化、粘附等作用机理，使得被洗基体

与液固污垢间的润湿角大大减小，铺展系数增大，从而使污垢迅速脱离被洗基体表面，悬浮于清洗液中，通过漂洗而除去，完成清洗过程［1，4］。

2 几种常见表面活性剂的性能及复配

一种优质的水基金属清洗剂必须具有良好的综合性能，其清洗能力、防锈性、消泡性和稳定性，是评价该清洗剂品质的四项重要技术指标。在防锈性、消泡性和稳定性达到使用要求后，清洗能力这项指标就是评价该清洗剂品质好坏的决定性指标。而清洗能力又是由清洗剂配方中的表面活性剂的种类、数量及复配等来决定的。表1 列出几种常见表面活性剂的性能。

表1 几种常见表面活性剂及性能比较［5］

商品名称别名外观性能

十二烷基苯磺酸钠SAS 微黄色液体

水溶性较好的阴离子表面活性剂，在硬水中有良好的润湿、乳化、分

散、泡沫去污能力。生物降解性好，对人体刺激小。

脂肪醇聚氧乙烯（7）醚AEO（7） 浅黄液体

溶于水，具有良好的润湿、乳化、分散、发泡和乳化力。有较高的去

脂性能和降低水的表面张力及耐硬水性能。

脂肪醇聚氧乙烯（15）醚

AEO（15）

OS - 15

平平加- 15

乳白膏状物

溶于水，具有良好的润湿、乳化、分散、发泡和乳化力。有较高的去

脂性能和降低水的表面张力及耐硬水性能。

脂肪酸烷醇酰胺

尼纳尔

6501

琥珀色粘稠液

易溶于水，具有良好发泡和稳定性，渗透力、去污力较强，有很好的

增稠作用，抗硬水，对皮肤刺激小，有防锈作用。

烷基酚聚氧乙烯（10）醚TX-10

OP-10

淡黄粘液

很好的润湿、乳化、分散、去污和抗静电能力，抗硬水性能好，可与各

类表面活性剂混用。

油酸三乙醇胺玻珀粘液乳化性能好，能同时防矿油及动植物油。

聚氧乙烯聚氧丙烯醚聚醚2020 淡黄粘液低泡型表面活性剂

聚氧乙烯脂肪醇醚JFC 淡黄粘液渗透剂

羧甲基纤维素纳CMC 白色粉末易溶于水，不溶于乙醇、乙醚。是一种良好的有机助剂。

采用单一种类表面活性剂的清洗剂，其清洗能力和消泡性能往往并不理想，而采用两种或两种以上表面活性剂进行复配，不仅可以提高去除油污的能力，而且复配后的消泡性能好，易于漂洗［6］。本文介绍的水基金属清洗剂配方中所用到的表面活性剂，就是从表

1 中选取几种表面活性剂经复配实验对比，优选出来的有机醚类化合物作为复合表面活性剂FBH。

3 实验方法

为了降低生产成本，研制所需的化学药品全部采用工业纯级试剂。

3.1 清洗剂配方

通过大量的对比实验，优选出各项技术指标都良好的水基金属清洗剂配方，见表2。

表2 新型常温洗涤水基金属清洗剂配方

组分FBH 碳酸钠

油酸三

乙醇胺

亚硝酸钠三乙醇胺水

质量

分数（%）16.8 5.2 12.4 4.3 14.5 余量

3.2 生产工艺过程

（1） 先将复合表面活性剂FBH 与油酸三乙醇胺和三乙醇胺按表2 所列配方的剂量进行混合，在常温下充分搅拌，并同时加热到65C，冷却后得到溶液!待用；

（2） 再将碳酸钠和亚硝酸钠按表2 所列配方的剂量加入水中，在常温下充分搅拌后得澄清溶液"待用；

（3） 将溶液"加入溶液!中，充分搅拌，并同时加热至80C，冷却至室温，即得本产品。在清洗金属制品时，在上述清洗剂中加入20 倍体积的水，搅匀后得金属清洗液，在常温下就可进行金属表面的清洗工序。

4 实验结果及工厂工业化试用评价

按照3.1 所述的清洗剂配方和3. 2 所述的生产工艺过程生产出来的新型清洗机专用常温水基金属清洗剂，是一种淡黄色的透明液体。笔者在实验室条件下对该清洗剂的各项主要技术性能指标进行了全面检测，其检测结果如下：pH 值9. 5，清洗率为98. 5%，这是目前国内常用金属清洗剂很难达到的，防锈性能达0 级，低泡易操作，漂洗性能好，未见洗涤残留物，高温（60 1 2C）稳定性为稳定、均匀、不分层，低温（ - 5 12C）稳定性为稳定、均匀、不分层，无结晶或沉淀析出。

该产品经某大型动力机械厂进行实际生产试用，得到满意的工业化实际应用效果。与国内同类产品相比，本产品具有如下特点：

（1） 能够在常温条件下进行洗涤操作，去油污和顽垢能力强。根据有关文献介绍，目前市场上同类产品的清洗率为84. 6% ~ 90%，而本产品的清洗率却为98.5%；

（2） 防锈蚀性好。本产品不含磷和强酸碱及易挥发有毒物质，不伤害任何物件，无毒护肤。对金属尤其是碳钢具有很好的防锈作用；

（3） 泡沫少，渗透力强，适用于清洗机进行喷淋洗涤，省水、省时和省电。

（4） 生产工艺简单，不需要特殊的生产设备，投资费用少，生产成本低。

［ 参考文献］

［1］ 伍崇明，王永和，王兰光. 金属水剂清洗技术［M］. 北京：新时代出版社，1990.1 ~ 3.

［2］ 李伟年，张建琴. 水基金属清洗剂［J］. 日用化学品科学，1997，（4）：5 ~ 7.

［3］ 吴廷禄. 金属表面油污水剂清洗技术及发展［J］. 表面技术，1991，（3）：8 ~ 13.

［4］ 唐道琼，于德玉. 系列水基金属净洗剂研究［J］. 四川化工，1993，（1）：8 ~ 11.

［5］ 徐德林，曾福礼. 多功能金属表面活性剂的研制［J］. 表面活性剂工业，1994，（1）：15 ~ 19.

［6］ Germscheid H G. 工业领域中的清洗方法及其对清洗剂的要求［J］. Tenside Detergents，1982，（3）：133 ~ 137.