环保型高效金属清洗剂的配制

在机械工业生产中，无论是零件加工装配，还是在热处理、电镀、以及产品封存包装和启封时，都要对金属表面进行清洗。附着在金属表面的污垢有各种酸、碱、盐、灰尘、抛光膏、切削液、手汗、各种油脂等固体污垢或液体污垢。这些污垢有水溶性的，也有油溶性的，若不清洗干净，不仅影响金属各加工工序的顺利进行，而且还会引起或加速金属腐蚀，降低产品质量，缩短使用寿命。金属表面清洗剂有水基清洗剂，溶剂清洗剂，碱性清洗剂。溶剂清洗剂分为石油溶剂清洗剂和氯化烃溶剂清洗剂。石油溶剂清洗剂的主要成分是汽油、煤油、柴油等，它们有很强的去污能力，很容易洗净金属表面的污垢。但它们易燃易爆，易挥发，对人体中枢神经有较强的刺激性，且易使金属生锈。同时，浪费大量能源，造成环境污染。国外已很少使用石油溶剂清洗金属表面了。氯化烃溶剂清洗剂主要成分是三氯乙烯、三氯三氟乙烷、四氯化碳等。它们的清洗能力极强，很容易洗净金属表面的油性污垢，但这类溶剂毒性大，对人体有害，通常用于密闭清洗。碱性清洗剂主要成分是氢氧化钠、碳酸钠、硅酸钠、磷酸钠等。它们的清洗能力较低，通常用于清洗黑色金属表面轻度油污、无机盐等污垢。上述几种清洗剂均有不足之处，尤其是处理后的金属表面防锈性能不佳，本实验采用表面活性剂复配技术开发的水基清洗剂，它具有清洗性能好、去污力强，不仅能清除金属表面的油污，同时也能洗净手汗、无机盐等污垢，此外，它还有不易燃、无毒、使用安全以及良好的缓蚀防锈能力，节约能源，减少环境污染，适用于机械化自动清洗，可广泛用于金属加工业各方面。
1水基金属清洗剂的去污机理水基金属清洗剂的洗涤作用籍于表面活性剂润湿、渗透、乳化、分散、增溶等性质实现的。其去污机理是：
1.1表面活性剂在油污金属表面上发生湿润、渗透作用，使油污在金属表面的附着力减弱或抵消；
1.2通过机械搅拌、振动、刷洗、超声波、加热等机械和物理方法，加速油污脱离金属表面；
1.3油污进入洗液中被乳化分散，悬浮于其中或增溶于胶束中。水基金属清洗剂的主要成分是表面活性剂和无机助剂；为避免金属在清洗过程中和清洗后的储存过程中发生锈蚀，需加入缓蚀防锈剂；为增加水基金属清洗剂在水中的溶解性和促进金属表面污垢在水中的分解效果，在配方中还要加入一定量的助溶剂。此外，水基金属清洗剂中还需加入填充剂、色料和香精等。
2主要成分及作用首先根据油垢的结构特点，选用与油垢分子结构有相似憎水基团且去污能力强的表面活性剂；然后再根据对泡沫和防锈能力的要求，添加适量的无机或有机缓蚀剂。清洗剂的泡沫太多会给清洗带来不便，而表面清洗剂都具有泡沫，有的消泡剂与表面活性剂有协和能力，而有的则具有负作用。所以，要先选出去污力强的表面活性剂，然后再确定适宜的缓蚀剂和消泡剂。经多次试验，我们选用以下几种主要原料：
2.1油酸(顺-9-十八碳烯酸)含有一个双键的不饱和脂肪酸，无色液体，商品一般为黄色或粉红色，暴露空气中颜色变深，密度0.8905，沸点286℃/13.33kPa，熔点13.2℃，不溶于水，溶于乙醇、乙醚等多种有机溶剂，常用于制造肥皂、润滑剂等。作为主反应物，其主要规格为：酸价>180，碘价89.9。
2.2三乙醇胺无色或黄色油状液体，易溶于水，沸点335.4℃，密度1.124(d)，闪点179℃。可用作油品乳化剂、表面活性剂和湿润剂。主反应物，工业品，含量不低于80%。
2.3平平加(脂肪醇聚氧乙烯醚)非离子型表面活性剂，乳黄色膏体，稳定性好，能耐酸碱，乳化、湿润和扩散性能极为优良，对矿物油有乳化、分散、净洗等效能。
2.4尼纳尔琥珀色粘稠液体，pH值为8～9，可稳定泡沫，水溶性好，能增强去污协和作用及对钙皂的稳定性，对金属表面有净洗和防锈作用。2.5苯甲酸钠(安息香酸钠)白色粉末，溶于水和乙醇，主要用作防腐剂。此外，加入适量的消泡剂(硅油)和缓蚀剂(A：磺酸盐；B：亚硝酸钠)。
3制备方法将三乙醇胺14g、油酸11.7g加到250ml圆底烧瓶中，搅拌下用电热套加热至86℃，并保持温度在85±2℃，反应3h左右，取样化验pH8～9，2%水溶液呈均匀透明状，即可结束反应。在搅拌下，依次向圆底烧瓶中加入尼纳尔5g、平平加2g、缓蚀剂A0.8g、缓蚀剂B0.4g、消泡剂0.6g、苯甲酸钠水溶液1g、乙醇6.0g(冬季可适当增大添加量)、水58.1g，搅拌均匀，取样测消泡性。若生成的清洗剂泡沫多，可适量补加消泡剂至产品合格为止。
4结果与讨论
4.1原料对反应的影响工业品三乙醇胺的含量一般为98%、95%、80%三个等级，使用含量大于95%的原料时，生产过程稳定，产品质量好，但是为了降低成本，本实验采用含量为80%的原料，因含水较多，在投料前必须准确检测。若取样分析时发现反应生成的三乙醇胺油酸皂的2%水溶液不澄清透明时、应适量补加三乙醇胺，并继续反应至合格为止。
4.2反应温度的控制反应温度应严格控制，温度过高，产品颜色深，且油酸易分解。
5产品特性与质量标准本制品易溶于水，有适中的泡沫，便于清洗，能快速清除金属表面的污垢，在清洗过程中，污垢不再沉积；对金属无腐蚀和损伤，清洗后的金属表面清洁光亮且具有缓蚀防锈作用；对人体无毒害作用，对环境无污染；原料易得，价格便宜。外观；棕红色、透明液体。pH值：8～9稳定性：高温60±2℃，保持6h，自然降至室温，产物均匀无明显变化；低温-18±5℃，1h自然升至室温，产物均匀无明显变化。防锈性：45#钢合格。消泡性：初始小于15mm，5min后小于5mm。漂洗性能：(不锈钢)无可见清洗剂残留物。