一种高效_防锈的水基型金属油污清洗剂_邹世平

ZOU Shiping，LEI Chao，WANG Shuangtian，ZHANG Jing
（ Beijing Bluestar Cleaning Co. Ltd，Beijing 101318，China） Abstract： The C16 － C18 fatty acids，amines，non － ionic surfactants，water － soluble polyhydric alcohol ethers，hard water stabilizers，corrosion inhibitors，antifoam agents and de － ionized water were compounded and developed as a water － based metal cleaning agent with high efficiency and rust prevention. It can not only remove oil and grease from the metal surface quickly and thoroughly，but also processes the characteristics of metal protection，rust proofing，no residue left and environmental benign. Key words： metal cleaning agent； water － based； high efficiency； rust prevention
500 mL 去离子水摆洗槽中摆洗 10 次，放入 70 ℃ 的
恒温干燥箱中干燥 30 min，冷却至室温，称量得到试
片质量 m2 。最后，计算得到测试清洗剂溶液的清洗
力为：
Φ清洗力
=
m1 m1
－ m2 － m0
× 100% 。
表 1 标准人工油污的组分及比例
试剂 石油磺酸钡 工业白凡士林 N32 HL 液压油
将打磨 并 清 洗 过 的 试 片 平 放 在 湿 润 槽 的 隔 板 上，试片的磨光面向上。将 3% 的清洗剂溶液涂在 试片上，再用另一块试片使其磨光的一面重叠其上， 两试片间 被 一 层 清 洗 剂 溶 液 膜 隔 开。 盖 上 湿 润 槽 盖，在（ 35 ± 2） ℃ 、相对湿度 ＞ 95% 的湿润器中恒温 恒湿放置 4 h。时间到后，打开叠片，用脱脂棉蘸无 水乙醇擦去清洗剂溶液后检查试片外观。
新技术、新工艺
清洗世界
Cleaning World
第31 卷 第7 期 2 015 年7 月
文章编号： 1671 － 8909（ 2015） 07 － 0045 － 06
一种高效、防锈的水基型
金属油污清洗剂
邹世平，雷 超，王双田，张 静
（ 北京蓝星清洗有限公司，北京 101318）
摘 要： 将 C16 － C18 脂肪酸、有机胺、非离子表面活性剂、水溶性多元醇醚、硬水稳定剂、缓蚀
首先，将 45 号钢试片打磨清洗后，称量得到试 片质量 m0 。随后，将称量后的试片浸入已经预先加 热至 80 ℃ 的人工油污（ 表 1） 中 10 min，待试片与人 工油 污 温 度 相 同 后，提 出 试 片，挂 于 试 片 架 上 20 min，刮去试片底部聚集的油滴，使试片上的油污 浸涂量为（ 110 ～ 120） mg，称量得到试片质量 m1 。然 后，在摆洗槽中，倒入 3% 清洗剂溶液 500 mL，将装
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的污垢和杂质，同时保护金属不受腐蚀，具有气相防 锈性［3］。待清洗的污垢和杂质包括无机污物和有机 污物，无机污物包括泥垢、非金属无机物、金属及其 氧化物； 有机污物包括矿物油、合成油和动植物油。 水基型金属清洗剂的工作原理是： 污物被表面活性 剂所润湿和渗透，使污物在金属表面的附着力削弱， 再配以有效的清洗工艺加速污物从金属表面剥离， 污物被乳化和分散于清洗剂溶液中或增溶于溶液胶 束中，达到清洗金属零部件的效果［4］。
括以下步骤： 按照各物质的质量百分比，将去离子 水、有机胺 和 C16 － C18 脂 肪 酸 投 入 到 反 应 釜 内， 在 80 ℃ 下反应 2 h 后，再依次加入非离子表面活 性剂、水溶性 多 元 醇 醚 、硬 水 稳 定 剂 和 缓 蚀 剂 于 反 应釜内，在室温下匀速搅拌 1 h 后，再在 反 应 釜 中 加入消泡剂，继续搅拌直至反应釜内的原料混合均 匀。 2. 2 清洗力试验
有清洗剂溶液的摆洗槽温度升至设定温度（ 40 ℃ 或
60 ℃ ） 。将涂有油污的试片夹持在摆洗机的摆架上
［摆洗频率（ 30 ± 1） 次 / min，摆洗距离（ 50 ± 2） mm］，
使试片表面垂直于摆动方向。在清洗剂溶液中浸泡
3 min，然后立即开动摆洗机摆动 3 min。摆洗结束
后，连同挂钩取出试片，浸入在该设定温度下恒温的
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表 4 不同温度下各测试清洗剂溶液清洗力试验结果
测试液
1号 2号 3号 4号 5号 6号 7号 8号 9号
60 ℃ 人工油污清洗力 Φ/% 77. 8 96. 4 100 93. 2 95. 7 97. 8 95. 6 96. 1 95. 9
40 ℃ 人工油污清洗力 Φ/% 45. 3 86. 5 93. 8 93. 5 93. 9 89. 3 83. 2 87. 2 84. 7
以表面活性剂为主体，利用表面活性剂对污物 的润湿、渗透、乳化、分散和增溶特性，辅以助洗剂调 节清洗性能，研制了一种可以迅速去除金属表面污 物的高效、防锈水基型金属油污清洗剂，具有去污力 强、多金属保护、防锈性好、表面无残留物、环境友好 等特点。
2 高效、防锈水基型金属油污清洗剂 的制备及试验方法
2. 1 高效、防锈水基型金属油污清洗剂的制备 高效、防锈水基型金属油污清洗剂制备流程包
C1
63
4
2
C2
63
C3
3
3264
C4
6
D
5 5 5 5 5 5 5 55
F1 1. 2 1. 2 1. 2 1. 2 1. 2 1. 2 1. 2 1. 2 1. 2
消泡剂 微量 微量 微量 微量 微量 微量 微量 微量 微量
去离子水 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量 余量
3 试验结果与讨论
高效、防锈的水基型金属油污清洗剂采用 C16 － C18 脂肪酸、有机胺、非离子表面活性剂、水溶性 多元醇醚、硬水稳定剂、缓蚀剂和消泡剂相结合的配 伍方法，其中，C16 － C18 脂肪酸采用棕榈酸、硬脂酸 和油酸中的一种或混合物（ A1） ； 有机胺为一乙醇胺 和三乙醇胺的混合物（ B1） ，有机胺不仅可以调节稳 定清洗剂的 pH，而且 C16 － C18 脂肪酸与有机胺反 应生成的 有 机 胺 脂 肪 酸 皂 是 一 种 阴 离 子 表 面 活 性 剂，可以有效去除金属表面的极性污垢； 非离子表面 活性剂包括 MAＲLOSOL TA90 （ 异构十三醇聚氧乙 烯醚，EO 摩尔数为 9，Sasol，C1 ） 、MAＲLOSOL TA70 （ 异构 十 三 醇 聚 氧 乙 烯 醚，EO 摩 尔 数 为 7，Sasol， C2） 、MAＲLOSOL TA30（ 异构十三醇聚氧乙烯醚，EO 摩尔数为 3，Sasol，C3） 、Genapol X 80（ 异构十三醇聚 氧乙烯醚，EO 摩尔数为 8，Clariant） 与 Genapol UD 50（ 异构十一醇聚氧乙烯醚，EO 摩尔数为 5，Clariant） 的混合物（ Genapol X 80 与 Genapol UD 50 的质 量比为2∶ 1，C4） ，其 HLB 值通常选在 8 ～ 14 之间，
表面明显变色失光
表面有可见腐蚀点
级别 0级 1级 2级 3级 0级 1级 2级 3级
2. 3. 1 腐蚀性试验 将两块打磨清洗过的同材质试片称重得 m1 ，称 重过后用尼龙丝扎结牢固，吊挂于 500 mL 广口瓶 中，试片不得相互接触。把 3% 的清洗剂溶液预热至
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邹世平等 . 一种高效、防锈的水基型金属油污清洗剂
1 前言
金属清洗是汽车金属零部件加工生产过程中必 须的一个环节，汽车金属零部件在运输、加工制造及 维修保养 等 过 程 中 都 会 在 金 属 表 面 留 下 各 种 残 留 物［1］。因此，汽车金属零部件在进行下一步的使用 前必须要进行清洗，而清洗质量的高低直接影响着
汽车金属 零 部 件 及 使 用 其 装 配 而 成 的 汽 车 的 使 用 寿命［2］。
可以有效去除金属表面的油性污垢； 水溶性多元醇 醚包括乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁 醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、二丙二醇单甲醚 和二丙二醇单丁醚，并从其中选取了 D1，其可以增 溶清洗剂中各组分，促进油污的乳化分散； 硬水稳定 剂采用了乙二胺四乙酸四钠，椰子油脂肪酸二乙醇 酰胺，聚丙烯酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠，并从 其中选取了 E1，其能增强去污能力并稳定钙皂和镁 皂； 缓 蚀 剂 为 苯 甲 酸 钠 和 苯 并 三 氮 唑 的 混 合 物 （ F1） ，可以对多金属起到有效地保护作用； 消泡剂 采用聚二甲基硅氧烷或丙二醇嵌段聚氧乙烯醚中的 一种。将这些 C16 － C18 脂肪酸、有机胺、非离子表 面活性剂、水溶性多元醇醚、硬水稳定剂、缓蚀剂和 消泡剂结合起来筛选，同时考虑对人工油污的清洗 能力，以及对被清洗金属的保护能力和气相防锈性 能等问题，为了降低挥发性有机化合物的含量，该水 基型金属油污清洗剂中水溶性多元醇醚占配方总物 质的质量百分比不超过 2% 。
是将非离子表面活性剂 C1、C3 按照 1∶ 1 进行复配 后，在 40 ℃ 和 60 ℃ 均显示了最优的清洗能力。在 此基 础 上，进 一 步 详 细 考 察 3 号 测 试 液 在 （ 20 ～ 60） ℃ 下对人工油污的清洗能力，如图 1 所示。