開發(fā)各種研制清洗劑的方法

1、開發(fā)研制金屬清洗劑，無論是在研究部門的實驗室還是在企業(yè)的實驗室，一般按照以下步驟進行工作。1;確定清洗對象，要求，劑型。2;查找有關(guān)資料，專利，必要時做市場調(diào)查。3;了解清洗工藝，建立實驗室性能評價方法。4;基本組成的確定，必要時對樣品進行剖析作為參考。5;配方的篩選試驗，建立基礎(chǔ)配方。6;現(xiàn)場應(yīng)用試驗，對基礎(chǔ)配方進行驗證，尋找問題和不足。7;配方改進，定型，注意性能/價格比。8;性能指針測定，使用條件試驗，確定使用中注意的問題。9;現(xiàn)場應(yīng)用放大試驗。10;起草企業(yè)標準。11;推廣應(yīng)用，產(chǎn)品試銷，做好技術(shù)服務(wù)。12;新產(chǎn)品鑒定，可達銷售。一：水劑型金屬清洗劑在金屬加工過程中，需要對金屬進行清洗

2、，清洗對象有兩類，一是除銹，二是除油。清洗金屬表面油污的清洗劑可分為三大類：第一類是溶劑型清洗劑，主要成分為汽油，煤油或鹵代燒等有機溶劑；第二類是水基清洗劑，主要成分為表面活性劑，助劑等；第三類為復(fù)合型清洗劑，主要成分為表面活性劑，有機溶劑，助劑等復(fù)配而成。目前的金屬清洗劑一般是指水基金屬清洗劑1;金屬清洗劑要滿足的要求1,有良好的潤濕，增溶，和乳化等表面活性，有較強的去油能力，清洗后的工件表面沒有可見油膜或油斑。2,對金屬材料無腐蝕，清洗后工件表面仍然保持金屬原有的金屬光澤。3,對金屬材料有一定程度的防銹能力，金屬或工件經(jīng)過清洗后，在加工過程的供需之間轉(zhuǎn)遞時，不會出現(xiàn)銹斑。無須任何防銹處理。

3、4,有較好的工藝性能，如操作簡便，使用溫度較低，易水洗干凈，不污染環(huán)境或三廢處理方便。2;金屬清洗劑配方中組分的考慮1 ,表面活性劑因清洗對象主要是污垢，選用的表面活性劑要含有與油污分子結(jié)構(gòu)相似的憎水基團，油污的主要成分一般為礦物油和動植物油，所以用于金屬清洗劑的表面活性劑一般為脂肪族衍生物或帶有脂肪爛的芳香族衍生物，其HLB值一般就選在8-16之間。配制金屬清洗劑的原料很多，一般就選用對油污有較強潤濕，增溶，和乳化能力的表面活性劑。從資源和成本等因素綜合考慮，如選用油酸三乙醇胺，烷基磷酸酯，酚醴或醇醴磷酸酯，脂肪醇聚氧乙烯醴等。當(dāng)然同大多數(shù)洗滌劑一樣，配方中使用單一的表面活性劑其效果不及多種

4、表面活性劑復(fù)配在一起好。故金屬洗滌劑中都含有兩種以上的表面活性劑。2, 堿和堿性鹽堿和堿性鹽也是一種清洗劑，廣泛用于金屬的清洗，也作為助劑配入表面活性劑中使用。它們對洗除動植物油脂，脂肪酸類污垢和親水性污垢效果明顯，甚至可和油脂，脂肪酸類污垢反應(yīng)生成具有表面活性的肥皂。單獨使用堿時去除去垢的能力是有限的，加入表面活性劑以后，就能提高清洗能力。堿和堿性鹽對某些金屬有腐蝕作用，因而洗滌要求質(zhì)量較高的金屬件時，就不能選用堿性清洗劑。常用的堿和堿性鹽有：苛性鈉，碳酸鈉，碳酸氫鈉，正硅酸鈉，偏硅酸鈉，正磷酸鈉，焦磷酸鈉，三聚磷酸鈉，六偏磷酸鈉等。3,防銹緩蝕劑金屬清洗劑中應(yīng)含有一定量的防銹緩蝕劑，以達到

5、清洗時對金屬表面無腐蝕，無損傷，清洗后使金屬表面潔凈光亮并有一定的緩蝕防銹的要求。水基金屬清洗劑中添加的主要是控制腐蝕速度的緩蝕劑，有無機和有機兩種。防銹劑則是為了防止由于大氣腐蝕而引起生銹所使用的油性添加劑，用于水基金屬清洗劑時，可通過表面活性劑將其分散在水溶液中。使用的無機緩蝕劑有：亞硝酸鈉，亞硝酸鈉+無水碳酸鈉，磷酸三鈉，磷酸氫二鈉，三聚磷酸鈉，硅酸鈉，重銘酸鉀，碳酸錢等。有機緩蝕劑有：苯甲酸鈉，苯甲酸錢，三乙醇胺，乙醇胺，苯乙醇胺，烏洛托品，尿素，苯并三氮唾等。緩蝕劑也是復(fù)配使用效果好，如亞硝酸鈉十三乙醇胺，硅酸鈉十三聚磷酸鈉，都有良好的防銹效果。對不同的清洗對象，最好經(jīng)過試驗來確定。

6、4,消泡劑金屬清洗劑使用時，一般要求在低泡或無泡狀態(tài)下進行清洗的。泡沫太多，將使機械化清洗或連續(xù)化清洗無法進行，尤其是高壓噴霧清洗要求使用無泡貨低泡清洗劑。故金屬清洗劑需要加入一定量的消泡劑。常用而又具有代表性的消泡劑有：聚醴2010,聚醴L61,磷酸三丁酯，有機硅，油酸，油酸鈉等。有些消泡劑對金屬清洗劑的去油污能力有協(xié)同作用，有些則有負作用，所以篩選消泡劑品種時，應(yīng)與確定選用的其它組分合并后進行去油污試驗，然后確定配方。3;建立清洗效果的測定方法研制金屬清洗劑的重要工作，就是根據(jù)自己的條件先要建立對清洗劑的組分以及一些配方性能的評價方法?？蓞⒖夹袠I(yè)標準ZBY43003-1986通用水基金屬凈

7、洗劑試驗方法。1,金屬試片的制備試片有鋼，鑄鐵，黃銅，鋁，不銹鋼等多種，規(guī)格和尺寸都有規(guī)定。以45號鋼片為例，尺寸為50mm*50mm*(3-5)mm。將240號砂布鋪在平板上，將試片打磨光亮，打磨方向平行于試片的長邊。打磨后的試片先用脫脂棉擦凈，吊掛在S形鉤上，浸入無水乙醇中，再用銀子夾脫脂棉擦洗。然后把試片移至丙酮中漂洗，用熱風(fēng)吹干，存放于干燥器內(nèi)備用。2,試液的配制對于腐蝕性，防銹性，漂洗性和PH值試驗所用的試液用蒸儲水或去離子水按3%配制。對于凈洗力，泡沫等試驗所用的試液用250mg/kg硬水，也按3%配制。3,凈洗力的測定凈洗力的測定用擺洗機進行，規(guī)定擺洗機的擺動頻率為(40i2)次

8、/分鐘。擺動距離為(50i2)mm。人造油污的配制。人造油污的配方：石油磺酸鋼8%,羊毛脂鎂皂3.5%,羊毛脂：2%,工業(yè)凡士林：30%,20號機油：34.5%,30號機油：12%,鈣基脂：2%,三氧化二鋁：8%;制備方法：按配方規(guī)定，將工業(yè)凡士林，20號機油，30號機油，混合物加熱到20度左右溶解均勻，倒入羊毛脂鎂皂，石油磺酸鋼，鈣基脂，和羊毛脂。攪拌溶解?？刂茰囟炔荒艹^130度，待全部溶解后，停止加熱，加入氧化鋁粉末攪拌均勻冷卻至室溫既可。人造油污的涂覆將準備好的鋼試片，用掛鉤掛好，置于40度左右的烘箱干燥30分鐘后，準確到0.2mg。將稱量后的試片平放在干凈的濾紙上，用小刮刀攝入人造油

9、污，均勻地涂覆在試片一面上的規(guī)定部位，并將試片兩側(cè)和底邊多余的油污用濾紙擦去。油污涂覆控制在0.08-0.19g之間。然后將涂好的試片用掛鉤掛好，放入40度烘箱干燥30分鐘后取出，用濾紙擦去底邊的油污，冷卻稱量。試驗程序在500ml燒杯中，倒入400ml凈洗劑溶液，然后將燒杯放置于擺洗機的水浴孔中，使凈洗劑溶液溫度保持在60度上下。將涂好的試片夾持在擺洗機的擺架上，使試片表面垂直于擺動方向。在凈洗劑溶液中浸泡3分鐘，然后開動擺洗機擺洗3分鐘。擺洗結(jié)束后，連同掛鉤取出試片，再在60度左右400ml的蒸儲水中擺洗30秒，取下試片，放入40度左右的恒溫箱內(nèi)干燥2小時。冷卻至室溫，稱量，計算凈洗力。凈

10、洗力計算凈洗力=試片涂覆油污后的品質(zhì)減去清洗后的品質(zhì)/試片涂覆油污后的質(zhì)量減去試片質(zhì)量結(jié)果評定用三個試片所做的平行試驗中，應(yīng)至少有兩片的數(shù)值相差不超過3%,否則應(yīng)重新試驗。取平均值作為測定結(jié)果。按標準要求，產(chǎn)品的凈洗力要大于或等于90%o腐蝕性試驗是將金屬試片浸入一定溫度的凈洗液中，經(jīng)規(guī)定時間后，以金屬試片的外觀和質(zhì)量的變化來評定凈洗劑對金屬的腐蝕性。試驗程序?qū)⑹⒂?00ml試液的搪瓷藥物缸放入恒溫水浴鍋里，使試液恒溫在80度。將試片（連掛鉤）置于40度烘箱中干燥30分鐘，冷卻，稱量。然后吊掛于橫放在藥物缸口的橫梁上。并讓試片全浸在試液中（不露底，不露面）。在每個缸中只放兩片相同材質(zhì)的試片，經(jīng)

11、過2小時后。取出試片，用新煮沸過的冷蒸儲水漂洗（擺洗10次），用丙酮脫水和熱風(fēng)吹干，檢查外觀。再將試片（連掛鉤）置于40度左右烘箱中干燥30分鐘冷卻稱重。計算質(zhì)量變化作為腐蝕量，以mg表示。腐蝕量=清洗前一清洗后結(jié)果評定0級：表面無銹，無明顯變化1級：表面無銹，輕微變色或失光2級：表面輕銹，或不均勻變色3級：表面大面積銹蝕按標準的要求，對45號鋼，外觀應(yīng)為0級；腐蝕量應(yīng)小于或等于2mg防銹性試驗將盛有400ml試液的藥物缸放入80度左右恒溫水浴鍋里，將準備好的試片放入試液中浸30秒取出。用濾紙吸去試片下端及孔眼的液體，垂直懸掛于試片架上，將試片連同架子放在40度烘箱中，干燥15分鐘后，將試片架

12、移入已預(yù)先放在烘箱中恒溫至35度左右，相對濕度90%的濕熱器里，放置24小時，溫度保持35度，時間到后，取出試片檢查外觀。評級方法和腐蝕性評定相同。按標準的要求，對45號鋼，外觀為0級。其它性能試驗泡沫性能試驗。泡沫的測定和洗衣粉一樣，用羅氏泡沫儀測定。按標準的要求，對金屬清洗劑要求低泡，即在50度左右，實時泡沫小于等于80mm；5分鐘泡沫小于等于20mmo高低溫穩(wěn)定試驗。產(chǎn)品應(yīng)達到高低溫穩(wěn)定的要求。高溫試驗：將凈洗劑倒入量筒至50ml刻度，加塞后放入60度恒溫水浴中，水面應(yīng)高于刻度20mm,6小時后取出。待恢復(fù)至室溫后，觀察外觀變化，應(yīng)均勻，不分層。低溫試驗：將經(jīng)高溫試驗無變化的試樣（如油變

13、化換新樣）放入零下5度左右的冰箱里，保持24小時。取出。自然恢復(fù)至室溫后，觀察外觀變化，應(yīng)均勻，不分層，無結(jié)晶物沉淀析出。水分揮發(fā)物的測定：于已恒定重的稱量皿中稱取凈洗劑樣品約2克，稱準至0.2mg。在105度左右烘箱內(nèi)干燥4小時，取出。放在比例干燥器內(nèi)冷卻至室溫，加蓋稱量。按下式計算水分及揮發(fā)物含量百分數(shù)尸樣品失重數(shù)/樣品質(zhì)量*100%兩個平行試驗值之差應(yīng)小于0.5%,取其平均值為測定結(jié)果。按標準要求，對金屬清洗劑的水分及揮發(fā)物，液體產(chǎn)品應(yīng)小于或等于80%;漿狀物應(yīng)小于或等于50%;而粉狀物應(yīng)小于或等于30%。漂洗性能試驗：將盛有400ml試液的燒杯，放入60度左右的恒溫水浴里，將準備好的試

14、片掛在S形掛鉤上，全浸在試液中5分鐘，取出后，立即用濾紙吸去試片下端及孔眼的液體，垂直懸掛于試片架上，放入40度左右烘箱中干燥30分鐘，取出試片在400ml60度左右的蒸儲水中來回擺動10次（往返為1次），擺洗時間不超過10秒。取出后，用熱風(fēng)吹干，檢查試片外觀，同時用兩片試片作平行試驗。結(jié)果評定查看試片表面有無凈洗劑殘留物PH值測定用PH值計測定3%的式樣溶液。一般用PH紙測定。按標準要求，對鋼鑄鐵類用洗滌劑PH值要求大于7;而對銅及銅合金，鋁及鋁合金用洗滌劑則要求PH值在7-11.5之間。金屬清洗劑配方的篩選1;表面活性劑各類表面活性劑的清洗效果與被洗物的種類，污垢的性質(zhì)以及溫度等有關(guān)，例如

15、把炭黑和礦物油以質(zhì)量比1:2組成的污垢涂在鋼表面上，在相同條件下，各類表面活性劑的清洗效果順序如下。非離子表面活性劑陽離子表面活性劑=烷基硫酸鹽肥皂選擇表面活性劑應(yīng)注意以下問題在金屬清洗劑中應(yīng)用得較多的是非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑，若把兩者復(fù)合使用則能產(chǎn)生較好的協(xié)同效應(yīng)，具乳化增溶分散凈洗作用將得到增強。應(yīng)注意HLB值，綜合考慮金屬清洗劑卷離和分散污垢的能力，所用的表面活性劑HLB值一月在8-16.多數(shù)分子離子表面活性劑具有濁點，作為金屬清洗劑用的表面活性劑其濁點不宜太低，一般應(yīng)高于清洗劑的使用溫度。否則在清洗過程中會出現(xiàn)渾濁，會降低其表面活性。但濁點也不必太高，HLB值升高會使表面活

16、性劑憎水基團過弱，也不利于油污的清洗。在水基金屬清洗劑中，表面活性劑的凈洗力和防銹性往往是互相矛盾，互相抑制的。清洗的主要作用是使油污脫離金屬表面，并且防止再沉積于金屬表面上；而防銹的機理主要是加強吸附作用，在金屬表面形成密集的吸附膜，以隔絕一切腐蝕介質(zhì)。盡管如此，仍有脂肪酸烷醇酰胺，聚氧乙烯脂肪胺等同時兼有去污和防銹兩種作用，它們可用于防銹型金屬清洗劑。軟硬水對表面活性劑凈洗力的影響非離子表面活性劑的抗硬水能力強，一般不受水的硬度影響。但水硬度對陰離子表面活性劑凈洗力影響很大。例如烷基苯磺酸鈉在軟水中的凈洗力為77.4,在硬水中只有19.4;溫度對表面活性劑凈洗力的影響：非離子表面活性劑基本

17、不受溫度的影響,劑與非離子表面活性劑復(fù)配的清洗劑溫度都有影響，例如，對陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑復(fù)配的清洗劑，在蒸儲水中的凈洗力，15度為32.87;45度為77.99;80度為88.95;凈洗力隨溫度的升高而增加。堿和堿性鹽堿和各種堿性鹽的性能如下名稱PH值洗凈滲透分散乳化沖洗耐硬水防腐蝕苛性鈉13.4+碳酸鈉11.3+碳酸氫8.4+正硅酸12.8+偏硅酸12.1+正磷酸12.+9+焦磷酸10.0+三聚磷酸鈉9.7+六偏磷酸鈉6.8+堿性鹽作為洗滌助劑的作用效果助劑的作用助劑碳酸鈉硅酸鈉正磷酸鈉聚磷酸鈉提高表面活性+-+-+-+把油性污垢拉入膠束中+-+-+使油性污乳化分散-+-+使

18、固體微粒分散抗沉積+和鈣鎂離子螯合防止表面活性劑不溶-+使酸性物皂化保持溶液呈堿性使油性物易溶+選擇堿性鹽時，要注意它們的不同性質(zhì)，例如，碳酸鈉在硬水中生成難溶性碳酸鈣；而碳酸氫鈉和鈣離子反應(yīng)生成可溶性的碳酸氫鈣，對硬水具有一定的軟化能力。硅酸鹽類的耐硬水性和污垢分散能力都很好。還有防止污垢再附著作用；偏硅酸鈉對鋁，鋅和錫等有色金屬的腐蝕有抑制作用。聚磷酸鹽的堿度較低，能軟化硬水，分散力強，可防止金屬腐蝕，也有防止污垢的附著作用，與表面活性劑復(fù)配能增加凈洗力，是一種優(yōu)良的助洗劑。各種表面活性劑復(fù)配選用表面活性劑AEO-9（伯），AEO-9（仲），AEO-7,AES,TX-10,LAS-Na,種

19、類1234567890AEO-9（伯）1055AEO-9（仲）1051058010AEO-725AES5TX-10105510168510等進行復(fù)配。1151尼鈉爾5101052LAS-Na10577凈洗力/%36.123.847.543.456.60.447.547.140.1535凡是復(fù)配LAS-Na的凈洗力都很差，而且其含量越多越差。而非離子表面活性劑復(fù)配效果很好。表面活性劑和堿性鹽復(fù)配堿性鹽無SAALAS-Na尼鈉爾TX-10水29.358.855.8氫氧化鈉938.688.795.6碳酸鈉37.756.28999止出E酸鈉94.9959899.5偏硅酸鈉11.5357599.6含有堿

20、3%,表面活性劑1%,水96%,無表面活性劑時，堿4%,水96%。表面活性劑和堿性鹽復(fù)配均可明顯提高凈洗力。有些表面活性劑對堿性物質(zhì)有選擇性，如LAS-Na,配入各種堿性物質(zhì)后，凈洗力都有一定程度提高，以配入正硅酸鈉最好，有些表面活性劑選擇性并不明顯，如TX-10,配入堿性物質(zhì)后,凈洗力都能高過95%以上，提高幅度都很大。防腐緩蝕劑及其它助劑的添加在鋼鐵制件清洗劑中可添加亞硝酸鈉，碳酸鈉，有機俊類，苯甲酸鈉，油酸三乙醇胺，烷基醇酰胺，等作為緩蝕劑；銅制件清洗劑中可添加苯并三氮晚及其衍生物作為緩蝕劑；對鋁制件清洗劑可采用硅酸鈉，硅酸鉀等作為緩蝕劑；硅酸鹽也是在水中性水溶液中鋼鐵制件的廉價緩蝕劑。一種新型表面活性劑陽離子咪唾咻，在金屬清洗劑中用作緩蝕劑的效果很好，其本身還有一定的清洗作用。在金屬清洗劑中還應(yīng)加入消泡劑，增溶劑，穩(wěn)定劑，和其它無機鹽等助劑。有時，為了改善產(chǎn)品的外觀和質(zhì)量，還可以在清洗劑中加入少量香精，增白劑，熒光劑，防霉劑，和色素。配方篩選結(jié)果對于研制一種弱堿