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新型常温水基金属清洗剂配方的研制 陈建秋，曾秋媚，单卓然，于志刚 （中国海洋大学化学化工学院 ， 山东 青岛266003） 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 preparation of new-type special normal-temperature-used water-solubility metal washing agent for washing machine chen jian-giu，zeng giu-mei，shan zhuo-ran ，yu zhi-gang （coiiege of chemistry and chemicai engineering，ocean university of oingdao， oingdao 266003， china） abstract in this articie，the formuia of new-type speciai normai-temperature- used water-soiubiiity metai washing agent for washing machine is discussed，and the agent performance has been tested. as a resuit，the agent s abiiity of getting rid of dirt is good；its effect of washing is fine；its cieaning rate is above 98.5%；it cieans with iittie foaming；and it is safe to use. it aiso has exceiient capacity of anti- rust，especiaiiy for carbon steei. keywordswater-soiubiiity washing agent；preparation； normai temperature； carbon steei 0引言 收稿日期 2002-11-21 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 14 第 32 卷第 1 期 2003 年 2 月 表面技术 surface technology vol.32no.1 ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! feb.2003 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。 （下转第 45 页） ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 陈建秋等新型常温水基金属清洗剂配方的研制 用循环伏安法在碱性溶液中制备了黑黄色聚苯胺 膜。膜层形成有明显的过程。膜层与镁合金基体结合 较好。这解决了镁合金表面处理中同时要求导电性和 耐蚀性的问题。 参考文献 1 michaei m. avedesian， hugh baker. magnesium and magnesium aiioys.library of congress， usa， 1999， 194 210. 2 yfantis a， paioumpa i， schmeiber d et ai. surface and coating technoiogy， 2002， 151 152， 400 404. 3 truong v t， lai p k， moore b t. synthetic metais， 2000， 110， 7 15. 4 穆绍林， 阚锦晴， 张爱光.电化学， 1996， 2， 54 60. 5 wessiing b.advanced materiais.1994， 6： 226 228. 6deberry d w. journai of eiectrochemicai society， 1985， 132： ! 1022 1026. （上接第 42 页） 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 （%） 16.85.212.44.314.5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 1 2c） 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. 54 第 32 卷第 1 期 2003 年 2 月 表面技术 surface technology vol.32no.1 feb.2003 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 作者：陈建秋， 曾秋媚， 单卓然， 于志刚 作者单位：中国海洋大学化学化工学院,山东,青岛,266003 刊名： 表面技术 英文刊名：surface technology 年，卷(期)：2003,32(1) 被引用次数：9次 参考文献(6条)参考文献(6条) 1.germscheid h g 工业领域中的清洗方法及其对清洗剂的要求 1982(03) 2.徐德林;曾福礼 多功能金属表面活性剂的研制 1994(01) 3.唐道琼;于德玉 系列水基金属净洗剂研究 1993(01) 4.吴廷禄 金属表面油污水剂清洗技术及发展 1991(03) 5.李伟年;张建琴 水基金属清洗剂 1997(02) 6.伍崇明;王永和;王兰光 金属水剂清洗技术 1990 本文读者也读过(10条)本文读者也读过(10条) 1. 魏铭.朱焱.wei ming.zhu yan 无磷水基金属清洗剂的研制期刊论文-材料保护2007,40(4) 2. 王铎.陈建秋.汪东.刘斌.wang duo.chen jianqiu.wang dong.liu bin 新型环保水基金属清洗剂配方的研制期刊论 文-润滑与密封2005(6) 3. 文培.wen pei 水基金属清洗剂的研制期刊论文-广东化工2010,37(1) 4. 王青宁.卢勇.张飞龙.李澜.赵秋萍.于进远.wang qing-ning.lu yong.zhang fei-long.li lan.zhao qiu-ping.yu jin-yuan 环保型工业水基金属清洗剂的研制与应用期刊论文-兰州理工大学学报2010,36(4) 5. 苏岩.姬学亮.曹明.su yan.ji xue-liang.cao ming 复配型无磷金属清洗剂的性能研究期刊论文-材料保护 2008,41(5) 6. 阎佳.杨军.王尔茂.赵奇志.yan jia.yang jun.wang ermao.zhao qizhi 油污-油腻性重垢金属清洗剂的研究期