本發(fā)明涉及清洗劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋁清洗劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋁材被廣泛應(yīng)用于航空、建筑、運輸、電氣、化工等工業(yè)領(lǐng)域，其需求量僅次于鋼鐵，居金屬材料第二位。鋁材工件在制造和使用過程中，由于機械加工、防銹及裝載貯運等，其表面常接觸各種以礦物油脂或動植物油脂為基礎(chǔ)成分并添加有各種有機添加劑或無機物質(zhì)的油污。因此在對鋁材表面處理前，必須對其表面附著的油污進(jìn)行預(yù)處理，即對其表面進(jìn)行清洗，以去除其表面附著的油污。
由于鋁本身比較活潑，現(xiàn)有的清洗劑，為了清洗效果明顯，多采用酸性或堿性很高的清洗溶液，這樣清洗的過程中，對鋁材腐蝕性較大，一定程度上造成了鋁材的損耗。
另外，現(xiàn)有技術(shù)中磷酸鹽由于清洗效果好、具備緩沖pH值的作用常作為清洗劑中的助洗劑，但是由于磷酸鹽會直接促進(jìn)水中的微生物大量繁殖，過量消耗水中的氧，磷酸根的排放和積累就會對江河湖海的水質(zhì)產(chǎn)生污染，影響水中生物和動物的生存，破壞生態(tài)平衡，為此含磷廢物的排放已經(jīng)受到環(huán)保法規(guī)的限制。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種具有較高的清洗效率和較好的防銹防腐蝕能力，且不含磷酸鹽、安全環(huán)保性能高，呈弱堿性的鋁清洗劑。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述具有較高的清洗效率和較好的防銹防腐蝕能力，且不含磷酸鹽、安全環(huán)保性能高，呈弱堿性的鋁清洗劑的制備方法。
本發(fā)明的一種技術(shù)方案如下：
一種鋁清洗劑，按照重量百分比計，由以下的原料組成：氫氧化鉀2～6％，丙二醇丁醚2～10％，偏硅酸鈉1～5％，硼酸1～5％，聚丙烯酸鈉1～7％，山梨糖醇液1～5％，氯化鈉0.4～1.2％，二甲基硅氧烷0.1～0.5％，陰離子表面活性劑1～8％，非離子表面活性劑1～8％，余量為水。
作為優(yōu)選，一種鋁清洗劑，按照重量百分比計，由以下原料制備而成：氫氧化鉀3～5％，丙二醇丁醚4～8％，偏硅酸鈉2～4％，硼酸2～4％，聚丙烯酸鈉2～6％，山梨糖醇液2～4％，氯化鈉0.6～1％，二甲基硅氧烷0.2～0.4％，陰離子表面活性劑2～6％，非離子表面活性劑2～6％，余量為水。
作為優(yōu)選，一種鋁清洗劑，按重量百分比計，由以下原料制備而成：氫氧化鉀4％，丙二醇丁醚6％，偏硅酸鈉3％，硼酸3％，聚丙烯酸鈉4％，山梨糖醇液3％，氯化鈉0.8％，二甲基硅氧烷0.3％，陰離子表面活性劑4％，非離子表面活性劑6％，余量為水。
所述的偏硅酸鈉為五水偏硅酸鈉。
所述的山梨糖醇液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)50％的山梨糖醇水溶液。
所述的陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉。十二烷基苯磺酸納對顆粒污垢、蛋白污垢和油性污垢有顯著的去污效果，去污力隨洗滌溫度的升高而增強。
所述的非離子表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)中的一種。OP-10、NP-10、AEO-9可溶于任何硬度的水中，耐酸堿，乳化、勻染、濕潤和擴散等性能優(yōu)良，可與各種類型表面活性劑復(fù)配使用。
本發(fā)明采用陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑進(jìn)行復(fù)配，由于陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑之間的協(xié)同增溶效應(yīng)，降低了溶液的表面張力，使得清洗液更容易潤濕工件表面，也改變了油污等污漬和工件之間的界面狀況，使油污等污漬受到擠壓、卷縮、分割然后溶解在表面活性劑分子增溶的膠束中，同時也避免了油污等污漬在工件表面上的再沉積，因此清洗效果好。
所述的陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑重量比為1:(1～2)。
所述的陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑重量比為1:1.5。
作為優(yōu)選，非離子表面活性劑產(chǎn)自江蘇省海安石油化工廠。
作為優(yōu)選，所述的鋁清洗劑的pH為8～10。
以上所用原料都可以通過商購得到。
本發(fā)明的另一技術(shù)方案是：
一種鋁清洗劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將氫氧化鉀、聚丙烯酸鈉、山梨糖醇液、氯化鈉、二甲基硅氧烷依次加入水中，在30～50℃下，攪拌0.5～1h至均勻混合液；
(2)在步驟(1)得到的混合液中加入五水偏硅酸鈉、硼酸，調(diào)節(jié)pH至8～10；
(3)將十二烷基苯磺酸鈉和OP-10進(jìn)行混合，得到復(fù)配好的表面活性劑；
(4)將步驟(3)中得到復(fù)配的表面活性加入步驟(2)得到的混合液中，攪拌均勻，靜置1～2h；
(5)待步驟(4)中得到的混合液清澈后，加入丙二醇丁醚，攪拌均勻，即得到鋁清洗劑。
本發(fā)明鋁清洗劑通過選擇特定的堿、表面活性劑、助洗劑、緩蝕劑、鹽類等，在特定配比下復(fù)配使用，可以有效去除鋁材表面的重垢油污、蛋白質(zhì)類物質(zhì)、油污、膠體類等以及其他生物大分子物質(zhì)，部分無機質(zhì)以及有機物與無機物形成的膠體類復(fù)合物，清洗效率高；并且添加了緩蝕劑物質(zhì)，緩蝕劑防止了工件在清洗過程中腐蝕生銹，清洗后的鋁工件光亮平滑，不損傷工件。本發(fā)明用聚丙烯酸鈉代替磷酸鹽作為助洗劑，不僅清洗效果好，而且不會污染環(huán)境。硼酸不僅是pH緩沖劑，使清洗劑的pH保持在弱堿的范圍內(nèi)，而且與偏硅酸鈉作為復(fù)配緩蝕劑，具有協(xié)同增效的作用；氯化鈉能夠增加清洗劑活性成分的滲透能力，提高油污脫離金屬表面的速率。
本發(fā)明的有益效果是：
(1)本發(fā)明的鋁清洗劑不含磷酸鹽、重金屬等對人體和環(huán)境有害的物質(zhì)，對環(huán)境無污染，使用安全可靠。
(2)本發(fā)明的鋁清洗劑具有較高的清洗效率，清洗效率高達(dá)99％，同時具有較好的防銹防腐蝕能力，清洗后的鋁工件光亮平滑，不損傷工件。
(3)本發(fā)明的鋁清洗劑可以有效去除鋁材表面的重垢油污、蛋白質(zhì)類物質(zhì)、油污、膠體類等以及其他生物大分子物質(zhì)，部分無機質(zhì)以及有機物與無機物形成的膠體類復(fù)合物。
(4)本發(fā)明的鋁清洗劑呈弱堿性，低泡、易漂洗，節(jié)約用水。
具體實施方式
下面用具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明不僅局限于以下具體實施例。
實施例一
稱取以下重量的原料備用：
氫氧化鉀2kg，丙二醇丁醚2kg，五水偏硅酸鈉1kg，硼酸1kg，聚丙烯酸鈉1kg，山梨糖醇溶液1kg，氯化鈉0.4kg，二甲基硅氧烷0.1kg，十二烷基苯磺酸鈉1kg，OP-102kg，水88.5kg。
其制備方法包括以下步驟：
(1)將氫氧化鉀、聚丙烯酸鈉、山梨糖醇液、氯化鈉、二甲基硅氧烷依次加入水中，在30～50℃下，攪拌0.5～1h至均勻混合液；
(2)在步驟(1)得到的混合液中加入五水偏硅酸鈉、硼酸，調(diào)節(jié)pH至8～10；
(3)將十二烷基苯磺酸鈉和OP-10進(jìn)行混合，得到復(fù)配好的表面活性劑；
(4)將步驟(3)中得到復(fù)配的表面活性加入步驟(2)得到的混合液中，攪拌均勻，靜置1～2h；
(5)待步驟(4)中得到的混合液清澈后，加入丙二醇丁醚，攪拌均勻，即得到鋁清洗劑。
實施例二
稱取以下重量的原料備用：
氫氧化鉀3kg，丙二醇丁醚4kg，五水偏硅酸鈉2kg，硼酸2kg，聚丙烯酸鈉2kg，山梨糖醇溶液2kg，氯化鈉0.6kg，二甲基硅氧烷0.2kg，十二烷基苯磺酸鈉2kg，NP-103kg，水79.2kg。
其制備方法包括以下步驟：
(1)將氫氧化鉀、聚丙烯酸鈉、山梨糖醇液、氯化鈉、二甲基硅氧烷依次加入水中，在30～50℃下，攪拌0.5～1h至均勻混合液；
(2)在步驟(1)得到的混合液中加入五水偏硅酸鈉、硼酸，調(diào)節(jié)pH至8～10；
(3)將十二烷基苯磺酸鈉和NP-10進(jìn)行混合，得到復(fù)配好的表面活性劑；
(4)將步驟(3)中復(fù)配好的表面活性劑加入步驟(2)得到的混合液中，攪拌均勻，靜置1～2h；
(5)待步驟(4)中得到的混合液清澈后，加入丙二醇丁醚，攪拌均勻，即得到鋁清洗劑。
實施例三
稱取以下重量的原料備用：
氫氧化鉀4kg，丙二醇丁醚6kg，五水偏硅酸鈉3kg，硼酸3kg，聚丙烯酸鈉4kg，山梨糖醇溶液3kg，氯化鈉0.8kg，二甲基硅氧烷0.3kg，十二烷基苯磺酸鈉4kg，OP-106kg，水65.9kg。
其制備方法包括以下步驟：
(1)將氫氧化鉀、聚丙烯酸鈉、山梨糖醇液、氯化鈉、二甲基硅氧烷依次加入水中，在30～50℃下，攪拌0.5～1h至均勻混合液；
(2)在步驟(1)得到的混合液中加入五水偏硅酸鈉、硼酸，調(diào)節(jié)pH至8～10；
(3)將十二烷基苯磺酸鈉和OP-10進(jìn)行混合，得到復(fù)配好的表面活性劑；
(4)將步驟(3)中得到復(fù)配的表面活性加入步驟(2)得到的混合液中，攪拌均勻，靜置1～2h；
(5)待步驟(4)中得到的混合液清澈后，加入丙二醇丁醚，攪拌均勻，即得到鋁清洗劑。
實施例四
稱取以下重量的原料備用：
氫氧化鉀5kg，丙二醇丁醚8kg，五水偏硅酸鈉4kg，硼酸4kg，聚丙烯酸鈉6kg，山梨糖醇溶液4kg，氯化鈉1kg，二甲基硅氧烷0.4kg，十二烷基苯磺酸鈉5kg，AEO-95kg，水57.6kg。
其制備方法包括以下步驟：
(1)將氫氧化鉀、聚丙烯酸鈉、山梨糖醇液、氯化鈉、二甲基硅氧烷依次加入水中，在30～50℃下，攪拌0.5～1h至均勻混合液；
(2)在步驟(1)得到的混合液中加入五水偏硅酸鈉、硼酸，調(diào)節(jié)pH至8～10；
(3)將十二烷基苯磺酸鈉和AEO-9進(jìn)行混合，得到復(fù)配好的表面活性劑；
(4)將步驟(3)中得到復(fù)配的表面活性加入步驟(2)得到的混合液中，攪拌均勻，靜置1～2h；
(5)待步驟(4)中得到的混合液清澈后，加入丙二醇丁醚，攪拌均勻，即得到鋁清洗劑。
實施例五
稱取以下重量的原料備用：
氫氧化鉀6kg，丙二醇丁醚10kg，五水偏硅酸鈉5kg，硼酸5kg，聚丙烯酸鈉7kg，山梨糖醇溶液5kg，氯化鈉1.2kg，二甲基硅氧烷0.5kg，十二烷基苯磺酸鈉8kg，NP-108kg，水44.3kg。
其制備方法包括以下步驟：
(1)將氫氧化鉀、聚丙烯酸鈉、山梨糖醇液、氯化鈉、二甲基硅氧烷依次加入水中，在30～50℃下，攪拌0.5～1h至均勻混合液；
(2)在步驟(1)得到的混合液中加入五水偏硅酸鈉、硼酸，調(diào)節(jié)pH至8～10；
(3)將十二烷基苯磺酸鈉和NP-10進(jìn)行混合，得到復(fù)配好的表面活性劑；
(4)將步驟(3)中得到復(fù)配的表面活性加入步驟(2)得到的混合液中，攪拌均勻，靜置1～2h；
(5)待步驟(4)中得到的混合液清澈后，加入丙二醇丁醚，攪拌均勻，即得到鋁清洗劑。
測試
將實施例一至五得到的鋁清洗劑分別按照以下方法進(jìn)行清洗性能測試和腐蝕性能測試，測試方法如下：
(1)清洗性能測試
按照J(rèn)B/T4323.2-1999《水基金屬清洗劑試驗方法》進(jìn)行測試，用浸有人工油污試片LY12硬鋁合金作為清洗對象，采用上述鋁清洗劑對試片油污的洗凈率來考察鋁清洗劑的清洗能力。
清洗方法：用溫度為50～60℃、自來水配制體積分?jǐn)?shù)為5％的鋁清洗劑水溶液沖洗上述人工油污試片LY12硬鋁合金硬鋁合金3～5min，最后烘干。
(2)腐蝕性能測試
將該鋁清洗劑用自來水配制成體積分?jǐn)?shù)為5％的鋁清洗劑水溶液，將上述體積分?jǐn)?shù)為5％的鋁清洗劑水溶液放置于500mL的錐形瓶中，然后將LY12硬鋁合金試片懸掛于盛有上述體積分?jǐn)?shù)為5％的鋁清洗劑水溶液的錐形瓶中，最后將錐形瓶放置于不同溫度的恒溫水浴中，靜態(tài)試驗12h。腐蝕速度按式(1)
計算:
V＝(W0-W)/(A×T)
式中：V———試片腐蝕速度，g/(m2·h)；
W———試驗后試片的質(zhì)量，g；
W0———試驗前試片的質(zhì)量，g；
A———試片的表面積，cm2；
T———實驗時間，h。
測試結(jié)果如表1所示：
表1清洗性能測試和腐蝕性能測試結(jié)果
該鋁清洗劑對油污洗凈率大于99％，清洗效率高。該鋁清洗劑對鋁合金的腐蝕速度明顯優(yōu)于HG/T2387—2007《工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的不銹鋼、紫銅及鋁類設(shè)備的腐蝕速度不大于2g/(m2·h)的指標(biāo)，
以上僅是本發(fā)明的特征實施范例，對本發(fā)明保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用同等交換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。