不鏽鋼管水性脫脂劑的製作方法

2023-06-02 15:50:06 1

專利名稱：：不鏽鋼管水性脫脂劑的製作方法
技術領域：
：本發明涉及金屬表面處理，具體涉及一種不鏽鋼管水性脫脂劑，該不鏽鋼管水性脫脂劑用於不鏽鋼管在加工過程中粘附的軋制油進行脫脂。
背景技術：
：不鏽鋼管冷加工後的脫脂是一道不容忽視的重要工序，脫脂不淨的鋼管在接下來的熱處理工序中，往往會導致不鏽鋼管內外表面的局部增碳(俗稱"陰色")，從而影響鋼管的抗腐蝕性能。國內不鏽鋼管生產過程中的脫脂一般採用酸洗工藝，用氫氟酸和硝酸，按照l:2的比例(根據具體工藝的不同也有可能採用其他的配比比例)，配合使用。鋼管進行脫脂時，將綑紮好的鋼管直接浸泡到酸液槽中，根據不同的材質控制浸泡的時間，主要通過腐蝕剝離的作用，達到脫脂的目的，由於對於浸泡時間控制不準確，酸液濃度也會隨著使用時間的延長出現變化，這樣不僅會使鋼管表面脫脂不淨，而且會造成鋼管表面的腐蝕現象，降低了鋼管表面的抗腐蝕性能，是一種極不合理的脫脂工藝。國外十分重視鋼管生產過程中的清潔工作，普遍採用有機溶劑進行脫脂(如三氯乙烷、三氯乙烯、四氯化碳等)，利用溶劑對油汙的溶解作用，達到脫脂的目的，因此對不鏽鋼管的表面沒有損傷，同時，由於有機溶劑在常溫下就可揮發，所以脫脂後的鋼管表面清潔乾燥，適宜於氫氣保護的光亮熱處理工序。例如英國精管公司採用的脫脂劑為滷代烴類的有機溶劑，在其設計的脫脂裝置中，有機溶劑被加熱到一定溫度後逐漸揮發，在溶劑上形成"純溶劑蒸汽"，裝置沿口四周安裝有冷凝管，上升到沿口的純溶劑蒸汽經冷凝後被回收，不會外溢。需要脫脂的鋼管成框吊入溶劑中，浸泡一段時間後吊起，在純溶劑蒸汽內停留幾分鐘後，吊出脫脂裝置，這樣鋼管的內外表面既清潔又乾燥，即可進行光亮熱處理。寶鋼集團上鋼五廠的脫脂裝置是美國PHILIPS公司設計，三槽式的密封結構，採用的脫脂劑是三氯乙烯，脫脂過程是將不鏽鋼管整框先浸泡到l號脫脂槽中，數分鐘後，提起，放入2號脫脂槽，再浸數分鐘後，提起放到3好溶劑蒸發槽中，通過純淨溶劑的衝刷、冷凝，再次洗滌鋼管的外表面。對於直徑小於15mm的鋼管還有一套溶劑的衝洗裝置。對於長管的生產，一般都配有在線的脫脂裝置，如法國的瓦羅雷克公司蒙巴爾IGL長管車間和瑞典的山特維克公司的原子能用管車間就是採用的在線脫脂裝置，該裝置為設置在在線輥道上的4個密閉的容器，依次裝"脫脂劑一冷水一刷子一熱水"，以噴淋和衝刷的方式對鋼管的外表面進行脫脂。而內表面的脫脂採用壓縮空氣吹脫脂溶劑和泡沫塞及軟木塞的方法，以達到脫脂的目的。酸洗是一種比較古老的工藝，使用的酸基本上為揮發性物質，如鹽酸、硝酸、氫氟酸等揮發性都很大，所以在鋼管脫脂車間，車間酸味很大，對生產環境和操作工人造成了很大的危害。另外使用後的廢酸後續處理比較繁瑣，需要在酸鹼中和池中用石灰中和至pH值為68，再製成廢渣磚。但是有這些廢水處理工程的工廠較少，在某些地區，環保部門監察不嚴時，時有工廠偷偷排放酸水的事情發生，導致大量的魚蝦死亡，對水環境造成了嚴重的危害。隨著國家對於環保的日益嚴格，酸洗這種嚴重汙染環境的工藝必將會被逐步淘汰。滷代烴類的有機溶劑作為不鏽鋼管的清洗劑，需要投入特製的清洗設備進行配套使用，設備投資成本較大，不適合在國內的鋼管企業進行全面推廣。同時三氯乙烯等滷代脂肪烴類的有機溶劑，是一種無色、易揮發、難溶於水的合成工業有機溶劑，常用於電鍍或油漆噴塗前五金工件的去汙、不鏽鋼製品的清潔劑、印刷電路板清洗、電子元件製造、皮革製造、衣物乾洗、斑點去汙、配製地氈除垢劑、殺蟲劑、有機合成、印刷油墨、黏膠製造、化妝品製造、冰箱製冷劑、有機溶劑和配製打字機改正液和書寫用的改正液等。三氯乙烯的接觸主要為職業性暴露，製造、貯存和使用三氯乙烯均可有機會4接觸，尤以電鍍、五金、不鏽鋼製品和電子工業工人為甚。由於長期以來認為此物質屬於低毒類化學物，在使用和生產的過程中沒有對其毒性引起應有的重視，自1994年國內首次報導三氯乙烯中毒並導致藥疹樣職業性皮炎以來，己在我國發生了近百起三氯乙烯引起健康損害的案例。從以上內容可以看出，現有的不鏽鋼管的脫脂工藝存在著很大的缺陷，隨著國家對環保的日益重視，以及國內不鏽鋼管生產企業不斷的引進國外先進的生產設備，如在熱處理工序中採甩帶有保護氣氛的光亮熱處理爐，國內沿用幾十年的酸洗工藝在新建的工廠肯定不會被採用，正在使用這些工藝的工廠也會逐步的進行取締，另外對於國外廣泛使用的有機溶劑的脫脂工藝，從相關的鋼管生產企業了解到，存在的主要問題是設備投資規模大，同時由於使用的溶劑存在著毒性，所以危險性較大，對操作工人和環境有著很大的危害。
發明內容本發明的目的在於提供一種環保型的不鏽鋼管水性脫脂劑，這種產品不但滿足對鋼管在拉拔過程中油汙的去除，同時還對人體無毒性，對環境無危害性。本發明是通過以下技術方案進行實施的一種環保型的水性脫脂劑，每100重量份的脫脂劑包含下述重量份的組份非離子表面活性劑515份，兩性離子表面活性劑15份，鰲合劑1020份，無機助洗劑1020份，水餘量。本發明的清洗機理為非離子表面活性劑具有較低的表面張力，可以迅速地滲入油汙和被洗工件的接觸面，將油汙從被清洗物表面剝離，從而達到去除油汙的目的；兩性離子表面活性劑的分子中同時存在酸性基和鹼性基容易形成"內鹽"，具有很強的耐硬水和鈣皂分散能力，並且與非離子表面活性劑有良好的配伍性，這些組分加在一起可以產生協同效應，提高脫脂劑的潤溼、起泡和去汙能力。同時兩性離子表面活性劑的加入可以大大降低脫脂劑對皮膚的刺激性，增加脫脂劑的生物降解效率。螯合劑分子中含有的一些原子(如氮原子和氧原子)可與水中的鈣、鎂等金屬離子形成帶配位鍵的其它螯合物，能夠防止鈣、鎂的磷酸鹽、碳酸鹽、矽酸鹽在金屬表面的沉積，從而提高清洗能力；無機助洗劑具有顯著的分散作用，能把較大的汙垢分散成接近膠體粒子大小的顆粒，同時，無機助洗劑還有利於硬水的軟化，它對水中的鈣、鎂等金屬離子具有一定的螯合作用，能和所述的鈣、鎂離子螯合，使得所述的鈣、鎂離子成為不溶解於水的鈣鹽和鎂鹽而得以除去，從而提高清洗能力。因此，本發明的組方具有合理、經濟、高效等優點。本發明不鏽鋼管水性脫脂劑中，非離子表面活性劑為脂肪胺聚氧丙烯醚、烷基酚聚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨中的任意一種，優選脂肪胺聚氧丙烯醚中的環氧丙烷的加成數為610;垸基酚聚醚中的環氧乙烷的加成數為68;脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨中的環氧乙烷的加成數為810;上述兩性離子表面活性劑為烷基二甲氨基乙酸甜菜鹼類、月桂醯胺丙基甜菜鹼、椰油醯胺丙基甜菜鹼中的任意一種，烷基二甲氨基乙酸甜菜鹼類中的烷基部分的碳原子數優選為412;上述鰲合劑可以為檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸四鈉、次氮基三乙酸鈉中的任意一種；上述無機助洗劑可以為磷酸三鈉、偏矽酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉中的任意一種。以上採用的原料均為市售可得。本發明水性脫脂劑採用常規的混合攪拌方式進行製備。每ioo重量份的水性脫脂劑具體的製備方法可以是將鰲合劑1020份、無機助洗劑1020份逐個加入適量的水中，溶解均勻後，緩慢加入非離子表面活性劑515份、兩性離子表面活性劑15份，邊加邊攪拌，最後加入剩餘量的水，至上述的兩組份完全溶解均勻即可，所述的非離子表面活性劑為脂肪胺聚氧丙烯醚、烷基酚聚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨中的任意一種，脂肪胺聚氧丙烯醚中的環氧丙烷的加成數為610，烷基酚聚醚中的環氧乙垸的加成數為68，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨中的環氧乙烷的加成數為8610，兩性離子表面活性劑為垸基二甲氨基乙酸甜菜鹼類、月桂醯胺丙基甜菜鹼、椰油醯胺丙基甜菜鹼中的任意一種，烷基二甲氨基乙酸甜菜鹼類中的垸基部分的碳原子數為412,鰲合劑為檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸四鈉、次氮基三乙酸鈉中的任意一種，無機助洗劑為磷酸三鈉、偏矽酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉中的任意一種。本發明所研製的脫脂劑，在不鏽鋼管的脫脂工藝中，可以有效取代目前廣泛使用的酸洗和有機溶劑脫脂，具有安全環保、脫脂力強，使用壽命長，使用方便、成本低的優點，值得在不鏽鋼管的加工企業進行推廣。本發明不僅適應國家的環保政策，同時也滿足鋼管生產企業的需求，另外從市場容量也會很大，經濟效益比較顯著。本發明的理化指標如下外觀無色透明液體PH值(濃度為10%水溶液)12.312.5密度(20°C)g/ml:1.101.12在正常的使用過程中，將本發明脫脂劑稀釋8-12倍，優選稀釋倍數為10倍，在常溫或加溫條件下使用均可，優選使用溫度為60-7(TC，將待清洗不鏽鋼器件浸入該脫脂劑或將該脫脂劑注滿待清洗不鏽鋼器件，通過浸泡、鼓泡、循環攪拌、超聲波等清洗方式，一段時間後(通常為5-10min)，具體可以根據脫脂劑的使用濃度、溫度和脫脂方式確定脫脂的時間，再用清水衝洗乾淨即可。按照機械工業部的行業標準JB/T4323.2-1999水基金屬清洗劑試驗方法中的脫脂劑的脫脂能力的檢測標準，測試得本發明脫脂劑在實驗室條件下，脫脂力大於98%。與現有技術比較本發明的有益效果(1)安全環保。該脫脂劑使用的是金屬清洗劑中普遍使用的鹼鹽和特殊的表面活性劑的組合，不含有毒溶劑，使用過程中沒有溶劑揮發，對生產現場和操作人員基本無危害。同時配方中避免使用對水體有汙染的磷酸鹽和其他有毒物質，清洗廢液經過汙水處理後即可排放。(2)脫脂能力強，對產品無腐蝕。經過大量實驗表明，對於鋼管拉拔過7程中使用的軋制油有極強的脫脂能力，脫脂率大於98%，清洗後的工件表面無油珠殘留，同時脫脂液對鋼管表面無腐蝕。(3)使用壽命長。經過對配方老化試驗表明，每噸脫脂液至少可以對500噸不鏽鋼管表面的油汙進行脫脂處理，並且可以維持較好的脫脂性能，避免了使用過程的頻繁添加和換液。(4)使用方便，成本低。該脫脂劑使用時僅需將不鏽鋼管產品浸泡到脫脂液中，在滿足一定的使用條件下，就可以達到很好的脫脂效果，相對於有機溶劑脫脂，無昂貴的設備投資，使用方便，設備造價低。同時由於是稀釋使用，相對於酸洗和有機溶劑直接使用來說，更加經濟和節約。具體實施例方式下面通過實施例對本發明作進一步說明，但本發明的內容不局限於此，以下實施例採用的原料均為市售可得。實施例1:將次氮基三乙酸鈉10g、磷酸三鈉10g依次加入60g的水中，溶解均勻後，緩慢加入環氧丙烷的加成數為10的脂肪胺聚氧丙烯醚10g、垸基部分的碳原子數為12的垸基二甲氨基乙酸甜菜鹼5g，邊加入邊攪拌，最後加入剩餘5g的水，至上述的兩組份完全溶解均勻即可，得到所需的100g水性鋼管脫脂劑。使用方法將本發明脫脂劑稀釋10倍後，6(TC條件下，將待清洗不鏽鋼管浸入該脫脂劑，再輔助鼓泡清洗方式，10min後，用清水衝洗乾淨。實施例2:將檸檬酸鈉15g、偏矽酸鈉15g依次加入55g的水中，溶解均勻後，緩慢加入環氧乙烷的加成數為7的烷基酚聚醚10g、月桂醯胺丙基甜菜鹼5g，邊加入邊攪拌至上述的兩組份完全溶解均勻即可，得到所需的100g水性鋼管脫脂劑。使用方法將本發明脫脂劑稀釋8倍後，7(TC條件下，將該脫脂劑注滿待清洗不鏽鋼器件，再輔助循環攪拌等清洗方式，5min後，用清水衝洗乾淨。實施例3:將乙二胺四乙酸四鈉10g、碳酸鈉10g依次加入70g的水中，溶解均勻後，緩慢加入環氧乙烷的加成數為9的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨8g、椰油醯胺丙基甜菜鹼2g，邊加入邊攪拌,:至上述的兩組份完全溶解均勻即可，得到所需的100g水性鋼管脫脂劑。使用方法將本發明脫脂劑稀釋12倍後，室溫條件下，將待清洗不鏽鋼器件浸入該脫脂劑，再輔助鼓泡、循環攪拌等清洗方式，lOmin後，用清水衝洗乾淨。實施例4:將檸檬酸鈉20g、偏矽酸鈉20g依次加入50g的水中，溶解均勻後，緩慢加入環氧丙烷的加成數為6的脂肪胺聚氧丙烯醚5g、烷基部分的碳原子數為4的烷基二甲氨基乙酸甜菜鹼lg，邊加入邊攪拌，最後加入剩餘4g的水，至上述的兩組份完全溶解均勻即可，得到所需的100g水性鋼管脫脂劑。使用方法將本發明脫脂劑稀釋10倍後，70。C條件下，將待清洗不鏽鋼管浸入該脫脂劑，再輔助超聲波等清洗方式，5min後，用清水衝洗乾淨。實施例5:將次氮基三乙酸鈉10g、氫氧化鈉20g依次加入50g的水中，溶解均勻後，緩慢加入環氧丙烷的加成數為8的脂肪胺聚氧丙烯醚15g、烷基部分的碳原子數為8的垸基二甲氨基乙酸甜菜鹼lg，邊加入邊攪拌，最後加入剩餘4g的水，至上述的兩組份完全溶解均勻即可，得到所需的100g水性鋼管脫脂劑。使用方法將本發明脫脂劑稀釋10倍後，室溫條件下，將待清洗不鏽鋼管浸入該脫脂劑，再輔助超聲波等清洗方式，10min後，用清水衝洗乾淨。以上實施例按照機械工業部的行業標準JB/T4323.2-1999水基金屬清洗劑試驗方法中的脫脂劑的脫脂能力的檢測標準，測試得該脫脂劑在實驗室條件下，脫脂力均大於98%。說明書中所述稀釋倍數均以重量為基準。為了更好地理解本發明的實質，下面將通過本發明的實施例、按照1:2比例進行配比的氫氟酸和硝酸作為對比例l,不鏽鋼管脫脂常用的溶劑型脫脂劑—三氯乙烷作為對比例2,進行對比試驗來進一步說明使用本水性鋼管脫脂劑對不誘鋼管的軋制油的脫脂效果:將本發明的上述4個實施例分別加水稀釋IO倍配成稀釋液後，取兩個對比例進行脫脂能力的試驗。9試驗步驟如下第一步將上述的實施例的稀釋液和二個對比例分別加入六個相同容積的長槽中。第二步將放入實施例的稀釋液和放入對比例一的長槽進行加熱，加熱溫度至7(TC，保溫。第三步將剛才軋機上軋製成型的不鏽鋼管，(使用的軋制油為嘉實多公司的TDN81)截成相等長度的5段。第四步將第三步得到的不鏽鋼管分別放入試驗的長槽中，開始對比試驗。第五步不鏽鋼管在長槽中浸泡清洗5分鐘後，採用人工的方式將不鏽鋼管的兩端交替提起和放下各20次，以便於對不鏽鋼管的內壁進行脫脂。第六步將經過上述方法脫脂後的不鏽鋼管分別放入70'C的清水中，浸泡晃動漂洗5分鐘，放入120'C的熱風烘乾箱中進行烘乾。第七步採用肉眼觀察以及白布擦拭不鏽鋼管內外壁的方式檢查脫脂後的清潔度。試驗結果如下表所示:tableseeoriginaldocumentpage10從以上對比試驗及結果可知本不鏽鋼管水性脫脂劑對軋制後不鏽鋼管內外壁粘附的軋制油具有很好的脫脂能力，達到了原先採用的酸洗和溶劑脫脂的效果。本發明除在機械製造領域中使用外，還可使用於無特別限定的其它領域。權利要求1、一種不鏽鋼管水性脫脂劑，其特徵在於每100重量份的脫脂劑包含下述重量份的組份非離子表面活性劑5～15份，兩性離子表面活性劑1～5份，鰲合劑10～20份，無機助洗劑10～20份，水餘量。2、根據權利要求1所述的不鏽鋼管水性脫脂劑，其特徵在於所述的非離子表面活性劑為脂肪胺聚氧丙烯醚、烷基酚聚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨中的任意一種。3、根據權利要求2所述的不鏽鋼管水性脫脂劑，其特徵在於所述的脂肪胺聚氧丙烯醚中的環氧丙烷的加成數為610。4、根據權利要求2所述的不鏽鋼管水性脫脂劑，其特徵在於所述的烷基酚聚醚中的環氧乙烷的加成數為68。5、根據權利要求2所述的不鏽鋼管水性脫脂劑，其特徵在於所述的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨中的環氧乙垸的加成數為810。6、根據權利要求1所述的不鏽鋼管水性脫脂劑，其特徵在於所述的兩性離子表面活性劑為烷基二甲氨基乙酸甜菜鹼類、月桂醯胺丙基甜菜鹼、椰油醯胺丙基甜菜鹼中的任意一種。7、根據權利要求6所述的不鏽鋼管水性脫脂劑，其特徵在於所述的烷基二甲氨基乙酸甜菜鹼類中的垸基部分的碳原子數為412。8、根據權利要求1所述的不鏽鋼管水性脫脂劑，其特徵在於所述的鰲合劑為檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸四鈉、次氮基三乙酸鈉中的任意一種。9、根據權利要求1所述的不鏽鋼管水性脫脂劑，其特徵在於所述的無機助洗劑為磷酸三鈉、偏矽酸鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉中的任意一種。全文摘要本發明公開了一種不鏽鋼管水性脫脂劑，每100份的脫脂劑包含下述重量份的組份非離子表面活性劑5～15份，兩性離子表面活性劑1～5份，螯合劑10～20份，無機助洗劑10～20份，水餘量。本發明脫脂劑對不鏽鋼管的脫脂能力強且無腐蝕，使用方便，壽命長，成本低，安全環保，對操作人員和環境基本無危害性。文檔編號C11D1/94GK101463302SQ20091002911公開日2009年6月24日申請日期2009年1月13日優先權日2009年1月13日發明者吳景浪,林天泉,聶曉霖申請人:南京科潤工業介質有限公司