环保型金属加工水基清洗剂的开发及性能研究

料进行 了性能检测 ，结果见表 ２ 。
表 ２ 聚氧 乙烯醚 表面 活性剂 性能对 比
Ｔ ｂ ｅ ２ Ｃ ｍｐ ｒｓ ｎ ｏ ｏｙ ｘ ｅｈ ｌ ｎ ｔ ｅ ｕ ｆ ｃａ ｔ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ａ ｌ ｏ ａ ｉｏ ｆｐ ｌ ｏ ｙ ｔ ｙ ｅ ｅ ｅｈ ｒｓ ｒａ ｔｎ ｓ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｆ
生产工艺如 图 １ 所示 。
图 １ 生产 工艺 流程 图
Ｆｉ Ｆｏ ｃ ａｔｏ ｒ ｄ ｃｉｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｇ１ ｌｗ ｈ ｒ ｆｐ ｏ ｕ ｔ ｒ ｃ ｓ ｏ
２ 水 基 清 洗 剂 配 方 的 确 定
２ １ 表 面活性剂的选择 ． ２ １ １ 高活性 阴 离子和非 离子表面活性剂的选择 ． ．
生态性能 ，并与 国内外 同类产品的性能进行比较 。结果表明：该环保金属加工水基清洗剂明显提高了清洗效率 ，具有优 质 、高效 、环保等特点，满足了金属加工零部件 的清洗要求 ，达到绿色环保 、环境友好的效果 ，具有很好 的经济效益和
社会效益。
关 键 词 ：环 保 ；金 属 加 工 水基 清 洗 剂 ；性 能 评 价
高活性 阴离 子 和非 离 子表 面 活性 剂 由 于价格 较 低 、活性 大 、毒性低 、供应方便 ，被广泛应用于工业
９ ２
润滑 与密封
第３ ７卷
清洗 。由于金属硬表面与纤维软表面的性质和污垢种
类差异较大 ，表面活性剂用量 即清洗浓度与清洗效果 的关 系有 明显 的不 同。用多种表面活性剂进行硬表面
清洗试 验后发 现 ，当溶 液处于 临界 胶束浓度 （ ＭＣ Ｃ ） 时 ，其污垢去 除率 约为 ４ ％ ，增容 作用 和 表面 张力 ０ 并没有显著变 化 ，当浓 度超过 Ｃ ＭＣ后 ，随着浓 度 的 增加去污力和增容作用开始增大 ，表面张力下降。当 污垢去 除率 达 到 ９ ％ 时 ，即 ｅ ０ ｅ一１点 ，这 时去 污力 开始趋于平缓 ，表面张力最小 ，增溶作 用继续 增大。 由于清洗剂 的原料来源及其质量 的稳定性十分重 要 ，下 面将对使用最 多的非离子表面活性剂烷醇酰胺 和聚氧乙烯醚进行研 究。 烷醇酰胺 是 由椰 子油脂 肪酸与二乙醇胺缩合 反应 制得 的。将椰子油脂肪酸与二乙醇胺按不同摩尔 比进 行缩合反应 ，所得产物在清洗剂配方 中的配伍性能 比 较 ，见表 １ 。可 以看 出，椰子油脂肪 酸与二 乙醇胺 以
可 以看 出 ，不 同公 司生产 的同类 产 品是有 区别
抗腐蚀性和硬水稳定性 ，加入少量 的活性剂 ，效果 已
十分 明显 。
的 ，不能 随意替代 ，必须经过严格 的检验 。根据检测 结果 ，选用德 国汉姆 和上海 生产 的产 品是合适 的。但 通过折光仪 检测 ，上 海产 品有 效 成分 只有 ７ ％ ，不 ０ 及德 国汉姆 的 ９ ％ ，最终选用德 国汉姆 的产 品。 ９ 此外 ，根据需要 自行合 成 脂肪 酸盐 （ ）类 表 皂 面活性剂 ，以提高清洗剂 的配伍效果和清洗能力 。合 成过程 中严格 控制加料 比例和顺 序 ，反应 温度控制在 ６ ７ Ｏ～ ０℃ ，时间为 ４～ ，搅拌速度为 ６ ｍ ｎ ５ｈ ０ｒ ｉ，并 ／
二 醇 比 乙胺 例 篡
１１ ：
１ ． ：１ ５
…… 配性 伍能
配制 的清洗 剂产 品呈 浑浊状 态 ， 放置 ３ Ｏ天左 右 ，搅匀 ，均相 透 明
配 制的清洗 剂 产品呈 浑浊 状态 ，久 置分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１２ ：
配制 的清洗 剂产 品 ，清亮透 明 ，状态 非常好
对于聚氧乙烯醚类 表面活性 剂 ，取 同一名 称的材
１２的摩尔 比进行缩合反应 ，所得产 品最佳 。 ：
表 １ 椰子 油脂 肪酸 与二 乙醇胺 缩
合反 应产 物配伍 性能 比较
Ｔ ｂ ｅ １ Ｃ ｍｐ ｔ ｉ ｔ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｃ ｍｐ ｒｓ ｎ ｏ ａ ｌ ｏ ａｉ ｌ ｙ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｏ ａ ｉｏ ｆ ｂ ｉ ｃ ｃ ｎ ｔｏｌｆ ｔ ｃ ｄ ａ ｄ ｔ ｏ ｅｈ ｎ ｌ ｏ ｏ ｕ ｉ ａｔ ａ ｉ ｎ ｗ ｔ ａ ｏ ｙ ａ ｎ ｏ ｄ ｎ ａ ｉｎ ｒ ａ ｔ ｎ ｐ ｏ ｕ ｔ ｍｉ ｅ ｃ ｎ ｅ ｓ ｔ ｅ ｃ ｉ ｒ ｄ ｃ ｏ ｏ
中图分 类号 ：Ｔ ９ 文献 标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：０ ５ ０ ５ （０ ２ Ｓ５ ２４— １０ ２ １ ）４— ９ ４ ０ １—
Ｄｅ ｅ ｏ ｖ ｌ ｐｍ ｅ ｔ ａ ｒ ｏ ｍ ａ ｅ Ｅｖ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｎ ｎｄ Ｐｅ ｆ ｒ ｎｃ ａ ｕ ｔｏ ｆＥｎｖ ｒ ｎ ｅ ｔ ｉｏ ｍ ｎ — ｆ ｉ ｎｄ ｙ Ｗ ａ ｅ － ａ ｅ ｅ ａ ｏ ｅ ｓｎ ｔ ｒ ｅ ｔ ｒｅ ｌ ｔ ｒ ｂ ｓ ｄ Ｍ ｔ ｌＰｒ ｃ ｓ ｉ ｇ Ｄｅ ｅ ｇ ｎ
将合成产 品及 时用 于清洗剂调配 。 ２ １２ 特种表 面活性剂的选择 ．．
由于被清洗件都是金属加工件 ，还必 须注意清洗 液对 金 属 表 面 的 腐 蚀 作 用 。清 洗 液 呈 中 等 碱 性 （Ｈ＝９～１ ） ｐ ０ ，对 于钢 铁件 不 会 产生 腐 蚀 ，但 对 于
铝 、锌等两性金属还是容易产生腐蚀 ，况且清洗时一 般在 ６ ７ 条件 下进行 ，腐蚀更 容 易发生 ，工件 ０～ ０ｃ Ｃ 表面发黑或呈现花色 ，长期放置时还会 出现 白色粉状
在 工业生产过程 的各个环 节中 ，都会 有各种各样 的污垢附着在金属表 面 ，这些 污垢 的存在 ，不仅影响 电镀 、涂装等各个工序 的顺 利进行 ，还会引起和加速 金属 的腐蚀 ，降低产 品质量 ，缩短 使用 寿命 。因此 ， 需要对金 属表面进行清洗 。 目前 市场上使用的清洗剂大多都是 含消耗 臭氧层 物质 （ Ｄ Ｏ Ｓ如 全 氯 氟 烃 、四氯 化 碳 或 甲基 氯 仿 等 ） 和石油溶 剂的 ，清洗效果差 ，消耗能量 多 ，且 大多会 对环境 造 成污 染 。为促 进节 能 、清洁 生 产技 术 的发 展 ，实现 绿色制造 的进程 ，促进整个 清洗行 业的技术 进 步 ，本 文作者通过选择合适 的材料 和配方优化 ，利 用新型表 面活性 剂和助剂 ，开发 出了不含对环境有 害 组分 ，可生物 降解 的环保型金属加工水基 清洗 剂 ，并 设计 了相应 的工艺流程 。该清洗剂 明显 提高了产品的 清洗效果 ，满足 了金属加工零部件 的清洗要求 ，具有 很好 的市场前景 。
Ａｂ ｔａ ｔＡｎ ｅ ｖｒ ｎ ｎ —ｒｅ ｄｙ ｗａｅ — ａ ｅ ｔｌｐ ｏ ｅ ｓｎ ｅｅｇ ｎ ｏ ｅ ｒｕ ｎ ｏ －ｅ ｏ ｓｍｅａｓａ ｄ ａｌｙ ｓｒ ｃ ： ｎ ｉｏ ｍｅ ｔｆｉｎ ｌ ｔ ｒｂ ｓ ｄ ｍｅａ ｒ ｃ ｓ ｉｇ ｄ ｔｒ ｅ ｔｆｒｆｒｏ ｓａ ｄ ｎ ｎ ｆｒ ｕ ｔｌ ｎ ｌｏ ｓ ｗａ ｅ ｅｏ ｅ Ｉｓｔ ｃ ｎｃ ｌｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｈ ｓｏｏ ｉａ ｎ ｃ ｌ ｇｃ ｌｐ ｏ ｒｉｓｗｅｅ ａ ａｙ ｅ ａ ｄ ｓｍｉａ ｒ ｄ ｃｓａ ｓｄ ｖ ｌｐ ｄ．ｔ ｅ ｈ ｉａ ｅｆｒ ｎ ｅ ａ ｄ ｐ ｙ ｉｌｇｃ ｌａ ｄ ｅ ｏｏ ｉａ ｒｐｅｔｅ ｒ ｎ ｌｚ ｄ， ｎ ｉ ｌｒｐ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｍｅ ａ ｄ ａ ｏ ｄ ｗｅｅ ｃ ｍｐ ｒｄ． ｅ ｒｓ ｌｓ ｓ ｗ ｈ ｔｅ ｖｒ ｎ ｎ －ｒｅ ｄ ｙ ｗａｅ － ａ ｅ ｔｌ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｅｅ ｇ ｎ ａ ｏ ｎ ｂｒａ ｒ ｏ ａ ｅ Ｔｈ ｅ ｕｔ ｈｏ ｔ ａ ｎ ｉ ｍｅ ｔｆ ｎ ｌ ｔ ｒｂ ｓ ｄ ｍｅ ａ ｒｃ ｓｉ ｇ ｄ ｔｒ ｅ ｔｃ ｎ ｏ ｉ ｉ ｒ ｖ ｈ ｌａ ｉ ｇ ｅｆｃｅ ｃ ． ｔｈ ｓ ｈ ｇ ｕ ｌｔ ｈｉｈ ｅｆｃｅ ｃ ｅ ｖｒ ｎ ｅ ｔ ｌｐ ｏｅ ｔｏ ｎ Ｏ ｏ ｍｅ ｔ ｈ ｔｌ ｍｐ ｏ ｅ ｔｅ ｃｅ ｎ ｎ ｆ ｉｎ ｙ Ｉ ａ ｉｈ ｑ ａｉ ｉ ｙ， ｇ ｆ ｉｎ ｙ， ｎ ｉｏ ｍ ｎａ ｒ ｔｃｉｎ ａ ｄ Ｓ ｎ， ｅｓ ｔ ｅ ｍｅａ ｉ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ａ ｓｃｅ ｎｎ ｅ ｕ ｒｍｅ ｔ ｒ ａ ｈ ｓｇ ｅ ｎ ａ ｄ ｅ ｖｒｎ ｎ ａ ｒｅ ｄ ｙｅｆｃ ， ｎ ａ ｏ ｄｅ ｏ ｏ ｃ ｂ ｎ ｆ ｎ ｒ ｃ ｓｉ ｇ ｐ ｒ ｌａ ｉｇｒ ｑ ｉｅ ｎ ｓ，ｅ ｃ ｅ ｒ ｅ ｎ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔｌｆｉｎ ｌ ｆｅ ｔａ ｄ ｈ ｓｇ ｏ ｃ ｎ ｍｉ ｅ ｅ ｔａ ｄ ｔ ｉ
１ 实验部分
１１ 主要原料及设备 ．
收稿 日期 ：２ １ ０ ｌ一１ １—０ ２
主要原料 ：醇胺 ；脂肪酸 ；聚氧 乙烯 醚 ；三聚磷 酸纳 ；椰子油脂肪 酸 ；二 乙醇胺 。
主要设备 ：镏程试验器 ；倾 点浊点试验器 ；不锈 钢调合罐 ；超声波 清洗器 。
１ ２ 生产 工 艺 ．
Ｚｈ ｎ ｉｇ ａ ｇ Ｊａ Ｊｘｎ ａ ｆ Ｌｎ ｆ ｎ ｉ ｉｉ ｌ
（ ｕ ｎ ｚｏ ｃ ａ ｉａ ｎ ｉｅｒｎ ｓａｃ ｎｔｕｅＣ ， ｔ． Ｇ ａ ｇｈ ｕ Ｇ ａ ｇ ｏ ｇ５ ０ ０ ， ｈｎ ） Ｇ ａ ｇｈ ｕＭｅｈ ｎｃ ｌ ｇｎ ｅ ｇＲｅｅｒｈＩ ｓ ｔｔ ｏ Ｌｄ ， ｕ ｎ ｚｏ ｕ ｎ ｄ ｎ ７ ０ Ｃ ｉａ Ｅ ｉ ｉ １
２１ ０２年 ４月
润滑 与密封
ＬＵＢＲＩ ＡＴ ＯＮ Ｃ Ｉ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ａｐ ． ０１ ｒ２ ２
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ４ １３ ．
第３ ７卷 第 ４期
Ｄ Ｉ ０ ３ ６ ／ ．ｓ ． ２ ４— １ ０ ２ １ ．４ ０ １ Ｏ ：１ ． ９ ９ ｊｉ ｎ ０ ５ ０ ５ ． ０ ２ ０ ． ２ ｓ
高的 Ｚ ｔ ｅ ａ电位和较低 的表面 张力 ，而且无 毒 、无味 。
１５ ２６表面活性 剂 ，其 稀释 液对 硬铝 、铸 铝 和合 金铝 的缓蚀效 果 十分 明显 ，金属 表 面在 腐蚀 试验 中不会
ｓ ｃ ａ ｅ ｅ ｔ ｏ ｉｌｂ ｎ ｆ ． ｉ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｎ ｉｏ ｍｅ ｔｆｉｎ ｌ ｗａｅ — ａ ｅ ｔｌｐ ｏ ｅ ｓｎ ｅｅ ｇ ｎ ； ｅｆ ｒ ｎ ｅ ｅ ａｕ ｔ ｎ ｙ ｒ ｓ ｅ ｖｒ ｎ ｎ —ｒｅ ｄｙ； ｔｒｂ ｓ ｄ ｍｅａ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇｄ ｔｒｅ ｔ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｖ ｌ ａｉ ｏ
环 保 型 金 属 加 工水 基 清 洗 剂 的 开 发 及 性 能 研 究
张凌芳 贾 继 欣
广东广州 ５ ０ ０ ） １７０
（ 广州机械科学研 究院有 限公 司
摘 要 ：开 发一 类 适 用 于黑 色 金 属 和有 色 金 属及 其 合 金 的 高 效 、环 保 金 属 加 工 水 基 清洗 剂 ，分 析 其 技 术 性 能 及 生 理
腐蚀产 物。添加具有缓蚀效果 的磷酸酯类水溶性 表面 活性剂 ，可以很好地 防止腐蚀 。通过试验 ，在清洗 剂
配方 中添加 少量 的英 国科 宁 （ Ｏ ＬＮ 公 司 的 Ｂ Ｃ ＬＩ ） Ｋ
金 属加工 件中有不少是精密磨 削产 品。这些工件 表面由于吸附和静电作用 ，表面残 留大量 细小 的金属 磨粉 ；另外 ，其他加 工件表面也常常吸附有许 多细小 的尘埃 ，这些污物均不容易清除 。 实验 表 明 ，通 过 在 清 洗 剂 中加 入 特 殊 吉 米 奇 （ ｅ ｉｉ Ｇ ｍｎ）季铵盐 阳离子表 面 活性剂 ，可 大大提 高清 洗剂 的除磨屑 、除尘埃效果 。这类表 面活性剂具有较