新型环保金属清洗剂配方分析

传统金属清洗剂主要有碱性清洗剂和有机溶剂，目前工业生产中依然被广泛应用。碱性清洗剂主要成分有NaOH、Na2CO3、Na2SiO3、Na3PO4、STPP等，它的特点是清洗能力较差，清洗后金属部件易生锈，通常用于清洗黑色金属表面的轻度油污和无机盐等污垢。有机溶剂主要是指石油溶剂、卤代烃类溶剂等，它的特点是清洗能力很强，可以很轻松清洗金属表面的重油污，但让人头痛的是它们大多数易燃，给生产带来一定的风险；而且易挥发，保存不当造成浪费，造成环境污染；还有就是对人体中枢神经有较强的刺激性，长期接触会引起神经衰弱、皮肤干裂等疾病。由于其含有CFC-11、ODS等毒性非常大的成分，自身稳定性差且严重破坏臭氧层，已经逐渐被国际上禁止使用。

随着工业清洗剂的发展，和人们对身体健康和环境保护意识的增强，要求清洗作业时，不仅要考虑清洗的能力，还要考虑安全环保性，尽量降低对环境的污染，防止清洗剂损害操作人员的健康。

一、新型环保清洗剂的特点。

由于传统清洗剂有的清洗能力较差，而有的虽然清洗能力强，却由于破坏了环境，影响到人身健康安全。所以逐渐产生了新型的环保清洗剂，它的特点有以下几个：

1、有良好的润湿性能和较高的去污能力，对工业油脂污垢有很好的乳化、增溶能力，使清洗后的金属工件完全被水所润湿。由于阳离子表面活性剂具有疏水性和油污吸附性，故一般较少采用在金属清洗剂组合中，而以非离子和阴离子表面活性剂复配而成的主洗剂就是首选，但是非离子和阴离子宜采用适合生物降解且降解产物安全、易于废水处理的表面活性剂。

2、对金属材料无腐蚀性。清洗后的金属工件表面仍然保持原有金属光泽。根据大量的实验经验，最好根据不同的金属材质，分别选择主洗、助洗等物质和不同含量，以示区别不同金属而采用不同组成或不同的含量。少磷甚至无磷化合物组合配方理论上应该是可行的，且是必须发展趋势。

3、有较好的工艺性能。水基金属清洗剂使用温度不宜太高，使用含量5%（JB/43231-1999），水洗性能良好、操作简便、容易维护，对工人健康无害，三废处理方便、可行，环境污染性小。

4、能满足不同客户的其它要求，如短暂防锈、体系色泽、浊点和温度高低、时间长短等问题。

水基金属清洗剂组合中，主洗、助洗、络合、稳定、抗沉淀等是一个综合考虑的系统，这是因为在体系中，有些物质虽然具有某种作用，但参与组合后其功能也许减弱或消失，也许相反，这些都是需要大量的试验加以验证。

二、金属清洗剂配方组成：

环保型水基金属清洗剂的主要成分为表面活性剂、助洗剂、添加剂和水等。表面活性剂由非极性的亲油(疏水)的碳氢链基团和极性的亲水(疏油)基团所组成，可大大降低溶剂的表面张力和液-液界面的张力，改变体系的界面状态，通过吸附、润湿、渗透、乳化、分散、起泡、增溶等性能，以及其相互作用而达到清洗目的。助洗剂可以与表面活性剂发生一系列协同作用，如发挥活性胶体吸附作用，提高表面活性剂的活性作用等。添加剂可以起到增溶、抗再沉积、消泡等目的，从而提高清洗效果。

1.表面活性剂：

表面活性剂的添加量很少时即能大大降低溶剂(一般为水)的表面张力(或液／液界面张力)，改变体系界面状态，从而产生润湿或反润湿，乳化或破乳，起泡或消泡，以及增溶、净洗、分散、可溶化等一系列作用。水基清洗剂的主洗成分一般由一种或几种表面活性剂复配而成。表面活性剂的复配不仅可以提高去污力．而且还可根据性能需要作调整。

目前常用的表面活性剂有聚氧乙烯烷基酚醚（TX,OP等），脂肪醇硫酸盐（FAS），脂肪酸烷醇酰胺（6501)等等，虽然它们的组合对金属除去油脂污垢有十分明显的作用，但对废水处理却带来了巨大困难就一般的化学、物理方法处理含有此类物质的废水是难以达到预期目的的，如果以强氧化剂加以分解而后再辅以物理吸附方法处理，但也难以保证全部除去，何况也不经济。根据这一实际状况，如果采用适宜生物降解性良好的天然(生物)或者类似于其结构的表面活性剂，从理论上讲应该是可行的。

杏树胶、葡萄糖酸盐、脂肪酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、烯基磺酸盐(AOS)、α-磺基脂肪酸甲酯钠盐(MES)和具有直链结构的烷基苯磺酸盐(LAS)等适宜生物降解，又能有效除去金属重垢油脂的表面活性剂，只要配比合理，主导主洗地位是可行的。

杏树胶、葡萄糖酸盐、脂肪酸盐亦称生物表面活性剂，亲水性强，能形成O/W乳液，同时黏度较大，有利于增加乳液的稳定性。

AEO-9和AEO-20具有良好的乳化和分散能力，耐酸、碱性较强，其生物降解性能好，基本属无毒物质。

AOS去污性能佳，对酸、碱稳定，有优良的水溶性，对水的硬度也不敏感，对皮肤刺激性小，它的生物降解性接近100％，与非离子和阴离子表面活性剂都有良好的配伍性能。

MES是以天然油脂为原料制得的表面活性剂，所以它的生物降解性能十分优良。它对水中钙、镁等金属离子螯合能力很强，去污和分散能力很好，但容易水解，所以不宜在强碱性体系中应用，但可以在低碱性、中性或酸性介质中使用。LAS属中性物质，它对水硬度较敏感，起泡力高，去污力强，易与各种助剂复配，生物降解性大于90％，对环境污染程度小。

2.助洗剂

助洗剂的选择也是十分重要，如果体系是碱性的，则可对动植物性油脂起皂化作用。助洗剂在体系中起着螯合、缓蚀、消泡、增溶、稳定、抗沉积等作用。常用的无机助剂有磷酸盐、碳酸盐、硅酸盐、硼砂等等，特别是磷酸盐，由于其有良好的螫合硬水能力、乳化性、分散性及pH缓冲作用，被公认为是作用接近表面活性剂的助剂，所以磷酸盐如磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠等也就成了必不可少的助剂，由于磷的存在，如果废水处理不彻底，自然就引起了江、河、湖水体富磷而营养化，导致水草滋生，并可造成鱼虾死亡、赤潮，等等，为此限磷、禁磷是一大趋势，如何解决磷的代用品问题是进一步实施的关键。

偏硅酸钠(Na20•Si02•5H2O)、4A分子筛(Na20•Ak03•xSiO2.yH2O)和聚丙烯酸盐、柠檬酸盐、乙二胺四乙酸二钠盐，等等，只要配比恰当，且保持均一、稳定，其功能应与磷酸盐相当。特别值得一提的是，由于4A分子筛具有很多空穴，因而有很大的吸附表面，对多种金属离子和水具有很强的的吸附力和交换力，在溶液中呈碱性，有一定的缓冲作用，也具有一定的分散性、抗再沉积性，对人体、鱼、藻类安全无毒，虽然4A分子筛在在体系中有沉积的趋向，但只要选择合理的分散剂也是可行的。

在水基金属清洗剂体系中，有些物质往往兼有多种作用，主洗也兼有助洗功能，助洗也兼有络合、稳定等功能，选择组合取向问题上，尽可能采用品种少，而取身兼数职作用的成分较佳，因为这样可以最大限度地避免消耗量不同步而引起体系功效减弱甚至消失的弊端。

三、参考配方

参考配方1：环保型工业水基金属清洗剂

脂肪醇聚氧乙烯(9)醚用量10％，月桂酸二乙醇酰胺6％，淀粉糖苷表面活性剂7％，聚氧乙烯醚硫酸盐2.2％，磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐为1.8％，苯甲酸钠l％，水玻璃0.1％，尿素1％。采用非离子型和阴离子型表面活性剂进行复配，将一定量的去离子水加入到100 mL的烧杯中，高速搅拌，控制温度在55℃左右，依次加入脂肪醇聚氧乙烯(9)醚，待其完全溶解后加入淀粉糖苷表面活性剂，继续搅拌，30 min后，再依次加入月桂酸二乙醇酰胺，聚氧乙烯醚硫酸盐和尿素(配制时应准确控制温度和聚氧乙烯醚硫酸盐浓度，防止聚氧乙烯醚硫酸盐形成凝胶)，继续搅拌30～45 rain，降温至40℃左右，加入磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐，防腐剂等助剂，继续搅拌几分钟，冷却至室温即可。

参考配方2：新型常温水基金属清洗剂配方

组分	FBH	磷酸钠	油酸三乙醇	亚硝酸钠	三乙醇胺	水
质量分数（%）	16.8	5.2	12.4	4.3	14.5	余量

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中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65℃ ，冷却后得到溶液a待用；

（2）再将磷酸钠和亚硝酸钠按表中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 b待用；

（3）将溶液b加入溶液a中，充分搅拌，并同时加热到80℃ ，冷却至室温，即得本产品。在清洗金属制品时，在上述清洗剂加入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。

参考配方3：以偏硅酸钠和硼酸钠作为基本组分，添加复合表面活性剂，通过性能优化，研制出金属零部件清洗用的环保型水基金属清洗剂。该清洗剂具有良好的吸附、润湿、乳化和增溶等作用，去污能力强，对金属无腐蚀、无损伤，清洗后具有一定的缓蚀防锈能力。复合表面活性剂30-40%，有机生物助洗剂5-10%，硼酸钠1-3%，葡萄糖酸钠3-8%，添加剂3-5%，水余量。

参考配方4：种新型的水基金属清洗剂。清洗剂主要由表面活性剂、助溶剂、防锈剂、润滑剂和水为基本原料组成的透明液体。这种清洗剂的特点是稳定、去污率高，防腐防锈性强，而且无毒、对人体无害。一、2.6％AE09：3.5％油酸三乙醇胺,4.3％Na2CO3，7.8％三乙醇胺,5％TX一10,4.1％苯甲酸钠，其余为水；4.5％平平加O,5.2％油酸三乙醇胺；二、4.3％Na2CO3,6.5％三乙醇胺,7.2％6501,2.5％葡萄糖酸钠；3.7％苯甲酸钠，其余为水。

参考配方5：环保型高效金属清洗剂配制：将三乙醇胺14g、油酸11.7g 加到250ml 圆底烧瓶中，搅拌下用电热套加热至86度，并保持温度在83-87度，反应3h 左右，取样化验pH 8-9.2水溶液呈均匀透明状，即可结束反应。在搅拌下，依次向圆底烧瓶中加入尼纳尔5g、平平加2g、缓蚀剂A0.8g、缓蚀剂B0.4g、消泡剂0.6g、苯甲酸钠水溶液1g、乙醇6g（冬季可适当增大添加量）、水58.1g，搅拌均匀，取样测消泡性。若生成的清洗剂泡沫多，可适量补加消泡剂至产品合格为止。

参考配方6：制备了一种新的适合于高压喷淋清洗的环保低泡水基金属清洗剂：0.5％6501；0.5％三乙醇胺油酸皂；0.25％GT-12；0.25％S-86；1.25％M一10；0.75％ 聚醚L61；10％ 三乙醇胺；1％Na2CO3；1％ 硼砂；5％EDTA二钠；0.3％ 有机硅；余量水。