阅读说明：本技术 一种用于清洗钢铁件或铜件的除蜡水及其制备方法 (Wax removing water for cleaning steel or copper parts and preparation method thereof ) 是由 李啸春 李春山 校新克 彭志坤 李春超 于 2019-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种用于清洗钢铁件或铜件的除蜡水及其制备方法,按照重量份,所述除蜡水的组分包括：油酸20～40份、醇胺15～25份、非离子表面活性剂15～30份、羧酸盐类表面活性剂5～15份、分散剂2～10份、水10～20份；其中,所述非离子表面活性剂为不同HLB值的非离子表面活性剂复配物,羧酸盐类表面活性剂为糖基羧酸盐类表面活性剂,分散剂为聚丙烯酸钠和马来酸丙烯酸共聚物的复配物。本发明提供的除蜡水,用于钢铁件或铜件的表面处理,具有较高的除蜡率和较好的防腐蚀能力,且除蜡水对水质要求较低,可多次循环利用,在高温或低温条件下具有较好的稳定性。(The invention provides a wax removing water for cleaning steel or copper parts and a preparation method thereof, wherein the wax removing water comprises the following components in parts by weight: 20-40 parts of oleic acid, 15-25 parts of alcohol amine, 15-30 parts of a nonionic surfactant, 5-15 parts of a carboxylate surfactant, 2-10 parts of a dispersant and 10-20 parts of water; the nonionic surfactant is a nonionic surfactant compound with different HLB values, the carboxylate surfactant is a glycosyl carboxylate surfactant, and the dispersant is a compound of sodium polyacrylate and a maleic acrylic acid copolymer. The wax removing water provided by the invention is used for surface treatment of steel or copper parts, has a high wax removing rate and a good corrosion resistance, has a low requirement on water quality, can be recycled for many times, and has good stability under high-temperature or low-temperature conditions.)

一种用于清洗钢铁件或铜件的除蜡水及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，具体涉及到一种用于清洗钢铁件或铜件的除蜡水及其制备方法。

背景技术

各种合金材料及钢铁材料经加工后再经机械抛光会在抛光面留下大量抛光膏等固体微粒粘附物，这些粘附物主要由石蜡、脂肪酸、松香皂、金属氧化物等组成，会给后道工序电镀造成起泡、起皮等不良影响，需要在出厂或进行下一步处理前将这些粘附物彻底清洗掉，即进行除蜡处理。

除蜡处理的方法主要包括有机溶剂法、化学法、电化学法和水基清洗剂法等，常用的有机溶剂不能完全去除抛光蜡、特别是其上的金属氧化物、碳化物等磨光料不能被有效清洗掉，化学或电化学法除蜡脱脂都要用到强酸或强碱，所以也不宜用作钢材的清洗，因此，对除蜡水的研究具有重要的意义。

目前，市场上已经存在很多种金属除蜡水，尽管大部分除蜡水的清洗效果比较理想，但仍存在的问题是，一方面，除蜡水对水质要求比较高，其除蜡效果对硬水中金属离子比较敏感，且除蜡水经几次使用后，溶解大量的金属离子也会使除蜡能力大大降低，难以实现更多次的循环利用，另一方面，除蜡水的稳定性易受原料、制备工艺、存放环境等多种因素影响，稳定性较差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种用于清洗钢铁件或铜件的除蜡水，按照重量份，所述除蜡水的组分包括：油酸20～40份、醇胺15～25份、非离子表面活性剂15～30份、羧酸盐类表面活性剂5～15份、分散剂2～10份、水10～20份。

作为本发明一种优选的技术方案，按照重量份，所述除蜡水的组分包括：油酸25～30份、醇胺17～23份、非离子表面活性剂20～27份、羧酸盐类表面活性剂8～10份、分散剂4～8份、水12～16份。

作为本发明一种优选的技术方案，按照重量份，所述除蜡水的组分包括：油酸27份、醇胺20份、非离子表面活性剂23份、羧酸盐类表面活性剂9份、分散剂5份、水15份。

作为本发明一种优选的技术方案，所述非离子表面活性剂为HLB值为4～8的非离子表面活性剂和HLB值为12～15的非离子表面活性剂的复配。

作为本发明一种优选的技术方案，所述羧酸盐类表面活性剂为糖基羧酸盐类表面活性剂。

作为本发明一种优选的技术方案，所述糖基羧酸盐类表面活性剂为椰油基-葡糖苷酒石酸酯钠。

作为本发明一种优选的技术方案，所述分散剂为聚丙烯酸钠和马来酸丙烯酸共聚物的复配物，二者的重量比例为(4～5)：1。

作为本发明一种优选的技术方案，所述聚丙烯酸钠的重均分子量为1000～3000。

本发明的另一方面提供了一种用于清洗钢铁件或铜件的除蜡水的制备方法，包括以下步骤：按照重量份，将油酸、醇胺、分散剂、水混合，升温至指定温度后，开启搅拌，反应5～15min，然后加入非离子表面活性剂和羧酸盐类表面活性剂，恒温反应1～3h，冷却至室温，即制得除蜡水。

作为本发明一种优选的技术方案，所述指定温度为65～80℃。

有益效果：本发明提供的除蜡水对钢铁件或铜件具有较好的除蜡能力，且可防止对金属表面的腐蚀作用；此外，该除蜡水对水质要求较低，硬水中的钙镁等金属离子对其除蜡效果的影响较小，且多次使用后仍可保持较高的除蜡率；此外，该除蜡水较为稳定，在高温或低温条件下，长时间存放也不易产生分层、浑浊等现象，产品质量较为稳定。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。

本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。

当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。

此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。

为解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种用于清洗钢铁件或铜件的除蜡水，按照重量份，所述除蜡水的组分包括：油酸20～40份、醇胺15～25份、非离子表面活性剂15～30份、羧酸盐类表面活性剂5～15份、分散剂2～10份、水10～20份。

在一种优选的实施方式中，按照重量份，所述除蜡水的组分包括：油酸25～30份、醇胺17～23份、非离子表面活性剂20～27份、羧酸盐类表面活性剂8～10份、分散剂4～8份、水12～16份。

在一种更优选的实施方式中，按照重量份，所述除蜡水的组分包括：油酸27份、醇胺20份、非离子表面活性剂23份、羧酸盐类表面活性剂9份、分散剂5份、水15份。

醇胺

本发明中，所述醇胺选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。

为了提高除蜡水的产品稳定性以及保护金属表面不被除蜡水腐蚀，本发明中所述醇胺为三乙醇胺。

但由于三乙醇胺的羟基取代基较多，活性较差，生成的油酸三乙醇胺的除蜡能力相对较差。

非离子表面活性剂

为了进一步提高除蜡水的除蜡能力，包括蜡垢的清除率和除蜡效率，本发明中所述非离子表面活性剂为HLB值为4～8的非离子表面活性剂和HLB值为12～15的非离子表面活性剂的复配。

所述HLB值为4～8的非离子表面活性剂选自失水三梨醇单油酸酯、失水三梨醇单硬脂酸酯、失水三梨醇单棕榈酸酯中的至少一种。

所述HLB值为12～15的非离子表面活性剂选自椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。

在一种优选的实施方式中，所述非离子表面活性剂为失水三梨醇单硬脂酸酯、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚的复配物，且三者的重量比例为2：2：1，其中，所述失水三梨醇单硬脂酸酯购买于江苏省海安石油化工厂，规格为S-60(HLB值为4.7，羟值为240～270mgKOH/g，皂化值为145～160)，所述椰子油脂肪酸二乙醇酰胺购买于江苏省海安石油化工厂，型号为6501(1:1B型，胺值≤40mgKOH/g)，所述壬基酚聚氧乙烯醚购买于广州市君鑫化工科技有限公司，型号为TX/NP-15(HLB值为15)。

但是存在的问题是失水三梨醇单硬脂酸酯S-60和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺6501的亲水性较差，在体系中分散效果较差，长时间存放时，除蜡水易产生沉淀、浑浊现象，产品质量不稳定。

羧酸盐类表面活性剂

本发明中，所述羧酸盐类表面活性剂为糖基羧酸盐类表面活性剂。

在一些实施方式中，所述糖基羧酸盐类表面活性剂为椰油基-葡糖苷酒石酸酯钠，例如购买于济宁中坚信息科技有限公司，货号为ZJ-253的产品。

分散剂

在一些实施方式中，所述分散剂为聚丙烯酸钠和马来酸丙烯酸共聚物的复配，二者的重量比例为(4～5)：1。

由于聚丙烯酸钠分子链的长度可能会影响体系中表面活性剂的溶解性，因此考虑聚丙烯酸钠的空间效应和溶剂化作用，在一种优选的实施方式中，所述聚丙烯酸钠的重均分子量为1000～3000，例如购买于河南万山化工产品有限公司，货号为698-9-9的产品(分子量2000～3000)。

本发明中，为了提高除蜡水的除蜡能力，并防止除蜡水对钢铁件或铜件表面的腐蚀，加入了油酸、三乙醇胺以及特定HLB值的非离子表面活性剂、羧酸盐类表面活性剂，有效地增强了除蜡水的泡沫稳定性、润湿渗透性、乳化性和缓蚀能力。但是其中部分非离子表面活性剂的亲水性较差，影响除蜡水产品的稳定性，而加入的聚丙烯酸钠是水溶性直链高分子聚合物，可有效解决本发明中多种表面活性剂在体系中的溶解性、分散性和相容性，提高了除蜡水的产品稳定性，使其在常温、低温(小于5℃)或高温(大于30℃)条件下长时间存放也不会发生沉淀浑浊等现象。但是加入的聚丙烯酸钠是电解质高分子，可与硬水中的无机盐形成包覆并沉淀，虽然一定程度上降低了除蜡水对硬水中金属离子的敏感性，但是产品的稳定性下降，而本发明中同时引入了少量马来酸丙烯酸共聚物，其与体系中的金属离子有更强的螯合作用，且吸附金属离子后不会发生沉淀，不仅解决了除蜡水对硬水的敏感性，且保证了产品的稳定性。此外，申请人意外地发现，硬水中金属离子或者工件表面金属氧化物中的金属离子被溶解吸附后，虽依然存在于除蜡水体系中，但不会影响除蜡水的除蜡能力，也就是除蜡水可更多次的循环利用，减少了对水体环境的污染。

本发明的另一方面提供了一种用于清洗钢铁件或铜件的除蜡水的制备方法，包括以下步骤：按照重量份，将油酸、醇胺、分散剂、水混合，升温至指定温度后，开启搅拌，反应5～15min，然后加入非离子表面活性剂和羧酸盐类表面活性剂，恒温反应1～3h，冷却至室温，即制得除蜡水。

在一些实施方式中，所述指定温度为65～80℃。

本发明中加入聚丙烯酸钠，同时有效提高了除蜡水的缓蚀效率，避免了二乙烯三胺等有毒物质的使用，简化了除蜡水的制备工艺，并降低了温度条件，使其在65～80℃条件下即可制得满足要求的除蜡水。

实施例

实施例1

本实施例提供了一种除蜡水，按照重量份，所述除蜡水的组分包括油酸20份、三乙醇胺15份、非离子表面活性剂15份、椰油基-葡糖苷酒石酸酯钠5份、分散剂2份、水10份；其中，非离子表面活性剂为失水三梨醇单硬脂酸酯、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚的复配物，三者的重量比例为2：2：1，分散剂为聚丙烯酸钠和马来酸丙烯酸共聚物的复配物，二者的重量比例为4：1。

所述油酸购买于济南双盈化工有限公司；所述失水三梨醇单硬脂酸酯购买于江苏省海安石油化工厂，规格为S-60；所述椰子油脂肪酸二乙醇酰胺购买于江苏省海安石油化工厂，型号为6501(1:1B型)；所述壬基酚聚氧乙烯醚购买于广州市君鑫化工科技有限公司，型号为TX/NP-15；所述椰油基-葡糖苷酒石酸酯钠购买于济宁中坚信息科技有限公司；所述聚丙烯酸钠购买于河南万山化工产品有限公司，货号为698-9-9(分子量2000～3000)。

实施例2

本实施例提供了一种除蜡水，按照重量份，所述除蜡水的组分包括油酸40份、三乙醇胺25份、非离子表面活性剂30份、椰油基-葡糖苷酒石酸酯钠15份、分散剂10份、水20份；其中，非离子表面活性剂为失水三梨醇单硬脂酸酯、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚的复配物，三者的重量比例为2：2：1，分散剂为聚丙烯酸钠和马来酸丙烯酸共聚物的复配物，二者的重量比例为5：1。

所述油酸购买于济南双盈化工有限公司；所述失水三梨醇单硬脂酸酯购买于江苏省海安石油化工厂，规格为S-60；所述椰子油脂肪酸二乙醇酰胺购买于江苏省海安石油化工厂，型号为6501(1:1B型)；所述壬基酚聚氧乙烯醚购买于广州市君鑫化工科技有限公司，型号为TX/NP-15；所述椰油基-葡糖苷酒石酸酯钠购买于济宁中坚信息科技有限公司；所述聚丙烯酸钠购买于河南万山化工产品有限公司，货号为698-9-9(分子量2000～3000)。

实施例3

本实施例提供了一种除蜡水，按照重量份，所述除蜡水的组分包括油酸25份、三乙醇胺17份、非离子表面活性剂20份、椰油基-葡糖苷酒石酸酯钠8份、分散剂4份、水12份；其中，非离子表面活性剂为失水三梨醇单硬脂酸酯、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚的复配物，三者的重量比例为2：2：1，分散剂为聚丙烯酸钠和马来酸丙烯酸共聚物的复配物，二者的重量比例为4.5：1。

所述油酸购买于济南双盈化工有限公司；所述失水三梨醇单硬脂酸酯购买于江苏省海安石油化工厂，规格为S-60；所述椰子油脂肪酸二乙醇酰胺购买于江苏省海安石油化工厂，型号为6501(1:1B型)；所述壬基酚聚氧乙烯醚购买于广州市君鑫化工科技有限公司，型号为TX/NP-15；所述椰油基-葡糖苷酒石酸酯钠购买于济宁中坚信息科技有限公司；所述聚丙烯酸钠购买于河南万山化工产品有限公司，货号为698-9-9(分子量2000～3000)。

实施例4

本实施例提供了一种除蜡水，按照重量份，所述除蜡水的组分包括油酸30份、三乙醇胺23份、非离子表面活性剂27份、椰油基-葡糖苷酒石酸酯钠10份、分散剂8份、水16份；其中，非离子表面活性剂为失水三梨醇单硬脂酸酯、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚的复配物，三者的重量比例为2：2：1，分散剂为聚丙烯酸钠和马来酸丙烯酸共聚物的复配物，二者的重量比例为4.5：1。

所述油酸购买于济南双盈化工有限公司；所述失水三梨醇单硬脂酸酯购买于江苏省海安石油化工厂，规格为S-60；所述椰子油脂肪酸二乙醇酰胺购买于江苏省海安石油化工厂，型号为6501(1:1B型)；所述壬基酚聚氧乙烯醚购买于广州市君鑫化工科技有限公司，型号为TX/NP-15；所述椰油基-葡糖苷酒石酸酯钠购买于济宁中坚信息科技有限公司；所述聚丙烯酸钠购买于河南万山化工产品有限公司，货号为698-9-9(分子量2000～3000)。

实施例5

本实施例提供了一种除蜡水，按照重量份，所述除蜡水的组分包括油酸27份、三乙醇胺20份、非离子表面活性剂23份、椰油基-葡糖苷酒石酸酯钠9份、分散剂5份、水15份；其中，非离子表面活性剂为失水三梨醇单硬脂酸酯、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚的复配物，三者的重量比例为2：2：1，分散剂为聚丙烯酸钠和马来酸丙烯酸共聚物的复配物，二者的重量比例为4.5：1。

所述油酸购买于济南双盈化工有限公司；所述失水三梨醇单硬脂酸酯购买于江苏省海安石油化工厂，规格为S-60；所述椰子油脂肪酸二乙醇酰胺购买于江苏省海安石油化工厂，型号为6501(1:1B型)；所述壬基酚聚氧乙烯醚购买于广州市君鑫化工科技有限公司，型号为TX/NP-15；所述椰油基-葡糖苷酒石酸酯钠购买于济宁中坚信息科技有限公司；所述聚丙烯酸钠购买于河南万山化工产品有限公司，货号为698-9-9(分子量2000～3000)。

实施例6

本实施例与实施例5相比，无分散剂，其他相同。

实施例7

本实施例与实施例5相比，所述分散剂中无马来酸丙烯酸共聚物，其他相同。

实施例8

本实施例与实施例5相比，所述分散剂中无聚丙烯酸钠，其他相同。

实施例9

本实施例与实施例5相比，将所述分散剂中的聚丙烯酸钠替换为羧甲基纤维素(购买于大城县亦博化工有限公司)，其他相同。

实施例10

本实施例与实施例5相比，将三乙醇胺替换为二乙醇胺，其他相同。

实施例11

本实施例与实施例5相比，所述椰子油脂肪酸二乙醇酰胺购买于济南瑞林化工有限公司，型号为6502。

实施例12

本实施例与实施例5相比，无椰油基-葡糖苷酒石酸酯钠，其他相同。

实施例13

本实施例与实施例5相比，所述非离子表面活性剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚的复配物，二者的重量比例为2：1，其他相同。

实施例14

本实施例与实施例5相比，所述非离子表面活性剂为失水三梨醇单硬脂酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚的复配物，二者的重量比例为2：1，其他相同。

实施例15

本实施例与实施例5相比，所述非离子表面活性剂为失水三梨醇单硬脂酸酯、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，二者的重量比例为2：2，其他相同。

实施例16

本实施例与实施例5相比，所述非离子表面活性剂为失水三梨醇单硬脂酸酯、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚的复配物，三者的重量比例为1：1：2，其他相同。

实施例17

本实施例与实施例5相比，所述分散剂中的聚丙烯酸钠购买于河南万山化工产品有限公司，货号为698-9-9(分子量大于5000)，其他相同。

实施例1-17中所述的除蜡水的制备方法包括以下步骤：按照重量份，将油酸、醇胺、分散剂、水混合，升温至70℃后，开启搅拌，反应10min，然后加入非离子表面活性剂和羧酸盐类表面活性剂，恒温反应2h，冷却至室温，即制得除蜡水。

性能评价

测试方法：

1、除蜡率：

取4cm×4cm的45钢片、铜合金以及作为试片，按照ZBY43002-86标准与试验方法，用无水酒精将钢铁试片和铜合金试片用超声波清洗，电吹风吹干，用万分之一天平称重得m₀，将试片表面均匀擦涂抛光蜡，电吹风干，用万分之一天平称重得m₁，将实施例1-17的除蜡水加水配制成6％(质量)的工作液，然后将试片垂直悬挂浸泡于工作液中，并置于水浴恒温器中，在75±2℃下浸5min后将试片取出，用自来水冲洗干净后电吹风吹干，称重得m₂，除蜡效率＝[(m₁-m₂)/(m₁-m₀)]×100％，分别重复5次，得出平均值，见表1所示。

将实施例5-9及实施例17的除蜡水重复上述测试，计算除蜡水在经过20次使用时的除蜡率，见表2所示。

2、稳定性

高温稳定性：将实施例5-9及实施例17的除蜡水分别放入封闭容器内，50℃下保持12小时，恢复室温后，观察外观变化，将除蜡水评定为四个等级：A：无分层、无浑浊，B：无分层、轻微浑浊，C轻微分层、明显浑浊，D、明显分层、明显浑浊。

低温稳定性：将实施例5-9及实施例17的除蜡水分别放入封闭容器内，零下5℃的冰箱内保持12小时，取出，恢复室温后，观察外观变化，将除蜡水分为上面所述的A、B、C、D四个等级，结果见表2所示。

根据表1可见，本发明中所制得的除蜡水采用特定的组分和配比，具有较高的除蜡率；同时，根据表2可见，本发明通过在除蜡水中引入特定分子量的聚丙烯酸钠和马来酸丙烯酸共聚物作分散剂，不仅提高了产品的稳定性，且降低了除蜡水对金属离子的敏感性，增加了除蜡水的使用次数，减少了水体污染问题。

前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。