阅读说明：本技术 一种耐低温脱脂剂的制备方法 (A kind of preparation method of low temperature resistant degreasing agent ) 是由 牟涛 于 2019-08-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种耐低温脱脂剂的制备方法,属于金属件表面处理技术领域。本发明以木屑与竹片为原料制得待反应液,随后将待反应液与河底淤泥混合发酵制得发酵产物,再蒸发浓缩、高温处理,将改性产物与邻苯二甲酸酐、十二烷基苯磺酸钠共混,最后加入碳酸钙粉末反应即得耐低温脱脂剂,在发酵降解的过程中木质素、有机纤维成分的碳链断链,生成分子链更短的有机物,使有机物易于吸附脱脂剂中各成分,脂质成分易团聚,易于去除,增加去污效果,加强脱脂效果,将植物纤维、木质素等进行高温炭化处理,分子表面结构蓬松化,凹凸的表面结构使脱脂剂更加易于吸附脱脂剂中的有效成分,从而提高脱脂剂的耐低温性能,具有广阔的应用前景。(The present invention relates to a kind of preparation methods of low temperature resistant degreasing agent, belong to metalwork technical field of surface.The present invention is made using sawdust and bamboo chip as raw material to reaction solution, then tunning will be made to reaction solution and bed-silt mixed fermentation, re-evaporation concentration, high-temperature process, by modified product and phthalic anhydride, neopelex is blended, calcium carbonate powder is eventually adding to react up to low temperature resistant degreasing agent, lignin during fermentative degradation, the carbochain chain rupture of organic fiber ingredient, generate the shorter organic matter of strand, organic matter is set to be easy to adsorb each ingredient in degreasing agent, lipid components are easy to reunite, it is easily removed, increase clean effect, reinforce degreasing effect, by plant fiber, lignin etc. carries out high temperature carbonization processing, molecular surface structures fluffy, concave-convex surface texture makes degreasing agent more easily adsorb the effective component in degreasing agent, to improve the resistance to low temperature of degreasing agent, it has broad application prospects.)

一种耐低温脱脂剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐低温脱脂剂的制备方法，属于金属件表面处理技术领域。

背景技术

金属作为一种生产生活设备中经常使用的材料，在日常的应用极为广泛，但是在实际使用过程中，往往需要对设备进行加油等操作，因而，容易造成较多油脂附着，且设备长期在无防护环境下使用，导致其表面容易沾染较多灰尘，从而使得设备表面金属外壳较容易变脏变油，而往往油脂采用常规的水等清洗很难清洗干净，容易使得金属表面产生油膜。

脱脂剂是用于脱除物体表面油污的产品，在金属表面前处理中，脱脂是非常重要的步骤。脱脂剂的作用原理是脱脂剂中氢氧化钠可以与钢板表面的动植物油发生皂化作用，生成可溶性的钠皂后，从钢板表面脱落下来，溶解到水中。脱脂剂中的添加剂可以湿润、渗透金属表面存在的油类污染物质，通过分散作用和乳化作用，将污染物质转化为乳化状态，使其由难溶性物质变成水溶性物质，增大其溶解度，从而从钢铁表面脱除。

目前，常用的清洗脱脂剂主要包括碱性脱脂剂、乳液脱脂剂和溶剂脱脂剂三种。碱性脱脂剂，由碱、螯合剂及表面活性剂组成，包括复合高效脱脂剂、高温强力脱脂剂等；乳液脱脂剂，利用表面活性剂的润湿性、浸透性、乳化性及分散性可以脱除金属表面的污垢。一般采用阴离子型、阳离子型、非离子型等表面活性剂中的一种或数种混合物，并用水稀释制成乳液；溶剂脱脂剂，采用浸渍法或蒸汽法脱脂，主要采用的溶剂有卤代烃溶剂及氟代烃溶剂等。

目前，适用于钢铁以及锌材的无磷水基脱脂剂通常是由碱盐以及表面活性剂构成，其中碱盐大多数使用的是氢氧化物、硅酸盐和碳酸盐等无机碱盐。氢氧化物、硅酸盐以及碳酸盐等无机碱盐不但价格低廉，对清洗力有很大的帮助，尤其在限制含磷清洗助剂在脱脂剂中的使用之后，它们成为当下脱脂剂中添加的主要清洗助剂。但是它们即使在后续多次水洗后仍会残留在被处理的工件表面上，从而对后道工序产生很大影响，例如影响涂层的外观、附着力性能和耐腐蚀性能。如硅酸钠，其水解产生的硅酸呈胶状悬浮在溶液中，对污垢有分散和稳定的作用，可以阻止污垢在表面上的再沉积。但是，使用硅酸钠有其较大的局限性。一方面，硅酸钠，尤其是原硅酸钠碱性较强，对人体皮肤有较强的刺激性；另一方面，使用硅酸钠最大的问题是其遇到强酸会生成游离硅酸，容易在被清洗表面黏附，成为不溶于水的膜，不易清除，会严重影响下一道工序的质量。

以表面活性剂为主的脱脂剂配方清洗金属表面时不至于损伤金属制品的质地，而且少量的脱脂剂即可使大量的油脂乳化分散，从而使油垢易于脱离金属表面，是较为理想的一类金属清洗剂。含有表面活性剂的脱脂剂配方对金属表面油垢的去除主要依靠其乳化作用。但此类物质水溶性较弱，不易漂洗，常在被洗物表面残留一层吸附膜，因此配方中乙醇可将其溶解去除之。此外，现有技术中所用的脱脂剂组合物一般使用温度在室温以上，当其使用温度较低，如在零下10℃时，脱脂剂组合物粘稠度增大，难以均匀有效地覆盖金属表面对其进行脱脂。因此，地处严寒地区的生产企业为保证脱脂效果，在储存、使用脱脂剂等环节必须为其提高较高的环境温度，从而不必要地提高了生产成本。

因此，急需发明出一种能够解决上述问题的脱脂剂具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前低温条件下脱脂剂粘度增大，脱脂效果降低，脱脂剂清洗效果不佳，使污垢黏着于工件表面的缺陷，提供了一种耐低温脱脂剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

耐低温脱脂剂的具体制备步骤为：

（1）将改性产物、邻苯二甲酸酐、质量分数为30～40%的乙醇溶液、十二烷基苯磺酸钠投入反应釜中，用搅拌装置以400～500r/min的转速混合搅拌30～40min制得预制分散液，将反应釜内温度升高至60～70℃，恒温静置50～60min；

（2）向反应釜中滴加质量分数为30～40%的硫酸溶液调节pH值至3～4，用搅拌器继续以400～500r/min的转速混合搅拌2～3h，制得酸性反应液，向反应釜中加入碳酸钠粉末，再继续搅拌30～40min，搅拌后抽滤得到滤液，即得耐低温脱脂剂；

改性产物的具体制备步骤为：

将浓缩产物投入管式炉中，将管式炉内温度升高至110～120℃，恒温预热60～80min，向管式炉内充入氮气，将管式炉内温度继续升高，高温处理30～50min制得热处理产物，将热处理产物投入行星球磨机中，在转速为100～120r/min和球料比为10:1的条件下研磨60～80min制得改性产物；

浓缩产物的具体制备步骤为：

（1）将木屑与竹片投入粉碎机中粉碎混合制得混合物，将混合物与质量分数为6～10%的盐酸投入烧杯中，用搅拌器以300～400r/min的转速混合搅拌40～50min制得混合浆液，向烧杯中滴加质量分数为13～15%的氢氧化钠溶液调节pH值至11～12；

（2）将烧杯置于电阻加热套中，升高加热套温度至70～90℃，恒温反应50～70min，反应后向烧杯中滴加质量分数12～16%的乙酸溶液调节pH值至中性制得待反应液，将待反应液、河底淤泥和葡萄糖投入发酵罐中；

（3）将发酵罐置于温度为32～36℃的温室中，恒温静置3～5天，静置后将物料投入抽滤机中抽滤得到滤液，制得发酵产物，将发酵产物投入旋转蒸发仪中，在转速为200～240r/min和温度为50～60℃的条件下蒸发浓缩80～100min，制得浓缩产物。

优选的按重量份数计，改性产物为13～15份、邻苯二甲酸酐为2～4份、质量分数为30～40%的乙醇溶液为24～28份、十二烷基苯磺酸钠为0.5～0.7份。

向反应釜中加入的碳酸钠粉末的质量为酸性反应液质量的12～14%。

改性产物的具体制备步骤中管式炉内高温处理的温度为430～450℃。

浓缩产物的具体制备步骤（1）中木屑进一步优选为桦木木屑、松木木屑、杨树木屑其中的一种或多种按任意比例混合，所述的竹片进一步优选为毛竹、紫竹、方竹其中的一种或多种按任意比例混合。

浓缩产物的具体制备步骤（1）中木屑与竹片的质量比为1:5。

浓缩产物的具体制备步骤（1）中混合物与质量分数为6～10%的盐酸的质量比为1:5。

浓缩产物的具体制备步骤（2）中优选的按重量份数计，待反应液为22～26份、河底淤泥为3～5份、葡萄糖为1～2份。

本发明的有益技术效果是：

（1）本发明首先将木屑与竹片粉碎混合，混合后与盐酸投入烧杯中搅拌反应，反应后滴加碱液调节pH值至碱性加热反应制得待反应液，随后将待反应液与河底淤泥混合投入发酵罐中发酵，发酵后抽滤得到滤液制得发酵产物，再将发酵产物蒸发浓缩制得浓缩产物，将浓缩产物高温处理制得改性产物，然后将改性产物与邻苯二甲酸酐、十二烷基苯磺酸钠共混，共混后调节pH值至酸性后，混合搅拌反应，最后加入碳酸钠粉末搅拌反应即得耐低温脱脂剂，本发明将木屑与竹片混合后经过酸液浸泡和碱液高温反应，使竹片和木屑中的木质素、有机纤维等成分得到分离，在发酵降解的过程中木质素、有机纤维成分的碳链断链，生成分子链更短的有机物，从而增加有机物整体与外界的接触面积，使有机物易于吸附脱脂剂中各成分，脱脂剂中的有效成分团聚于有机成分周围，使脱脂剂在脱脂过程中，脂质成分易团聚，易于去除，增强去污效果，再将从木屑与竹片中提取的有机成分进行高温处理，使其表面结构中形成大量的孔隙结构，使其与外界的接触面积增大易于提高吸附性能，加强脱脂效果；

（2）本发明将从竹片、木屑中提取的植物纤维、木质素等成分进行高温炭化处理，生成碳纤维、碳颗粒结构，在高温条件下，分子表面结构蓬松化，易于形成多孔，凹凸的表面结构使脱脂剂更加易于吸附脱脂剂中的有效成分，同时碳纤维成分可以增加热传导性能，使脱脂剂中各成分受热均匀，并保证脱脂剂在低温环境下的脱脂效果，从而提高脱脂剂的耐低温性能，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

将木屑与竹片按质量比1:5投入粉碎机中粉碎混合制得混合物，将混合物与质量分数为6～10%的盐酸按质量比1:5投入烧杯中，用搅拌器以300～400r/min的转速混合搅拌40～50min制得混合浆液，向烧杯中滴加质量分数为13～15%的氢氧化钠溶液调节pH值至11～12；将上述烧杯置于电阻加热套中，升高加热套温度至70～90℃，恒温反应50～70min，反应后向烧杯中滴加质量分数12～16%的乙酸溶液调节pH值至中性制得待反应液，按重量份数计，将22～26份待反应液、3～5份河底淤泥和1～2份葡萄糖投入发酵罐中；将上述发酵罐置于温度为32～36℃的温室中，恒温静置3～5天，静置后将物料投入抽滤机中抽滤得到滤液，制得发酵产物，将发酵产物投入旋转蒸发仪中，在转速为200～240r/min和温度为50～60℃的条件下蒸发浓缩80～100min，制得浓缩产物；将上述浓缩产物投入管式炉中，将管式炉内温度升高至110～120℃，恒温预热60～80min，向管式炉内充入氮气，将管式炉内温度继续升高至430～450℃，高温处理30～50min制得热处理产物，将热处理产物投入行星球磨机中，在转速为100～120r/min和球料比为10:1的条件下研磨60～80min制得改性产物；按重量份数计，将13～15份上述改性产物、2～4份邻苯二甲酸酐、24～28份质量分数为30～40%的乙醇溶液、0.5～0.7份十二烷基苯磺酸钠投入反应釜中，用搅拌装置以400～500r/min的转速混合搅拌30～40min制得预制分散液，将反应釜内温度升高至60～70℃，恒温静置50～60min；向上述反应釜中滴加质量分数为30～40%的硫酸溶液调节pH值至3～4，用搅拌器继续以400～500r/min的转速混合搅拌2～3h，制得酸性反应液，向反应釜中加入酸性反应液质量12～14%的碳酸钠粉末，再继续搅拌30～40min，搅拌后抽滤得到滤液，即得耐低温脱脂剂。

实施例1

木屑：桦木木屑

竹片：毛竹片

浓缩产物的制备：

将桦木木屑与毛竹片按质量比1:5投入粉碎机中粉碎混合制得混合物，将混合物与质量分数为6%的盐酸按质量比1:5投入烧杯中，用搅拌器以300r/min的转速混合搅拌40min制得混合浆液，向烧杯中滴加质量分数为13%的氢氧化钠溶液调节pH值至11；将上述烧杯置于电阻加热套中，升高加热套温度至70℃，恒温反应50min，反应后向烧杯中滴加质量分数12%的乙酸溶液调节pH值至中性制得待反应液，按重量份数计，将22份待反应液、3份河底淤泥和1份葡萄糖投入发酵罐中；将上述发酵罐置于温度为32℃的温室中，恒温静置3天，静置后将物料投入抽滤机中抽滤得到滤液，制得发酵产物，将发酵产物投入旋转蒸发仪中，在转速为200r/min和温度为50℃的条件下蒸发浓缩80min，制得浓缩产物。

改性产物的制备：

将上述浓缩产物投入管式炉中，将管式炉内温度升高至110℃，恒温预热60min，向管式炉内充入氮气，将管式炉内温度继续升高至430℃，高温处理30min制得热处理产物，将热处理产物投入行星球磨机中，在转速为100r/min和球料比为10:1的条件下研磨60min制得改性产物。

耐低温脱脂剂的制备：

按重量份数计，将13份上述改性产物、2份邻苯二甲酸酐、24份质量分数为30%的乙醇溶液、0.5份十二烷基苯磺酸钠投入反应釜中，用搅拌装置以400r/min的转速混合搅拌30min制得预制分散液，将反应釜内温度升高至60℃，恒温静置50min；向上述反应釜中滴加质量分数为30%的硫酸溶液调节pH值至3，用搅拌器继续以400r/min的转速混合搅拌2h，制得酸性反应液，向反应釜中加入酸性反应液质量12%的碳酸钠粉末，再继续搅拌30min，搅拌后抽滤得到滤液，即得耐低温脱脂剂。

实施例2

木屑：松木木屑

竹片：紫竹片

浓缩产物的制备：

将松木木屑与紫竹片按质量比1:5投入粉碎机中粉碎混合制得混合物，将混合物与质量分数为8%的盐酸按质量比1:5投入烧杯中，用搅拌器以350r/min的转速混合搅拌45min制得混合浆液，向烧杯中滴加质量分数为14%的氢氧化钠溶液调节pH值至11；将上述烧杯置于电阻加热套中，升高加热套温度至80℃，恒温反应60min，反应后向烧杯中滴加质量分数14%的乙酸溶液调节pH值至中性制得待反应液，按重量份数计，将24份待反应液、4份河底淤泥和1份葡萄糖投入发酵罐中；将上述发酵罐置于温度为34℃的温室中，恒温静置4天，静置后将物料投入抽滤机中抽滤得到滤液，制得发酵产物，将发酵产物投入旋转蒸发仪中，在转速为220r/min和温度为55℃的条件下蒸发浓缩90min，制得浓缩产物。

改性产物的制备：

将上述浓缩产物投入管式炉中，将管式炉内温度升高至115℃，恒温预热70min，向管式炉内充入氮气，将管式炉内温度继续升高至440℃，高温处理40min制得热处理产物，将热处理产物投入行星球磨机中，在转速为110r/min和球料比为10:1的条件下研磨70min制得改性产物。

耐低温脱脂剂的制备：

按重量份数计，将14份上述改性产物、3份邻苯二甲酸酐、26份质量分数为35%的乙醇溶液、0.6份十二烷基苯磺酸钠投入反应釜中，用搅拌装置以450r/min的转速混合搅拌35min制得预制分散液，将反应釜内温度升高至65℃，恒温静置55min；向上述反应釜中滴加质量分数为35%的硫酸溶液调节pH值至3，用搅拌器继续以450r/min的转速混合搅拌2h，制得酸性反应液，向反应釜中加入酸性反应液质量13%的碳酸钠粉末，再继续搅拌35min，搅拌后抽滤得到滤液，即得耐低温脱脂剂。

实施例3

木屑：杨树木屑

竹片：方竹片

浓缩产物的制备：

将杨树木屑与方竹片按质量比1:5投入粉碎机中粉碎混合制得混合物，将混合物与质量分数为10%的盐酸按质量比1:5投入烧杯中，用搅拌器以400r/min的转速混合搅拌50min制得混合浆液，向烧杯中滴加质量分数为15%的氢氧化钠溶液调节pH值至12；将上述烧杯置于电阻加热套中，升高加热套温度至90℃，恒温反应70min，反应后向烧杯中滴加质量分数16%的乙酸溶液调节pH值至中性制得待反应液，按重量份数计，将26份待反应液、5份河底淤泥和2份葡萄糖投入发酵罐中；将上述发酵罐置于温度为36℃的温室中，恒温静置5天，静置后将物料投入抽滤机中抽滤得到滤液，制得发酵产物，将发酵产物投入旋转蒸发仪中，在转速为240r/min和温度为60℃的条件下蒸发浓缩100min，制得浓缩产物。

改性产物的制备：

将上述浓缩产物投入管式炉中，将管式炉内温度升高至120℃，恒温预热80min，向管式炉内充入氮气，将管式炉内温度继续升高至450℃，高温处理50min制得热处理产物，将热处理产物投入行星球磨机中，在转速为120r/min和球料比为10:1的条件下研磨80min制得改性产物。

耐低温脱脂剂的制备：

按重量份数计，将15份上述改性产物、4份邻苯二甲酸酐、28份质量分数为40%的乙醇溶液、0.7份十二烷基苯磺酸钠投入反应釜中，用搅拌装置以500r/min的转速混合搅拌40min制得预制分散液，将反应釜内温度升高至70℃，恒温静置60min；向上述反应釜中滴加质量分数为40%的硫酸溶液调节pH值至4，用搅拌器继续以500r/min的转速混合搅拌3h，制得酸性反应液，向反应釜中加入酸性反应液质量14%的碳酸钠粉末，再继续搅拌40min，搅拌后抽滤得到滤液，即得耐低温脱脂剂。

对比例1：与实例1的制备方法基本相同，唯有不同的是未加入浓缩产物。

对比例2：与实例2的制备方法基本相同，唯有不同的是未加入改性产物。

对比例3：南京市某公司生产的脱脂剂。

对本发明制得的耐低温脱脂剂和对比例中的脱脂剂进行检测，检测结果如表1所示：

清洗力测试

参考标准JB/T4323.2进行测定，表1中所有脱脂剂清洗能力试验均在25℃下进行测定。

漂洗后残留性能测试

参考标准JB/T4323.2中“漂洗性能试验方法”进行测定。

泡沫高度测试

配制5%质量浓度的工作液，用100mL的具塞量筒装入30mL已配好的脱脂溶液，盖上盖子用30s摇50下的速度摇动3min，然后静置正立，在30～60s内观察泡沫高度（包括除油液高度）。

耐低温性测试

参考标准JB/T4323.2进行测定。

表1性能测定结果

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2	对比例3
							脱脂时间（min）	3.6	3.3	3.1	5.2	5.9	4.3
高温稳定性（60℃，2h）	合格	合格	合格	不合格	不合格	不合格
							低温稳定性（0℃，24h）	合格	合格	合格	不合格	合格	不合格
清洗力（3%溶液，60℃）	98.1	97.6	98.5	92.4	93.8	94.2
							泡沫高度（mL）	37	34	31	39	46	43
清洗后残留性能	无残留物	无残留物	无残留物	有少量残留物	有大量残留物	有少量残留物
							耐低温性（3%溶液，-10℃）	93.4	93.8	94.5	81.0	79.6	77.2

由表1数据可知，本发明制得的耐低温脱脂剂，具有长效持久的脱脂效果，起泡少而持久，脱脂速度快，清洗后无残留物，从而缩短了整个脱脂作业的时间，且在低温环境下仍保持良好的流动性，实现在低温环境下也具有较好的脱脂效果，应用前景广阔。