水基清洗剂及其在哈氏合金带材清洗上的应用
阅读说明：本技术 水基清洗剂及其在哈氏合金带材清洗上的应用 (Water-based cleaning agent and application thereof in cleaning Hastelloy strip ) 是由 蔡勇 于 2021-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及工业清洗剂技术领域,且公开了一种水基清洗剂及其在哈氏合金带材清洗上的应用,包括以下配比的原料：3.5g/L氢氧化钠,0.4g/L辛基酚聚氧乙烯醚,5.0～10.0g/L葡萄糖酸钠,0.3g/L烷基聚氧乙烯硫酸酯盐,15.0～25.0g/L碳酸钠,8.0～15.0g/L由纳米氧化锌均衡分散在聚噻吩中形成的浓度为5～10％的混合清洗催化剂；在清洗C-276哈氏合金基带时,污染物在激光能量和混合清洗催化剂的共同作用下,通过物理或化学反应克服与C-276哈氏合金基带的结合力并脱离,污染物吸收激光能量后瞬时温度急剧升高至超过熔点或沸点,进而分解或气化并从表面消失,不仅实现了彻底清除污染物的技术效果,而且清洁方式无毒、环保、安全、高效。(The invention relates to the technical field of industrial cleaning agents, and discloses a water-based cleaning agent and application thereof in cleaning Hastelloy strips, wherein the water-based cleaning agent comprises the following raw materials in parts by weight: 3.5g/L of sodium hydroxide, 0.4g/L of octyl phenol polyoxyethylene ether, 5.0-10.0 g/L of sodium gluconate, 0.3g/L of alkyl polyoxyethylene sulfate, 15.0-25.0 g/L of sodium carbonate and 8.0-15.0 g/L of mixed cleaning catalyst with the concentration of 5-10 percent formed by uniformly dispersing nano zinc oxide in polythiophene; when the C-276 hastelloy base band is cleaned, the pollutants overcome the binding force with the C-276 hastelloy base band and are separated through physical or chemical reaction under the combined action of laser energy and a mixed cleaning catalyst, the instantaneous temperature of the pollutants is sharply increased to exceed the melting point or the boiling point after the pollutants absorb the laser energy, and then the pollutants are decomposed or gasified and disappear from the surface, so that the technical effect of thoroughly removing the pollutants is realized, and the cleaning mode is non-toxic, environment-friendly, safe and efficient.)
技术领域
本发明涉及工业清洗剂技术领域，具体为一种水基清洗剂及其在哈氏合金带材清洗上的应用。
背景技术
YBCO晶体(YBa2Cu3O7-δ)的双轴取向一致是形成超导的必要条件，导致对C-276(Hastelloy C-276，哈氏合金，镍基金属合金)基带表面粗糙度有着极为严格的要求，市场供应的基带不能直接应用，必须进行表面处理。目前最为有效的处理方法是电化学抛光，然而C-276在制造加工过程中，氧化皮、油脂、碳质膜或其他残留化学膜污物、粒子、金属屑、灰尘或其他非挥发性沉淀物都可能影响到表面平整度和光亮度，还会毒化抛光液。因此，电化学抛光之前，基带必须进行彻底的清洗，除去这些污垢，保证C-276基带的粗糙度满足后续工艺要求。
目前常用的清洗方法多存在一定缺陷，如蒸汽脱脂法成本高、能耗高、蒸汽对人畜有害；硝酸-氢氟酸清洗法腐蚀性强、操作不安全、废水处理困难，不易管理；浸洗、喷洗、机械清洗等方法效率低，不能满足下道工序要求；化学清洗工艺多包括水冲洗-脱脂-水冲洗-酸洗-水冲洗-钝化-水冲洗-干燥等步骤，工艺繁琐，其中含有的磷酸、Na3PO4、Na2Cr207等造成水体富营养化、重金属铬污染等，废水处理困难，不环保，而且化学清洗工艺的操作温度高(80～90℃)，清洗时间长(4～8h)，远不能满足工业化要求。
普通清洗剂残留较多，难以满足洗净率的要求，且传统的有机溶剂清洗剂还有易燃、有毒、价格高等缺点，所以，研制一种低毒、环保、安全、高效的水基清洗剂就尤为重要。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供一种水基清洗剂及其在哈氏合金带材清洗上的应用，以解决传统的有机溶剂清洗剂残留较多，难以满足洗净率的要求，还存在易燃、有毒、价格高的技术问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种水基清洗剂，包括以下配比的原料：3.5g/L氢氧化钠，0.4g/L辛基酚聚氧乙烯醚，5.0～10.0g/L葡萄糖酸钠，0.3g/L烷基聚氧乙烯硫酸酯盐，15.0～25.0g/L碳酸钠，8.0～15.0g/L由纳米氧化锌均衡分散在聚噻吩中形成的浓度为5～10％的混合清洗催化剂。
进一步的，所述纳米氧化锌的平均粒径≤50nm。
进一步的，所述水基清洗剂包括以下配比的原料：3.5g/L氢氧化钠，0.4g/L辛基酚聚氧乙烯醚，10.0g/L葡萄糖酸钠，0.3g/L烷基聚氧乙烯硫酸酯盐，15.0g/L碳酸钠，8.0g/L由平均粒径≤20nm的氧化锌均衡分散在聚噻吩中形成的浓度为8％的混合清洗催化剂。
一种水基清洗剂在哈氏合金带材清洗上的应用，包括以下步骤：
(1)按照配方要求调制溶液，溶液要求溶解完全；
(2)裁剪12mm宽C-276哈氏合金基带30cm，对折放入清洗液中浸泡，并加盖(滤纸)防尘；
(3)采用脉冲式激光照射C-276哈氏合金基带；其中，脉冲式激光的具体参数为：脉冲频率10～50kHz，平均功率120～200W；
(4)在1kHz下于ZQ25-12TJR超声波清洗器中超声清洗，之后采用去离子水冲洗即可。
(三)有益的技术效果
与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：
本发明的清洗配方中掺入由纳米氧化锌均衡分散在聚噻吩中形成的混合清洗催化剂，在清洗C-276哈氏合金基带时，污染物在激光能量和混合清洗催化剂的共同作用下，通过物理或化学反应克服与C-276哈氏合金基带的结合力并脱离，污染物吸收激光能量后瞬时温度急剧升高至超过熔点或沸点，进而分解或气化并从表面消失，不仅实现了彻底清除污染物的技术效果，而且清洁方式无毒、环保、安全、高效。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种水基清洗剂，包括以下配比的原料：3.5g/L氢氧化钠，0.4g/L辛基酚聚氧乙烯醚，5.0g/L葡萄糖酸钠，0.3g/L烷基聚氧乙烯硫酸酯盐，25.0g/L碳酸钠，5.0g/L由平均粒径≤50nm的氧化锌均衡分散在聚噻吩中形成的浓度为10％的混合清洗催化剂；
上述水基清洗剂在哈氏合金带材清洗上的应用方法包括以下步骤：
(1)按照配方要求调制1 000mL溶液，溶液要求溶解完全；
(2)裁剪12mm宽C-276哈氏合金基带30cm，对折放入清洗液中浸泡1h，并加盖(滤纸)防尘；
(3)采用脉冲式激光照射C-276哈氏合金基带10min；其中，脉冲式激光的具体参数为：中心波长1064nm，最大单脉冲能量10.0mJ，脉冲频率30kHz，平均功率120W，光斑直径0.36mm，最大扫描速率10 000mm/s，光束质量M2＝11.2；
(4)在60℃、1kHz下于ZQ25-12TJR超声波清洗器中超声清洗10min，之后采用去离子水冲洗即可；
实施例二：
一种水基清洗剂，包括以下配比的原料：3.5g/L氢氧化钠，0.4g/L辛基酚聚氧乙烯醚，10.0g/L葡萄糖酸钠，0.3g/L烷基聚氧乙烯硫酸酯盐，15.0g/L碳酸钠，8.0g/L由平均粒径≤20nm的氧化锌均衡分散在聚噻吩中形成的浓度为8％的混合清洗催化剂；
上述水基清洗剂在哈氏合金带材清洗上的应用方法包括以下步骤：
(1)按照配方要求调制1 000mL溶液，溶液要求溶解完全；
(2)裁剪12mm宽C-276哈氏合金基带30cm，对折放入清洗液中浸泡2h，并加盖(滤纸)防尘；
(3)采用脉冲式激光照射C-276哈氏合金基带10min；其中，脉冲式激光的具体参数为：中心波长1064nm，最大单脉冲能量10.0mJ，脉冲频率50kHz，平均功率150W，光斑直径0.36mm，最大扫描速率10 000mm/s，光束质量M2＝11.2；
(4)在60℃、1kHz下于ZQ25-12TJR超声波清洗器中超声清洗15min，之后采用去离子水冲洗即可；
实施例三：
一种水基清洗剂，包括以下配比的原料：3.5g/L氢氧化钠，0.4g/L辛基酚聚氧乙烯醚，8.0g/L葡萄糖酸钠，0.3g/L烷基聚氧乙烯硫酸酯盐，20.0g/L碳酸钠，10.0g/L由平均粒径≤10nm的氧化锌均衡分散在聚噻吩中形成的浓度为5％的混合清洗催化剂；
上述水基清洗剂在哈氏合金带材清洗上的应用方法包括以下步骤：
(1)按照配方要求调制1 000mL溶液，溶液要求溶解完全；
(2)裁剪12mm宽C-276哈氏合金基带30cm，对折放入清洗液中浸泡1h，并加盖(滤纸)防尘；
(3)采用脉冲式激光照射C-276哈氏合金基带10min；其中，脉冲式激光的具体参数为：中心波长1064nm，最大单脉冲能量10.0mJ，脉冲频率10kHz，平均功率200W，光斑直径0.36mm，最大扫描速率10 000mm/s，光束质量M2＝11.2；
(4)在60℃、1kHz下于ZQ25-12TJR超声波清洗器中超声清洗20min，之后采用去离子水冲洗即可；
性能测试：
使用微孔过滤膜(有机系尼龙膜0.2μm)对上述清洗液进行减压过滤，将微孔过滤膜用滤纸夹具固定并放在烘箱中100℃烘干15min，冷却后安放在Leica DM2500 M金相显微镜的载物台中心位置检测；
RamisCIA清洁度检查系统的全自动检验分析过程如下：自动扫描整个有机系滤膜、自动拍照，颗粒自动识别、统计、分析，自动检查清洁度以及客户自定义的标准，自动生成专业的清洁度评级和分析报告；
参数设置：①试验用清洗液体积1000mL；
②污染物总数的计算(归一化参数：体积每100mL)
污染物总数＝颗粒总数/1000×100；
③有效过滤直径为34mm；
定义标准为：清洗后统计结果中污染物总数<20即合格，污染物总数>20即不合格；
检测结果为：
实施例一：清洗后污染物总数<20，清洗合格；
实施例二：清洗后污染物总数<20，清洗合格；
实施例三：清洗后污染物总数<20，清洗合格；
由测试结果可知，本发明所制得的清洗剂的各项质量指标均符合定义标准。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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