一种中性环保金属除油除氧化皮清洗液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属表面清洗的技术领域，涉及一种清洗剂，特别涉及一种中性环保 并适用于金属零器件除油除氧化皮的清洗液及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 金属零器件在各行各业的生产中都是不可或缺的重要组成部分。各种零器件从金 属原料到成品的生产制造过程中必然经过成型、切削、打磨、储运、组装等等工序。金属零件 在工序间的停留期间，需要采取必要的防护措施，较为常用的防护方法是通过浸油，从而隔 绝工件与空气中氧气和水汽接触，达到防止工件氧化腐蚀的目的。在下一个加工工序进行 时，则需要先对工件进行除油处理。另外，金属工件常常存在因防护不及时，或防护质量不 到位，导致工件表面被氧化的情况，金属材质的工件表面会生成一层氧化皮。该氧化皮不仅 会影响零器件的外观，而对于电子微电子领域的金属零器件而言，该氧化皮的存在必然影 响零器件表面可焊性以及焊点导电性。所以，许多金属零器件在组装前需要除油同时除氧 化皮。
[0003] 目前除油除氧化皮的方法大多采用两步处理的方法，即先用强碱液除油，再用强 酸去氧化皮。两步法在较长一段时间内都是较为适用和通用的处理工艺，例如，中国专利 CN102094205B中清洗液的pH为12.5-13.5;中国专利申请90105444.5提供的配方则是由硫 酸和多种阴、阳离子表面活性剂组成；中国专利201210351950.X所述清洗剂主要有二磷酸 和表面活性剂组成；申请号为03146767.9的中国专利所述的清洗液中，含多种含磷化合物 (ATMP、HEDP、EDTMP以及有机磷络合物），对环保极为不利。如上所述技术和产品或者采用强 酸进行处理，除锈过程难免会溶解基体金属，清洗程度难以控制；或者采用强碱性除油，但 强碱性对铝锌基材有明显的腐蚀作用；或者含磷，含氟，或含有0P(辛基酚聚氧乙烯醚）、NP (壬基酚聚氧乙烯醚)系列的表面活性剂，此类表面活性剂难降解，且对人体损害大，是一种 不环保的表面活性剂。此外，两步法弊端明显，除油池、清洗池、除锈池、清洗池，至少需要4 个工作池，占用的场地大;其次，步骤多、工作量大、效率低;三是使用强碱和强酸，使用过程 必须加强防护，安全隐患大;再者，使用过程的酸雾造成设备腐蚀严重；而且废水排放前必 须严格处理，否则对环境损害巨大。从另一方面分析，在各种元器件日益微型化、集成化以 及轻量化的今天，金属器件尺寸越来越小，越来越精密，对尺寸精度要求越来越高。传统工 艺中，强碱除油清洗，不适用于含铝锌的金属零件;而强酸除氧化皮难以控制清洗程度，对 金属的溶解明显；由此可见不论强酸还是强碱都会造成零件表面状态与尺寸精度受损，传 统清洗工艺在许多领域已难以满足生产应用的要求。近年，也有少量关于一步除油除锈的 清洗液专利面世，但所述工艺或者是强酸条件，或者组成复杂，或者含磷含难降解表面活性 剂，如中国专利201210351950.X所提供的除油除锈剂由盐酸、磷酸、草酸、冰醋酸、柠檬酸等 有机无机酸，以及聚乙烯醇、六次甲基四胺、环氧乙烷、乙二醛、硬酯酸镁、聚天冬氨酸、乙二 胺四亚甲基膦酸钠、聚马来酸钠、羟基乙叉二磷酸等等有机添加剂，生产较为繁琐，组分复 杂也不利于排放处理。
[0004] 为此，本发明报道了一种安全高效、中性环保、一步清洗即可完成除油去氧化皮的 清洗液。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术存在的问题，并充分考虑成本、可操作性以及安全环保等问题，本发 明提供了一种中性环保金属除油除氧化皮清洗液。本发明的清洗液满足了当前零器件微型 化，器件尺寸要求越来越高的发展趋势，可清洗但不影响零件尺寸；同时本发明的清洗液为 中性，工作环境友好，无安全隐患;并且本发明所用原料稳定性好，其中表面活性剂易于降 解。本发明所述清洗液在生产、储运、使用、排放等方面均简单易行，安全实用。
[0006] 本发明的另一目的在于提供上述中性环保金属除油除氧化皮清洗液的制备方法。
[0007] 本发明的目的通过以下技术方案实现：
[0008] -种中性环保金属除油除氧化皮清洗液，由盐类、表面活性剂、有机溶剂、络合剂、 增稠剂、杀菌剂及水组成。其中盐类的质量浓度为2.0-20.0 g/L，优选浓度为8.0-15. Og/L; 表面活性剂浓度为15 · 0-45 · Og/L，优选浓度为20 · 0-35 · Og/L;有机溶剂浓度为12 · 0-30 · 0g/ L，优选浓度为18.0-25.0g/L;络合剂浓度为10.0-30.0g/L，优选浓度为15.0-25.0g/L;增稠 剂的浓度为〇. 5-5.0g/L，优选浓度为0.8-3.0g/L;杀菌剂用量为0.1-2.0g/L，优选浓度为 0.2-〇.8g/L〇
[0009] 所述盐类为柠檬酸钠、柠檬酸钾、硫酸钠、硫酸钾、碳酸钠、碳酸钾或硼酸钠的一种 以上。
[0010]所述表面活性剂为APG(烷基糖苷）、FMEE(脂肪酸甲酯与环氧乙烷的缩合物）、CAB (椰油酰胺丙基甜菜碱）、LAS(十二烷基苯磺酸钠)或渗透剂JFC(脂肪醇聚氧乙烯醚）中三种 以上;其主要作用是乳化清洗工件表面的油类，并使的清洗液具有良好的渗透性能，加速对 清洗表面的润湿。
[0011] 所述有机溶剂为DEA(二乙醇胺）、ΤΕΑ(三乙醇胺）、PEG-400(聚乙二醇400)的一种 以上;其作用是溶解金属零器件表面附着的有机物。
[0012] 所述络合剂为EDTA-4Na(乙二胺四乙酸四钠）、EDTA-2Na(乙二胺四乙酸二钠）、葡 萄糖酸钠或酒石酸钾钠的一种以上;其主要作用是络合金属离子，促使工件表面的氧化皮 溶解。
[0013] 所述增稠剂为NaCl、海藻酸钠或CMC(羧甲基纤维素钠）中的一种以上;其作用是增 加清洗液的粘度，可减少灌装或倾倒过程中的飞溅，增加洗液外观品质。
[0014] 所述杀菌剂为卡松(5-氯-2甲基-4异噻唑啉-3酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混 合物）、山梨酸钾或尼泊金酯中的一种以上，其作用是杀菌防变质，使清洗液具有较长的保 存期。
[0015] -种中性环保金属除油除氧化皮清洗液的制备方法，具体包括如下步骤：
[0016] (1)将盐类加入第一部分水中，搅拌溶解，得到盐类溶液；
[0017] (2)将表面活性剂依次加入盐类溶液中，搅拌溶解；
[0018] (3)表面活性剂都溶解完全后，向溶液中依次加入有机溶剂、络合剂、增稠剂和杀 菌剂，搅拌溶解，得到混合溶液；
[0019] (4)向混合溶液中加入第二部分水，采用调节剂调节溶液的pH为中性，补水使得各 物质的含量达到所需的浓度，得到清洗液。
[0020] 步骤(2)中所述表面活性剂在加入的过程中需前面一种表面活性剂完全溶解后再 加入下一种表面活性剂。
[0021] 步骤(3)中有机溶剂、络合剂、增稠剂和杀菌剂在加入的过程中需前一种成分溶解 完全后再加入下一种成分。
[0022] 步骤(3)中所述增稠剂在加入前需配成溶液，溶液中增稠剂与水的质量体积比为 (0.5~5)g:(150~350)mL。
[0023] 步骤(4)所述调节剂为柠檬酸或氨水;步骤(4)中所述pH为6.8-7.2。
[0024] 步骤(1)所述第一部分水的用量2步骤(4)第二部分水的用量>步骤(4)补水的用 量。
[0025] 本发明的清洗液适用于各种金属材料零器件特别是精密零器件的除油清洗，适用 于镍基、铁基、铜基零器件的去除氧化皮清洗。
[0026] 清洗液使用时，视待清洗表面的油层厚度，氧化程度，稀释清洗液至5-20倍；"稀释 至5倍"即200g清洗液稀释至1000g; "稀释至20倍" 即50g清洗液稀释至1000g。油多且氧化程 度高的表面应使用稀释倍数低的清洗液。加热稀释后的清洗液(即工作液)至40-70°C，同时 搅拌工作液，将待洗工件浸入工作液，20-30min可使工件表面油污与氧化皮褪除干净。采用 超声波清洗，清洗时间可缩短至3_5min。
[0027] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0028] (1)本发明所述清洗液不含挥发性有害成分，水基清洗液可避免产生燃烧与爆炸 的危险；
[0029] (2)本发明所述清洗液为中性，使用过程中，操作人员无需特别的安全设施，工作 中可避免酸雾产生，对设备腐蚀小;也不会影响零器件的表面形态和尺寸精度；
[0030] (3)本发明所述清洗