粉体铝材清洗剂的制备及性能研究.pdf

总第2 1 5 期2023年第1 0 期科研与开发摘要：本文研制的粉体铝材清洗剂是一款适用于铝基材的工业粉体脱脂剂，本产品通过无机盐、环保高效组分进行复配，借助超声波清洗方式对铝基材表面的防锈油、挥发油等油污进行清洗，清洗后对铝基材无腐蚀。通过研究显示：本品为粉状产品，溶解性好，对铝基材无腐蚀，且对防锈油、挥发油等油污清洗效率高达9 5%以上，清洗后基材表面含油量低于1 0 mg/m,能够满足相关行业需求和铝材清洗工艺。关键词：粉体；铝材；清洗剂中图分类号：TQ6490引言金属作为与人们生活息息相关的物质，在机械加工行业中扮演着重要的角色。在机械加工领域涉及的工件主要以碳钢、铸铁、铝及铜材质为主，而目前该领域应用的工业清洗剂主要以清洗碳钢、铸铁材质为主，对于铝、铜等有色金属的清洗剂则相对较少。目前工业清洗剂主要分为溶剂型清洗剂、水基型清洗剂两大类，其中溶剂型清洗剂对油污的洗净率高，清洗简便但是呈现气味大、不环保等缺点。水基清洗剂主要分为水基类、粉体类两大类，二者相比水基类加药更加方便,无需溶解但相较于粉体类清洗剂而言，水基类寿命短，清洗效率低。现如今在机械加工、机械制造等制造业领域，清洗工艺和清洗效果已经涉及至能源等诸多领域 2 ,而现在铝材的清洗主要以水基类清洗剂为主，但因为铝本身具有特殊性质，会与酸、碱甚至热水会发生反应产生腐蚀变色失光现象 3,因此对于铝材清洗剂的配方以及搭配的清洗方式都需要更加谨慎细致地控制。面对市场上对铝材清洗剂的使用频率、清洗效率、清洗方式、节约成本的关键问题，研发一款清洗效率高、使用周期长的工业铝材清洗剂是当务之急。目前铝材清洗剂多以液体为主，以复配表面活性剂增加除油去污特点，复配无机盐助洗剂提升产品的抗硬水性能、铝材表面的去灰去污能力，复配缓蚀添加剂提升产品对铝基材的腐蚀作用,其中对于配方的选择与制作并不是组分越多越能体现产品特点，若表面活性剂添加量过高极易引起较高泡沫，不利于进一步清洗,因此在配方中选择对铝材无腐蚀，合适的组分搭配对于产品的性能提升具有重要的意义。1实验部分1.1试剂与仪器(见表1、表2)1.2实验步骤将工业级碳酸氢钠、偏硅酸钠、三聚磷酸钠、碳酸收稿日期：2 0 2 2-1 2-2 8作者简介：金佳惠，女，1 9 9 3年出生，毕业于沈阳师范大学，硕士学位，研发工程师，研究方向为清洗剂的研发与应用。山西化工Shanxi Chemical Industry粉体铝材清洗剂的制备及性能研究金佳惠，朱晓萍，金茜，苏巨龙(沈阳瑞驰表面技术有限公司，辽宁沈阳1 1 0 1 2 2）文献标识码：A乙氧基化异十三烷基醇王基酚聚氧乙烯醚非离子改性异构醇非离子表面活性剂粉体消泡剂表2 仪器及设备列表仪器编号仪器名称1250mL玻璃烧杯2形瓶3磨口带盖玻璃瓶4分析天平5酸碱滴定装置6磁力搅拌器7玻璃棒8恒温干燥箱9恒温水浴锅10红外分光测油仪钠等粉体原料放入2 5 0 mL玻璃烧杯中，使用玻璃棒将其搅拌均匀,再将乙氧基化异十三烷基醇、壬基酚聚氧乙烯醚、非离子改性异构醇等表面活性剂依次加人到搅拌均匀的粉体原料中，搅拌均匀后加人粉体消泡剂即可。1.3理化参数(见表 3)表3粉体铝材清洗剂理化性能参数检测项目参数指标产品外观粉状固体5%浓度游离碱度/pt28.95%浓度pH12.0 1.0清洗温度/40 50清洗时间/s1030清洗方式超声波清洗注：清洗时间主要依据表面含油量控制，油量较少建议时间为1 0 30 s，油量较多建议时间为1 8 0 s。Total 215No.10,2023D0I:10.16525/14-1109/tq.2023.10.006文章编号：1 0 0 4-7 0 5 0(2 0 2 3)1 0-0 0 1 2-0 2表1 试剂汇总表试剂名称试剂状态碳酸氢钠工业级，粉体偏硅酸钠工业级，粉体三聚磷酸钠工业级，粉体碳酸钠工业级，粉体工业级，液体工业级，液体工业级，液体工业级,液体工业级，粉体检测方式目测酸碱滴定法pH试纸(精密)一一一2023年第1 0 期金佳惠，等：粉体铝材清洗剂的制备及性能研究132性能表征2.1高低温稳定性配制两杯5%浓度的粉体清洗剂工作液，分别在两支烧杯中加入8 0 g自来水，再分别取5%粉体清洗剂加入烧杯中，磁力搅拌均匀后补足剩余水量至1 0 0 g。将两杯工作液分别装瓶，分别放置于-3-7 的恒温环境中2 4h和38 42 的恒温环境中2 4h，待时间到达后取出恢复室温后观察稀释液状态。2.2铝材腐蚀性配制粉体清洗剂5%浓度的稀释液，将铝标准试片放置于稀释液中，再将装有稀释液的容器放于3842的恒温水浴锅中4h,待时间到达后取出板材观察板材前后质量变化、颜色状态变化。金属试片的腐蚀等级主要分为4个级别,为0 3级，主要评价标准依据为GB/T212412007和JB/T4323.2一1 9 9 9,其中0 级为试验后表面光亮未出现变色及失光且质量变化小于2 mg1级为整体出现轻微变色，变色较为均匀且质量变化小于2 mg，2 级为出现明显的失光、变色现象且质量变化大于等于2 mg,3级则为出现严重变色并且出现腐蚀现象、质量变化大于等于 2 mg。2.3清洗效率清洗效率的判定主要依据失重法测除油率及红外测油仪数据表征方式进行，方法如下：1)失重法：将处理好的铝试片在分析天平上进行称重质量为mi,取适量防锈油均匀涂抹在铝试片表面，沥干后称取质量为m2，称重后将其浸泡在40 5 0 工作液中超声波清洗1 0 s后，并在7 0 2 的烘箱中烘干后称其质量为m3,除油率计算公式如下：除油率=(m2-mi)/(m-ms)100%.2)红外测油仪法：红外测油仪主要利用红外分光光度法测定水中油含量，主要执行标准为HJ637一2018水质石油类和动植物油的测定红外光度法、GB38382002地表水环境质量标准、GB189182002城镇污水处理厂污染排放标准。3结果与讨论3.17高低温稳定性（见表4)表4稀释液高低温稳定性数据表温度/-3 -7是否析出香是否分层否是否变色气味变化综上可以看出，该稀释液在低温、高温环境中均未发生分层、析出、变色等现象，稳定性良好。3.2铝材腐蚀性(见表5)表5 腐蚀变化数据表试片编号1#铝外观状态无腐蚀无变色起始质量/g8.053 14h后质量/g8.052.5质量变化/g0.000 6质量变化标准范围2.0mg,0级综上可以看出：在40 的环境下,铝标准试片在5%的工作液中浸泡4h后均未发生腐蚀点和变色现象并且板材的质量变化均小于2 mg，根据GB/T212412007和JB/T4323.21999两种标准对照,此款清洗剂对于铝材的腐蚀等级为0 级，满足相关行业标准。3.3清洗效率评价3.3.1失重法(见表6)表6 铝试片质量变化统计表试片编号1#铝片涂油前质量m/g2.8579涂油后质量mlg3.264 4清洗烘干后质量ml/g2.867 3涂抹油污质量m-ml/g0.406 5清洗掉油污质量m2-ms/g0.397 1除油率/%97.68注：铝试片来自某客户使用的铝翅片，油污为防锈油。3.3.2红外测油仪法(见表7)表7 红外测油仪数据汇总表样品质量3030吸2960吸2930吸水样板材面浓度值/含油量/名称光度光度光度浓度积(mg/L)(mg/m)未清洗21.0005样件铝材清0.059 6洗剂注：铝试片来自某客户使用的铝翅片，油污为防锈油以上采用5%的铝材清洗剂工作液超声波清洗铝试片1 0 s后根据不同的实验方法进行检测分析可知，利用失重法及红外测油仪法两种方式检测铝材清洗剂的除油能力，失重法检测除油效率高达9 5%以上，红外分光光度法测试清洗后板材表面含油量为0.78mg/m，二者均可有效证明此款清洗剂具有良好3842的去污能力。否4结论综上可以看出，本文研发的此款粉体铝材清洗剂否性能稳定，其工作液在高低温环境下无析出无分层和杏析出，产品均一稳定,产品碱度虽高但是对铝基材无无无2#铝无腐蚀无变色8.346 28.344.90.001 32.0mg,0 级2#铝片2.28692.607 62.28780.320 70.319 899.71单位面积00.120 60.243 121.000 50.002 8000.00110.059 60.003 8腐蚀，油污清洗效率高达9 5%以上，清洗后基材表面含油量低于1 0 mg/m,能够满足相关行业需求和铝材清洗工艺。(下转第2 2 页）375.00.78山西化工22第43 卷3刘瑞刚，徐坚.国产高性能聚丙烯睛基碳纤维制备技术研究进展J.科技导报,2 0 18,3 6(19):3 2-42.4刘俊男，曹敏悦，汪月，等.碳纤维原丝用二元丙烯腈聚合物的合成及性能 J1.高分子材料科学与工程，2 0 17,3 3 6)：3 7-41.5刘勇.聚丙烯腈(PAN)基原丝在热处理过程中的结构演变研究Study on the Cyclization Reaction of Polyacrylonitrile Based on the Influence of TBHP(Shandong Guotai Dacheng Technology Co.,Ltd.,Taian Shandong 271600,China)Abstract:In order to address the shortcomings of long reaction time,low eficiency,and high production cost in the pre oxidation processof polyacrylonitrile,a new tert butyl hydrogen peroxide(TBHP)reaction treatment scheme was proposed,which utilizes the oxygengenerated by its decomposition at high temperature to initiate and accelerate the cyclization reaction of polyacrylonitrile,thereby reducingthe time of polyacrylonitrile in the pre oxidation reaction.According to practical applications,the new scheme can increase the degree ofcyclization by 18.4%,reduce the thermal weight loss rate by 20.5%,and greatly improve the quality of pre oxidation.Key words:polyacrylonitrile;tert butyl hydrogen peroxide;cyclization reaction;preoxidationD.长春：长春工业大学,2 0 2 1.6华夏.聚丙烯腈基碳纤维原丝与预氧化过程结构的研究 D.沈阳：沈阳化工大学，2 0 2 1.7彭公秋，李国丽，石峰晖，等.国产聚丙烯腈基大丝束碳纤维发展现状与分析 J.高科技纤维与应用,2 0 2 1,46(6):11-16.Zhang Kai,Geng Yehua(上接第13 页）参考文献1李高峰,张惠文.油污剥离型水基金属清洗剂的研究与开发 J.现代化工,2 0 15(12):7 5-7 8.2李高峰,张惠文.低泡防锈型水基金属清洗剂的研究与开发 J.电镀与涂饰,2 0 15(9)：49 6-5 0 1.Preparation and Performance Study of Powder Aluminum Cleaning Agent(Shenyang Ruichi Surface Technology Co.,Ltd.,Shenyang Liaoning 110122,China)Abstract:The powder aluminum cleaning agent developed in this article is an industrial powder degreaser suitable for aluminumsubstrates.This product is compounded with inorganic salts and environmentally friendly and efficient components,and uses ultrasoniccleaning to clean the rust resistant oil,volatile oil,and other oil stains on the surface of aluminum substrates.Affer cleaning,it has nocorrosion to the aluminum substrate.Research has shown that this product is a powdery product with good solubility and no corrosion toaluminum substrates.It has a cleaning efficiency of over 95%for rust proof oil,volatile oil,and other oil stains.After cleaning,the surfaceoil content of the substrate is less than 10 mg/m,which can meet the needs of relevant industries and aluminum cleaning processes.Key words:powder;aluminum;cleaning agent3王奋善，路瑞林，杨小杰，等.铝材表面脱脂除油清洗剂的研究J.清洗世界,2 0 11,2 7(11):18-2 1.4李银玲.铝合金表面油污清洗剂的制备及腐蚀性研究 J.清洗世界,2 0 2 1,3 7(6):2 7-2 8.Jin Jiahui,Zhu Xiaoping,Jin Qian,Su Julong(上接第 17 页）3张顺,陈洞，王宇，等.聚丙烯腈废纤维制备碳纤维原丝用纺丝溶液研究 J.化工新型材料,2 0 2 1,49(7)：8 1-8 4.Research on the Production Process of Polyacrylonitrile Based Carbon Fiber Precursor(Shandong Guotai Dacheng Technology Co.,Ltd.,Taian Shandong 271600,China)Abstract:The quality of precursor fibers has a prominent impact on the performance and quality of polyacrylonitrile based carbon fibermaterials.In actual production,the spinning solution is prepared by addition and polymerization of acrylonitrile,itaconic acid,and methylacrylate,and then the precursor is prepared through processes such as fltration,spinning,solidification,and oiling.During the researchprocess,the effects of polymerization time,reaction temperature,and initiator concentration on the quality of the spinning solution wereexplored.At the same time,the effects of spinning equipment,oil usage methods,and solvent residue on the quality of the raw silk wereanalyzed,and optimization control measures were proposed based on the above factors.Key words:polyacrylonitrile;carbon fiber precursor;production process4辛丙靖，李鹏.聚丙烯腈(PAN)基碳纤维原丝油剂制备方法探究J.大众标准化,2 0 2 0(2 1):13 6-13 7.Geng Yehua,Zhang Kai