專利名稱：一種無磷除油粉、生產(chǎn)工藝及無磷除油工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種除油粉，特別地，本發(fā)明涉及一種無磷除油粉、生產(chǎn)工藝及無磷除油工藝，適用于鋼鐵、不銹鋼管制品的鍍前、涂前處理。
背景技術(shù)：
除油粉，別名脫脂粉，廣泛應(yīng)用于五金塑膠電鍍，噴涂行業(yè)的前處理的一種化學(xué)品，也用于各種五金清洗行業(yè)，其按性質(zhì)可以分為化學(xué)除油粉和電解除油粉，按種類還可以分為鋼鐵除油粉和合金除油粉。除油粉為采用多種優(yōu)質(zhì)表面活性劑、去污劑、滲透劑、助洗劑等精制而成的低泡除油脫脂劑，具有良好的潤濕，增溶和乳化等能力，有較強的去油能力。清洗后的工件表面無可見油膜或油斑。其主要應(yīng)用于鋁合金，鋅合金，鎂合金等合金材料的清洗，對工件無損傷現(xiàn)象。磷酸鹽具有較好的螯合能力、助洗效果，其作為一種助洗劑與表面活性劑等復(fù)配成除油粉后，被廣泛地應(yīng)用于傳統(tǒng)工業(yè)等領(lǐng)域。然而，由于此種除油粉中含磷，在地表淡水系統(tǒng)中，磷酸鹽通常是植物生長的限制因素，而在海水系統(tǒng)中往往是氨氮和硝酸鹽限制植物的生長以及總的生產(chǎn)量。導(dǎo)致富營養(yǎng)化的物質(zhì)，往往是這些水系統(tǒng)中含量有限的營養(yǎng)物質(zhì)，例如，在正常的淡水系統(tǒng)中磷含量通常是有限的，因此增加磷酸鹽會導(dǎo)致植物的過度生長，而在海水系統(tǒng)中磷是不缺的，而氮含量卻是有限的，因而含氮污染物加入就會消除這一限制因素，從而出現(xiàn)植物的過度生長。生活污水和化肥、食品等工業(yè)的廢水以及農(nóng)田排水都含有大量的氮、磷及其他無機鹽類。天然水體接納這些廢水后，水中營養(yǎng)物質(zhì)增多，促使自養(yǎng)型生物旺盛生長，特別是藍藻和紅藻的個體數(shù)量迅速增加，而其他藻類的種類則逐漸減少。水體中的藻類本來以硅藻和綠藻為主，藍藻的大量出現(xiàn)是富營養(yǎng)化的征兆，隨著富營養(yǎng)化的發(fā)展，最后變?yōu)橐运{藻為主。藻類繁殖迅速，生長周期短。藻類及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不斷消耗水中的溶解氧，或被厭氧微生物分解，不斷產(chǎn)生硫化氫等氣體，使水質(zhì)惡化，造成魚類和其他水生生物大量死亡。藻類及其他浮游生物殘體在腐爛過程中，又把大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)釋放入水中，供新的一代藻類等生物利用。因此，富營養(yǎng)化了的水體，即使切斷外界營養(yǎng)物質(zhì)的來源，水體也很難自凈和恢復(fù)到正常狀態(tài)，造成了極大的環(huán)境污染，嚴(yán)重影響了生態(tài)平衡以及人與自然的和諧相處。含磷除油粉的廢水處理可以采用沉淀超濾-反滲透組合回收含有磷酸鹽的除油粉，但是其回收成本較高，極大制約了含磷酸鹽的除油粉的發(fā)展。從上世紀(jì)90年代開始，越來越多的科研院所和企業(yè)開始研發(fā)無磷除油粉。然而， 由于所采用的代磷助洗劑在清洗效果、螯合能力、洗去性等綜合性能上無法與磷酸鹽助洗劑媲美，所以可以完全取代含磷酸鹽的除油粉的研究進展比較緩慢。CN102094205A公開了一種無磷除油粉，包括以下質(zhì)量份的原料10_25份的氫氧化鈉、20-32份的碳酸鈉、20-35份的無磷助洗劑、5_10份硫酸鈉、1_5份檸檬酸鈉、1_5份葡萄糖酸鈉、6-12份表面活性劑。其使用工藝包括，首先將無磷除油粉與水配制成洗液，加入到清洗槽中，并在一定溫度和PH值范圍下將工件放入清洗槽中進行清洗。本發(fā)明的無磷除油粉不含磷，對環(huán)境友好，且清洗效果較好。但是，目前即使通過研究得到的無磷除油粉，其組成中表面活性劑由于僅僅是單一的表面活性劑，或者是幾種表面活性劑的簡單復(fù)配，分散效果較差，除油效果與含磷清洗劑相比差距仍然較大，且其工作濃度較高，除油速度較慢，嚴(yán)重的制約了無磷除油粉的大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種無磷除油粉，其廢水處理簡單、工作濃度較低、使用壽命較長，并且除油效果好且速度快。所述無磷除油粉，采用特定的成分組合，其組成按質(zhì)量百分比包括
表面活性劑2%-20%
氫氧化鈉10%-40%
絡(luò)合劑 A92R2%-15%
分散劑 SoKalan CP52%-15%
碳酸鈉10%-30%
硫酸鈉5%-25%。優(yōu)選地，本發(fā)明所述無磷除油粉，其組成按質(zhì)量百分比包括
表面活性劑4-15%
氫氧化鈉20-35%
絡(luò)合剖A92R5-10%
分散劑 SoKalan CP55-10%
碳酸鈉15-25%
硫酸鈉10-20%。除油是利用堿對油污的皂化作用來去除皂化類油脂和利用表面活性劑的乳化作用來去除皂化類油脂，同時為使在低溫下有強的除油效率，還要求表面活性劑發(fā)揮潤濕、滲透、卷離和分散作用，即利用表面活性劑在金屬-油污界面滲透，取代油污相，使金屬相被潤濕，從而迫使大量油污被卷離到液面以達到脫脂效果。根據(jù)固體表面潤濕的原理，對于一定的固體表面，液體的表面張力越低，潤濕性能越好。潤濕是固體表面清洗過程的第一步。在添加除油劑的浸洗除油過程中，金屬表面的油污主要依靠除油液中表面活性劑的選擇性潤濕、滲透、卷離和擴散作用將油污置換，使金屬表面潤濕。選擇合適的表面活性劑可大大降低除油液的表面張力，提高除油液對金屬工件表面油污的潤濕、滲透、卷離和擴散作用，提高去污效果。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠獲知的表面活性劑均可實現(xiàn)本發(fā)明，作為優(yōu)選方案，本發(fā)明所述的表面活性劑是由60wt%的非離子表面活性劑、30wt%的陰離子表面活性劑、5wt%的滲透劑、5wt%的潤濕劑復(fù)配得到的復(fù)配表面活性劑。所述非離子表面活性劑為ANTAR0X 17 R4表面活性劑，購自法國羅地亞集團，所述滲透劑為B0S-1585滲透劑，購自法國羅地亞集團，所述潤濕劑為ANTAR0X 225潤濕劑，購自法國羅地亞集團，所述陰離子表面活性劑為 AES表面活性劑，購自吉林石化。滲透劑，表面活性劑的一種，主要起滲透作用，可以增強除油液對工件表面油污的滲透作用。其也是具有固定的親水親油基團，在溶液的表面能定向排列，并能使表面張力顯著下降的物質(zhì)。潤濕劑，指能使固體物料更易被液體浸濕的物質(zhì)。通過降低其表面張力或界面張力，使液體能展開在固體物料表面上，或透入其表面，而把固體物料潤濕。其通常是一些表面活性劑，如磺化油、肥皂、拉開粉BX等。也可用大豆卵磷脂、硫醇類、酰胼類和硫醇縮醛類等。潤濕劑一般通用的是一種具有很高耐水硬度的聚氧化乙烯烷化醚類。而磺化油、肥皂等都具有中等的潤濕性能、優(yōu)良的去垢能力和增溶的傾向。采用復(fù)配表面活性劑可以達到加和增效結(jié)果，即協(xié)同效應(yīng)。即把不同類型的表面活性劑人為地進行混合，得到的混合物性能比原來單一組分的性能更加優(yōu)良，也就是通常所述的“1+1 >2”的效果。氫氧化鈉是一種強堿，具有很強的皂化能力，狹義的講，皂化反應(yīng)僅限于油脂與氫氧化鈉或氫氧化鉀混合，得到高級脂肪酸的鈉/鉀鹽和甘油的反應(yīng)。而且，氫氧化鈉可以與油污中的有機酸中和并產(chǎn)生中和熱，有利于油污的軟化。氫氧化鈉是已有產(chǎn)品，可以通過市場購買得到。絡(luò)合劑，能與鈣、鎂、鉛、鋅、鐵、鉻等多種多價金屬離子在相當(dāng)寬的pH值范圍內(nèi)發(fā)生螯合作用，形成較穩(wěn)定的水溶性絡(luò)合物，起著螯合鈣、鎂等金屬離子軟化硬水的作用，有利于油污的清除。本發(fā)明所述絡(luò)合劑為絡(luò)合劑A92R，化學(xué)名稱為氮川三乙酸三鈉，分子式為 C6H8NNa3O7，分子量為275. 099，CAS號為18662_53_8，分子結(jié)構(gòu)式為
Na'
Q -0"
V
Z.0、.-\ H^H
\
H-ν
V / \
N,尸產(chǎn)。
O"0 Na'絡(luò)合劑A92R是一種高效金屬絡(luò)合劑，螯合性能即結(jié)合金屬離子的能力是EDTA-的 1. 5倍，性價比是EDTA的1. 5倍。再加上絡(luò)合劑A92R可以完全生物降解，而EDTA不能完全生物降解，符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，可適用于除油液。助洗劑為一種增效助劑，加入除油粉中以調(diào)整其堿度或增加其污物懸浮力。本發(fā)明所述助洗劑為助洗劑SoKalan CP5，是馬來酸和丙烯酸的共聚物，為無磷型助洗劑，重均分子量為70000，是一種性能優(yōu)異的分散劑和助洗劑，可以起到分散和懸浮固體，分散鈣鎂離子，防止污垢再沉積，促進清洗效果，并達到環(huán)保效果。本發(fā)明所述碳酸鈉是除油溶液中的主要成分之一，為弱堿性，碳酸鈉溶于水后，即發(fā)生水解反應(yīng)，生成的氫氧化鈉與油脂發(fā)生皂化反應(yīng)除去油污，碳酸鈉在除油溶液中起到補充所消耗的氫氧化鈉的作用，并對溶液的PH值起到緩沖作用。本發(fā)明所述硫酸鈉為無水硫酸鈉，又名元明粉，中性鹽，相對分子質(zhì)量為322. 19， 密度為1.468g/cm3。它能提供陰離子，增加離子強度，吸附污垢中的陰離子，起到降低表面張力和提高表面活性的作用，還能改善清洗分散能力，并起到降低成本的作用。所述無磷除油粉可以僅包含碳酸鈉、硫酸鈉、絡(luò)合劑A92R、助洗劑SoKalanCP5、氫氧化鈉、表面活性劑。同時，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要還可以添加其它成分，來達到去除油污的效果。不管無磷除油粉包括何種成分，所述無磷除油粉的各組分之和均應(yīng)為100%。典型的但非限制性的例如可以添加偏硅酸鈉。偏硅酸鈉的活性堿度和PH緩沖指數(shù)較高，有較強的潤濕、乳化和皂化油脂的作用，在去除、分散和懸浮污垢方面具有優(yōu)秀的表現(xiàn)，并能阻止污垢的再沉積。加入偏硅酸鈉一方面可除去不能發(fā)生皂化反應(yīng)的油脂；二是硅酸鈉的分子能在零件表面形成薄膜，保護鋁、鋅、銅層表面免受氫氧化鈉的腐蝕。本發(fā)明的目的之二在于提供一種無磷除油粉的生產(chǎn)工藝，其生產(chǎn)工藝為將上述所述的碳酸鈉、硫酸鈉、絡(luò)合劑A92R、助洗劑SoKalan CP5、氫氧化鈉攪拌混合2-5min后，再加入如上述所述的表面活性劑，繼續(xù)攪拌5-lOmin后，包裝即可得到無磷除油粉。本發(fā)明的目的之三在于提供一種無磷除油粉的無磷除油工藝，其包括以下步驟(1)將無磷除油粉與水配制成除油液，加入到PVC清洗槽中，調(diào)整除油液的pH為 9-11. 5 ；(2)將工件置于除油液中浸泡清洗。所述無磷除油粉的濃度為40_60g/L。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)除油水洗后工件表面水膜呈連續(xù)均勻的水膜為除油干凈的標(biāo)準(zhǔn)來確定該工件的清洗浸泡時間。作為優(yōu)選方案，本發(fā)明所述浸泡清洗的時間為 l-20min，優(yōu)選 2_15min，進一步優(yōu)選 4-lOmin。所述除油液的溫度為15_90°C，優(yōu)選20-85°C，進一步優(yōu)選25_80°C。提高溫度有助于油污軟化并可以降低與金屬的附著力。由于通過本發(fā)明所述無磷除油粉配制得到的除油液與水泥有緩慢的反應(yīng)和浸透作用，因此，本發(fā)明所述清洗槽為PVC清洗槽。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠獲知的可使PVC清洗槽中的除油液加熱的加熱方式均可實現(xiàn)本發(fā)明，作為優(yōu)選方案，本發(fā)明所述除油液的加熱可采用不銹鋼加熱管或者鈦加熱管加熱。所述工件的表面積與除油液的體積比為100_125dm2 IL0在進行無磷除油工藝過程中，當(dāng)除油液除油能力減弱時，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)其掌握的專業(yè)知識補加除油粉或更換除油液。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過選用氫氧化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉、表面活性劑、無磷助洗劑SoKalan CP5以及可生物降解的絡(luò)合劑A92R混合，得到一種無磷除油粉。利用本發(fā)明所述的無磷除油粉配制得到的無磷除油液具有如下優(yōu)點(1)不含磷，對環(huán)境有好，且產(chǎn)生的廢水更易處理；(2)除油液使用范圍寬，不腐蝕基體，除油速度快，清洗效果優(yōu)于常規(guī)的前處理除油工藝；(3)除油液濃度低，使用壽命更為長久。
具體實施例方式為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對本發(fā)明的具體限制。實施例一按本發(fā)明所述生產(chǎn)工藝制備得到無磷除油粉，無磷除油粉的組成如表1所示表1.無磷除油粉的組成
~IS質(zhì)量百分比(％)
復(fù)配表面活性劑20
氫氧化鈉30
絡(luò)合劑A92R2
助洗劑 SoKalan CP510
碳酸鈉20
硫酸鈉18所述復(fù)配表面活性劑是由60wt%的非離子表面活性劑、30wt%的陰離子表面活性劑、5wt %的滲透劑、5wt %的潤濕劑復(fù)配得到的復(fù)配表面活性劑。無磷除油粉的無磷除油工藝，其包括以下步驟(1)將無磷除油粉與水配制成濃度為40g/L的除油液，加入到PVC清洗槽中，除油液的PH為8. 5，采用不銹鋼管加熱，調(diào)整除油液的溫度為15°C。(2)將工件置于除油液中浸泡清洗lmin，工件的表面積與除油液的體積比為 100-125dm2 1L。采用水膜試驗得到除油效率99.9%，并利用水膜試驗法評價脫脂效果，其上形成均勻的水膜，水膜不破裂，試片脫脂干凈。實施例二按本發(fā)明所述生產(chǎn)工藝制備得到無磷除油粉，無磷除油粉的組成如表2所示表2.無磷除油粉的組成
權(quán)利要求
1.一種無磷除油粉，其特征在于，其按質(zhì)量百分比包括表面活性劑2%-20%氫氧化鈉10%-40%絡(luò)合劑 A92R2%-15%助洗劑 SoKalan CP52%-15%碳酸鈉10%-30%硫酸鈉5%-25%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無磷除油粉，其特征在于，其按質(zhì)量百分比包括 表面活性劑4%-15%氫氧化鈉20%-35%絡(luò)合劑 A92R5%-10%助洗劑 SoKalan CP55%-10%碳酸鈉15%-25%硫酸鈉10%-20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無磷除油粉，其特征在于，所述表面活性劑是由60wt% 的非離子表面活性劑、30wt%的陰離子表面活性劑、5wt%的滲透劑、5wt%的潤濕劑復(fù)配得到的復(fù)配表面活性劑。
4.一種權(quán)利要求1-3任一項所述的無磷除油粉的生產(chǎn)工藝，其特征在于，將碳酸鈉、硫酸鈉、絡(luò)合劑A92R、助洗劑SoKalan CP5、氫氧化鈉攪拌混合2-5min后，再加入表面活性劑， 繼續(xù)攪拌5-lOmin后，包裝即可得到無磷除油粉。
5.一種權(quán)利要求1-4任一項所述的無磷除油粉的無磷除油工藝，其特征在于，其包括以下步驟(1)將無磷除油粉與水配制成除油液，加入到PVC清洗槽中，調(diào)整除油液的PH為 9-11. 5(2)將工件置于除油液中浸泡清洗。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無磷除油工藝，其特征在于，所述無磷除油粉的濃度為 40-60g/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的無磷除油工藝，其特征在于，所述浸泡清洗的時間為 l-20min,優(yōu)選 2_15min，進一步優(yōu)選 4-lOmin。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項所述的無磷除油工藝，其特征在于，所述除油液的溫度為 15-900C，優(yōu)選 20-85°C，進一步優(yōu)選 25_80°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8任一項所述的無磷除油工藝，其特征在于，所述除油液的加熱采用不銹鋼加熱管或者鈦加熱管加熱。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-9任一項所述的無磷除油工藝，其特征在于，所述工件的表面積與除油液的體積比為100-125dm2 IL0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無磷除油粉，所述無磷除油粉按質(zhì)量百分比包括表面活性劑2-20％、氫氧化鈉10-40％、絡(luò)合劑A92R 2％-15％、助洗劑SoKalan CP52％-15％、碳酸鈉10％-30％、硫酸鈉5％-25％。本發(fā)明所述的無磷除油粉配制的無磷除油液不含磷，對環(huán)境友好，清洗效果好，除油液使用范圍寬，使用壽命更為長久，且產(chǎn)生的廢水更易處理。
文檔編號C23G1/14GK102492952SQ20111036715
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者戴華玉, 李洪, 梁尹琦, 梁紀(jì)元, 胡常蘭, 雷鑫 申請人:東莞市東輝貿(mào)易有限公司