用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂、制备方法、前体组合物及进行脱脂的方法

摘要

一种用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂，溶质包括：无水偏硅酸钠，质量百分比为1.67‑3.33％；螯合剂，质量百分比为0.33‑0.83％；氢氧化钠，质量百分比为3.33‑5.83％；碳酸钠，质量百分比为0.42‑2.5％；脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为0.83‑1.67％；嵌段聚醚，质量百分比为0.042‑0.42％；烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.042‑0.42％。还提供前体组合物，包括彼此隔离包装的粉体组分和液体组分，粉体组分组成为：无水偏硅酸钠质量百分比为20‑40％，螯合剂质量百分比为4‑10％，氢氧化钠质量百分比为20‑70％，以及碳酸钠质量百分比为5‑30％，以上原料配成100％；液体组分组成为：脂肪醇聚氧烷基醚质量百分比为10‑20％，嵌段聚醚质量百分比为0.5‑5％，烷基醇烷氧基化硫酸钠盐质量百分比为0.5‑5％，以及纯水质量百分比为70‑89％，以上原料配成100％。

说明书

技术领域

本发明涉及一种脱脂剂，属于金属表面清洗处理技术领域。

背景技术

随着工业生产的突飞猛进，尤其是家电和汽车行业的快速成长以 及生活质量的不断提高，人们对涂装的质量和外观提出的更高的要 求，因此，汽车及家电的钣金表面、板材或型材在进行喷涂保护膜或 油漆层前，必须保证表面是没有油脂的。

为此，在进行喷涂前必须对钢铁型材或钢铁板材的表面进行脱脂 处理，业界常用脱脂剂对上述表面进行脱脂出来。

目前市场上的主流脱脂产品的脱脂温度大都处于40-60℃之间， 使用温度过高，而且由于现有的脱脂剂经常是在制造商处配制好后， 再送货到用户的工厂中，但由于脱脂剂中表面活性剂等化学助剂的的 存在，使得配制好的脱脂剂经常存放了较长时间后才被使用，然而长 时间的放置，特别是工厂并不能保证合适的存放条件，经常使得存放 期长的脱脂剂的使用效果比新鲜进厂的使用效果差。严重的情况下， 由于长时间未使用或是存放条件太恶劣(高温，高湿甚至高电场、磁 场)，往往会使得脱脂不成，反倒是让板材或钣金件快速生锈。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供用于涂装钢 铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂，用于涂装钢铁型材或钢铁板材 的常温水基脱脂剂的制备方法，用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温 水基脱脂剂的前体组合物以及使用该前体组合物对涂装钢铁型材或 钢铁板材进行脱脂的方法。

本发明提供了一种用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱 脂剂，以纯水为溶剂，其特征在于，溶质包括：

无水偏硅酸钠，质量百分比为1.67-3.33％；

螯合剂，质量百分比为0.33-0.83％；

氢氧化钠，质量百分比为3.33-5.83％；

碳酸钠，质量百分比为0.42-2.5％；

脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为0.83-1.67％；

嵌段聚醚，质量百分比为0.042-0.42％；

烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.042-0.42％。

本发明提供的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂， 还可以具有这样的特征，其特征在于，组成为：

无水偏硅酸钠，质量百分比为1.67％；

螯合剂，质量百分比为0.33％；

氢氧化钠，质量百分比为3.33％；

碳酸钠，质量百分比为0.42％；

脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为1.67％；

嵌段聚醚，质量百分比为0.42％；

烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.42％，

余量为纯水；

或

无水偏硅酸钠，质量百分比为3.33％；

螯合剂，质量百分比为0.83％；

氢氧化钠，质量百分比为5.83％；

碳酸钠，质量百分比为2.5％；

脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为0.83％；

嵌段聚醚，质量百分比为0.042％；

烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.042％，

余量为纯水。

本发明提供的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂， 还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，螯合剂为金属离子螯合 剂。

本发明提供的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂 还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，脂肪醇聚氧烷基醚为巴 斯夫公司的Plurafac LF221，嵌段聚醚为巴斯夫公司的Pluronic PE6200，烷基醇烷氧基化硫酸钠盐为陶氏公司的DOWFAXAS801。

本发明还提供上述的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基 脱脂剂的制备方法，包括：

过程一，粉体组分制备，开动粉体搅拌器，按计算量的无水偏硅 酸钠、螯合剂、氢氧化钠、碳酸钠依次加入，搅拌3-10分钟制备得 到粉体组分；

过程二，液体组分制备，在反应釜中按计算量依次加入水、脂肪 醇聚氧烷基醚、嵌段聚醚、烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，，搅拌3-15 分钟制备得到液体组分；

过程三，以水：粉体组分：液体组分为10:1:1的比例依次加入 反应釜中，搅拌溶解即得。

本发明还提供一种用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱 脂剂的前体组合物，包括彼此隔离包装的粉体组分和液体组分，

其中，粉体组分组成为：

无水偏硅酸钠，质量百分比为20-40％，

螯合剂，质量百分比为4-10％，

氢氧化钠，质量百分比为20-70％，以及

碳酸钠，质量百分比为5-30％，

以上原料配成100％；

液体组分组成为：

脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为10-20％，

嵌段聚醚，质量百分比为0.5-5％，

烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.5-5％，以及

纯水，质量百分比为70-89％，

以上原料配成100％。

本发明提供的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂 的前体组合物，还可以具有这样的特征，其特征在于：

无水偏硅酸钠，质量百分比为20％；

螯合剂，质量百分比为4％；

氢氧化钠，质量百分比为70％；

碳酸钠，质量百分比为6％；

脂肪醇聚氧烷基醚，10％；

嵌段聚醚，5％；以及

烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，5％，

或

无水偏硅酸钠，质量百分比为40％；

螯合剂，质量百分比为10％；

氢氧化钠，质量百分比为20％；

碳酸钠，质量百分比为30％；

脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为20％；

嵌段聚醚，质量百分比为0.5％；

烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.5％；以及

纯水，质量百分比为79％。

本发明提供的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂 的前体组合物，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，螯合剂 为金属离子螯合剂。

本发明提供的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂 的前体组合物，还可以具有这样的特征，其特征在于：其中，脂肪醇 聚氧烷基醚为巴斯夫公司的PlurafacLF221，嵌段聚醚为巴斯夫公司 的Pluronic PE6200，烷基醇烷氧基化硫酸钠盐为陶氏公司的 DOWFAX AS801。

本发明还提供一种使用上述的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的 常温水基脱脂剂的前体组合物对涂装钢铁型材或钢铁板材进行脱脂 的方法，以水：粉体组分：液体组分为10:1:1的比例依次加入脱脂容 器中，搅拌至溶解，于大于20而小于或等于35℃温度条件下将待脱 脂的涂装钢铁型材或钢铁板材放入浸泡。

发明的作用与效果

本发明的常温水基脱脂剂使用脱脂性能优良，在20℃以上具有 优越的脱脂效果，且泡沫量经实验远低于行业标准，适合钢铁材料的 喷淋和浸泡清洗。

另外本发明的脱脂剂的溶质(或分散质)不含有磷化合物，也没 有使用不环保的表面活性剂，大大降低了后续废水的处理成本。

本发明去污综合性能优越，泡沫量低，适合喷淋和浸泡，且使用 温度在20-35℃时均能体现卓越的脱脂性能

同时提供的分开隔离包装的常温水基脱脂剂的前体组合物，在使 用前，只需要将常温水基脱脂剂的前体组合物中的粉体组分和液体组 分进行现场混合，然后加配方量的纯水搅拌溶解即可现场使用，能做 到用多少，配多少，不会产生积压和长时间存放而导致的质量劣化问 题。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于 明白了解，以下实施例对本发明的用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常 温水基脱脂剂，用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的制 备方法，用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合 物以及使用该前体组合物对涂装钢铁型材或钢铁板材进行脱脂的方 法作具体阐述。

实施例中粉体组分所使用的化学试剂均为常规试剂，液体组分中 PlurafacLF221和Pluronic PE6200为巴斯夫化学产品，DOWFAX AS801为美国陶氏化学产品。

实施例一

用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物 的制备一

操作一，称取以下的粉体组分：

无水偏硅酸钠，质量百分比为20％；

螯合剂，质量百分比为4％，本实施例使用的是焦磷酸钾；

氢氧化钠，质量百分比为70％；

碳酸钠，质量百分比为6％，

然后开动粉体搅拌器，按计算量的无水偏硅酸钠、螯合剂、氢氧 化钠、碳酸钠依次加入，搅拌3-10分钟即可得到粉体组分。

操作二，称取以下的液体组分：

脂肪醇聚氧烷基醚，10％，本实施例使用的是Plurafac LF221；

嵌段聚醚，5％，本实施例使用的是Pluronic PE6200；

烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，5％，本实施例使用的是DOWFAX AS801，

纯水，80％，

在反应釜中按计算量依次加入水、Plurafac LF221、Pluronic PE6200、DOWFAXAS801，搅拌3-15分钟溶解后即可得到液体组分。

操作三，将以上的粉体组分、液体组分分别隔离包装，即可得到 用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物，即可 进行售卖。使用时，工厂按照水：粉体组分：液体组分为10:1:1的比 例依次加入搅拌溶解即可得到如下成分的常温水基脱脂剂：

无水偏硅酸钠，质量百分比为1.67％；

螯合剂，质量百分比为0.33％；

氢氧化钠，质量百分比为5.83％；

碳酸钠，质量百分比为0.50％；

脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为0.83％；

嵌段聚醚，质量百分比为0.42％；

烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.42％；

余量为纯水。

实施例二

用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物 的制备和使用一

将实施例一中粉体组分，液体组分以水：粉体组分：液体组分为 10:1:1的比例依次加入，搅拌至溶解即得用于涂装钢铁型材或钢铁 板材的常温水基脱脂剂，成分为：

无水偏硅酸钠，质量百分比为1.67％；

螯合剂，质量百分比为0.33％；

氢氧化钠，质量百分比为5.83％；

碳酸钠，质量百分比为0.50％；

脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为0.83％；

嵌段聚醚，质量百分比为0.42％；

烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.42％；

余量为纯水。

实施例三

用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物 的制备二

操作一，称取以下的粉体组分：

无水偏硅酸钠，质量百分比为40％；

螯合剂，质量百分比为10％，本实施例使用的是焦磷酸钾；

氢氧化钠，质量百分比为20％；

碳酸钠，质量百分比为30％，

然后开动粉体搅拌器，按计算量的无水偏硅酸钠、螯合剂、氢氧 化钠、碳酸钠依次加入，搅拌3-10分钟即可得到粉体组分。

操作二，称取以下的液体组分：

脂肪醇聚氧烷基醚，20％，本实施例使用的是Plurafac LF221；

嵌段聚醚，0.5％，本实施例使用的是Pluronic PE6200；

烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，0.5％，本实施例使用的是DOWFAX AS801，

纯水，79％，

在反应釜中按计算量依次加入水、Plurafac LF221、Pluronic PE6200、DOWFAXAS801，搅拌3-15分钟溶解后即可得到液体组分。

操作三，将以上的粉体组分、液体组分分别隔离包装，即可得到 用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物，即可 进行售卖。使用时，工厂按照水：粉体组分：液体组分为10:1:1的比 例依次加入搅拌溶解即可得到如下成分的常温水基脱脂剂：

无水偏硅酸钠，质量百分比为3.33％；

螯合剂，质量百分比为0.83％；

氢氧化钠，质量百分比为1.67％；

碳酸钠，质量百分比为2.5％；

脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为1.67％；

嵌段聚醚，质量百分比为0.042％；

烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.042％，

余量为纯水。

实施例四

用于涂装钢铁型材或钢铁板材的常温水基脱脂剂的前体组合物 的制备和使用二

将实施例三中粉体组分，液体组分以水：粉体组分：液体组分为 10:1:1的比例依次加入，搅拌至溶解即得用于涂装钢铁型材或钢铁板 材的常温水基脱脂剂，成分为：

无水偏硅酸钠，质量百分比为3.33％；

螯合剂，质量百分比为0.83％；

氢氧化钠，质量百分比为1.67％；

碳酸钠，质量百分比为2.5％；

脂肪醇聚氧烷基醚，质量百分比为1.67％；

嵌段聚醚，质量百分比为0.042％；

烷基醇烷氧基化硫酸钠盐，质量百分比为0.042％；

余量为纯水。

脱脂性能验证实验

为了验证上述实施例中制备的常温水基脱脂剂的不同温度脱脂 性能和气泡的多少，设计以下的对比实验。

使用汽车中常用的紧固螺栓(模拟型材)和前装饰板(模拟板材) 作为测试部件，紧固螺栓客户送到厂后涂有防锈油，前装饰板在钣金 加工过程中涂抹有润滑和防锈油，在后续的喷涂过程中这些油脂必须 除去。

挑选相同生产厂家送货的螺栓和前装饰板分成30个螺栓1组，3 件前装饰板1组，分别将每组螺栓放入不同温度的500ml的不同实施 例制备的脱脂剂中，分别将每组前装饰板不同温度的10L的不同实施 例制备的脱脂剂中，然后将盛放容器置于相同的振动台上进行振动。

于不同时间观察盛放容器中的泡沫情况，记录其泡沫消去的时 间。

对照组一为使用55℃清水，对照组二为使用55℃的10％质量百 分比的NaOH水溶液。

无论30mins后，泡沫是否消去，捞出后是否挂液滴，将使用脱 脂剂脱脂的螺栓和前装饰板放入25℃的清水中，观察每组的油花面 积。

测试结果如下表，数值为组内平均值。

注释：挂¹，表示有液滴，但很快滴落，不挂和挂均为肉眼观察>

观察不到*，表示螺母观察不到，前装饰板为20.6。

实施例的作用与效果

实验分析表明：

对照实施例一与实施例二，实施例三与实施例四，可知，制作商 制造的脱脂剂与使用者现场使用前体组合物进行现场混合使用的效 果，没有实质性的差异，说明本发明的用于涂装钢铁型材或钢铁板材 的常温水基脱脂剂的前体组合物完全可以达到现场配制，现场使用的 目的，而且使用效果没有实质性的差异。

单独对比实施例一，实施例二，实施例三，实施例四所制备的脱 脂剂的清洗实验，发现随着使用温度的升高，消泡时间是一直缩短的， 对应的脱脂剂的清洗除油脱脂速率是一直加强的，但最终的脱脂效果 的却不是一直增强的，到了35℃几乎没有增强。而过低的问题，实 验显示在20℃以下，效果已经不好了，不能满足脱脂的要求。

单独对比实施例一与实施例三(或者实施例一与实施例四，实施 例二与实施例三，实施例二与实施例四)，配方的改变，特别是无水 偏硅酸钠、螯合剂、氢氧化钠、碳酸钠、Plurafac LF221、Pluronic PE6200、DOWFAX AS801的彼此大范围的变化，但最终的清洗效果 却没有发生变化，由此可知本发明中的脱脂剂配方中各组分在较大的 范围内变化时，不会对脱脂剂的使用效果带来影响。

与对照组一、二对比可知，本发明的脱脂剂确实能起到脱脂效果， 而且其效果相当于55℃的10％质量百分比的NaOH水溶液，但操作 温度为近乎于常温，无效加热。

总之，本发明的脱脂剂中的分散质较少(低于10％质量比)，而 且在常温时使用效果理想，并且消泡时间短，特别适合于浸泡式脱脂。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护 范围。