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一种无磷脱脂剂及其制备方法

阅读：141发布：2021-02-25

IPRDB可以提供一种无磷脱脂剂及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种无磷脱脂剂，其特征在于，包括如下重量份的组份制成：多元酸盐5-10份、超支化聚醚胺10-15份、低泡表面活性剂10-20份、磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚5-10份、硼酸钠5-10份、硝酸钠1-5份、碳酸钠2-6份、水溶性硅元素2-5份、水40-60份。本发明还公开了所述无磷脱脂剂的制备方法。本发明公开的无磷脱脂剂能大大提高金属表面清洁度，提高清洁效率，环境污染小，使用安全方便，脱脂率高，对金属材料无腐蚀性。，下面是一种无磷脱脂剂及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种无磷脱脂剂，其特征在于，包括如下重量份的组份制成：多元酸盐5-10份、超支化聚醚胺10-15份、低泡表面活性剂10-20份、磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚5-10份、硼酸钠5-10份、硝酸钠1-5份、碳酸钠2-6份、水溶性硅元素2-5份、水40-60份。

2.根据权利要求1所述的一种无磷脱脂剂，其特征在于，所述多元酸盐选自甘草酸钠、木质素磺酸钠、柠檬酸钠、苹果酸钠中的任意一种或几种以任意的混合。

3.根据权利要求1所述的一种无磷脱脂剂，其特征在于，所述低泡表面活性剂选自肥皂水、脂肪酸甲酯乙氧基化物、十八烷醇聚氧乙烯醚中的任意一种或几种以任意的混合。

4.根据权利要求1所述的一种无磷脱脂剂，其特征在于，所述无磷脱脂剂还包括外加剂，所述外加剂由如下重量份的成分混合而成：N-(3-氨基丙基)二乙醇胺3-8份、2-(二乙醇胺基)乙磺酸钠10-15份、乙二胺四乙酸三乙醇胺盐10-15份。

5.根据权利要求4所述的一种无磷脱脂剂，其特征在于，所述外加剂重量的掺比为1:

(50-60)。

6.根据权利要求1所述的一种无磷脱脂剂，其特征在于，所述磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚的制备方法，包括如下步骤：将椰油胺聚氧乙烯醚、N-氯牛磺酸加入到有机溶剂中，在60-80℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，用乙醚洗涤产物3-5次，后旋蒸除去乙醚。

7.根据权利要求6所述的一种无磷脱脂剂，其特征在于，所述椰油胺聚氧乙烯醚、N-氯牛磺酸、有机溶剂的质量比为(3-5):1:(12-20)。

8.根据权利要求6所述的一种无磷脱脂剂，其特征在于，所述有机溶剂选自四氢呋喃、乙醚、丙酮、乙酸乙酯中的一种或几种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种无磷脱脂剂，其特征在于，所述无磷脱脂剂的制备方法，包括如下步骤：将各组份按重量份混合，加热至40-60℃，在转速300-500r/min下搅拌30-50分钟，冷却即得。

说明书全文

一种无磷脱脂剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及精细化工技术领域，尤其涉及一种无磷脱脂剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 人类文明的发展和社会的进步与金属材料关系十分密切，金属材料是时代的显著标志。现代种类繁多的金属材料已经成为人类社会发展的重要物质基础，其作为一种人们再生产生活设备中经常使用的材料，在实际使用过程中，往往需要对设备进行加油等操作，导致金属材料表面附着较多油脂。另外，如果其长期在无防护环境下使用，表面又会沾染较多灰尘，这些油脂和灰尘不仅会阻碍金属材料表面磷化膜的形成，而且会影响涂层的结合力和耐蚀性。因此，在金属材料的表面处理工艺中，脱脂工序是其中一个非常重要的环节。

[0003] 脱脂剂是在金属表面处理脱脂工序中必不可少的一种试剂，其在工业生产上有着广泛应用，能有效除去材料表面黏附的油污及灰尘。目前常见的脱脂剂的成分中仍以三聚磷酸钠为代表的聚磷酸盐为主，这是因为聚磷酸盐不仅能软化硬水，而且能捕捉污垢中所含的各种金属成分，使污垢在洗涤过程中得到解离，从而改善洗涤性能。但是由于其含有磷，易引起水体富营养化，此类脱脂剂废液的排放易造成严重的环境污染问题。现有技术中也出现了以氢氧化钠、氢氧化钾这些强碱性物质外加十二烷基苯磺酸钠等表面活性剂为主要成分的脱脂剂，这类脱脂剂通过皂化、乳化作用可以有效除去材料表面的油脂，但强碱性物质易对金属材料表面自身形成的保护膜产生腐蚀作用，阴离子表面活性剂起泡能力强会降低清洗设备的利用率。

[0004] 中国发明专利申请公开号CN 101519785A公开了一种金属表面脱脂剂及其使用方法，该脱脂剂配方中不含有硅酸盐，因而有利于轧钢镀锌板的脱脂，能保障镀锌质量。但是，该专利的配方成份中含有大剂量的发泡丰富的表面活性剂并且未添加消泡剂，脱脂过程产生过多的泡沫不容易处理，增加成本并且影响脱脂效果。

[0005] 因此，研制一种环境污染小，使用安全方便，脱脂率高，对金属材料无腐蚀性的无磷脱脂剂是业内亟待解决的问题。

发明内容

[0006] 为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种无磷脱脂剂及其制备方法，该制备方法简单易行，原料易得，价格低廉，适合规模化生产；制备得到的无磷脱脂剂能大大提高金属表面清洁度，提高清洁效率，环境污染小，使用安全方便，脱脂率高，对金属材料无腐蚀性。

[0007] 为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是，一种无磷脱脂剂，包括如下重量份的组份制成：多元酸盐5-10份、超支化聚醚胺10-15份、低泡表面活性剂10-20份、磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚5-10份、硼酸钠5-10份、硝酸钠1-5份、碳酸钠2-6份、水溶性硅元素2-5份、水40-60份。

[0008] 进一步地，所述多元酸盐选自甘草酸钠、木质素磺酸钠、柠檬酸钠、苹果酸钠中的任意一种或几种以任意的混合；

[0009] 进一步地，所述低泡表面活性剂选自肥皂水、脂肪酸甲酯乙氧基化物、十八烷醇聚氧乙烯醚中的任意一种或几种以任意的混合。

[0010] 进一步地，所述无磷脱脂剂还包括外加剂，所述外加剂由如下重量份的成分混合而成：N-(3-氨基丙基)二乙醇胺3-8份、2-(二乙醇胺基)乙磺酸钠10-15份、乙二胺四乙酸三乙醇胺盐10-15份。

[0011] 进一步地，所述外加剂重量的掺比为1:(50-60)。

[0012] 进一步地，所述磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚的制备方法，包括如下步骤：将椰油胺聚氧乙烯醚、N-氯牛磺酸加入到有机溶剂中，在60-80℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，用乙醚洗涤产物3-5次，后旋蒸除去乙醚。

[0013] 优选地，所述椰油胺聚氧乙烯醚、N-氯牛磺酸、有机溶剂的质量比为(3-5):1:(12-20)。

[0014] 优选地，所述有机溶剂选自四氢呋喃、乙醚、丙酮、乙酸乙酯中的一种或几种。

[0015] 进一步地，所述水溶性硅元素是采集于高品位的二氧化硅(SiO2)，经过1650℃—2000℃高温物理提取法持续烧灸8小时以上的特殊方法回收气化形成的硅元素成分，并将有害成分进行中合分解后快速冷却能形成溶解性晶体(SiO3)。

[0016] 进一步地，所述无磷脱脂剂的制备方法，包括如下步骤：将各组份按重量份混合，加热至40-60℃，在转速300-500r/min下搅拌30-50分钟，冷却即得。

[0017] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

[0018] (1)本发明提供的无磷脱脂剂，制备方法简单易行，原料易得，价格低廉，适合规模化生产。

[0019] (2)本发明提供的无磷脱脂剂，能大大提高金属表面清洁度，提高清洁效率，环境污染小，使用安全方便，脱脂率高，对金属材料无腐蚀性。

[0020] (3)本发明提供的无磷脱脂剂，没有使用含磷物质和高碱性物质，有效避免了水体富营养化的发生和强碱性物质对金属材料表面自身形成的保护膜产生腐蚀；添加低泡表面活性剂与两性表面活性剂磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚协同作用，通过皂化、乳化作用可以有效除去材料表面的油脂，其发泡少，能有效提高清洗设备的利用率，表面活性强，消泡效率高，更有效地提高脱脂效率；采用水溶性硅元素，没有使用硅酸钠这些传统含硅成分，对污垢有分散和稳定作用，可以阻止污垢在金属表面的再沉积；避免了硅酸钠类物质碱性强，易对人体皮肤有较强的刺激性，易形成黏附在金属表面的不溶于水的膜的技术缺陷。

[0021] (4)本发明提供的无磷脱脂剂，添加硼酸钠、硝酸钠、碳酸钠，能稳定又持续地进行皂化作用；超支化聚醚胺的加入，可以进一步提高对油脂的去除效果，还可使得脱脂剂的PH趋向中性，有利于金属保护，还起到消泡、螯合作用，对污垢具有分散和稳定作用。

具体实施方式

[0022] 为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

[0023] 本发明下述实施例中所使用的原料均为商业购买。

[0024] 实施例1

[0025] 一种无磷脱脂剂，包括如下重量份的组份制成：甘草酸钠5份、超支化聚醚胺10份、肥皂水10份、磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚5份、硼酸钠5份、硝酸钠1份、碳酸钠2份、水溶性硅元素2份、水40份。

[0026] 所述无磷脱脂剂还包括外加剂，所述外加剂由如下重量份的成分混合而成：N-(3-氨基丙基)二乙醇胺3份、2-(二乙醇胺基)乙磺酸钠10份、乙二胺四乙酸三乙醇胺盐10份；所述外加剂重量的掺比为1:50。

[0027] 所述磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚的制备方法，包括如下步骤：将椰油胺聚氧乙烯醚3kg、N-氯牛磺酸1kg加入到四氢呋喃12kg中，在60℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去四氢呋喃，用乙醚洗涤产物3次，后旋蒸除去乙醚。

[0028] 所述无磷脱脂剂的制备方法，包括如下步骤：将各组份按重量份混合，加热至40℃，在转速300r/min下搅拌30分钟，冷却即得。

[0029] 实施例2

[0030] 一种无磷脱脂剂，包括如下重量份的组份制成：木质素磺酸钠7份、超支化聚醚胺11份、脂肪酸甲酯乙氧基化物12份、磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚6.5份、硼酸钠6.5份、硝酸钠2份、碳酸钠3.5份、水溶性硅元素3份、水45份。

[0031] 所述无磷脱脂剂还包括外加剂，所述外加剂由如下重量份的成分混合而成：N-(3-氨基丙基)二乙醇胺4份、2-(二乙醇胺基)乙磺酸钠12份、乙二胺四乙酸三乙醇胺盐12份；所述外加剂重量的掺比为1:52。

[0032] 所述磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚的制备方法，包括如下步骤：将椰油胺聚氧乙烯醚3.5kg、N-氯牛磺酸1kg加入到乙醚14kg中，在65℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸除去乙醚，用乙醚洗涤产物3次，后旋蒸除去乙醚。

[0033] 所述无磷脱脂剂的制备方法，包括如下步骤：将各组份按重量份混合，加热至45℃，在转速350r/min下搅拌35分钟，冷却即得。

[0034] 实施例3

[0035] 一种无磷脱脂剂，包括如下重量份的组份制成：柠檬酸钠8份、超支化聚醚胺13份、十八烷醇聚氧乙烯醚15份、磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚8份、硼酸钠8份、硝酸钠3份、碳酸钠4份、水溶性硅元素3.5份、水50份。

[0036] 所述无磷脱脂剂还包括外加剂，所述外加剂由如下重量份的成分混合而成：N-(3-氨基丙基)二乙醇胺6份、2-(二乙醇胺基)乙磺酸钠13份、乙二胺四乙酸三乙醇胺盐13份；所述外加剂重量的掺比为1:55。

[0037] 所述磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚的制备方法，包括如下步骤：将椰油胺聚氧乙烯醚4kg、N-氯牛磺酸1kg加入到丙酮16kg中，在70℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去丙酮，用乙醚洗涤产物4次，后旋蒸除去乙醚。

[0038] 所述无磷脱脂剂的制备方法，包括如下步骤：将各组份按重量份混合，加热至50℃，在转速400r/min下搅拌40分钟，冷却即得。

[0039] 实施例4

[0040] 一种无磷脱脂剂，包括如下重量份的组份制成：多元酸盐9份、超支化聚醚胺14份、低泡表面活性剂19份、磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚9份、硼酸钠9份、硝酸钠4份、碳酸钠5份、水溶性硅元素4.5份、水55份。

[0041] 所述多元酸盐是甘草酸钠、木质素磺酸钠、柠檬酸钠、苹果酸钠按质量比1:3:5:2混合而成；

[0042] 所述低泡表面活性剂是肥皂水、脂肪酸甲酯乙氧基化物、十八烷醇聚氧乙烯醚按质量比2:4:3混合而成。

[0043] 所述无磷脱脂剂还包括外加剂，所述外加剂由如下重量份的成分混合而成：N-(3-氨基丙基)二乙醇胺7份、2-(二乙醇胺基)乙磺酸钠14份、乙二胺四乙酸三乙醇胺盐14份；所述外加剂重量的掺比为1:58。

[0044] 所述磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚的制备方法，包括如下步骤：将椰油胺聚氧乙烯醚4.5kg、N-氯牛磺酸1kg加入到有机溶剂19kg中，在75℃下搅拌反应5.5小时，后旋蒸除去溶剂，用乙醚洗涤产物5次，后旋蒸除去乙醚。

[0045] 所述有机溶剂是四氢呋喃、乙醚、丙酮、乙酸乙酯按质量比1:2:4:3混合而成。

[0046] 所述无磷脱脂剂的制备方法，包括如下步骤：将各组份按重量份混合，加热至55℃，在转速450r/min下搅拌45分钟，冷却即得。

[0047] 实施例5

[0048] 一种无磷脱脂剂，包括如下重量份的组份制成：苹果酸钠10份、超支化聚醚胺15份、肥皂水20份、磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚10份、硼酸钠10份、硝酸钠5份、碳酸钠6份、水溶性硅元素5份、水60份。

[0049] 所述无磷脱脂剂还包括外加剂，所述外加剂由如下重量份的成分混合而成：N-(3-氨基丙基)二乙醇胺8份、2-(二乙醇胺基)乙磺酸钠15份、乙二胺四乙酸三乙醇胺盐15份；所述外加剂重量的掺比为1:60。

[0050] 所述磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚的制备方法，包括如下步骤：将椰油胺聚氧乙烯醚5kg、N-氯牛磺酸1kg加入到乙酸乙酯20kg中，在80℃下搅拌反应6小时，后旋蒸除去溶剂，用乙醚洗涤产物5次，后旋蒸除去乙醚。

[0051] 所述无磷脱脂剂的制备方法，包括如下步骤：将各组份按重量份混合，加热至60℃，在转速500r/min下搅拌50分钟，冷却即得。

[0052] 实施例6

[0053] 一种无磷脱脂剂，包括如下重量份的组份制成：甘草酸钠8份、超支化聚醚胺13份、肥皂水11份、磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚7份、硼酸钠6份、硝酸钠2份、碳酸钠2份、水溶性硅元素3份、水50份。

[0054] 所述磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚的制备方法，包括如下步骤：将椰油胺聚氧乙烯醚3kg、N-氯牛磺酸1kg加入到四氢呋喃12kg中，在72℃下搅拌反应4.3小时，后旋蒸除去四氢呋喃，用乙醚洗涤产物4次，后旋蒸除去乙醚。

[0055] 所述无磷脱脂剂的制备方法，包括如下步骤：将各组份按重量份混合，加热至45℃，在转速320r/min下搅拌38分钟，冷却即得。

[0056] 对比例1

[0057] 本例提供一种无磷脱脂剂，配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加超支化聚醚胺。

[0058] 对比例2

[0059] 本例提供一种无磷脱脂剂，配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加甘草酸钠。

[0060] 对比例3

[0061] 本例提供一种无磷脱脂剂，配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚。

[0062] 对比例4

[0063] 本例提供一种无磷脱脂剂，配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加水溶性硅元素。

[0064] 对比例5

[0065] 本例提供一种无磷脱脂剂，配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加硼酸钠。

[0066] 对比例6

[0067] 市售脱脂剂，购于山东某化工有限责任公司。

[0068] 对实施例1-6及对比例1-6所述无磷脱脂剂进行性能测试，测试结果见表1，测试方法如下：

[0069] (1)脱脂率：按照JB/T4323.2-1999的第6章进行测试(铜70±2℃、人工油污，掺量3％)；

[0070] (2)防锈性：按照JB/T4323.2-1999的第8章进行测试(铜)；

[0071] (3)腐蚀性：按照JB/T4323.2-1999的第9章进行测试(70±2℃)；

[0072] (4)外观：按照JB/T4323.2-1999的第4章进行测试。

[0073] 表1

[0074]

[0075]

[0076] 从表1可见，本发明实施例公开的无磷脱脂剂具有较好的脱脂效果，对金属防锈和防腐能力好，这是超支化聚醚胺、甘草酸钠、磺酸基椰油胺聚氧乙烯醚、水溶性硅元素、硼酸钠等组分协同作用的结果。

[0077] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

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一种无磷脱脂剂及其制备方法

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