[发明专利]一种铝合金用无磷无氟清洗剂和其浓缩液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铝合金用无磷无氟清洗剂和其浓缩液及其制备方法。该清洗剂浓缩液包括独立分装的溶液A和溶液B。溶液A中各组分的质量百分比组成：碱5％‑45％，螯合剂0.1％‑10％，缓蚀剂0.01％‑2％，去离子水余量。溶液B：复合表面活性剂1％‑60％，消泡剂0.01％‑5％，余量为去离子水。据铝合金合金材质及表面污染情况选择适合配比的溶液A和B，以获得最佳除油效果及最低铝损耗。本发明所使用的原料绿色环保，腐蚀性低，通过合理配比，可得到高清洗率、低质量损失的清洗剂，且清洗工艺简单。同时，本发明提供的清洗剂成分简单，不含磷、氮及氟离子，绿色环保，生产方便且成本低廉。

技术领域

本发明属于铝合金清洗技术领域，具体涉及一种铝合金用无磷无氟清洗剂和其浓缩物及其制备方法。

背景技术

在工业应用中，铝合金作为有色金属材料，应用最为广泛，目前主要应用在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化工等领域。为提高铝合金的耐蚀性和装饰性，通常对铝合金进行阳极氧化、化学转化或化学转化+有机涂层等表面处理。铝合金表面处理前，需先将表面油污清理干净。传统的清洗除油方式是：第一步，用硫酸浸泡，初步除去表面油污；第二步，进行碱腐蚀，进一步除去油污，并通过溶解反应，除去铝表面自然氧化物，有利于后续处理；第三步，硝酸浸泡，除去碱腐蚀过程生成的黑灰，中和残留碱液。该工艺中碱腐蚀对铝合金基体蚀刻量大，单位面积质量的损失为50～150mg/dm²，且工艺复杂。为简化工艺，减少质量损失，采用酸性清洗代替传统清洗。然而，酸性清洗中含有大量氟离子，酸性条件下，氟离子具有强腐蚀性，对设备腐蚀严重，且氟离子危害环境，废水处理困难。因此，含氟酸洗工艺使用受到限制。鉴于以上原因，迫切需要开发一种工艺简单，环境友好，且对金属设备无腐蚀，铝合金蚀刻轻微的清洗技术。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种铝合金用无磷无氟清洗剂和其浓缩液及其制备方法。

本发明采用两种溶液独立分装的方式获得清洗剂浓缩液，有利于根据铝合金合金材质及表面污染种类和程度选择适合的配比混合，增加清洗剂的稳定性和可靠性，达到最佳除油效果及最低铝损耗。

本发明中溶液A主要包含碱、螯合剂及缓蚀剂。碱可与油脂中的动植物油(主要成分是硬脂酸)反应，生成硬脂酸钠(即肥皂)，溶解进入碱性溶液，即皂化反应，以除去油脂；碱还能与铝反应，释放氢气，形成大量气泡，冲刷油污，从而通过物理作用将油污从铝表面驱离。螯合剂既可螯合水中的铁、钙、镁等金属离子，又可以螯合碱与铝合金反应生产的铝离子，使其溶于水中，以免形成不溶于水的物质，降低除油效果。缓蚀剂主要减缓碱对铝合金的过度腐蚀，降低铝质量损失。

本发明中溶液B主要为有机物，包含复合表面活性剂和消泡剂。复合表面活性剂通过两种及两种以上非离子型或两性表现活性剂的复配，相互协同作用，从而达到提高乳化油污尤其是矿物油的能力，降低表面张力，使油污脱离铝合金表面变成很小的油珠，进而分散于溶液中。表面活性剂在溶液中具有极大的发泡性，在气泡的冲击下，泡沫累积致使降低清洗效果，并阻碍作业，加入消泡剂可以快速使气泡变小直至破裂。

本发明的复合表面活性剂含有C₁₂～C₁₅的烷基醇醚羧酸盐和烷基糖苷，还可以选择性添加烷基氧化胺和C₁₂-C₁₄的脂肪醇。所选表面活性剂具有复配性能，且均可降解，绿色环保。