一种酸性环保清洗剂、制备方法及清洗方法与流程

本申请涉及工业清洗，涉及一种酸性环保清洗剂、制备方法及清洗方法，特别是涉及一种用于清洗钛及钛合金制品的清洗剂、其制备方法及应用该清洗剂的清洗方法。

背景技术：

1、钛及钛合金（如ta2）因质轻、耐腐蚀、比强度高等优点，广泛应用于化工、食品、航空航天等领域的管道系统。在正常使用环境下，钛表面会迅速形成一层致密的二氧化钛（tio2）钝化膜，保护内部金属免受进一步腐蚀。然而，在特定的严苛工况下，这种保护平衡可能被打破。例如，在含有氟离子、氯离子的酸性介质环境中，或当设备反复经历高温杀菌、接触特定有机介质（如含有机酸、多酚类化合物的料液）时，钛表面会发生异常腐蚀或复杂的表面反应，生成一种以钛氧化物为主要成分的白色或灰白色污垢层。这类污垢结构致密，与基材结合异常牢固，并非普通水垢或油脂沉积物。常规的碱性清洗剂（如氢氧化钠溶液）和用于去除水垢的普通酸性清洗剂（如硝酸、柠檬酸等稀溶液）对此类顽固的钛氧化物垢层清洗效果甚微，甚至可能导致污垢变得更为顽固。

2、工业上，有效去除此类钛氧化物垢层通常依赖于含氢氟酸或高浓度强酸（如浓盐酸、浓硫酸）的清洗剂。目前，去除该类氧化层的常用方法仍以含氢氟酸、盐酸、硫酸或硝酸的强腐蚀性清洗剂为主。这类清洗剂虽然能够去除氧化层，但对钛合金基体腐蚀严重，容易导致工件尺寸超差、表面产生点蚀坑甚至氢脆，并且在使用过程中释放有毒有害气体，严重威胁操作人员健康并造成环境污染。为此，亟需开发一种对钛合金基体腐蚀性小、清洗效率高且环境友好的清洗剂，以满足食品、医药等对残留风险要求严格的行业需求。

技术实现思路

1、根据本申请的一个方面，提供一种由螯合剂与弱酸复配而成的酸性环保清洗剂，能够高效去除钛合金表面钛氧化物、同时显著降低对钛合金基体腐蚀的酸性环保清洗剂，且泡沫少、安全性高，清洗后无风险残留。所述酸性清洗剂按质量百分比计，由以下组分组成：

2、氟元素供给组分，所述氟元素供给组分为碱金属单氟磷酸盐，含量为0.4%～1.1%，以控制所述清洗剂中氟元素的质量百分含量小于0.15%；

3、有机螯合酸组合物，总含量为2%～10%，所述有机螯合酸组合物包含至少一种多羧基有机酸和至少一种多羟基有机酸；

4、酸性调节组分，含量为1%～5%，所述酸性调节组分为对钛合金低腐蚀的非氧化性强酸，用于调节清洗剂的ph值至1～4；

5、余量为纯水，补加至100%。

6、优选的，所述碱金属单氟磷酸盐为单氟磷酸钠。

7、优选的，所述多羧基有机酸选自柠檬酸、酒石酸、苹果酸、琥珀酸中的至少一种；

8、所述多羟基有机酸选自葡萄糖酸、酒石酸、苹果酸、抗坏血酸中的至少一种。

9、优选的，所述有机螯合酸组合物为柠檬酸与酒石酸的混合物、苹果酸与葡萄糖酸的混合物，或苹果酸与酒石酸的混合物。

10、优选的，所述有机螯合酸组合物优选为柠檬酸与葡萄糖酸的混合物，具体为一水柠檬酸与葡萄糖酸的混合物，其中一水柠檬酸含量为2%～4%，葡萄糖酸含量为2%～4%。

11、优选的，所述酸性调节组分选自氨基磺酸、甲磺酸、乙磺酸、磷酸中的至少一种，所述酸性调节组分优选为氨基磺酸，其用量为2% ~ 3%。

12、根据本申请的另一个方面，提供一种所述的酸性环保清洗剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

13、s1，将酸性调节组分加入部分纯水中，搅拌至溶解；

14、s2，向s1所得溶液中加入有机螯合酸组合物，搅拌至完全溶解；

15、s3，向s2所得溶液中加入氟元素供给组分，搅拌溶解后，加入余量

16、水定容，并调节清洗剂的ph值至1～4，且控制所得清洗剂中氟元素的质量百分含量不超过0.15%；

17、其中，按清洗剂总质量计，所述酸性调节组分的加入量为1%～5%，所述有机螯合酸组合物的加入量为2%～10%。

18、根据本申请的又一个方面，提供一种酸性环保清洗剂的清洗方法，所述清洗方法包括以下步骤：

19、将所述清洗剂的原液进行活化处理，得到活化后的清洗剂；

20、在常温条件下，将待清洗制品与所述活化后的清洗剂接触，使活化后的清洗剂充分浸润待清洗制品后，再进行污垢剥离清洗；

21、清洗完成后，用水冲洗待清洗制品，以去除清洗剂残留；

22、其活化处理选自以下任一种：

23、常温放置活化：将配制好的清洗剂原液在常温条件下静置放置至少3天；

24、加热辅助活化：将配制好的清洗剂原液在75℃~80℃下加热保温5～8小时，然后放置一天以上。

25、优选的，所述清洗剂以原液形式与所述制品接触，接触方式为浸泡，接触时间为1～2小时。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

27、本发明以碱金属单氟磷酸盐作为氟元素供给组分，在非氧化性强酸提供的酸性环境中缓慢水解并持续释放低浓度单氟磷酸根，以提供氟元素，定向溶解钛氧化物；同时，多羧基有机酸与多羟基有机酸通过多齿螯合作用协同络合溶解的钛离子，拉动溶解平衡，促使氧化层快速剥离，清洗效率高。

28、本申请所述的酸性清洗剂中通过控制氟元素含量，有效避免了高浓度活性氟对钛合金基体的侵蚀；所选非氧化性强酸在维持ph 1～4的同时不破坏钛合金表面钝化膜，使得清洗过程对基材的腐蚀率极低，抑制了点蚀的发生。

29、本申请所述的酸性清洗剂中的有机螯合酸组合物由多羧基有机酸和多羟基有机酸形成的螯合物水溶性良好，可将钛离子稳定分散于清洗液中，防止其水解沉淀并再沉积于工件表面，保证了清洗后表面的洁净度。

30、本申请所述的酸性清洗剂原液经活化处理后，组分间预先建立化学平衡，形成高活性溶垢物种，常温下即可与钛合金快速反应，操作简便，反应速率温和可控，适合工业化批量生产。

31、本申请所述的酸性环保清洗剂的配方不含盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸等强腐蚀性酸，大幅提高了操作安全性。

1.一种酸性环保清洗剂，其特征在于，所述酸性清洗剂按质量百分比计，由以下组分组成：

2.根据权利要求1所述的一种酸性环保清洗剂，其特征在于，所述碱金属单氟磷酸盐为单氟磷酸钠。

3.根据权利要求1所述的一种酸性环保清洗剂，其特征在于，所述多羧基有机酸选自柠檬酸、酒石酸、苹果酸、琥珀酸中的至少一种；

4.根据权利要求1所述的一种酸性环保清洗剂，其特征在于，所述有机螯合酸组合物为柠檬酸与葡萄糖酸的混合物，或苹果酸与酒石酸的混合物。

5.根据权利要求4所述的一种酸性环保清洗剂，其特征在于，所述有机螯合酸组合物优选为柠檬酸与葡萄糖酸的混合物，具体为一水柠檬酸与葡萄糖酸的混合物，其中一水柠檬酸含量为2%～4%，葡萄糖酸含量为2%～4%。

6.根据权利要求1所述的一种酸性环保清洗剂，其特征在于，所述酸性调节组分选自氨基磺酸、甲磺酸、乙磺酸、磷酸以及冰乙酸中的至少一种，所述酸性调节组分优选为氨基磺酸，其用量为2% ~ 3%。

7.一种权利要求1~6任一所述的酸性环保清洗剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

8.一种使用权利要求1~6任一项所述的酸性环保清洗剂或根据权利要求7所述的方法制备的清洗剂的清洗方法，其特征在于，所述清洗方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种酸性环保清洗剂的清洗方法，其特征在于，所述清洗剂以原液形式与所述制品接触，接触方式为浸泡，接触时间为1～2小时。