除颗粒型碳氢清洗剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于碳氢清洗剂技术领域，尤其涉及一种除颗粒型碳氢清洗剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.高精密零件在加工和制造过程中会经历切割、镀膜、拉伸等一系列工序，这些都会使得高精密零件表面产生细微金属、合金细屑、积碳以及油质等物质，尤其是在精加工过程中还会产生大量的小于200μm的微小颗粒，比如说精密刀具在切削精加工过程中会产生更多小于200μm的细微金属。然而高精密零件都需要呈现较好的表面光洁度，这就需要采用清洗剂对加工后的高精密零件进行清洗。
3.碳氢清洗剂是中国目前工业溶剂清洗中最环保的清洗剂，因此常常被用来清洗各种高精密零件，普通碳氢清洗剂主要由碳和氢两种元素组成的碳氢化合物，其由原油深加工而得，再加入活性溶剂、增溶剂、稳定剂等配制而成，可去除油污和部分颗粒物，但是根本无法完全剥离分散颗粒。随着碳氢清洗剂市场的不断发展，为了能够高效清洗颗粒物，现有技术也开发了高效清洗颗粒物的功能型碳氢清洗剂，这种功能型清洗剂虽然可清洗掉大量颗粒物，但是却不能有效清洗200μm以下的微小颗粒物。
4.因此，亟需一种除颗粒型碳氢清洗剂及其制备方法和应用，以解决现有技术问题的不足。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种除颗粒型碳氢清洗剂，该除颗粒型碳氢清洗剂不仅可除去高精密工件表面200μm及以上的大颗粒，还能有效清洗200μm以下的微小颗粒物。
6.本发明的另一目的是提供一种除颗粒型碳氢清洗剂的制备方法，通过该制备方法可制得上述除颗粒型碳氢清洗剂。
7.本发明的又一目的是提供一种除颗粒型碳氢清洗剂在清洗高精密工件中的应用。
8.为实现以上目的，本发明提供了一种除颗粒型碳氢清洗剂，按质量份数计，包括70～90份碳氢化合物、5～20份醇醚类化合物、0.5～5份聚丙二醇单丁醚、0.5～5份烷基氧化胺、0.5～5份分散剂、5～15份水。
9.与现有技术相比，本发明的除颗粒型碳氢清洗剂以水作为介质，并采用碳氢化合物为主体溶剂，再采用醇醚类化合物、聚丙二醇单丁醚、烷基氧化胺分别作为增溶剂、乳化剂、渗透剂，同时还包括分散剂。在外力作用下，聚丙二醇单丁醚乳化剂能将碳氢化合物和水充分混合以使除颗粒型碳氢清洗剂呈均匀且稳定的乳化液状，进而使得对200μm及以上的大颗粒和200μm以下的微小颗粒形成浸润渗透、包裹、分离，以实现对颗粒物的清洗；其中醇醚类化合物可增加烷基氧化胺渗透剂在碳氢化合物中的溶解度且对200μm及以上的大颗粒有一定的剥离效果，同时渗透剂渗入200μm以下的微小颗粒与工件表面之间进而削弱两者之间的吸附力，进而使得200μm以下的微小颗粒更容易在外力的作用下从工件表面剥离；
分散剂能将剥离下来的大颗粒和微小颗粒均匀包裹分散在清洗剂中，防止其再次吸附在工件表面从而造成二次污染，因此本发明通过乳化剂、渗透剂、分散剂三者之间的协同作用，以进一步提高对大颗粒和微小颗粒的清洗效果，故本发明的除颗粒型碳氢清洗剂不仅可除去高精密工件表面200μm及以上的大颗粒，还能有效清洗200μm以下的微小颗粒物。
10.较佳地，本发明的除颗粒型碳氢清洗剂，包括70～80份碳氢化合物、5～10份醇醚类化合物、0.5～2份聚丙二醇单丁醚、0.5～2份烷基氧化胺、0.5～4份分散剂、5～10份水。
11.较佳地，本发明的碳氢化合物包括正壬烷、异壬烷、正癸烷、异癸烷、正十二烷和异十二烷中的至少一种。
12.较佳地，本发明的醇醚类化合物包括丙二醇丁醚、乙二醇丁醚和3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇中的至少一种。
13.较佳地，本发明的烷基氧化胺的结构式如下式1或式2所示：
[0014][0015]
其中r1为辛烷基、癸烷基、十八烷基、十六烷基、十四烷基或十二烷基，其中r2为十二烷基、十六烷基、十八烷基或十四烷基。即本发明的烷基氧化胺包括十八烷基二羟乙基氧化胺、十六烷基二羟乙基氧化胺、十四烷基二羟乙基氧化胺、十二烷基二羟乙基氧化胺、辛烷基二羟乙基氧化胺、癸烷基二羟乙基氧化胺、十六烷基二甲基氧化胺、十八烷基二甲基氧化胺、十四烷基二甲基氧化胺和十二烷基二甲基氧化胺中的至少一种。
[0016]
较佳地，本发明的聚丙二醇单丁醚(bppg)包括bppg-350、bppg-500、bppg-750和bppg-1000中的至少一种。
[0017]
较佳地，本发明的分散剂为失水山梨醇脂肪酸酯(span)和脂肪醇聚氧乙烯醚(aeo)中的至少一种。优选地，分散剂为span-80、span-60、aeo-3和aeo-7中的至少一种。
[0018]
为实现以上目的，本发明提供了一种除颗粒型碳氢清洗剂的制备方法，步骤包括：
[0019]
(1)将配方量的聚丙二醇单丁醚、烷基氧化胺、分散剂加入配方量的水中，经均质混合得到第一混合液；
[0020]
(2)将配方量的醇醚类化合物加入第一混合液中，经均质混合得到第二混合液；
[0021]
(3)将配方量的碳氢化合物加入第二混合液中，经均质混合得到除颗粒型碳氢清洗剂。
[0022]
与现有技术相比，本发明先将聚丙二醇单丁醚、烷基氧化胺、分散剂加入水中得到第一混合液，再将醇醚类化合物加入第一混合液中得到第二混合液，再将碳氢化合物加入第二混合液中得到除颗粒型碳氢清洗剂。该除颗粒型碳氢清洗剂不仅可除去高精密工件表面200μm及以上的大颗粒，还能有效清洗200μm以下的微小颗粒物。
[0023]
为实现以上目的，本发明提供了一种除颗粒型碳氢清洗剂在清洗高精密工件中的应用，采用除颗粒型碳氢清洗剂对待清洗的高精密工件进行超声波清洗。
[0024]
与现有技术相比，将本发明的除颗粒型碳氢清洗剂应用于清洗高精密工件中，除颗粒型碳氢清洗剂在超声波的作用下乳化成稳定的乳液状，对200μm及以上的大颗粒和200
μm以下的微小颗粒形成浸润渗透、包裹、分离；再利用乳化剂、渗透剂、分散剂三者之间的协同作用，以进一步对200μm及以上的大颗粒和200μm以下的微小颗粒形成浸润渗透、包裹、分离；超声波作用停止后，除颗粒型碳氢清洗剂实现油水分离，密度较大的颗粒物会和除颗粒型碳氢清洗剂中的水一起沉在底部，然后经排液方式排出，故采用本发明的除颗粒型碳氢清洗剂对待清洗的高精密工件进行超声波清洗，可满足客户对高精密工件表面更高洁净度的要求。
具体实施方式
[0025]
为更好地说明本发明的目的、技术方案和有益效果，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。需说明的是，下述实施所述方法是对本发明做的进一步解释说明，不应当作为对本发明的限制。实施例中和对比例中所使用的原料均通过市售可得。
[0026]
实施例1
[0027]
一种除颗粒型碳氢清洗剂，按质量份数计，包括78份正壬烷、8份丙二醇丁醚、1份bppg-350、1份十二烷基二甲基氧化胺、2份span-80、8份水。
[0028]
本实施例的除颗粒型碳氢清洗剂的制备方法，步骤包括：
[0029]
(1)将1份bppg-350、1份十二烷基二甲基氧化胺、2份span-80加入8份水中，经均质混合得到第一混合液；
[0030]
(2)将8份丙二醇丁醚加入第一混合液中，经均质混合得到第二混合液；
[0031]
(3)将78份正壬烷加入第二混合液中，经均质混合得到除颗粒型碳氢清洗剂。
[0032]
实施例2
[0033]
一种除颗粒型碳氢清洗剂，按质量份数计，包括88份正壬烷、15份丙二醇丁醚、4份bppg-350、4份十二烷基二甲基氧化胺、5份span-80、12份水。
[0034]
本实施例的除颗粒型碳氢清洗剂的制备方法，步骤包括：
[0035]
(1)将4份bppg-350、4份十二烷基二甲基氧化胺、5份span-80加入12份水中，经均质混合得到第一混合液；
[0036]
(2)将15份丙二醇丁醚加入第一混合液中，经均质混合得到第二混合液；
[0037]
(3)将88份正壬烷加入第二混合液中，经均质混合得到除颗粒型碳氢清洗剂。
[0038]
实施例3
[0039]
一种除颗粒型碳氢清洗剂，按质量份数计，包括70份正壬烷、5份丙二醇丁醚、2份bppg-350、0.5份十二烷基二甲基氧化胺、1份span-80、6份水。
[0040]
本实施例的除颗粒型碳氢清洗剂的制备方法，步骤包括：
[0041]
(1)将2份bppg-350、0.5份十二烷基二甲基氧化胺、1份span-80加入6份水中，经均质混合得到第一混合液；
[0042]
(2)将5份丙二醇丁醚加入第一混合液中，经均质混合得到第二混合液；
[0043]
(3)将70份正壬烷加入第二混合液中，经均质混合得到除颗粒型碳氢清洗剂。
[0044]
实施例4
[0045]
一种除颗粒型碳氢清洗剂，按质量份数计，包括78份正十二烷、8份3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、1份bppg-750、1份十六烷基二羟乙基氧化胺、2份aeo-3、8份水。
[0046]
本实施例的除颗粒型碳氢清洗剂的制备方法，步骤包括：
[0047]
(1)将1份bppg-750、1份十六烷基二羟乙基氧化胺、2份aeo-3加入8份水中，经均质混合得到第一混合液；
[0048]
(2)将8份3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇加入第一混合液中，经均质混合得到第二混合液；
[0049]
(3)将78份正十二烷加入第二混合液中，经均质混合得到除颗粒型碳氢清洗剂。
[0050]
对比例1
[0051]
一种除颗粒型碳氢清洗剂，按质量份数计，包括78份正壬烷、8份丙二醇丁醚、1份十二烷基二甲基氧化胺、2份span-80、8份水。
[0052]
本对比例的除颗粒型碳氢清洗剂的制备方法，步骤包括：
[0053]
(1)将1份十二烷基二甲基氧化胺、2份span-80加入8份水中，经均质混合得到第一混合液；
[0054]
(2)将8份丙二醇丁醚加入第一混合液中，经均质混合得到第二混合液；
[0055]
(3)将78份正壬烷加入第二混合液中，经均质混合得到除颗粒型碳氢清洗剂。
[0056]
对比例2
[0057]
一种除颗粒型碳氢清洗剂，按质量份数计，包括78份正壬烷、8份丙二醇丁醚、1份bppg-350、2份span-80、8份水。
[0058]
本对比例的除颗粒型碳氢清洗剂的制备方法，步骤包括：
[0059]
(1)将1份bppg-350、2份span-80加入8份水中，经均质混合得到第一混合液；
[0060]
(2)将8份丙二醇丁醚加入第一混合液中，经均质混合得到第二混合液；
[0061]
(3)将78份正壬烷加入第二混合液中，经均质混合得到除颗粒型碳氢清洗剂。
[0062]
对比例3
[0063]
一种除颗粒型碳氢清洗剂，按质量份数计，包括78份正壬烷、8份丙二醇丁醚、1份bppg-350、1份十二烷基二甲基氧化胺、8份水。
[0064]
本对比例的除颗粒型碳氢清洗剂的制备方法，步骤包括：
[0065]
(1)将1份bppg-350、1份十二烷基二甲基氧化胺加入8份水中，经均质混合得到第一混合液；
[0066]
(2)将8份丙二醇丁醚加入第一混合液中，经均质混合得到第二混合液；
[0067]
(3)将78份正壬烷加入第二混合液中，经均质混合得到除颗粒型碳氢清洗剂。
[0068]
对比例4
[0069]
一种除颗粒型碳氢清洗剂，按质量份数计，包括78份正壬烷、8份丙二醇丁醚、1份丙二醇聚醚、1份十二烷基二甲基氧化胺、2份span-80、8份水，其中丙二醇聚醚为ppg-400。
[0070]
本对比例的除颗粒型碳氢清洗剂的制备方法，步骤包括：
[0071]
(1)将1份ppg-400、1份十二烷基二甲基氧化胺、2份span-80加入8份水中，经均质混合得到第一混合液；
[0072]
(2)将8份丙二醇丁醚加入第一混合液中，经均质混合得到第二混合液；
[0073]
(3)将78份正壬烷加入第二混合液中，经均质混合得到除颗粒型碳氢清洗剂。
[0074]
取经过切削加工的精密刀具(其表面金属细屑较多)做为试验件，按照下述方法测试实施例1～4和对比例1～4的除颗粒型碳氢清洗剂对精密刀具的颗粒清洗效果，检测结果见表1。
[0075]
检测方法：将除颗粒型碳氢清洗剂倒入超声波清洗机内并加热到50℃，再将经过切削加工的精密刀具浸泡其中，超声波的频率为28khz，超声5min，取出用切水剂进行切水，再用普通碳氢进行漂洗，而后用热风干燥，再采用300倍放大镜观察精密刀具表面颗粒残留情况。
[0076]
表1颗粒残留测试结果
[0077]
组别200μm～400um的颗粒(个)200μm以下的颗粒(个)实施例1045实施例2030实施例3040实施例4044对比例1080对比例22100对比例3190对比例4065
[0078]
将实施例1和对比例1～3比较可知，可知实施例1的除颗粒型碳氢清洗剂不仅能够除去高精密工件表面200μm及以上的大颗粒，还能有效清洗200μm以下的微小颗粒，而对比例1～3都不能有效清洗高精密工件表面200μm以下的微小颗粒，这是因为本技术的除颗粒型碳氢清洗剂在超声波的作用下乳化成稳定的乳液状，对200μm及以上的大颗粒和200μm以下的微小颗粒形成浸润渗透、包裹、分离，进而达到清洗颗粒的效果；再利用乳化剂、渗透剂、分散剂三者之间的协同作用，进而进一步地达到清洗颗粒的效果，这也表明若是去除了乳化剂、渗透剂、分散剂三者中的任一种都不能有效清洗高精密工件表面200μm以下的微小颗粒。
[0079]
将实施例1和对比例4比较可知，将聚丙二醇单丁醚替换为丙二醇聚醚也会影响碳氢清洗剂对微小颗粒的清洗效果，这是因为虽然将聚丙二醇单丁醚替换为丙二醇聚醚也能将碳氢化合物和水混合形成乳液状，但是丙二醇聚醚更容易析出使得乳液状不稳定，进而影响微小颗粒的清洗效果，这也表明若是调整了聚丙二醇单丁醚乳化剂、烷基氧化胺渗透剂、分散剂中某一种的种类也会影响碳氢清洗剂对微小颗粒的清洗效果。
[0080]
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照最佳实施例对本发明做了详细的说明，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。