堿性化學(xué)脫脂劑的主要組成.doc

堿性化學(xué)脫脂劑的主要組成(一)堿和堿金屬鹽1氫氧化鈉(NaOH)氫氧化鈉是強(qiáng)堿，具有強(qiáng)的皂化反應(yīng)。油脂(如硬脂酸酯)不溶于水，但經(jīng)過皂化，它們以肥皂和甘油的形式溶入水中。這就是動(dòng)、植物性油污脫脂的原理。C3H5(C17H35COO)3+3NaOH=3C17H35COONa+C3H5(OH)3硬脂酸酯氫氧化鈉硬脂酸鈉甘油2碳酸鈉(Na2C03nH2O)可選用無水的或10水的鹽。兩者對(duì)皂化的影響都弱，但能起到緩慢潤濕和分散油脂的作用。碳酸鈉與酸氫鈉(Na2CO3NaHC032H2O)復(fù)鹽具有與碳酸鈉相同的效果，而且它不損害基體金屬，對(duì)于非鐵金屬的清洗是安全的。3硅酸鈉硅酸鈉是Na20和SiO2的化學(xué)組合，根據(jù)組合比例包括下列鹽。原硅酸鈉(2Na20SiO2nH20)SiO2Na20=05倍半硅酸鈉(15Na20SiO2nH20)Si02Na20=0667硅酸鈉(Na20SiO2nH20)SiO2Na20=10一級(jí)硅酸鈉(Na202SiO2nH20)SiO2Na2O=2二級(jí)硅酸鈉(Na203SiO2nH20)SiO2Na20=3一般主要使用原硅酸鈉和硅酸鈉，需要介乎兩者之間的特性時(shí)使用倍半硅酸鈉。硅酸鈉水解成游離堿和硅酸，游離堿潤濕并滲入油脂及其他污物層中，通過滲透和膨脹作用而將污物皂化除到溶液中。Si02Na20的比例越小，由水解產(chǎn)生的堿度就越高。產(chǎn)生的膠態(tài)硅酸起到吸附作用并包括使油、脂和其他污物懸浮，在任何其他的堿性物質(zhì)中找不到這種作用，硅酸鹽是脫脂中一種必不可少的成分。原硅酸鈉對(duì)強(qiáng)堿有緩沖作用，并能軟化水。硅酸鈉堿度低于原硅酸鈉，但其作用基本相同，適用于清洗銅、鋅、鋁及它們的合金。一級(jí)和二級(jí)硅酸鈉即所謂的水玻璃，用于對(duì)表面腐蝕敏感的基體材料。使用硅酸鹽用于脫脂時(shí)要清洗干凈，不能在金屬表面留有硅酸鹽，否則下步酸洗時(shí)會(huì)使硅膠凝膠吸附在工件表面上，難以除去，導(dǎo)致鍍層發(fā)霧并影響基體與鍍層的結(jié)合力。4磷酸鈉磷酸鈉具有下列鹽：一水磷酸二氫鈉NaH2P04H20二水磷酸二氫鈉NaH2P042H2O磷酸氫二鈉Na2HP04十二水磷酸氫二鈉Na2HP0412H20十二水磷酸鈉Na3P0412H20焦磷酸二氫二鈉Na2H2P207六水焦磷酸二氫二鈉Na2H2P2076H20十水焦磷酸鈉Na4P20710H20偏磷酸鈉NaP03三偏磷酸鈉Na3P309三聚磷酸鈉Na5P3010在上述鹽中，十二水磷酸鈉、偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉等常用在清洗中。磷酸鈉在滲透、潤濕等作用方面次子硅酸鈉，但與金屬的反應(yīng)不強(qiáng)烈，它對(duì)鋁、鋅等的腐蝕不太嚴(yán)重，同時(shí)它也能對(duì)基體金屬起到緩蝕作用，并有使硬水軟化的作用。常用堿和堿性鹽在堿性化學(xué)脫脂中的性能見表6-3；堿性化學(xué)脫脂劑中主要成分的應(yīng)用性能見表6-4。表6-3常用堿和堿性鹽在堿性化學(xué)脫指中的性能注：A優(yōu)秀、B良好、C普通、D不太好、E不良。腐蝕抑制性乃針對(duì)非鐵金屬。表6-4堿性化學(xué)脫脂劑中主要成分的應(yīng)用性能比較(二)軟化硬水添加劑軟化硬水添加劑，也就是我們常說的清洗助劑。眾所周知，動(dòng)植物油脂在堿液中水解后可以形成水溶性的長鏈脂肪酸鈉(鈉肥皂)。鈉皂雖然可溶于水，但在含Ca2+、Mg2+的硬水中則會(huì)形成不溶于水的長鏈脂肪酸鈣或鎂鹽(稱鈣皂或鎂皂)。此外，Ca2+、Mg2+還會(huì)與堿性脫脂液中的C032一、0H一、PO43一、Si032一等形成不溶性的化合物。這些不溶性的物質(zhì)很容易附著在鍍件的表面，使鍍層出現(xiàn)毛刺、針孔、粗糙和結(jié)合力不良。在堿性脫脂劑中必須加入能使水軟化的添加劑，也稱為軟化劑。都是一些可與Ca2十、Mg2+形成可溶性螯合物的螯合劑，可以抑制Ca2+、Mg2+和其他金屬離子形成沉淀物，能消除水不溶物結(jié)塊，使其變?yōu)閼腋◇w而分散到溶液中。軟化水用的螯合劑主要有以下四類。1聚合磷酸鹽聚合磷酸鹽按其結(jié)構(gòu)可分為兩大類。一類是線形的，其通式為Nan+2PnO3n+1。常用的有焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉(STP)和六聚磷酸鈉，其結(jié)構(gòu)如下。另一類聚合磷酸鹽具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其通式為NanPnO3n，常見的有三縮磷酸鈉、四縮磷酸鈉和六縮磷酸鈉。環(huán)狀聚合磷酸鹽的螯合能力很弱，而線形多聚磷酸鹽是一種優(yōu)良的螯合劑，具有較好的乳化分散作用，能有效抑制溶液中金屬離子在制品表面形成不溶性固體。三聚磷酸鈉是用得最多的，它具有軟化水、螯合輕質(zhì)金屬離子和助洗等作用，能提高污垢的懸浮能力，防止二次污染和使用經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。2有機(jī)多膦酸鹽膦酸是指碳原子上直接連接磷酸根(一P03H2)的化合物。最常見的多膦酸是在一個(gè)碳原子上連接兩個(gè)或兩個(gè)以上的磷酸基，或在氮原子上連接兩個(gè)或兩個(gè)以上甲亞基膦酸基(一CH2P03H2)的有機(jī)物。典型的有機(jī)多膦酸的名稱與結(jié)構(gòu)見表6-5。表6-5典型的有機(jī)多膦酸的名稱與結(jié)構(gòu)有機(jī)多膦酸對(duì)Ca2+、Mg2+的絡(luò)合能力比三聚磷酸鹽強(qiáng)，所形成的絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)也大。有機(jī)多膦酸分子中含有憎水基與親水基，其本身有相當(dāng)?shù)谋砻婊钚?，也可以吸附在金屬表面而形成防腐蝕的膜，同時(shí)又可分散污垢和聚合絡(luò)合物。實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)它與表面活性劑聯(lián)用時(shí)對(duì)提高洗滌劑的洗滌能力有協(xié)同作用，這就是它常作為液體洗滌劑、化妝用皂和硬水清洗助劑的原因。在許多的國外清洗劑的配方中，也用有機(jī)多膦酸作助劑。3有機(jī)羧酸鹽作為洗滌助劑，一般應(yīng)具備下列條件：對(duì)金屬離子的螯合作用、分散作用、對(duì)堿的緩沖作用。其中對(duì)金屬離子的螯合作用最為重要。目前使用最多的洗滌助劑是三聚磷酸鈉(STP)。但過量的磷會(huì)引起湖泊的富營養(yǎng)化問題，使水中的溶解氧劇降，從而危及魚類的生存，現(xiàn)在限制或減少使用。作為無磷清洗助劑，主要采用有機(jī)羧酸類。氨基羧酸類氮川三乙酸鈉(NTA)、乙二胺四乙酸鈉(EDTA)、羥乙基乙二胺三乙酸鈉(HEDTA)、二乙三胺五乙酸鈉(DTPA)羥基乙醇酸等。羥基羧酸類乳酸鈉、酒石酸鈉、乙醇酸鈉、檸檬酸三鈉和葡萄糖酸鈉等。二元羧酸類草酸鈉、馬來酸鈉、丙二酸鈉、琥珀酸鈉等。EDTA、NTA和STP對(duì)Ca2+的螯合能力都很強(qiáng)，屬于穩(wěn)定的螯合物。其中EDTA的螫合能力最強(qiáng)，在pH=10時(shí)每l00g螯合208gCa2十，而STP在pH=9時(shí)螯合能力最強(qiáng)，最適于在弱堿性洗滌劑中應(yīng)用。酒石酸鈉在pH=9時(shí)螯合力最強(qiáng)，檸檬酸鈉也是在pH=910時(shí)的螯合力最強(qiáng)，它屬于天然產(chǎn)物，對(duì)人體無害，是安全的洗滌助劑。葡萄糖酸鈉有一個(gè)羧基和5個(gè)羥基，在堿性條件下能使金屬離子或金屬氧化物螯合，是一個(gè)非常理想的清洗助劑。在堿性脫脂劑與電解脫脂劑中都使用它，能獲得最佳效果。4高分子化合物高分子化合物指PAA系列高分子助洗劑，是一種聚羧酸鹽，是以丙烯酸、馬來酸為主體的多元體共聚物的堿性金屬鹽，是一種水溶性聚電解質(zhì)高分子化合物。它具有以下特點(diǎn)。對(duì)鈣、鎂等多價(jià)金屬離子具有較強(qiáng)的螯合能力，其螯合能力相當(dāng)于STPP(三聚磷酸鈉)的57倍。對(duì)污垢團(tuán)粒，鈣皂具有良好的分散能力，在油酸鈉濃度為0033、水硬度為33310-6的實(shí)驗(yàn)條件下，PAA的鈣皂分散能力為LAS的2倍、STPP的7倍。良好的吸附性能，50、pH=7時(shí)PAA對(duì)高嶺土的吸附為STPP的6倍。且具有良好的抗油污再沉積能力。適合于低溫洗滌，是低溫脫脂劑的組成組分之一。可與多種類型的非離子型、陰離子型表面活性劑配伍使用，除油污效果更加突出根據(jù)酸堿性的不同，可分為堿性、酸性和中性三種，其中最常用的是堿性脫脂劑。一、堿性脫脂劑： 主要是一些堿性助劑和表面活性劑組成。 堿性物質(zhì)包括氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三納、偏硅酸鈉、三聚磷酸鈉等； 表面活性劑包括OP-10、TX-10、AEO9、JFC等常用非離子表面活性劑，還有的用陰離子型的如等，但泡沫太多，不適用噴淋。 這種堿性脫脂劑除油效果較好，使用最多。二、酸性脫脂劑： 主要由無機(jī)酸和表面活性劑組成，也叫脫脂除銹二合一，簡稱二合一。 無機(jī)酸根據(jù)應(yīng)用的場合不同，可用鹽酸、硫酸、磷酸、氫氟酸等 表面活性劑必須是耐酸強(qiáng)的，如OP-10、TX-10、AEO9、JFC都可以。 這種酸性脫脂劑，一般適用于用后面有酸洗的工藝中，如果沒有酸洗，不建議使用。 LAS、磺酸三、中性脫脂劑：主要由表面活性劑組成，如OP-10、TX-10、AEO9、JFC 、LAS、磺酸等。這咱中性脫脂劑，脫脂效果差，但腐蝕性小，只適用于一些特殊場合，一般必須加溫使用。酸洗除油一步法除油一般鋼鐵和銅及其合金零件可以采用酸洗除油一步法來除油。這種方法除油效果好，還能除拋光膏（除蠟），在除油