低泡堿性除油劑配方技術(shù)

低泡堿性除油劑配方技術(shù)

一、背景電鍍工業(yè)中，除油是保證鍍(涂)層結(jié)合力的關(guān)鍵工序之一。傳統(tǒng)的高溫堿性除油工藝存在著除油效率低、工作溫度高(65~90℃)、耗能大、水洗困難、廢水處理費(fèi)用高、造成堿霧而污染環(huán)境等問(wèn)題。目前,大部分除油配方存在著泡沫量多,僅適合于浸泡或電解的清洗方法,而對(duì)于壓力噴射法無(wú)法適用。除油劑產(chǎn)生泡沫的多少通?？捎糜诤饬科涑湍芰Φ母叩?，但現(xiàn)代工業(yè)與民用洗滌中低泡清洗劑的使用量越來(lái)越大。清洗劑達(dá)到低泡沫的要求有2種方法：一是在清洗劑中添加消泡劑；二是采用低泡表面活性劑，如聚醚型表面活性劑。然而，含有消泡劑的清洗劑，其消泡能力往往隨時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，采用皂基、烷基苯磺酸鹽和平平加按適當(dāng)比例進(jìn)行復(fù)配可制得低泡、破泡快、洗滌效果好的除油劑。低泡堿性除油劑,因?qū)Σ牧蠠o(wú)銹蝕,廢水容易處理,環(huán)保效益好，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,使用安全。節(jié)省了能源,降低了生產(chǎn)成本。能滿足電鍍、磷化、噴漆前的除油要求，廣泛應(yīng)用于各種金屬表面處理中除油工序。二、堿性除油劑2.1除油劑除油原理除油劑除油原理是表面活性劑與助洗劑潤(rùn)涅、滲透、乳化分散、加溶效能的綜合體現(xiàn)。利用表面活性劑分子結(jié)構(gòu)中的親水基團(tuán)和親油基團(tuán)而吸附于油污和溶液之間的界面上,其親水基團(tuán)指向溶液而親油基團(tuán)指向油污,定向地排列,使得油一液界面張力大大降低。在攪拌作用下,油污松動(dòng),容易被分散成極細(xì)小的油珠而被脫離工件表面。表面活性劑與助洗劑又通過(guò)乳化分散作用,使油珠之間不能相互合并和重新粘附于工件表面上,從而達(dá)到清洗作用。2.2堿性除油劑除油過(guò)程金屬制件上的污物除動(dòng)植物油外,還有礦物油類如石油及其衍生物、機(jī)油、石蠟、潤(rùn)滑油、瀝青等。另有灰塵、切削物、磨料、研磨膏、切削液指墳鹽跡等；對(duì)于固體油污,主要依靠表面活性劑對(duì)金屬表面的浸濕和界面的吸附作用,改變固體顆粒油污與金屬表面之間界面能,降低相互之間的引力，使之分離。對(duì)于液體油污，主要靠表面活性劑的滲透和乳化作用。液體油污在金屬表面一般是鋪展的薄層油膜,除油液滲透到表面與油膜之間,對(duì)油污浸濕乳化而脫落下來(lái)。因此除油是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程，伴隨了皂化、乳化、滲透、分散、溶解等多個(gè)作用過(guò)程的進(jìn)行：1）皂化作用油脂與氫氧化鈉和堿性強(qiáng)的鹽類作用生成可溶性的皂類和甘油，這種皂化作用可以除去動(dòng)、植物油類。2）乳化作用在生成的皂類和助劑碳酸鈉、磷酸鈉、硅酸鈉、以及活性劑的作用下,將油脂變成細(xì)小乳化粒,分散增溶進(jìn)膠束。3）滲透作用表面活性劑滲透到表面與油脂之間,對(duì)油脂進(jìn)行浸濕、乳化、使油脂松散、減小對(duì)金屬的附著力而剝離。4）分散作用油脂從金屬表面分離后，分散到溶液中,由表面活性劑的增溶作用,阻止再粘結(jié)到金屬表面。5）機(jī)械作用采用噴淋、空氣攪拌、機(jī)械攪拌、刷洗、研磨等方式、使油脂從表面脫離、電解產(chǎn)生的氣泡和超聲波振動(dòng)也屬此類。2.3堿性除油劑常見(jiàn)組分：除油劑一般由助洗劑和表面活性劑兩部分組成。助洗劑在除油劑中比例最大,但對(duì)礦物油不起決定作用,起主要作用的是表面活性劑。2.3.1表面活性劑表面活性劑為選擇主要考慮其對(duì)油污的吸附性、滲透性、潤(rùn)濕性、、乳化性、分散性等,并根據(jù)其物性與低混下去污力的關(guān)系來(lái)確定。通常一種表面活性劑不能同時(shí)具備上述性能,故要根據(jù)表面活性劑的實(shí)測(cè)結(jié)果,選擇多種活性劑復(fù)配,以達(dá)到所需的物性和去污效果。對(duì)于直鏈表面活性劑(如RCOONa、ROSO3Na、RSO3Na等),其表面活性隨碳鏈增加而提高,憎水基在C8~C12:表現(xiàn)出較好的潤(rùn)濕作用,C12~C16表現(xiàn)出較好的去污作用,C18以上水溶性差,憎水基在烷苯的鄰位時(shí),滲透力較大,對(duì)位時(shí),增溶作用大。親水基位置在憎水基末端,比靠近中間的乳化增溶作用好,宜作乳化劑、洗滌劑;親水基在靠近憎水基中間的比在末端的滲透力要好,宜作潤(rùn)濕劑、滲透劑。親水基與憎水基在苯環(huán)上位置分別呈鄰、間和對(duì)位時(shí)，其潤(rùn)濕性依次變差。有支鏈憎水基的表面活性劑比不帶支鏈的滲透力好,但由于支鏈憎水基的空間位置,在界面吸附層的排列不如直鏈那么緊密,而影響去污力。非離子表面活性劑憎水基與親水基的平衡也應(yīng)考慮,如C10~C18的聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯鏈需占分子重量的2/3以上，水溶性才好,但聚氧乙烯鏈過(guò)大,會(huì)降低界面吸附和去污性能，一般，聚氧乙烯醚類分子量大,泡沫小,而滲透方差。根據(jù)相似相溶原理,表面活性劑中憎水基與被作用的基因越相似,則它們間的親合力愈好。如乳化礦物油時(shí),以脂肪族或帶有脂坊鏈芳香族的憎水基的表面活性劑為宜.非離子表面活性劑在酸、堿介質(zhì)中比較穩(wěn)定,與其他類型表面活性劑相溶性好,在各種溶劑中均有良好的溶解性,乳化油脂的能力強(qiáng),還有良好的潤(rùn)滑和分散性能。它在金屬表面不發(fā)生吸附,清洗性好,殘留液少。壬基酚類聚氧乙烯醚非離子表面活性劑具有良好的潤(rùn)濕和乳化增溶作用。陰離子表面活性劑的帶電基團(tuán)易吸附在金屬表面,也可以吸附在污垢的表面,使帶有相同電荷的基團(tuán)互相排斥,導(dǎo)致粘附降低,有利于污垢的去除。鑒于表面活性劑對(duì)金屬表面油污的乳化是O/W型,故宜選擇HLB為8~18范圍內(nèi)的表面活性劑,尤其是在13~15范圍內(nèi),去污能力強(qiáng)。選用表面活性劑時(shí)參考以下幾點(diǎn)為選材標(biāo)準(zhǔn)，可以達(dá)到高效、環(huán)保、低泡除油劑。1)憎水基含C12~C14的飽和直鏈的2)憎水基是碳氟鏈或硅氧烷鏈的;3)親水基位于憎水基中間位置且憎水基有較多分支的;4)親水基位于憎水基末端的；5)氧乙烯基(EO)數(shù)目少的非離子表面活性劑；6)有較低表面張力的;7)水溶性與油溶性表面活性劑混用,兩者親油基碳數(shù)相近,且無(wú)支鏈的;8)憎水基結(jié)構(gòu)與金屬表面油污成分相似的;常用表面活性劑：有壬基酚類聚氧乙烯醚、聚氧乙烯辛基酚醚，三乙醇胺油酸皂等2.3.2助洗劑堿性除油劑的性能雖然主要決定于表面活性劑,但選擇適當(dāng)種類和配比的助洗劑。金屬表面的油脂受光照等因素的影響,會(huì)發(fā)生一些變化,有時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些類似于樹(shù)脂的物質(zhì),對(duì)這類物質(zhì)一般的水基清洗劑是很難清洗的。依據(jù)相似相溶原理,助溶劑對(duì)油污有溶解和分散作用,可增加清洗能力,如醇、醚、酮等既溶于水又溶于有機(jī)溶劑,是很好的助溶劑；助洗劑對(duì)金屬離子有螯合作用,使硬水軟化,有緩沖作用,可以維持清洗劑中PH值的穩(wěn)定,降低除油液的表面張力；對(duì)固體污物有分散作用,能防止污物在工作上的再附著,與表面活性劑混用時(shí),降低CMC值,提高去污能力常見(jiàn)助洗劑三聚磷酸鈉具有多電荷交替結(jié)構(gòu),能明顯提