2．1  除油處理

1．1有機溶劑除油

    有機溶劑除油是利用有機溶劑的溶解性，除去金屬表面油污的過程。常見的有機為：石油系溶劑有汽油、煤油、正己烷等；芳香族溶劑有甲苯、二甲苯等；氯系溶劑有三織烷、三氯乙烯、四織乙烯、二氯甲烷等。

    使用的溶劑必須環(huán)保安全、高效。對溶劑的具體要求為：不易燃、無毒且無異味、不腐蝕金屬基體或除油設備、不分解或變質(zhì)、強度低而比熱容小、蒸氣密度比空氣高、能溶解多種油脂、成本低。

2．1．2  堿性除油

   ?堿性除油俗稱化學除油，它是利用堿性除油液浸漬被油脂污染的金屬而除去金屬表面伯脂與污垢的一種脫脂方法。常見的堿性除油工藝見表2．1。表2．t  堿性除油工藝    單位：8／L氫氧化鈉磷酸鈉見除⑩標加劑

    堿性除油液的主要成分的作用如下。

    11)氫氧化鈉  是一種強堿，具有很強的皂化能力，它是保證皂化作用進行的主要組分。當溶液中氫氧化鈉的含量低，pH小于8。i時，皂化反應幾乎不能進行，一般除油液的pH不能低于Io。對于黑色金屬除油液的pH應保持在12—14范圍內(nèi)‘有色金屬和輕金屬的pH保持在lo—11最適宜，不能用太濃的氫氧化鈉溶液。溶液中氫氧化鈉的含量一般不超過loog兒。當皂化反應進行時，氫氧化鈉不斷被消耗掉，此時碳酸鈉和磷酸三鈉將發(fā)生水解產(chǎn)生氫氧化鈉、陰L充其消耗。

    (2]碳酸鈉、磷酸三鈉  都具有一定的堿性，并有一定的緩沖作用．對鋁、鋅、錫等兩性金屬沒有顯著的腐蝕作用。碳酸鈉能吸收空氣中的二氧化碳，部分轉變?yōu)樘妓釟溻c．對溶液的PH有良好的緩沖作用磷酸三鈉的除油和緩沖作用也比較好，并有一定的乳化能力和對硬水的軟化作用。其本身水洗性好，還有助于洗掉水玻璃。

    r3]硅酸鈉  在脫脂液中起促進乳化、加速除油的作用。硅酸鈉是一種較好的乳化劑，易溶于水，但不易洗去，故含量不宜過高。硅酸鈉對金屬還有一定的緩蝕作用，近年來己大量應用于有機表面活性劑作為堿性除油的乳化劑。

    (4]表面活性劑  用于堿性除油的表面活性劑較多，主要分為四類。

    ⑦陰離子表面活性劑  M高級脂肪酸鹽(洗凈、乳化、分散作用＞；b．高級醇硫酸酯鹽(洗凈、乳化、分散作用)；c高級烴基磺酸鹽(洗凈、乳化、分散、防銹作用)‘女高級烷基磷酸酣鹽(乳化、分散作用)；c仲烷基磺酸鹽(滲透、分散作用)；

L烷基苯磺酸鈉(洗凈、乳化、分散、滲透作用)；s烷基荼磺酸鹽(乳化、分散、滲透作用)。

    ⑦陽離子表面活性劑  a四烷基銨鹽(酸洗、抑制劑)；b．苯基氯化銨(酸洗、抑制劑)s G脂肪酸胺鹽(乳化、酸洗、抑制劑)。

 ③非離子表面活性劑  M聚氧乙烯烷基醚(洗凈、乳化、分散作用)；b．聚氧乙烯烷基酣(洗凈、乳化、分散作用)‘c聚氧乙烯烴基酪(乳化、分散作用)；d．2，4—已二烯酸烷基酪(乳化、分散、防銹作用)；e高級脂肪乙醇酰胺(洗凈、乳化、分散作用)；L聚醚低泡表面活性劑(洗凈、乳化、分散作用)。

    ④兩性表面活性劑  a甜菜誠型兩性表面活性劑(洗凈、乳化作用)；比間二氮雜環(huán)戊烯(洗凈、乳化作用)。

    常用的乳化劑有OP—10、平平加入20、T擴10、()—20、附和650I、6503等。 oP—10(辛基酚聚氧乙烯醚)和Txlo(仲辛烷基酚聚氧乙烯醚)都是良好的非離子型表面活性劑，在酸性或堿性中都有良好的去脂效果，但不易從部件上演去。一般用量為1—5R／I‘I

    平乎加系列的乳化劑有A720(高級醇聚氧乙烯醚)和(＞zo(月桂醇環(huán)氧乙烷聚合物)兩種，也是非離子型表面活性劑，對動植物油和礦物泊均有良好的乳化作用，其分散、洗凈能力強。

    乳化劑6501(十二烷基二乙醇酰胺)和6503(十二烷基二乙醇酰胺磷酸酯)都是良好的乳化劉、發(fā)泡劑，也是良好的非離子型表面活性劑，用于硬水，性能穩(wěn)定，不會被鈣、鎂離子沉淀。其用量—‘般在5—30mVL范圍內(nèi)。

    Hw高溫勻染劑(脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸鈉)由平平加磁化而成，除保留有平平加的優(yōu)點外，還由于引入磺酸基，故有較高的濁點，適宜于在較高溫度下脫脂使用。

2．1．3常溫除油

    傳統(tǒng)的除油工藝中，堿性除油液都是需要加熱的，有些溫度高達60一70℃，甚至更高。因為油污在較高的溫度下分散性增強，較易與堿類反應而發(fā)生皂化、乳化等作用，故加溫是為了提高除油的效果和效率。但加溫對于節(jié)約能源不利，因此，提出常溫除油的課題。所謂常溫指的是室溫，在25℃左右，30℃以內(nèi)。實現(xiàn)常溫除油的關鍵是表面活性劑、助沒劑的選擇及其配比合理。同時在研制除油劑時，盡量采用滲透型表面活性劑，以置換機理為主清除油污，減少油污乳化程度，使廢液易于處理，從而使清洗工藝成本降低。

[配方2]

[1)組成

組分    質(zhì)量分數(shù)／％

聚氧乙烯脂肪酪醚    2—4

脂肪酸烷醉酰胺    2—3

聚氧乙烯烷基酚醚    1—3

陰離子型表面活性劑    I—z

組分

有機助銑別

無機助洗刑

    (2]性能指標  3％溶液的外觀為透明液體，均勻、不分層、無沉淀；pH(20℃)為8—9，高溫穩(wěn)定性(60℃i 2℃．6h)均勻、不分層；低溫穩(wěn)定性(一5℃i 2疆，24h)均勻、不分層，漂洗性(不銹鋼)較好，無明顯殘留物和斑紋；對于45d鋼、一級鑄鐵、H62黃銅、I。Y12鋁的防腐性能(2h，80℃i2Y)達到o級，防銹性能

(24h，35℃士2℃)也為o級。

   (3)除油效率  除油率為100％所需要的時間見表2．2。  表2．2  除油率為Ioo％所瘸要的時間

    新型高效水基金屬清洗劑是中性除油劑，具有常溫除油、使用溫度低、對金屬腐蝕小、環(huán)境污染小、成本低等特點。

    15)應用范圍cY型新型高效水基金屬清洗劑適用于各種金屬、橡膠、塑料和各類涂層等多種物體表面的清洗及除油處理，具有常溫除油、環(huán)境污染小、成本低等特點。可替代易燃的石油溶劑和苛性堿，極易除去各類設備、建筑物、衛(wèi)生設施、機械零件表面上的油污、石蠟、霉、汗跡等污物，辦可用于涂裝前的除袖處理。同時也是電鍍、噴塑、涂漆等行業(yè)中必備的一種新型理想清潔產(chǎn)品。

    [6)使用說明  根據(jù)欲清洗對象的服污程度，將強力水基脫脂劑原液用水稀釋3一

lo倍，進行噴洗、刷洗或浸泡。油污較重可用原液直接清洗。對硬固或焦糊狀的油污可加溫50一60℃，邊浸泡邊刷洗。清洗后的物體皆應用水充分沖洗，避免殘留。

2．1．4  電解除油

    電解除油是一種采用工件作陰極或陽極，在堿性清洗溶液中電解，從而除去油脂及其他污物的方法。電解產(chǎn)生的大量氣體可從表面上除去油脂及其他污物。清洗液的化學和物理作用為：乳化、滲透、分散。機械攪拌也產(chǎn)生—‘定的清洗效果。因為電解除油工序是在堿性化學脫脂之后的最后除油清洗步驟，故可稱為精整清洗，該工藝對保證鍍層與基體金屆的結合力十分重要。

    化學除油后，尤其是電鍍精飾品時，出于鍍件上掛具時可能被二次污染，因此一服都要在自動線上采用電解除油作為補充脫脂工序。在堿液中進行陰極電解除抽時，帶正電的陽離子(如銅、鉛、鋅等)臺在制品表面沉積，因此必須防止這些物質(zhì)侵入明極電解除油槽，否則會造成二次污染。通常可加入絡臺劑以防止金屬離子沉積在工件表面，以免發(fā)生電鍍故障。

    電解除油包括陰極電解除油(工件用作陰極)、陽極電解除油(工件用作陽極)、換向法電解除油(工件的極性連續(xù)轉換)、PR法電解除油(使用PR電流)等。

    2．1l 4．1  陰極電解除油

    在陰極電解清洗中，工件作陰極，它上面殘留的油污在電解時被大量產(chǎn)生的氫氣攪拌沖走，初生態(tài)的氫還有還原表面氧化膜而起到活化的作用，有利于基體金屬與鍍層具有良好的結合強度。它的缺點是容易使鋼鐵發(fā)生氫脆，特別是對高碳鋼或彈簧鋼，極易發(fā)生氫脆。此外，溶于溶液中的金屬雜質(zhì)可能附著在陰極(工件)上。如果溶液含有絡合劑或整合化合物，可與金屬雜質(zhì)形成絡離子，可能電沉積在陰極工件上，影響鍍層與基體的結合力。當鐵板用作陽極材料時，在青銅和銅上可能形成一層鐵鍍層。在這種情況，使用的陽極材料必須是不溶性電極材料(如不銹鋼、燒結炭等)。

  陰極電解清洗溶液使用類似在堿性化學脫脂中用的堿及堿性鹽，軟化水添加劑以及一些低泡高效專用表面活性劑。根據(jù)基體金屬不同，電解清洗液的組成與濃度都不一樣，一般濃度偏低。如果使用易于產(chǎn)生泡沫的表面活性劑，泡沫阻礙了陽極上氧氣和陰極上氫氣的析出，在兩個電極產(chǎn)生的氫氣和氧氣的氣泡達到一定比例遇到火花可能會引起爆嗚。因此，一定要采用有效低袍表面活性劑。

    2．L 4．2  陽極電解除油

    在陽極電解清洗中，  L：件表面上產(chǎn)牛的氧氣也可以沖走油脂和其他污物，沒有氫脆

    (3)添加劑作用  氟碳表面活性劑作為電解脫脂的添加劑既能加速又能抑制堿男，改善車間勞動保護條件。

    [4)注意事項

    ①氟碳表面活性劑溶解度小，要在熱水中徹底溶解。

    ②濕度要達70℃，先陰后陽的工藝條件必須保證，才能保證基體與鍍層的結合力c

    (5)應用范圍  銅和銅合金電鍍前陽極電解除油。

    [配方131

    U)組成及工藝條件

    CK7000鐵件電解除油劑    40一608／L    陰極電流密度

    溫度    40一60℃    時間

    (2]工藝特點  經(jīng)過除蠟除油之后，工件表面仍會存在看；孔，可用陰極電解除油粉來去除，以保證鍍層結合力良好，無針孔

  [配方14]

  [1)組成及工藝條件

  C及8Do陽極電解除油劑    50一7D5／L    陽極電流密度    Io一20A／dbn2

  溫度    50一60℃    時間    10—180s

  (2)工藝特點  陰極電解除油之后，工件表面仍有可能存在看不見的油污或一層氧化膜，應以陽極電解除油粉。保證基體與鍍層之間的結合力。

  [配方15]

  [1)組成

  ①清洗液A

  氨基乙醇

  氨基乙醉的制備

應生成508／L氨基乙

  ②清洗液B

  氨幕乙醇

  偏硅酸鈉

  氨基乙醇的制各

  ③清洗液c

  箋基乙醇

  雙脫水山梨糖酵

  氨基乙醇的制備：

使其反應，得到氨基；

  ④清洗液D

  氨基乙醇

  磷酸納

  氨基乙醇的制備：

  ⑤對照液a

  乙醇酸鈉

氫氧化鈉

J1水的混合液1

    308兒  氫氧化鈉

    305／L

在二亞乙基三胺1咖1和水6咖1的混

醇30s／L。

    208／L  氫氧化鈉

    10B／L

再稀釋為208／I‘。

    ⑥對照液b

    皿A    508兒  氫氧化鈉    50B兒

    [23操作條件  分別取上述清洗液250吮分別置于電解容器中，試驗片是鋼板

60℃浸入10％H?s()4中生成的黑色污物為陽極、鐵板作陰極，溫度50℃，時間1min’

電流2A進行清洗試驗，結果見表2．12。試驗結果是以試驗后的試驗片用肉眼觀察．并

用濾紙法做定性評價。

    表2．12清洗效果評價

    清洗濃R類

  陽極電解洗凈效果評價

    清洗蔽種類

m極6解洗凈效果評價

清洗濃A

清洗液B

清洗液c

    6物完全B去

    污物完全除去

清洗液D

對RR液。

對照蔽b

    6物完全除去

    污物部分除去

    污物未除去

2．1．5除油效果的評價方法

    無論是商品除油劑還是根據(jù)自己工廠工件受油污的程度自行設計除油配方，首先遇到的問題就是如何檢驗除油效果。參照國家標7RGB／T13312一1991d鋼鐵件涂裝前除油程度檢驗方法(驗油試紙法)》和機械行業(yè)標準JB／T 43z3．2—1999《水基金屬清洗劑試驗方法》，這里介紹幾種簡單易行的方法。

    t1)目鋇0法  目測法也叫水潤濕法、水膜實驗法，是把經(jīng)過除油和凈水洗滌的金屬表面放在光亮處，用肉眼觀察，如果金屬表面全部被水潤濕，不掛水珠，即認為除油干凈。如果金屬表面不被水潤濕，而出現(xiàn)很多水珠，即認為除油不干凈。

    這個方法目前在國內(nèi)外應用很普遍，其特點是簡便，切實可行，能滿足生產(chǎn)的快速要求，但不能作為除油效果的定量評價。該法有以下缺點：

    ①在生產(chǎn)車間中，由于光線不同，距離不同，會影響觀察結果的準確性；

    ②由于目前采用表面活性別作為除油的比較多，所以當沖洗的水中含有相當數(shù)量的表面活性劑時，容易把表面活性劑的潤濕誤為除油干凈，造成誤差。

    為了避免一個人目測的偏差，常由2—3人同時觀察，以期得到一個共同承認的較為可靠的結果。

    12]驗油試紙法  驗油試紙法也叫紅墨水浸潤法，是在目測法的基礎上研究改進的。其方法是把除油并經(jīng)過冷水沖洗后金屬表面，用一種極性溶液(紅墨水)滴在其上，并把溶液鋪開，然后將驗油試紙緊貼在溶液膜上。如果油污去除得干凈，則驗油試紙的整個表面可與金屬表面上的極性溶液完全接觸，并顯出連片的紅色。如果有油污附著，則由于極性溶液在油膜上不能把整個表面潤濕，而呈現(xiàn)水珠狀，因此驗油試紙出現(xiàn)的紅色是不連續(xù)的稀疏塊狀。此法具有以下特點。

    0靈敏度高。每平方米金屬表面沾附著o．o18的油污即可檢驗出來。

    ②操作方便。在生產(chǎn)車間撿驗時，只要隨身帶一本驗油試紙、一小瓶極性溶液和一根小玻璃棒。檢驗時，把極性液覆在被檢驗的金屬表面上，然后貼驗油試紙，1此n剛p可得出結果。

    ⑦被檢驗過的金屬表面要用干凈布擦干凈，對涂膜沒有不良影響。

如此的高精度。這種方法，僅適用于實驗室做科研用。

    此外還有熒光染料及同位素試驗法、接觸角測定法、銅置換法，前者檢查精度好，適用于研究機關。以—L方法雖然不能定量地評價除油效果，但對幾種除油劑的效果比較而言，采用多種方法，由幾個有經(jīng)驗的實驗者聯(lián)合審定并加以仲裁，還是可以得到一個可信的結論。更多詳情進入東莞市興濠新材料有限公司進行咨詢。

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