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文档简介
1、金属清洗剂1水基金属清洗剂 金属清洗是机械加工生产中不可缺少的工序之一,因为在不同的金属加工工序中,金属零件及设备的表面可能黏附各种类型的污垢,只有将这些污垢充分清洗干净,才能保证下一工序的顺利进行和产品的加工质量。针对不同的污垢类型常选用化学酸洗(主要除去金属氧化物)、化学碱洗(除去动植物油脂)、有机溶剂清洗(靠溶剂溶解污垢)和水基清洗(以表面活性剂为主要活性组分)。前几种清洗剂都存在不同的缺陷,而且使用范围较窄,以表面活性剂为主体的水基清洗剂则克服了其他几种清洗剂所具有的这样或那样的不足,成为金属清洗工业的主要发展方向,水基金属清洗剂主要有以下优点。 (1)清洗能力好,去污力强。以表面活性
2、剂为主要活性组分,配合各种助洗剂,将亲油性活性物和亲水性活性物合理搭配,实现了最和谐、最完美的去污过程,远比单一的酸洗、碱洗和溶剂清洗有效。 (2)不燃不爆,使用安全,不污染环境。溶剂清洗会因有机溶剂的挥发,直接污染空气,破坏大气的臭氧层,易燃、易爆,不安全。化学清洗也有污染,对设备有腐蚀,对工人不安全。而水基清洗剂属于安全无污染的清洗过程,在微观和宏观方面都是安全的。 (3)节约能源,洗涤成本低。 (4)洗涤过程对被洗机件无损伤,洗后对机件不腐蚀。 水基清洗是金属清洗工业的发展方向,是最有潜力的工业洗涤剂品种。水基清洗剂的去污作用是借助于表面活性剂的润湿、渗透、乳化、分散、增溶等性质来实现的
3、,其去污机理参见前文,这里不再赘述。11水基金属清洗剂的组成水基金属清洗剂属于硬表面洗涤剂系列,它不同于家用洗涤剂和纤维洗涤剂,所以水基金属清洗剂使用的各种原料也有所不同。水基金属清洗剂的主要成分是表面活性剂和无机助剂:为避免金属在清洗过程中和清洗后的短期贮存中发生锈蚀,需要加入缓蚀防锈剂;为增加水基金属清洗剂在水中的溶解性和促进金属表面污垢在水中的分解效果,在配方中还需要加入一定量的助溶剂;为防止清洗过程中产生过多的泡沫而影响清洗效果,延长清洗时间还需加入一些消泡剂;为防止污垢在金属表面的再沉积,还需加入抗污垢再沉积剂,有时也加入一些有机溶剂,制成以水为主的水包油型(0w)乳状液。起洗涤作用
4、的表面活性剂可作为水溶性的乳化剂,必要时还再加入一些油溶性的乳化剂。水基金属清洗剂的基本组成见表1。表1水基金属清洗剂的基本组成 组成 主要成分 表面活性剂 阴离子型 油酸钠、油酸三乙醇胺、硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠、磺化蓖麻油、烷基醚硫酸酯钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基苯磺酸铵、甲氧基脂肪酰胺基苯磺酸钠、十二烷基醇酰胺磷酸酯、n,n一油酰甲基牛磺酸钠等 非离子型 脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、月桂基二乙醇酰胺等 助洗剂无机类 三聚磷酸钠(stpp)、磷酸氢二钠、六偏磷酸钠、硅酸钠、碳酸钠、偏硼酸钠等有机类次氮基三乙酸钠(nta)、乙二胺四乙酸钠等 组成 主要成分 羧酸盐类油酸三乙醇胺、油酸二
5、乙醇胺等磺酸盐类石油磺酸的钠盐、钙盐、镁盐、铝盐和铵盐等缓蚀剂 毒熟擘类杂环化合物 有机胺盐、酰胺等,如油酰肌氨酸盐、苯并三氮唑、2一巯基苯并噻唑、咪唑啉系化合物、氯化烷基吡啶铵盐等其他缓蚀剂 亚硝酸钠、硝酸钠、磷酸盐类、硅酸钠、苯甲酸钠、铬酸盐等助溶剂甲醇、乙醇、丁醇、尿素、烷基苯磺酸钠等消泡剂硅油、span20、span80等抗再沉积剂羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮、三乙醇胺、烷基醇酰胺等乳化剂单硬脂酸甘油酯、span系列、脂肪醇聚氧乙烯醚等12水基金属清洗剂的分类及应用 水基金属清洗剂因其多方面的优点在工业领域得到了广泛的应用。目前使用的水基清洗剂的配方数不胜数,而且新的配方还不断出现,
6、因此分类方法也多种多样。按照应用范围可分为通用型和专用型;按照应用对象,可分为黑色金属清洗剂和有色金属清洗剂;按照产品的供应方式,可分为液体、膏状及固体粉(粒)状等。这里我们根据水基金属清洗剂的配方组成,大致将其分为:单一清洗剂、复合清洗剂、含助剂的复合清洗剂、含两亲溶剂的复合清洗剂、乳化清洗剂和低泡清洗剂。 (1)单一清洗剂 这一类清洗剂由单一的表面活性剂组成,虽然也有一定的清洗性能,但在实际应用中,只用作特殊用途的清洗。一般的金属清洗,几乎没有用单一清洗剂的,这是由工业污垢的多样性决定的。 (2)复合清洗剂 复合清洗剂是指由几种表面活性剂复合而成的金属清洗剂。其复配的指导思想是表面活性剂复
7、配产生的协同效应能改善它的性能,并充分发挥其在清洗过程中的润湿、渗透、乳化、增溶等作用,满足除油污、防腐蚀、稳定性和抗硬水等要求。根据表面活性剂的类别,通常有两种复配方式:一种是阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配,阴离子单体能有效地消除或提高非离子单体溶液的浊点,以适应加热清洗和高温存放的需要,这一类清洗剂无浊点或浊点高,可用于加温清洗;另一种是非离子表面活性剂复配,非离子单体之间复配可适当改变复合物的浊点,清洗能力也有增强效应,当清洗能力差的单体和清洗能力好的单体复配时,复配物的清洗能力通常接近清洗能力好的单体,一般不会降低清洗能力,这一类清洗剂常用于常温清洗。以下介绍几种复合清洗剂的配
8、方。 配方1105净洗剂聚氧乙烯脂肪醇醚24十二烷基二乙醇24(匀染剂102) 酰胺(6501) 聚氧乙烯辛基酚醚l2水40(txlo) 这是多种非离子表面活性剂的复合物。其外观为淡黄色透明黏稠液。稍有芳香味,呈微碱性。具有扩散、乳化、渗透、耐酸、耐碱、抗硬水等性能。还具有良好的发泡力,对轻垢、重垢都有较佳的携污力。 配方2741净洗剂聚氧乙烯烷基酚醚(oplo)l5十二烷基醇酰胺l2 油酸三乙醇胺43脂肪醇聚氧乙烯醚(平平加eo-20)l0水余量 这是多种非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的复合浓缩物。 配方3664清洗剂69gl三乙醇胺油酸皂50(质量)脂肪醇聚氧乙烯醚l2(质量)十二烷基
9、二乙醇酰胺l2(质量)辛基酚聚氧乙烯醚6(质量)水20(质量) 该配方具有润湿、乳化、防锈等功能,使用时配成2溶液,适用于黑色金属及铝合金的清洗。 (3)含有助洗剂的复合清洗剂 由于复合金属清洗剂在除污垢性能上还不够理想,为了适应更多金属材料和多种污垢的清洗,往往在复配的金属清洗剂中,添加多种助洗剂或其他添加剂,以期改善清洗剂的去污性,尤其是去除硬质污垢的能力。应用配方举例如下。 配方1761净洗剂聚氧乙烯烷基酚醚(op-10)29羧甲基纤维素05 荧光增白剂o2聚氧乙烯油酸酯4乙醇8二氧化硅25三聚磷酸钠518这是一种固体粉剂清洗剂。 配方2十二烷基苯磺酸钠8六偏磷酸钠l4聚醚3na2s04
10、54脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸盐6碳酸钠l5将以上固体粉与水以17:83(水)配成溶液,可用于钢材清洗。 配方3合成醇聚氧乙烯醚8l0edta23 磷酸三丁酯6l0c10-16脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯脂46氯化镉34 四硼酸钠34三乙醇胺8l0水余量油酸8l0 本产品为工序间洗涤剂和除去金属零件防护油的洗净剂。 配方4壬基酚(eo)5(p0)520cl420脂肪酸6醚(质量)三乙醇胺l8壬基酚(eo)10(po)1411苯并三氮唑或苯并噻l醚唑醇 壬基酚(p0)6醚44 本产品对重垢金属、玻璃、陶瓷等硬表面都有较好的去污能力。配方5(均为质量分数)cmc-na0.6stpp30高岭土和粒径450碳酸
11、钠030.1mm的砂子混合物硫酸钠03 苯甲酸钠05 c12烷基苯磺酸钠4水余量硅酸钠13 该配方适合擦洗被严重污染的金属材料表面。配方6664清洗剂68gl三聚磷酸钠58gl6503清洗剂68gl焦磷酸钠47gl苯甲酸钠4-6glnaoh(1105)gl该配方适用于精密金属零件的清洗。 (4)含有两亲溶剂的金属清洗剂 这类金属清洗剂中除含表面活性剂外,还添加具有两亲性质的有机溶剂。因为这类溶剂在水和油中都有一定的溶解作用,故称为两亲溶剂。常用的有:醇类,如乙醇、正丁醇、环己醇;醚类,如乙二醇乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇苯醚等。加入此类分子偶极较大的溶剂,主要是为了提高除油的能力,增大某种添加剂
12、或清洗剂活性物在水中的溶解度。常用配方举例如下。 配方1c12l3脂肪醇聚264g次氮基三乙酸316g氧乙烯醚油酸钠436g 十二烷基二甲基氧化胺l36g纯碱l48g4a沸石532g酯类香料l6g乙醇88g水2064g此配方为无磷配方,用于洗涤各种硬表面。 配方2(质量百分数)烷基酚聚氧乙烯醚2030异丁醇10-15脂肪醇聚氧乙烯醚l015防蚀剂002十二烷基苯磺酸钠2030水余量该配方属于通用化学清洗剂,可清洗各种钢材。 配方3(质量百分数)聚醚l080十二烷基苯磺酸钠l0植物油脂肪酸510亚硝酸钠l二乙醇胺乙二醇单丁醚l5 二元酸二乙醇胺530na0h3乙二胺四乙酸530水10二乙醇胺 配
13、方4(质量百分数)肉豆蔻酸蔗糖酯12石油磺酸三乙醇胺4聚乙二醇单硬l0丙二醇3脂基醚cmc05 柠檬酸钠5水余量葡糖酸钠5 该配方可用于喷射清洗钢材和金属零部件。配方5壬基酚聚氧乙烯醚(20)8乙二醇单丁醚8油酸8硅铜消泡剂02三乙醇胺8水598硼酸三乙醇胺8 该配方为多用途金属清洗剂。使用时可稀释成5的溶液,用以清洗钢板。在55、相对湿度l00条件下,经24h钢板无腐蚀。 配方6c18烷基(eo)9醚30偏硅酸钠(5h20)15烷基磷酸酯(倾点l8)60丁基溶纤剂l00三乙醇胺30水余量焦磷酸钠20 配方7 壬基酚聚氧乙烯醚l50g防锈剂100g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠l5og皂土l09 精制
14、硅藻土34.0g对羟基安息香酸甲酯02g 异丙醇34g水1214g 用于除去银器表面的积垢和斑点。去污迅速,对银器腐蚀小,银器洗后表面产生银白光泽。 (5)乳化清洗剂 有机溶剂可以除去它能溶解的油脂,在洗涤剂中它是一种活性组分。有时为了进一步提高清洗效率,在清洗剂组成中加入有机溶剂和表面活性剂两种活性组分。这不仅可以大大地改善溶液的除油能力,而且可以弥补它们单一使用时的若干不足。有机溶剂和表面活性剂溶液并用的清洗过程,称为乳化清洗或两相清洗。 根据乳化清洗剂的组成、性能及使用方法,可将其分为三种类型,llp-相清洗型、乳化型和油脂增溶型。二相清洗型是指在水溶液和不与水混溶的有机溶剂组成的不稳定
15、两相体系中清洗。由于有机溶剂在水中形成不稳定的乳化液,因而经常是有机溶剂和水或多或少地分离为两相。乳化清洗型是指用有机溶剂和含有表面活性剂的水或弱碱性溶液配制成稳定的水包油型乳状液进行清洗。油脂增溶型(溶剂化型)清洗是将有机溶剂和表面活性剂按一定比例配制成浓缩液进行清洗。使用时可用溶剂稀释此浓缩母液,当将带油污的金属制品浸入此制剂时,油脂污垢在溶剂中发生溶解,而表面活性剂则在油污和金属表面吸附。经过一定时间作用后,用水冲洗金属表面,将吸附有表面活性剂的污垢以增溶或以乳化液的形式从金属表面除去。配方举例如下。 配方1(质量百分数)煤油4060高级脂肪醇聚氧357聚参矗烯烷基57乙烯醚 酚醚水余重
16、 配方2(质量百分数)三氯乙烯2030磺基琥珀酸单酯二钠盐0520二氯甲烷2030水余量烷基芳基磺酸钠0520 配方3(质量分数)烷基酚聚氧乙烯醚和阴离子表面活性剂710混合溶剂l828二乙醇胺或三乙醇胺2535水60725配方中混合溶剂由煤油l820、丁基苷醇8l0、丁醇或丙醇7074组成。配方4(质量分数)烷基酚聚氧乙烯(8)醚15丁氧基丙醇5烷基酚聚氧乙烯(6)醚15三乙醇胺01异构烷烃25水余量右旋宁烯l0 该配方为有色金属清洗剂。配方5(质量分数)白油21三氟氯甲烷19失水山梨醇单月桂酸酯031,1,2,2-四氟二氯乙烷78二壬基磺酸钡06 该配方为不锈钢清洁剂。适用于银行、机场等点
17、钞机、打印机不锈钢键盘及其他不锈钢器件的清洗。配方6(质量分数)椰子油脂肪酸二乙醇酰胺15苯并三氮唑02油酸8天然绿陶土13氨水l0硅藻土150石油溶剂300水430该配方为紫铜和黄铜清洁抛光剂,使用时倾倒少量液体产品润湿擦布,然后擦拭清洗器件,然后用水冲洗。配方7(质量分数)有机溶剂乳化剂0120甘油0110丁基萘磺酸盐00510有机溶剂315三乙醇胺0110水余量这是一种乳化型水基金属清洗剂。有机溶剂可以选用自节油、汽油、二甲苯、三氯乙烯、氟里昂一ll4等,乳化剂为cl020烷醇聚氧乙烯(10)醚、cl020合成脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯(5)醚、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠等hlb值在1015
18、间的表面活性剂。该产品脱脂效果好,综合洗涤效果好。(6)低泡清洗剂 工业采用的水剂清洗,一部分是以压力冲洗工艺实现的,清洗剂的发泡性往往造成溢流。在强力搅拌下,清洗液所占体积将增大,造成了金属零件清洗上的困难。低泡型清洗剂即可解决这一问题。要达到低泡沫的要求,可有两种解决方法,一种是在原清洗剂中添加消泡剂,另一种是采用低泡表面活性剂,如采用聚醚型表面活性剂。常用的消泡剂有7010丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚、gpe丙三醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚等多羟基聚醚型表面活性剂。值得注意的是单纯聚醚型清洗剂的清洗能力不如一般的清洗剂。而加有消泡剂的清洗剂往往又存在着消泡能力随时间降低的问题。低泡清洗剂配方举例如下
19、。配方1 sp一1净洗剂(质量分数)聚醚204025亚硝酸钠3聚醚2070、聚醚2020各15颜料、香料适量聚氧乙烯辛基酚醚3水余量配方2(质量分数)聚醚202010聚氧乙烯脂肪醇醚硫酸酯钠盐(aes)5聚氧乙烯烷基酚醚(op-10)5油酸三乙醇胺15聚氧乙烯烷基酚醚(op-7)528号消泡剂05亚硝酸钠75 润湿剂jfc(脂肪醇聚氧乙烯醚)5水余量2酸性清洗剂 金属表面的污垢多种多样,有油溶性的,也有水溶性的,有金属锈垢,还有水垢、尘垢等。酸性清洗主要用于清洗金属表面的无机盐垢、碱性氧化物和氢氧化物等。常用的酸有无机酸,也有有机酸,其中以盐酸和硫酸应用最多。 在酸洗过程中,酸不仅能溶解污垢,
20、而且也能对无机盐垢产生作用。酸对无机盐的作用有两种,一方面使无机盐的组成发生变化,一部分转变为可溶性盐,如碳酸钙、碳酸镁在盐酸作用下转化为氯化钙和氯化镁。另一部分转化为新的难溶盐,但在短时间内组成的新的难溶盐是分散的,易被清洗掉。如用硫酸清洗碳酸盐垢生成新的硫酸盐沉淀:cac03+h2s04=cas04+c02+h20mgc03+h2804=mgs04+c02+h20另一方面,磷酸、柠檬酸等的酸根离子中有多个配位原子,可与二价金属离子结合成螯合物。酸对金属锈垢的作用主要是通过酸碱中和反应,使其转化为易溶于水的盐。因为金属锈垢主要是金属氧化物和氢氧化物。如果酸根对金属离子具有配合作用,也有利于金
21、属氧化物的溶解。21酸性清洗剂的组成酸性清洗剂的主要成分是酸,如盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、磷酸、氨基磺酸、柠檬酸、乙酸、羟基乙酸、草酸等。最常用的是hcl和h2so4。为了改善清洗效果,缩短清洗时间,减少酸对被清洗对象的损伤和对环境的污染,还常常添加缓蚀剂、湿润剂、消泡剂、抑酸雾剂和增厚剂等。这些添加剂中许多都是表面活性剂。(1)酸洗液常用酸盐酸 盐酸是重要的三大强酸之一,是最常用的酸洗介质。在能满足清洗的基本技术要求的情况下,盐酸是首选的酸洗介质。常用于碳钢、铜和铜合金及许多非金属设备,如换热器、反应设备、锅炉、采暖系统等的清洗。盐酸廉价,清洗效率高,操作危险性小。缺点是盐酸易挥发,酸雾对人
22、员、设备等的损害较大。另外,盐酸含有大量氯离子,容易引起钝性金属的局部腐蚀,引起奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂等,不适合于不锈钢、铝材的清洗。硫酸 硫酸是工业上常用的强酸之一,但在工业清洗中,凡能采用盐酸的场合,一般不使用硫酸。硫酸一般用于清洗不锈钢、铝合金等特殊设备。 硝酸 硝酸是氧化性酸,不论浓度大小,都具有氧化性,能使铁、铝、铬等易氧化的金属钝化。浓硝酸的氧化性更强。另外,硝酸的氧化性有利于把污垢中的许多有机物氧化、分解,使许多难溶的金属氧化物和盐溶解,而且溶解速度快。硝酸的缺点是不稳定,遇光和热分解放出二氧化氮,对人体和环境污染严重。硝酸一般应用于不适合使用盐酸清洗的可钝化金属材料,例如铝
23、、不锈钢等。 氢氟酸(hf) 氢氟酸属弱酸,对基体金属的损伤较小,但也有一定的腐蚀性。氟化氢对铁皮等氧化物的溶解速度大,清洗效率高,特别是对硅垢有良好的溶解能力,即使在低温时,氢氟酸也能溶解硅垢,这是其他酸所不具备的,因此,氢氟酸主要应用于清除硅垢。一般氢氟酸常和盐酸、硫酸、硝酸和氟氢化铵等混合使用。 磷酸 磷酸的酸性比硫酸、硝酸、盐酸弱,磷酸盐除了钾盐、钠盐和铵盐以外,大多数难溶于水,影响清洗效果,而且磷酸价格比较高,因此只在对清洗厚的工件有特殊要求时才考虑使用磷酸。 氨基磺酸(nh2s030h) 氨基磺酸由尿素和发烟硫酸或氯磺酸作用制得,无色无臭,毒性也较小。用做清洗介质具有如下特点: a
24、为一元固体酸,便于运输; b对金属的腐蚀性较小,适合于多种金属材料的清洗,是惟一可用于清洗镀锌金属的酸;c对多数金属盐的溶解度大,清洗后的产物大多可溶于水;d可以和钙盐、镁盐发生激烈反应,而且所生成的碱土金属的氨基磺酸盐在水中能很好地溶解,所以能很好清除水垢;e对铁锈的溶解速度较小;f价格比较高。 柠檬酸 柠檬酸是工业清洗中应用最多的有机酸,在化学清洗用酸中,用量仅次于盐酸。柠檬酸可以溶解铁和铜的锈垢,一方面因为其离解的氢离子能和碱性氢氧化物作用。另一方面,柠檬酸具有对金属离子的络合作用,促进金属氧化物溶解。柠檬酸根对金属离子具有配合能力。在柠檬酸洗中,当酸洗液中的铁离子浓度太大,ph值大于4
25、时,可能生成柠檬酸铁的沉淀,影响清洗效果,使用时需注意。 柠檬酸的价格较高,因此在一般清洗中尽量首选其他酸洗液。柠檬酸主要用于清洗造价比较高的设备表面的氧化物垢,也能溶解碳酸盐水垢。 另外,在酸洗液中应用的有机酸还有乙酸、乙二胺四乙酸、草酸、羟基乙酸、有机膦酸等,它们也都各有其特点。(2)酸洗液用表面活性剂 在酸洗过程中金属表面的氧化皮被溶解,同时金属基体也会被溶解腐蚀,且由于材料表面难溶氧化物的存在,从而形成疤痕状的点腐蚀,积聚的氢气扩散到金属内部会造成严重的氢脆现象。为提高酸洗效果,即加速氧化层的溶解,延缓酸对基体的腐蚀,抑制氢原子向基体的扩散,金属酸洗液中常常加入少量表面活性剂,这是因为
26、加入的表面活性剂会在金属表面形成一层薄膜,起到一定的缓蚀作用。另外,在酸洗过程中会产生大量酸雾,既影响工人健康又污染环境,还会严重腐蚀厂房和设备,为消除或减轻这种危害,可加入抑酸雾剂。抑酸雾剂通常由非离子表面活性剂、羧酸盐等多种表面活性剂复配而成。其抑雾的机理是表面活性剂分子在溶液表面定向排列,形成单分子表面膜,降低了界面上的蒸气分压,抑制了酸雾的产生。常用的bc%c1抑制剂有十二烷基硫酸钠、0p乳化剂和尿素等。加入十二烷基硫酸钠和0p乳化剂对加温硫酸洗涤,在室温下用盐酸退锌、镉时所产生的气体起抑制作用;尿素主要抑制硝酸酸洗时所产生的氮氧化物,如n0和n02。根据表面活性剂在酸洗中所起的作用,
27、常称为缓蚀剂、抑雾剂或缓蚀抑雾剂。目前国内外研制生产的酸洗缓蚀剂品种较多,有适用于盐酸的、硫酸的,也有通用的。这些产品通常由硫脲及衍生物、烷基酚聚氧乙烯醚、咪唑啉等多种表面活性剂复配而成,其中有可加速去除氧化皮和污垢的成分;有可在金属表面形成一层薄膜以防止过度腐蚀和氢原子渗入基体的成分;有利用表面活性剂分子疏水基和亲水基在液面定向排列,形成表面膜及双电层液膜的成分;以及利用发泡作用来抑制酸雾挥发的成分等。如某型号的复配型缓蚀剂为土黄色液体,可溶于酸,溶于水,具有芳香味苦,毒性小。可适用于钢铁、铜、铝等多种材料以及盐酸、硫酸、氢氟酸及各种有机酸的酸洗,其缓蚀、抑雾效果明显,能防氢脆,提高材料酸洗
28、后的机械强度,而且使金属表面光滑平整。(3)其他助剂 缓蚀剂 酸洗液会对金属表面产生一定的腐蚀,所以酸洗液中也应添加适量的缓蚀剂。酸洗液中常用的缓蚀剂一般是含有0、n、s元素的无机或有机化合物。如乌洛托品、醛一胺缩合物、硫脲及其衍生物、吡啶及其衍生物等。盐酸中常用的缓蚀剂为乌洛托品,硫酸中常用的缓蚀剂有若丁(即含磷二甲基硫脲、nacl、糊精、皂角粉组成的混合物)、硫脲、吡啶衍生物等。 湿润剂 湿润剂能排斥固体表面所吸附的气体,加快液体于固体表面的接触。主要是非离子表面活性剂和磺酸盐型阴离子表面活性剂。如平平加、0p乳化剂、tween80等。 消泡剂 主要有硅油、span类非离子表面活性剂、低分
29、子醇等。 增厚剂 用以增加酸洗介质的稠度,以延长酸洗介质与被清洗表面的作用时间。22酸洗清洗剂配方举例及应用配方1(质量份)浓硫酸(d=184)100饱和重铬酸钠水溶液(由70na2cr20730和30水组成)30该配方为不锈钢重垢清洗用配方。配方2(质量份)浓硫酸(d=184)37水90非离子表面活性剂02 配方3(质量分数)磷酸(h3p04)=853丁酮一23无水柠檬酸4水余量非离子表面活性剂2 配方(2)、(3)为不锈钢轻垢清洗配方。配方4(质量分数)硫酸(96)384氢氟酸648脂肪醇聚氧乙烯醚732水余量松香酸聚乙二醇酯732 这是一种铝表面酸洗液。配方5(质量分数)磷酸(85)30
30、丁基溶纤剂40柠檬酸40水余量c911烷基聚氧乙烯醚30 该配方用于铝制零件的酸洗清洗。配方6(质量分数)草酸06脂肪醇聚氧乙烯醚06十二烷基硫酸钠05六亚甲基四胺(乌洛托品)05磷酸(85)23 盐酸(33)51水445 该配方为一种良好的钢铁常温快速除锈液。3碱性金属清洗剂 在金属清洗剂中,碱性清洗剂比酸性清洗剂使用得更广泛,可以单独使用,也可以和其他清洗剂交替或混合使用。主要用于清除油脂垢,也用于清除无机盐、金属氧化物、有机涂层和蛋白质污垢等。碱性金属清洗剂对动植物油脂的去除能力很强,而对矿物性油垢较难去除。为了提高碱性清洗剂的去污能力,常加入少量表面活性剂。采用碱性清洗剂除锈、除垢比采
31、用酸性清洗剂除锈、除垢成本高,速度也慢。但是除对两性金属(al、zn、sn)的设备以外,碱性清洗不会造成金属的严重腐蚀,不会引起工件尺寸的明显改变。31碱性金属洗涤剂的清洗作用 (1)动植物油脂垢的清洗 利用碱类的脱脂洗涤能力去除衣物上的油污,早在肥皂出现之前已被人类应用,如用草木灰(主要成分是碳酸钾等碱性物质)洗衣物。碱性洗涤剂对油脂性污垢的清洗特别有效。因为它一方面可以使油脂发生皂化,转变为水溶性的脂肪酸皂;另一方面,动植物油脂中常含有游离脂肪酸,碱可将其中和成脂肪酸皂。脂肪酸皂是一种表面活性剂,可以促进油性污垢的乳化和分散。 动植物油脂的主要化学成分是高碳脂肪酸三甘油酯,同时含有30左右
32、游离脂肪酸,它们和碱作用的化学方程式如下:(2)矿物性油垢的清洗 矿物性油垢和动植物油脂都被称为油陛污垢,但它们的结构完全不同。矿物油的典型结构是饱和链烃,为非极性物质,分子中没有羧基、磺酸基等极性基团存在,因此也成胶粒,这些胶粒对油性污垢有一定的乳化、分散和吸附作用。所以在碱性洗涤液中加入硅酸盐、聚磷酸盐这类碱性物质,可促进矿物性油污的去除。(3)无机盐垢的清洗 一些难溶于酸和水的无机盐垢,例如硫酸钙、硅酸钙等,和某些碱性清洗剂作用,可以转化为疏松的易溶于酸的新盐,以便进一步用酸洗清除。caso4+na2co3=caco3+na2so4casio3+na2co3=caco3+nasio3(4
33、)金属锈垢的清洗 含有金属离子螯合剂的碱性清洗剂,由于螯合剂对金属离子的螯合作用,也具有一定的溶解金属氧化物垢章的能力。另一方面,对于两性金属氧化物或氢氧化物,例如氧化铝氧化锌氢氧化锌氢氧化铝等,利用强碱性的清洗液,能使之发生如下反应而溶解 zno+2naoh=na2zn02+h20zn(oh)2+2naohna2zn02+h20(5)有机涂层的清洗 利用强碱的作用,可使待清除的有机涂膜膨胀,松软,进而清除。 (6)蛋白质污垢的清洗 碱性清洗剂对蛋白质污垢去除也有一定效果。一方面表现为稀的碱性水溶液对蛋白质有很强的溶解分散作用。这是因为有的蛋白质在水中有一定的溶解性。由于组成蛋白质的氨基酸分子
34、中含有羧基等酸性基团和氨基等碱性基团。当二者的数量不等时,在蛋白质分子中就会有过剩的酸性基团或碱性基团。正是这些氨基和羧基的存在,使得蛋白质分子可与酸和碱发生反应。当蛋白质分子上的羧基与碱发生反应后,会使蛋白质分子带有负电,带负电的蛋白质分子之间相互排斥,降低了它们分子之间的作用力而增加了水溶性。另一方面,在加热情况下,用较强的碱性清洗剂处理蛋白质污垢时,会促进蛋白质大分子的水解,生成水溶性小分子氨基酸而溶解。例如头发这类难溶性蛋白质在5的氢氧化钠水溶液中就会溶解。 值得注意的是,金属表面对碱有一定亲和力,易于形成碱的表面覆盖膜,不易被冲洗干净,必要条件下,可将物件浸入稀酸溶液中中和碱,再用水
35、进行冲洗。32碱性金属清洗剂的组成 碱性清洗液主要由碱性物质组成,而且常是多种碱并用。常用的碱性化合物有氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、硅酸钠及各种磷酸盐等。氢氧化钠是强碱,它可以中和酸性污垢,可以使动植物油脂皂化,也可以使一些难溶盐转化而易于酸洗,如:mgs04+2naoh=mg(0h)2+na2s04cas04+2naohca(oh)2+na2s04但由于其碱性强,对人体和金属的腐蚀作用也强,使用时需注意。碳酸钠是强碱弱酸盐,水解后呈碱性,它的碱性比氢氧化钠要弱。碳酸氢钠是碳酸钠的酸式盐,碱性更弱。它们可使油脂疏松、分散、乳化和皂化,从而起到清洗的作用。硅酸钠水解后碱性接近氢氧化钠溶液,它不仅
36、可使油脂污垢皂化,而且硅酸钠水解的硅酸以胶状形式存在,对污垢有一定的分散和稳定作用。磷酸盐中最简单的是磷酸钠,磷酸氢二钠、磷酸二氢钠是磷酸钠的酸式盐,此外常用的还有三聚磷酸钠、焦磷酸钠等,它们的水溶液呈碱性,有一定的去污能力,更主要的是磷酸盐有显著的分散作用,能把颗粒大的污垢很好地分散,另外,磷酸盐对金属离子还有一定的螯合作用。除碱性物质外,碱性清洗剂往往还添加少量的表面活性剂。表面活性剂的主要作用就是降低表面张力,乳化、分散污垢,从而显著提高清洗效率。另一方面,在碱性清洗剂中,大量的无机盐组分能降低表面活性剂的临界胶束浓度(cmc),从而提高其表面活性。非离子表面活性剂(如烷基酚聚氧乙烯醚、聚醚等)具有良好的润湿和渗透能力,加入少量非离子表面活性剂可提高碱性成分对油性污垢、水垢和锈垢的润湿和渗透能力。另外,还添加少量螯合剂、有机溶剂等。碱性清洗剂的配方随被清洗材料的种类、污垢的组成、对清洗质量和速度的要求以及清洗条件的不同而不同。33碱性金属清洗剂的应用在电镀、油漆、焊接、搪瓷等工艺实施之前,待加工的金属部件常在碱性洗涤液中清洗,以去除油污和其他污物。碱性金属清洗剂的配方多种多样,以下仅举几例说明
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