水性脱脂剂配方分析

水性脱脂剂配方分析

一.背景在金属材料表面处理中,脱脂是重要的工艺过程，金属制件表面的脱脂程度将直接影境问题日益突出，传统的高污染型、不易生物降解型、中温型、高温型脱脂剂逐步被限用或禁用，环保型、易降解性、低温型脱脂剂已成为行业关注的焦点。环保型金属脱脂剂主要分为可回收反复再使用的、对臭氧层无破坏作用的、毒性小的溶剂型脱脂响到制件的后续处理质量。据统计，在表面处理中由于脱脂不彻底而导致镀层、转化膜不良的比例,一般占60%～80%金属制件表面油脂成分比较复杂，一类是以脂肪酸甘油脂为主的皂化油,可通过与碱的皂化作用去除；另一类是矿物油(非皂化油),可通过乳化作用脱除。多数高效水基金属脱脂剂的助洗剂仍以磷酸盐为主,这是由于磷酸盐在脱脂剂中既有螯合作用,又有去污作用,并具有良好的水洗性和使用成本低等特点。但此类脱脂剂的废液排放中含有的大量磷会造成环境污染。磷元素的排放受到环保方面的严格限制,因此适合在工业上使用的无磷脱脂剂急需得到解决。目前随环剂，和无磷、无氮、易生物降解的水基型碱性脱脂剂两大类。二.水性脱脂剂2.1脱脂原理碱性清洗剂中纯化学脱脂作用机理中最主要的是的皂化作用、乳化作用、浸润作用(润湿作用)和分散作用。1）皂化作用金属表面油污中的动植物油(主要成分是硬脂酸)，与金属脱脂剂中的碱或碱性盐如氢氧化钠、磷酸三钠等发生皂化反应生成硬脂酸钠和甘油，油脂被充分溶解进入碱性溶液，达到工件表面除油目的。2）乳化作用金属脱脂剂中常含有大量乳化剂等表面活性物质，易于吸附在工件表面的油污与溶液的两相界面上，乳化剂分子中的憎水基团对油污具有较强的亲和能力，面向金属基体表面的油污发生吸附反应，亲水基团面向溶液方向与水分子亲电结合，使金属与溶液间界面张力大大降低，在液体流动、搅拌、喷射、超声等外力辅助作用下，油膜破裂变成细小的珠状，形成水包油的乳液小微粒，使得油污脱离金属表面，达到油污溶解和除油的效果。3）浸透作用(润湿作用)皂化与乳化作用是主要从油污表面逐步进行的，要使碱性溶液浸透到油脂内部，达到润润工件表面，达到增进脱脂除油的效果和表面高度清洁的效果，这就是表面活性剂的浸透作用(润湿作用)。通过表面浸润作用，可以使皂化和乳化清除油污后金属表面，进一步溶解，达到表面高度清洁，对精密部件水基除油剂而言，清洗剂的质量优良性能主要体现在表面活性剂的浸润作用方面。皂化、乳化、浸透作用是相辅相成的，相互配合才能彻底清除金属表面油污。此外表面活性剂还具有良好的分散作用，将从工件清除下来的油脂均匀地分散到脱脂溶液之中，不发生二次沉积，具有延长清洗剂使用寿命作用。2.2水性脱脂剂配方组成常规金属脱脂粉主要由碱金属氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐或聚磷酸盐、乙二胺四乙酸盐(EDTA)、起渗透、乳化、分散作用的各种表面活性剂组成，碱金属氢氧化物起皂化除油作用，碳酸盐、磷酸盐或聚磷酸盐等富磷化合物具有优良的除油、缓蚀、络合能力，EDTA的富氮化合物具有优良的螯合能力，烷基苯磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚等难生物降解的含芳环的表面活性剂也因价廉、除油效果好等特点在脱脂粉中普遍使用，由于这些物质含有较高的磷、氮等富营养化物质含有不易生物降解的表面活性剂，长期使用给生态环境造成了严重的环境污染。含表面活性剂的碱性脱脂剂中常用物质如下：1）氢氧化钠又称苛性钠，是一种强碱化合物，它在水中溶解后电离出叫，提供碱度，与动植物油发生皂化反应，生成能溶于水的甘油和脂肪酸盐，溶解分散在水溶液中。2）碳酸钠又称苏打，是一种价格低廉的碱，它在水中水解时生成HO一，提供碱度。因此，碳酸钠具有缓冲作用，不像强碱那样腐蚀某些有色金属。3）磷酸三钠几缩合磷酸盐,磷酸三钠在水解时生成离解度很小的磷酸，从而获得碱度。磷酸三钠具有软化硬水的作用和较明显的促进污垢粒子的分散(乳化)作用，它还具有较高的碱性，可通过皂化作用使脂肪类污垢溶解。4）硅酸钠有原硅酸钠、偏硅酸钠和水玻璃,水玻璃在水中能形成稳定的胶体，形成溶剂化胶束，与表面活性剂一起使用时，有良好的助洗作用。硅酸盐在水中会发生水解，水解生成的硅酸不溶于水，而以胶束结构悬浮在槽液中，此种溶剂化的胶束对固体污垢的粒子具有悬浮和分散能力，对油污有乳化作用，因而有利于防止污垢在工件的表面再沉积。5）表面活性剂阴离子：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：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。6）缓蚀剂有机胺：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：亚硝酸钠、硝酸钠、磷酸盐类、硅酸钠、苯甲酸钠、铬酸盐等。7）消泡剂：硅油、Span20、Span80等三、实例参考配方1）脱脂剂配方一：组分投料量（g/L）聚醚350~400油酸钠50~100油酸三乙醇胺300~400稳定剂150~200水余量2）脱脂剂配方二：组分投料量（g/L）硅酸钠100~150碳酸钠60~100葡萄糖酸钠20~50氢氧化钠10~30表面活性剂(AH-1)10~30水余量3）脱脂剂配方三：组分投料量（g/L）磺化油300~400油酸二异丙醇酰胺150~200聚醚150~200石油磺酸钠10~30水余量4）典型环保无磷水基锌件脱脂剂配方四：组分投料量（g/L）JFc-6200~250650l200~250cAB-30100~150NaAc300~400Na2SO4100~150EDTA100~150水余量5）典型环保型微生物脱脂剂配方五：A剂成分：A组分投料量（g/L）脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠200~400壬基酚聚氧乙烯醚400~600脂肪醇聚氧烷基醚400~500脂肪醇聚氧乙烯醚300~400十二烷基硫酸钠200~400异丙醇300~350乙二胺四乙酸二钠10~30偏硅酸钠400~600水余量B剂成分：B组分投料量（g/L）可溶性淀粉300~500葡萄糖200~400蛋白胨50~100碳酸钙20~50硫酸镁50~100维生素Ｅ1~2芽孢杆菌５０亿单位/Ｌ水余量四.市面常见清洗剂：环保碳氢清洗剂，水基清洗剂（水基除油剂，水基脱脂剂，水基金属清洗剂），酸洗剂，除油剂，抛光剂、除锈剂（环保水性防锈剂）水膜置换防锈油，脱水防锈油，酸洗膏（剂），除油粉，除蜡水，脱漆剂，洗板水，洗网水，光学脱脂剂，溶剂光学清洗剂，水基光学清洗剂，玻璃油墨清洗剂，电子PCB清洗剂，无铅溶剂洗板水，碳氢溶剂洗板水，金属清洗剂（中性金属清洗剂，水基金属清洗剂，弱碱性金属清洗剂，铝合金清洗剂，不锈钢清洗剂，铝清洗剂（铝材清洗剂）铝合金清洗剂，水基脱脂清洗剂，金属脱脂剂（铜脱脂剂，铝合金脱脂剂，酸性脱脂剂，常温金属脱脂剂，金属除油脱脂粉（钢铁电解除油粉，金属除油剂（铝除油剂，酸性除油剂，铝光亮除油剂，铝合金除油剂，除油剂（中性除油剂，有机除油剂，超声波除油剂）金属油污清洗剂（金属除油清洗剂）不锈钢清洗剂，铝清洗剂（铝材清洗剂）金属表面除蜡水，金属表面防锈剂（水基金属防锈剂，铸铁防锈剂，工序间防锈剂，钢铁防锈剂，环保防锈剂，薄膜防锈油，水溶性金属防锈油，脱水防锈剂，金