金属前处理中除油剂的清洗乳化原理以及常见问题

盟友2568974510

2023-08-31 13:04

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工业清洗剂/除油剂是以水基质的有机与无机化学品组成的复杂混合物，是利用“乳化”“皂化”原理而研制的新型工业除油剂。在金属加工、食品、纺织、交通、船舶、建筑、电器、医药、化工等工业领域都有广泛的用途，虽然清洗的表面基质不尽相同，但清洗目的是一致的，都是恢复基质表面的洁净度及保持基质表面的完整性。除油是金属零件电镀、涂装前以及金属加工成型中的关键工序；除油剂是指用于金属表面以去除油污、油脂、污渍为目的用的化学药剂

一般工业除油剂主要成分如下：

（1）乳化剂：主要是各类能起乳化、润湿、增溶、分散、溶解作用的表面活性剂，如辛基酚聚氧乙烯醚、平平加（高级醇聚氧乙烯醚）、月桂醇聚氧乙烯醚、6501（二乙醇酰胺）、三乙醇胺油酸皂等。
（2）湿润剂：主要是能降低清洗剂的表面张力，提高工件润湿性的表面活性剂，如伯烷基硫酸酯盐，AES（AS）、季铵盐等。
（3）分散剂：主要是能将工件表面的固体微粒分散到除油液中去的配位剂或无机盐，如葡萄糖酸盐、柠檬酸盐、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸钠等。
（4）缓蚀剂：主要是能降低除油液对金属腐蚀，如硫脲、苯胺、硅酸钠等。
乳化作用主要是表面活性剂利用其自身形成的胶束将油污包裹在胶束内并分散到溶液中去。表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）是衡量其增溶效果的重要指标。
表面活性剂的浓度高于CMC时，增溶效果才明显；因此，表面活性剂的CMC越低，其除油效果越好，加药量也越少，成本越低。
另一方面，表面活性剂的亲水基和疏水基之比（即亲疏平衡值HLB）越高，亲油基团对油脂颗粒的持有力就越弱。因此可以通过表面活性剂的CMC和HLB来选择合适的表面活性剂。
目前市售大多数的除油粉/除油剂的主要缺点是：
1、除油效率较低，处理时间较长；
2、处理温度高，环保较低

3、泡沫偏多，废水处理困难

4、表面活性剂降解差，对环境污染严重；

5、含磷、氮的化合物也较高，因此，目前金属表面处理市场对无磷无氮的除油剂的需求在不断增加，也是全社会普遍的共识

清洗剂泡沫的管控

金属电镀之前必须进行除油。在除油工艺中，若搅拌或鼓气产生大量泡沫溢出就会影响环境清洗，不仅不易水洗，还造成物料浪费，提高了使用成本，而且可能在工件表面产生污渍，给生产线带来操作不便。
过多的泡沫将影响下一道工序，以及减缓污垢的沉淀和分离。排放除油剂时若泡沫过多，也会加重环境污染。因此在保证除油剂的除油效果的前提下，除油剂泡沫高度需要管控，控制在一个科学的范畴

目前大部分低泡沫的除油方法主要是在除油剂中添加消泡剂，但这往往又存在消泡能力随清洗的进行而降低失去消泡能力，甚至有些含硅类消泡剂在除油过程中影响除油效果而且会产生硅胶或引起工件表面硅斑等问题。

另一种获得低泡效果的方法是通过添加抑泡剂与表面活性剂复配，减少表面活性剂的使用量的同时不影响清洗效果。
因此，研究更多表面活性剂的结构、理化性能与除油效果之间的关联，如何选择低泡表面活性剂就是开发者需要考虑的问题

关键词：前处理、除油剂、乳化

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