同时有些溶剂会对大气臭氧层造成破坏 ,如 CFC2113 和 1 ,1 ,1 - 三氯乙烷 。根据《关于消耗臭氧层物质的 蒙特利尔议定书》以及中国政府编制的《中国消耗臭氧 层物质逐步淘汰方案》,到 2005 年底清洗行业将全部 停用 CFC2113 和 1 ,1 ,1 - 三氯乙烷 。所以开发高效水 基金属脱脂剂显得尤为重要 。
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Jun. 2001 SURFACE TECHNOLO GY Vol. 30 NO. 3
高效水基金属脱脂剂的研究
傅乐峰 ,寿建平 ,王洋 ,王鑫平 ,郑柏存 (上海三瑞化学有限公司 ,上海 200023)
[摘要 ] 介绍了一种能在常温 (10～60 ℃) 下迅速除去金属表面油污的高效脱脂剂 。该脱脂剂采用独特的表面活 性剂复配技术 ,除油脱脂彻底 ,脱脂速度快 (喷淋脱脂只需 l～3min ,而浸渍脱脂只需 5～8min) ,脱脂能力强 。本文着重 研究了脱脂方式 ,脱脂温度 ,脱脂剂的浓度以及脱脂时间对不同油脂除油效果的影响 ,并测定了该脱脂剂的脱脂容量 和其它性能 。应用试验结果表明该脱脂剂完全可以取代 CFC2113 和 1 ,1 ,1 - 三氮乙烷等溶剂作为工业清洗剂 。
脱脂温度 :50 ℃,脱脂时间 :5min 图 3 浸渍脱脂时脱脂浓度对除油效果的影响
脱脂温度 :50 ℃,脱脂浓度 :3 % 图 4 喷淋脱脂时脱脂时间 vs. 除油效果
脱脂温度 :50 ℃,脱脂时间 :3min 图 2 喷淋脱脂时脱脂浓度对除油效果的影响
脱脂温度 :50 ℃,脱脂浓度 :30 % 图 5 浸渍脱脂时脱脂时间 vs. 除油效果
为此我公司经过多年的探索研制出一种能在常温 (10～60 ℃) 迅速除去金属表面油污的高效脱脂剂 。该 脱脂剂采用独特的表面活性剂复配技术 ,除油脱脂彻 底 ,脱脂速度快 (喷淋脱脂只需 1～3min ,而浸渍脱脂只 需 5～8min) ,脱脂能力强 (每公斤脱脂剂可以处理工 件面积 150～200m2) 。本文着重研究了脱脂方式 ,脱脂 温度 ,脱脂剂的浓度以及脱脂时间对油脂除油效果的 影响 ,并测定了该脱脂剂的脱脂容量以及其它性能 。 目前 ,该脱脂剂已在机械制造厂 、内燃机厂 、彩色显像 管厂 、汽车制造厂 、造船厂投入使用 ,各项性能指标都 大大超过传统清洗剂的 ,受到广泛好评 。
[ 收稿日期 ]2000211227 [ 作者简介 ]傅乐峰 (1975 - ) ,男 ,浙江诸暨人 ,工程师 ,硕士 ,主要从事锌材料的研究 。
2001 年 6 月 表 面 技 术 第 30 卷 第 3 期 13
1 组成和配方
表面活性剂 (复配) 5～15
4. 2 脱脂剂浓度对脱脂效果的影响 脱脂剂浓度是影响脱脂效果的重要因素 ,也是脱
脂剂的一项重要指标 。脱脂剂使用时 ,体系中表面活 性剂的浓度必须要大于临界胶束浓度时 ,脱脂剂才具 有除油去污功能 。并且在一定的浓度范围内 ,除油效 果会随着脱脂剂浓度的提高而增强 。从图 2 上可以看 到 ,本文脱脂剂在喷淋的条件下 ,1 %～3 %的使用浓 度 ,3min 就可以有非常好的脱脂效果 ; 而当浸渍脱脂 时 ,由于没有机械力的作用 ,因此无论是脱脂剂使用浓 度还是脱脂时间都比喷淋时要苛刻得多 。由图 3 可 知 ,采用浸渍脱脂时 ,30 %以上的使用浓度才能取得好 的脱脂效果 。
[ 关键词 ] 金属表面 ;表面活性剂 ;脱脂剂 ;除油 ;脱脂 ;工业清洗 [ 中图分类号 ]TG156. 6 [ 文献标识码 ]A [ 文章编号 ]1001 - 3660 (2001) 03 - 0012 - 04
Study on Aqueous2based Metal Degreaser
本文采 用 的 是 含 有 非 离 子 表 面 活 性 剂 的 复 配 体 系 。非离子表面活性剂的溶解度随着温度升高而降 低 ,当到达某一温度时非离子表面活性剂会析出形成 乳浊液 ,此温度称为“浊点”(cloud point) 。在浊点时 , 非离子表面活性剂的性质会发生显著变化 ,脱脂能力 也会下降 。本文脱脂剂的浊点为 58～60 ℃。 2. 3 腐蚀性能
EDTA
0～5
五水四硼酸钠 (Na2B4O7·5H2O) 0～5
TKPP
3～10
九水偏硅酸钠
0～6
缓蚀剂
适量
消泡剂
适量
水
余量
各种表面活性剂对污垢的去污能力是不同的 。如
阴离子表面活性剂对固体污垢有较好的去污能力 ,非
离子表面活性剂具有在低温和低浓度下取得高洗涤力
的性能 ,而且对油脂类污垢有非常好的去污能力 。因
5 应用试验
4. 3 脱脂时间对脱脂效果的影响 脱脂时间是和脱脂温度与脱脂剂使用浓度有密切
关系的一个物理量 。同时它又是影响脱脂工艺和生产 的一个重要参数 。我们采用 50 ℃的脱脂温度 ,喷淋浓 度 3 % ,浸渍浓度 30 %来确定所需的脱脂时间 。图 4 、 图 5 表明喷淋脱脂时间 1～3min ,浸渍脱脂时间 5min 可以取得满意的除油效果 。
对其机械制造厂的各种金属工件的油脂分布
进行了详尽的研究 。结果发现 ,该机械厂的金属工件 表面油污分布为 0. 002g/ cm2 ,金属工件包括不锈钢板 、 晶面不锈铁 、铝板 、镀锌板等 。因此本文采用以上四种 金属工件为基材 ,面积为 15cm ×l0cm ,称重 W0 ,分别涂 覆机油和黄油 (1 :1) 的混和油 ,并使工件表面的油脂平 均分布接近 0·002g/ cm2 ,称重 W1 。 3. 2 表面脱脂处理工艺
此作为金属脱脂剂应采用包含非离子在内的表面活性
剂复配技术 。
2 性能检测
2. 1 表面张力 表面张力是脱脂剂最基本的性能 ,表面张力越低 ,
脱脂剂的渗透 、乳化 、润湿性能就越强 ,脱脂除油效果 就越好 。本文脱脂剂的表面张力为 27 ×l0 - 3N/ m ,而 水的表面张力为 71. 8 ×10 - 3N/ m。 2. 2 浊点
[ Keywords] Metal surface ;Surfactant ;Degreaser ; Industrial cleaning
0 引 言
金属零部件在进行电镀 、磷化 、喷塑之前必须经过 脱脂除锈等表面处理工艺 ,以除去金属表面的加工润 滑油和防锈油 、锈垢 、灰尘以及其它无机污垢 。主要的 清洗方式有超声波清洗 ,喷淋清洗 ,浸渍清洗 、电解清 洗 、蒸汽清洗和滚动清洗 。其中喷淋和浸渍脱脂因设 备简单 ,占地面积少以及清洗方便而受到普遍欢迎 。 而作为金属清洗用的脱脂剂一般可以分为三大类 :水 基型 、半水基型和溶剂型 。目前工业上广泛使用的除 油工艺有以下几种 :高温碱煮除油 、高温电解脱脂和溶 剂蒸汽脱脂 。
本文脱脂剂在上海某机械制造厂进行放大试验 , 试验条件如下表 ,工件包括不锈钢 、晶面不锈铁 、铝板 、 镀锌板和铜板 。 试验结 果 表 明 该 水 基 型 脱 脂 剂 具 有 非 常 优 良 的 脱脂除油效果 , 使用安全 , 操作方便 , 完全可以取代 CFC2113 和 1 ,1 ,1 - 三氯乙烷作为工业清洗剂 。
在一定温度下 ,用一定浓度的水基金属脱脂剂喷 淋或浸渍工件一定时间 ,然后用去离子水冲洗 ,观察水 膜是否连续 ,自然晾干后称重 W2 。 3. 3 脱脂效果的表示和洗净率的计算
脱脂效果的评价方法为观察水膜是否连续 ,也可 以用洗净率来表示 。洗净率可以用以下公式计算 :
洗净率 =
W1 W1 -
W2 W0
2. 5 脱脂能力 由实验 结 果 可 以 看 出 本 文 的 脱 脂 剂 除 油 脱 脂 彻
底 ,脱脂速度快 。对于油脂分布较厚又难以除去的液 固混合油 ,使用本文脱脂剂在 45～55 ℃,浓度 1 %～ 3 % ,喷淋 l～3min ;浓度 30 %～50 % ,浸渍 5～8min 有 非常好的除油效果 。脱脂剂除了脱脂速度之外 ,还有 一个非常重要的反映脱脂能力的指标 脱脂容量 (每公斤脱脂剂可以处理的工件面积) 。视工件表面油 污的程度 ,每公斤本文脱脂剂可以处理 150～200m2 的 工件面积 。
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而影响其脱脂能力 。因此脱脂剂的最佳使用温度应是 低于浊点而接近浊点的温度 。从图 1 可知本文所述的 脱脂剂的最佳使用温度为 45～55 ℃。
喷淋 :3 %浓度 ,脱脂 1min 浸渍 :30 %浓度 ,脱脂 5min 图 1 脱脂温度对除油效果的影响
FU Le2feng , S HOU J ian2ping , WANG Yang , WANG Xin2ping , ZHENG Bai2cun (Shanghai Sunrise Chemical Co. Ltd ,Shanghai 200023 ,China)
[ Abstract] In this paper ,an aqueous2based metal degreaser which can remove oil and grease on the metal surface efficently and completely at ambient temperature(10～60 ℃) is introduced. This metal degreaser uses Sunrise’s new technology of surfactant. It takes only 1～3 minutes to eliminate soils on the surface in spraying conditions and takes 5～8mins in soak conditions. The impact of treating conditions on the cleaning performance is examined. This paper also tests its degreasing capacity and other properites. Applica2 tion test results show that this aqueous2based metal degreaser can replace solvent(OOS) for industrial cleaning.