
鋁材清洗劑配方技術
發布時間:2012/12/6 10:13:05 來(lai)源:朱工(gong) 字體: 


鋁材清洗劑廣泛應用于鋁材表面清洗處理。禾川化工專業從事鋁材清洗劑配方分析,成分分析,配方還原、配方檢測、配方研制;禾川化工為清洗劑相關企業提供整套配方技術解決方案一站式服務;
一.背景
鋁合金是指以鋁為基的合金總稱,主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳,次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料,在航空、航天、汽車、機械制造、船舶等鋁合金中已大量應用。鋁合金經過拉伸、軋制、沖壓等加工后,鋁材表面常常會留下一些潤滑油污,如不對潤滑油污徹底清除,在后續退火處理過程中,可能出現嚴重的褐色油班,影響產品外觀。
鋁合金清洗劑是指用于鋁合金材料表面清洗各種油脂、油脂、污漬作用的工業清洗劑。脫脂除油一般都是用堿性物質來清洗。鋁及鋁合金設備或配件在清洗過程中,無論是酸洗還是脫脂除油清洗都會遇到腐蝕的問題。在脫脂除油清洗時,其他材質的設備則不存在這個問題。其主要原因就是鋁屬于兩性物質,既可以與酸反應,也可以與堿反應,在熱水中甚至可與水發生緩慢的反應。因此不論是酸洗還是堿洗,降低腐蝕,成為鋁合金清洗劑研究的重點。
二.鋁合金清洗劑
鋁合金清洗劑是由表面活性劑、特效助劑、絡合劑及腐蝕抑制劑等按特有配方制成的水基環保清洗劑,適合添加于自來水或純水中作為鋁合金金屬材料清洗,對沖壓油、拉伸油、切削液等污垢有很好的清洗作用,具有清洗速度快、無磷、無毒環保等特點。單純的酸性清洗劑溶垢能力比較強且快,但去油污力不好,易留下點腐蝕的隱患;堿性清洗劑一般沒有點腐蝕的隱患,但清洗速度慢,存在產品穩定性的問題;中性清洗劑一般主要是表面活性劑的溶液,雖有較好的去油污能力,但除垢能力不強,清洗速度慢。脫脂除油一般都是用堿性物質來清洗。在清洗過程中,用堿性清洗劑作為脫脂除油清洗的主劑,無論是從清洗效果還是清洗成本上來說都是比較實用的。
2.1酸性鋁合金清洗劑
2.1.1酸性鋁合金清洗劑常見配方組成:
1)酸:
在常溫下清洗劑與污垢反應速度快,清洗時間短。采用溶垢和溶銹能力較強、價格比較便宜的鹽酸和磷酸作為主要的酸洗介質,同時加入少量檸檬酸來強化清洗效果。
2)表面活性劑:
由清洗機理可以看出,表面活性劑的合理選擇非常重要。利用表面活性劑的復配技術,把非離子型表面活性劑(如AEO、OP - 10 及6501)和陰離子型表面活性劑(AES和十二烷基苯磺酸鈉)復配,能夠達到很好的清洗效果
3)助劑:
選用對酸有較好緩蝕作用的烏洛托品(六亞甲基四胺)、若丁和苯胺組成的復合緩蝕劑。同時加入多種增溶劑、助洗劑等與水相溶的有機助劑,以保證各組分復配后的各項質量指標達到清洗劑的預期要求。
2.2堿性鋁合金清洗劑
堿性水基金屬清洗劑主要是借助堿和表面活性劑,助劑復配對蠟脂、油污進行皂化、潤濕、滲透、乳化、溶解等來實現去污的。助劑起輔助清洗作用,量雖少,但可使清洗劑的清洗效果更佳。
2.2.1堿性鋁合金清洗劑常見配方組成
氫氧化鈉(鉀)是強堿,具有強的皂化反應。油脂(如硬脂酸酯)不溶于水,但經過皂化,它們以肥皂和甘油的形式溶入水中。這就是動、植物性油污脫脂的原理:
C3H5(C17H35COO)3+3NaOH=3C17H35COONa+C3H5(OH)3
2)碳酸鈉(Na2CO3·nH2O)
可選用無水的或10水的鹽。兩者對皂化的影響都弱,但能起到緩慢潤濕和分散油脂的作用。碳酸鈉與酸氫鈉(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)復鹽具有與碳酸鈉相同的效果,而且它不損害基體金屬,對于非鐵金屬的清洗是安全的。
3)硅酸鈉
硅酸鈉水解成游離堿和硅酸,游離堿潤濕并滲入油脂及其他污物層中,通過滲透和膨脹作用而將污物皂化除到溶液中。SiO2/Na2O的比例越小,由水解產生的堿度就越高。產生的膠態硅酸起到吸附作用并包括使油、脂和其他污物懸浮,在任何其他的堿性物質中找不到這種作用,硅酸鹽是脫脂中一種必不可少的成分。原硅酸鈉對強堿有緩沖作用,并能軟化水。
4)磷酸鈉:
十二水磷酸鈉、偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉等常用在清洗中。磷酸鈉在滲透、潤濕等作用方面次子硅酸鈉,但與金屬的反應不強烈,它對鋁、鋅等的腐蝕不太嚴重,同時它也能對基體金屬起到緩蝕作用,并有使硬水軟化的作用。常用堿和堿性鹽在堿性化學脫脂中的性能。
5)表面活性劑:
因為表面活性劑是水基金屬清洗劑中最主要的成份,因此所選擇的表面活性劑要有良好的洗滌和去污作用。為了達到更好的清洗效果,可以選出幾種去污效果較佳的表面活性劑進行復配,利用不同表面活性劑各自的特性,復配后的表面活性劑可以增強對金屬污垢的潤濕,滲透,乳化,增溶等作用。常用到的幾種表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚(別名OP-10):對金屬硬表面的污垢具有很好的潤濕,乳化,分散和去污能力,抗靜電和抗硬水性能較好,在較寬的溫度范圍內很穩定,可與各類表面活性劑混用。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(別名AES):為陰離子表面活性劑,具有優良的去污,乳化和發泡性能,生物降解度大于90%,有利于環境保護。它與非離子表面活性劑復配去污效果非常好,同時它對于OP-10 等非離子型表面活性劑在水中有增溶作用。十二烷基苯磺酸鈉(別名LAS):陰離子表面活性劑,具有去污,潤濕,發泡,乳化和分散性能,大量用作生產各種洗滌劑的原料。LAS屬中性物質,它對水硬度較敏感,起泡力高,去污力強,易與各種助劑復配,生物降解性大于90%,對環境污染程度小。烷基醇酰胺(別名704):非離子表面活性劑,704可以以任何比例溶于水,同其它陰離子或非離子表面活性劑混用,可制得透明液體;同時它具有起泡和穩泡作用以及去污。脂肪醇聚氧乙烯醚:非離子表面活性劑,溶于水具有良好的潤濕力,發泡力,分散力,去污力和乳化力,有較高的去脂性能和降低水的表面張力及耐硬水的性能。
6)緩蝕劑
常見的水溶性緩蝕劑,有苯甲酸鈉、硼酸鹽、鋁酸鹽、二乙醇胺、三乙醇胺與無機酸或有機酸的生成物胺類、咪唑啉類、苯并三氨唑等。無機型防銹劑可使金屬氧化并在金屬表面形成鈍化保護膜:胺類防銹劑等含極性基團有機物能在金屬表面吸附成膜,有色金屬緩蝕劑有硅酸鹽,苯并三氮唑,氟硅酸,鉻酸鹽等。
2.3中性(弱堿性)鋁合金清洗劑
由于中性水基鋁合金清洗劑主要是借助多種表面活性劑復配對蠟脂、油污進行潤濕、滲透、乳化、溶解等來實現去污的,因此表面活性劑的篩選和復配至關重要。由于鋁合金型材,其化學活性較大,既能被酸腐蝕又能被堿腐蝕,因此選擇非離子和陰離子進行復配如十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉等陰離子表面活性劑為主,與脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9非離子型表面活性劑進行復配。利用各種無機助洗劑的協同作用,一方面嚴格控制各種金屬發生腐蝕的最低pH值(鋁及鋁合金發生腐蝕的pH≥10);另一方面使溶液呈弱堿性以中和油污中部分脂肪酸。
三.鋁合金清洗劑參考配方:(僅供參考,該數據經修改)
3.1酸性鋁合金清洗劑
成分 |
質量百分比 |
成分說明 |
鹽酸(35%) |
6~8% |
酸 |
磷酸(98%) |
6~8% |
酸 |
檸檬酸(98%) |
0.5~1% |
酸,助洗 |
AEO-7 |
3~5% |
非離子表面活性劑 |
LAS |
2~5% |
陰離子表面活性劑 |
烏洛托品 |
0.5~1% |
緩蝕劑 |
氯化鈉 |
2~3% |
增稠劑 |
緩蝕劑 |
0~1% |
/ |
助溶劑 |
1~5% |
/ |
CMC-Na |
0.3~0.5% |
增稠劑 |
水 |
余量 |
/ |
3.2堿性鋁合金清洗劑
成分 |
質量百分比 |
成分說明 |
LAS |
5~8% |
陰離子表面活性劑 |
AEO-7 |
3~5% |
非離子表面活性機構 |
三聚磷酸鈉 |
2~3% |
絡合劑 |
硅酸鈉 |
5~8% |
緩蝕絡合劑 |
硼砂 |
2~3% |
緩蝕劑 |
苯甲酸鈉 |
0.5~1% |
防腐劑 |
硬脂酸 |
2~3% |
緩蝕劑 |
氫氧化鉀 |
5~8% |
堿 |
水 |
余量 |
/ |
3.3中性鋁合金清洗劑
成分 |
質量百分比 |
成分說明 |
AEO-9 |
0.3~1% |
表面活性劑 |
TX-10 |
0.5~1% |
表面活性劑 |
滲透劑JFC |
0.2~1% |
滲透劑 |
緩蝕劑 |
0.001~1% |
緩蝕劑 |
水 |
余量 |
/ |
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