碱性化学脱脂剂的主要组成.doc

1、碱 性 化 学 脱 脂 剂 的 主 要 组 成(一 )碱 和 碱 金 属 盐1 氢 氧 化 钠 (NaOH) 氢 氧 化 钠 是 强 碱 ， 具 有 强 的 皂 化 反 应 。 油 脂(如 硬 脂 酸 酯 )不 溶 于 水 ， 但 经 过 皂 化 ， 它 们 以 肥 皂 和 甘 油 的 形 式 溶 入 水 中 。这 就 是 动 、 植 物 性 油 污 脱 脂 的 原 理 。C3H5(C17H35COO)3+3NaOH=3C17H35COONa+C3H5(OH)3硬 脂 酸 酯 氢 氧 化 钠 硬 脂 酸 钠 甘 油2 碳 酸 钠 (Na2C03nH2O) 可 选 用 无 水 的 或 10 水

2、的 盐 。 两 者 对 皂 化的 影 响 都 弱 ， 但 能 起 到 缓 慢 润 湿 和 分 散 油 脂 的 作 用 。 碳 酸 钠 与 酸 氢 钠(Na2CO3NaHC032H2O)复 盐 具 有 与 碳 酸 钠 相 同 的 效 果 ， 而 且 它 不 损 害 基体 金 属 ， 对 于 非 铁 金 属 的 清 洗 是 安 全 的 。3 硅 酸 钠 硅 酸 钠 是 Na20 和 SiO2 的 化 学 组 合 ， 根 据 组 合 比 例 包 括 下列 盐 。原 硅 酸 钠 (2Na20SiO2nH20) SiO2 Na20=0 5倍 半 硅 酸 钠 (1 5Na20SiO2nH20)Si02 N

3、a20=0 667硅 酸 钠 (Na20SiO2nH20) SiO2 Na20=1 0一 级 硅 酸 钠 (Na202SiO2nH20) SiO2 Na2O=2二 级 硅 酸 钠 (Na203SiO2nH20) SiO2 Na20=3一 般 主 要 使 用 原 硅 酸 钠 和 硅 酸 钠 ， 需 要 介 乎 两 者 之 间 的 特 性 时 使 用 倍半 硅 酸 钠 。 硅 酸 钠 水 解 成 游 离 碱 和 硅 酸 ， 游 离 碱 润 湿 并 渗 入 油 脂 及 其 他 污物 层 中 ， 通 过 渗 透 和 膨 胀 作 用 而 将 污 物 皂 化 除 到 溶 液 中 。 Si02 Na20的

4、比 例 越 小 ， 由 水 解 产 生 的 碱 度 就 越 高 。 产 生 的 胶 态 硅 酸 起 到 吸 附 作 用 并包 括 使 油 、 脂 和 其 他 污 物 悬 浮 ， 在 任 何 其 他 的 碱 性 物 质 中 找 不 到 这 种 作 用 ，硅 酸 盐 是 脱 脂 中 一 种 必 不 可 少 的 成 分 。 原 硅 酸 钠 对 强 碱 有 缓 冲 作 用 ， 并 能软 化 水 。硅 酸 钠 碱 度 低 于 原 硅 酸 钠 ， 但 其 作 用 基 本 相 同 ， 适 用 于 清 洗 铜 、 锌 、铝 及 它 们 的 合 金 。 一 级 和 二 级 硅 酸 钠 即 所 谓 的 水 玻 璃

5、 ， 用 于 对 表 面 腐 蚀 敏感 的 基 体 材 料 。使 用 硅 酸 盐 用 于 脱 脂 时 要 清 洗 干 净 ， 不 能 在 金 属 表 面 留 有 硅 酸 盐 ， 否则 下 步 酸 洗 时 会 使 硅 胶 凝 胶 吸 附 在 工 件 表 面 上 ， 难 以 除 去 ， 导 致 镀 层 发 雾并 影 响 基 体 与 镀 层 的 结 合 力 。4 磷 酸 钠磷 酸 钠 具 有 下 列 盐 ：一 水 磷 酸 二 氢 钠 NaH2P04H20二 水 磷 酸 二 氢 钠 NaH2P042H2O磷 酸 氢 二 钠 Na2HP04十 二 水 磷 酸 氢 二 钠 Na2HP0412H20十 二

6、水 磷 酸 钠 Na3P0412H20焦 磷 酸 二 氢 二 钠 Na2H2P207六 水 焦 磷 酸 二 氢 二 钠 Na2H2P2076H20十 水 焦 磷 酸 钠 Na4P20710H20偏 磷 酸 钠 NaP03三 偏 磷 酸 钠 Na3P309三 聚 磷 酸 钠 Na5P3010在 上 述 盐 中 ， 十 二 水 磷 酸 钠 、 偏 磷 酸 钠 、 三 聚 磷 酸 钠 等 常 用 在 清 洗 中 。磷 酸 钠 在 渗 透 、 润 湿 等 作 用 方 面 次 子 硅 酸 钠 ， 但 与 金 属 的 反 应 不 强 烈 ， 它对 铝 、 锌 等 的 腐 蚀 不 太 严 重 ， 同 时 它

7、 也 能 对 基 体 金 属 起 到 缓 蚀 作 用 ， 并 有使 硬 水 软 化 的 作 用 。 常 用 碱 和 碱 性 盐 在 碱 性 化 学 脱 脂 中 的 性 能 见 表 6-3； 碱 性 化 学 脱 脂 剂 中 主 要 成 分 的 应 用 性 能 见 表 6-4。表 6-3 常 用 碱 和 碱 性 盐 在 碱 性 化 学 脱 指 中 的 性 能注 ： A 优 秀 、 B 良 好 、 C 普 通 、 D 不 太 好 、 E 不 良 。 腐 蚀 抑 制 性 乃 针 对非 铁 金 属 。表 6-4 碱 性 化 学 脱 脂 剂 中 主 要 成 分 的 应 用 性 能 比 较(二 )软 化 硬

8、 水 添 加 剂软 化 硬 水 添 加 剂 ， 也 就 是 我 们 常 说 的 清 洗 助 剂 。 众 所 周 知 ， 动 植 物 油脂 在 碱 液 中 水 解 后 可 以 形 成 水 溶 性 的 长 链 脂 肪 酸 钠 (钠 肥 皂 )。 钠 皂 虽 然可 溶 于 水 ， 但 在 含 Ca2+、 Mg2+的 硬 水 中 则 会 形 成 不 溶 于 水 的 长 链 脂 肪 酸 钙或 镁 盐 (称 钙 皂 或 镁 皂 )。 此 外 ， Ca2+、 Mg2+还 会 与 碱 性 脱 脂 液 中 的 C032一 、 0H 一 、 PO43 一 、 Si032 一 等 形 成 不 溶 性 的 化 合 物

9、 。这 些 不 溶 性 的 物 质 很 容 易 附 着 在 镀 件 的 表 面 ， 使 镀 层 出 现 毛 刺 、 针 孔 、粗 糙 和 结 合 力 不 良 。 在 碱 性 脱 脂 剂 中 必 须 加 入 能 使 水 软 化 的 添 加 剂 ， 也 称为 软 化 剂 。 都 是 一 些 可 与 Ca2 十 、 Mg2+形 成 可 溶 性 螯 合 物 的 螯 合 剂 ， 可 以抑 制 Ca2+、 Mg2+和 其 他 金 属 离 子 形 成 沉 淀 物 ， 能 消 除 水 不 溶 物 结 块 ， 使 其变 为 悬 浮 体 而 分 散 到 溶 液 中 。 软 化 水 用 的 螯 合 剂 主 要 有

10、以 下 四 类 。1 聚 合 磷 酸 盐 聚 合 磷 酸 盐 按 其 结 构 可 分 为 两 大 类 。 一 类 是 线 形 的 ，其 通 式 为 Nan+2PnO3n+1。 常 用 的 有 焦 磷 酸 钠 、 三 聚 磷 酸 钠 (STP)和 六 聚磷 酸 钠 ， 其 结 构 如 下 。另 一 类 聚 合 磷 酸 盐 具 有 环 状 结 构 ， 其 通 式 为 NanPnO3n， 常 见 的 有 三缩 磷 酸 钠 、 四 缩 磷 酸 钠 和 六 缩 磷 酸 钠 。环 状 聚 合 磷 酸 盐 的 螯 合 能 力 很 弱 ， 而 线 形 多 聚 磷 酸 盐 是 一 种 优 良 的 螯合 剂 ，

11、具 有 较 好 的 乳 化 分 散 作 用 ， 能 有 效 抑 制 溶 液 中 金 属 离 子 在 制 品 表 面形 成 不 溶 性 固 体 。 三 聚 磷 酸 钠 是 用 得 最 多 的 ， 它 具 有 软 化 水 、 螯 合 轻 质 金属 离 子 和 助 洗 等 作 用 ， 能 提 高 污 垢 的 悬 浮 能 力 ， 防 止 二 次 污 染 和 使 用 经 济等 优 点 。2 有 机 多 膦 酸 盐 膦 酸 是 指 碳 原 子 上 直 接 连 接 磷 酸 根 (一 P03H2)的化 合 物 。 最 常 见 的 多 膦 酸 是 在 一 个 碳 原 子 上 连 接 两 个 或 两 个 以 上

12、的 磷 酸 基 ，或 在 氮 原 子 上 连 接 两 个 或 两 个 以 上 甲 亚 基 膦 酸 基 (一 CH2P03H2)的 有 机物 。 典 型 的 有 机 多 膦 酸 的 名 称 与 结 构 见 表 6-5。表 6-5 典 型 的 有 机 多 膦 酸 的 名 称 与 结 构有 机 多 膦 酸 对 Ca2+、 Mg2+的 络 合 能 力 比 三 聚 磷 酸 盐 强 ， 所 形 成 的 络 合物 的 稳 定 常 数 也 大 。 有 机 多 膦 酸 分 子 中 含 有 憎 水 基 与 亲 水 基 ， 其 本 身 有 相当 的 表 面 活 性 ， 也 可 以 吸 附 在 金 属 表 面 而 形

13、 成 防 腐 蚀 的 膜 ， 同 时 又 可 分 散污 垢 和 聚 合 络 合 物 。 实 验 证 明 当 它 与 表 面 活 性 剂 联 用 时 对 提 高 洗 涤 剂 的 洗涤 能 力 有 协 同 作 用 ， 这 就 是 它 常 作 为 液 体 洗 涤 剂 、 化 妆 用 皂 和 硬 水 清 洗 助剂 的 原 因 。 在 许 多 的 国 外 清 洗 剂 的 配 方 中 ， 也 用 有 机 多 膦 酸 作 助 剂 。3 有 机 羧 酸 盐 作 为 洗 涤 助 剂 ， 一 般 应 具 备 下 列 条 件 ： 对 金 属 离 子 的 螯合 作 用 、 分 散 作 用 、 对 碱 的 缓 冲 作

14、用 。 其 中 对 金 属 离 子 的 螯 合 作 用 最 为 重要 。 目 前 使 用 最 多 的 洗 涤 助 剂 是 三 聚 磷 酸 钠 (STP)。 但 过 量 的 磷 会 引 起湖 泊 的 富 营 养 化 问 题 ， 使 水 中 的 溶 解 氧 剧 降 ， 从 而 危 及 鱼 类 的 生 存 ， 现 在限 制 或 减 少 使 用 。作 为 无 磷 清 洗 助 剂 ， 主 要 采 用 有 机 羧 酸 类 。 氨 基 羧 酸 类 氮 川 三 乙 酸 钠 (NTA)、 乙 二 胺 四 乙 酸 钠 (EDTA)、 羟乙 基 乙 二 胺 三 乙 酸 钠 (HEDTA)、 二 乙 三 胺 五 乙

15、酸 钠 (DTPA)羟 基 乙 醇 酸 等 。 羟 基 羧 酸 类 乳 酸 钠 、 酒 石 酸 钠 、 乙 醇 酸 钠 、 柠 檬 酸 三 钠 和 葡 萄 糖酸 钠 等 。 二 元 羧 酸 类 草 酸 钠 、 马 来 酸 钠 、 丙 二 酸 钠 、 琥 珀 酸 钠 等 。EDTA、 NTA 和 STP 对 Ca2+的 螯 合 能 力 都 很 强 ， 属 于 稳 定 的 螯 合 物 。 其中 EDTA 的 螫 合 能 力 最 强 ， 在 pH=10 时 每 l00g 螯 合 20 8g Ca2 十 ， 而STP 在 pH=9 时 螯 合 能 力 最 强 ， 最 适 于 在 弱 碱 性 洗 涤 剂

16、 中 应 用 。 酒 石 酸 钠 在pH=9 时 螯 合 力 最 强 ， 柠 檬 酸 钠 也 是 在 pH=9 10 时 的 螯 合 力 最 强 ， 它 属于 天 然 产 物 ， 对 人 体 无 害 ， 是 安 全 的 洗 涤 助 剂 。 葡 萄 糖 酸 钠 有 一 个 羧 基 和5 个 羟 基 ， 在 碱 性 条 件 下 能 使 金 属 离 子 或 金 属 氧 化 物 螯 合 ， 是 一 个 非 常 理想 的 清 洗 助 剂 。 在 碱 性 脱 脂 剂 与 电 解 脱 脂 剂 中 都 使 用 它 ， 能 获 得 最 佳 效 果 。4 高 分 子 化 合 物 高 分 子 化 合 物 指 PAA

17、 系 列 高 分 子 助 洗 剂 ， 是 一 种 聚羧 酸 盐 ， 是 以 丙 烯 酸 、 马 来 酸 为 主 体 的 多 元 体 共 聚 物 的 碱 性 金 属 盐 ， 是 一种 水 溶 性 聚 电 解 质 高 分 子 化 合 物 。 它 具 有 以 下 特 点 。 对 钙 、 镁 等 多 价 金 属 离 子 具 有 较 强 的 螯 合 能 力 ， 其 螯 合 能 力 相 当 于STPP(三 聚 磷 酸 钠 )的 5 7 倍 。 对 污 垢 团 粒 ， 钙 皂 具 有 良 好 的 分 散 能 力 ， 在 油 酸 钠 浓 度 为0 033 、 水 硬 度 为 33310-6 的 实 验 条 件

18、 下 ， PAA 的 钙 皂 分 散 能 力 为LAS 的 2 倍 、 STPP 的 7 倍 。 良 好 的 吸 附 性 能 ， 50 、 pH=7 时 PAA 对 高 岭 土 的 吸 附 为 STPP 的6 倍 。 且 具 有 良 好 的 抗 油 污 再 沉 积 能 力 。 适 合 于 低 温 洗 涤 ， 是 低 温 脱 脂 剂 的 组 成 组 分 之 一 。 可 与 多 种 类 型 的 非 离 子 型 、 阴 离 子 型 表 面 活 性 剂 配 伍 使 用 ， 除 油 污效 果 更 加 突 出根据酸碱性的不同，可分为碱性、酸性和中性三种，其中最常用的是碱性脱脂剂。一、碱性脱脂剂：主要是一些

19、碱性助剂和表面活性剂组成。碱性物质包括氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三纳、偏硅酸钠、三聚磷酸钠等；表面活性剂包括 OP-10、TX-10、AEO9 、JFC 等常用非离子表面活性剂，还有的用阴离子型的如等，但泡沫太多，不适用喷淋。这种碱性脱脂剂除油效果较好，使用最多。二、酸性脱脂剂：主要由无机酸和表面活性剂组成，也叫脱脂除锈二合一，简称二合一。无机酸根据应用的场合不同，可用盐酸、硫酸、磷酸、氢氟酸等表面活性剂必须是耐酸强的，如 OP-10、TX-10、 AEO9、JFC 都可以。 这种酸性脱脂剂，一般适用于用后面有酸洗的工艺中，如果没有酸洗，不建议使用。 LAS、磺酸三、中性脱脂剂：主要由表面活性剂组

20、成，如 OP-10、TX-10、AEO9 、JFC 、LAS、磺酸等。这咱中性脱脂剂，脱脂效果差，但腐蚀性小，只适用于一些特殊场合，一般必须加温使用。酸洗除油一步法除油 一般钢铁和铜及其合金零件可以采用酸洗除油一步法来除油。这种方法除油效果好，还能除抛光膏（除蜡） ，在除油的同时，把零件表面的锈和氧化膜也同时除去了，时间只要12min。配方为硫酸 200250g/L，OP-10 乳化剂 1015g/L，硫脲 35g/L，温度 6575。按 1000 计量。先买无机盐粉体，磷酸三纳 300、硅酸钠 400、硫酸钠 300，十二烷基苯烷磺酸钠：30以一定的比例混合均匀。把 OP-10：10、6501：10 ，用少量酒精溶解，然后滴加到上述的粉体，并搅拌均匀。