重垢型长寿命环保除腊除油清洗剂的开发及配方

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2012年第15期广东化工第39卷总第239期www.gdchem.com·113·

重垢型长寿命环保除腊除油清洗剂的开发及配方刘和平龙小梅刘建伟(深圳科玺化工有限公司广东深圳518128)

[摘要]通过对从明确开发目的→分析清洗原理→确定开发思路→设计实验总结数据→得到预期的除腊剂配方整个过程的报道纵向探讨了

工业清洗剂开发的一般思路。并对该产品的环保性、高效性、通用性和优良的除重垢能力做了说明。作为个案希望能给有需要的人士提供帮助

并期望获得学习的机会。

[关键词]除腊剂环保表面活性剂金属超声波

[中图分类号]TG580[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2012)15-0113-02

TheDevelopmentandFormulationofaHeavy-dutyLong-livedEnvironmentalDegreasing-dewaxingFluidLiuHeping,LongXiaomei,LiuJianwei(KESHChemicalIndustryShenZhenCo.,Ltd.,Shenzhen518128,China)Abstract:Throughthereportofthewholeprocesswhichisfromconfirmingdevelopmentobjective,analyzingprincipleofcleaning,confirmingdevelopmentthinkinganddesignexperimenttogettingexpectedwaxremoverformula,itdiscussedausualthinkingofIndustrialCleaner’sdevelopmentlengthways.Italsomadeainstructionofthisproduct’senvironmentalconservation,highefficiency,generalityandgoodabilityofcleaningheavyduty.Asindividualcase,IwishIcanoffertheneedyhelp,andIamlookingforwardtogettingthechancetostudy.Keywords:waxremovingagentenvironmentalprotectionsurfaceactiveagentsmetalultrasonic21世纪至今我国已俨然成为世界上最重要的制造业大国之一。而除腊除油清洗工序是制造业中许多金属制品及机械零部件加工过程中和最终产品产生前都必须要经过的。其作用是将经抛光工序产生的腊垢油污等清洗干净为后面工序提供高的加工质量。改革开放以来人民生活水平有了质的提升五金加工等制造业得到迅速发展。日用必需品(如厨具、餐具、不锈钢及铝合金门窗等)、装饰品和工艺品(如钟表、首饰等)以及家用电器的需求急速增长特别是具有耐腐蚀、光亮美观、装饰观赏好、防污易擦洗等高要求的金属制品更是供不应求[1]。而表面抛光技术直接影响了金属制品的这些性能。1清洗原理1.1抛光腊种类抛光腊主要分为绿腊、红腊和白腊。不同腊种因其金属磨料不同而应用于不同基材的抛光中。绿腊的主要磨料为氧化铬绿色细微粉末适用于硬质金属等的抛光(如铬、不锈钢等)红腊的主要磨料是有中等硬度的氧化铁和长石粉细微粉末适用于钢铁等制品的抛光白腊的主要磨料是氧化钙细微粉末适用于软质金属的抛光(如镍、铝、铜及其合金等)。其它还有黄腊、黑腊、特种腊等用于粗抛、中抛或特殊出光效果[2]。根据被抛材料的性质及抛光面的质量要求而选择的各种抛光腊就是由这些不同种类起磨削作用的无机磨料与石蜡、天然蜡、硬脂酸、动植物油、矿物油等起润滑作用的有机成分及少量的高分子增黏剂按一定比例配制而成[3]。1.2清洗对象金属工件经抛光腊抛磨后腊垢就以机械吸附、分子间吸附、静电力吸附及离子键吸附等方式残留在金属表面[3-4]。且抛磨过程产生的局部高温环境会使硬脂酸与磨料、金属基质形成难溶水的硬脂酸皂及无机磨料与金属基质的高温键合[1]。可见腊垢与基材间作用力复杂且强而工件复杂的结构设计沟槽弯道更成为顽固蜡垢的摇篮。因此理想的除腊剂需深入研究这些因素及其相互作用分析出关键清洗问题的所在才能得到商品化的产品。1.3产品环保要求翻阅大量文献资料一直以来金属除腊除油的方法主要有有机溶剂法、化学法、电化学法和水基清洗剂法等[3]。有机溶剂法虽然效果较好、速度快但无论从环保、成本和操作环境角度考虑都是被市场和社会抛弃的化学、电化学法除腊脱脂都要用到强酸或强碱对金属工件严重腐蚀缓蚀困难。这不仅让其本就不出类拔萃的清洗能力又蒙上了成本高、工艺麻烦、操作环境差的阴影。现在人们日益重视绿色节能国内外环保法律法规不断出台可持续发展的主题早已在引领工业清洗剂市场的发展。而针对抛光腊成分开发的水基除腊剂正适应了市场的可持续发展要求。除腊剂科学选用表面活性剂、助洗剂、除腊剥离剂、有机缓蚀剂等进行合理复配。具有优良的润湿、剥离、洗涤、分散、缓蚀等性能辅以机械搅拌或超声波达到快速、彻底的除腊效果。对不锈钢、铜铝锌及其合金等各种基材缓蚀良好[3-4]所有成分可完全生物降解。据笔者了解国内的除腊剂普遍不能达到环保要求存在含磷量高、废水高COD值难处理、久贮发臭等问题影响产品商品化且清洗效果参差不齐。国外产品则价格居高不下采购周期长严重制约成本控制严格的企业[6]。2开发思路及过程2.1选用c-SAA根据相似相溶原理应选用含有相似脂肪酸结构的高碳油酸基为亲油基和溶水呈碱性的皂基或酰胺基为亲水基的表面活性剂为主体成分。油酸基与抛光腊油团强力吸附皂基或酰胺基则在高温(60~80℃)的超声波震荡下将油团迅速包裹、从基材上剥离出来分散在工作液中[3-7]。从查阅分析大量文献资料得知油酸单乙醇胺、油酸二乙醇胺、油酸三乙醇胺在高低温除腊效率、抗硬水性、抗盐性、水溶性等方面综合性能较优。我们按相关文献所述方法设计了除腊实验并得到验证[3-4]。需要指出的是我们在实验过程中发现这三个组分两两按一定比例复配的除腊效果要明显优于单一使用。于是按表1的研究方法分别设计了3组试验。结果表明油酸三乙醇胺和油酸单乙醇胺以31的质量比复配的除腊效果相对最好。表1不同比例油酸三乙醇胺与油酸单乙醇胺复配物的除蜡能力Tab.1Indifferentproportionsthecomplexationoftriethanolamineoleateandoleicacidmonoethanolaminewaxcapacity油酸三乙醇胺/ω%油酸单乙醇胺/ω%除腊速度除腊能力*/ω%

1000慢52.7

7525一般85.95050一般73.20100慢63.1

*参照JB/T4323将油污改为绿腊工艺为温度65±2℃超声波频率25KHz因此选用油酸三乙醇胺与油酸单乙醇胺两种c-SAA作为主洗成分。复配物不但对黑色金属有良好的防锈效果而且有很好的碱储量和渗透作用且原料价格低廉生产合成方便[3-5]。2.2选用n-SAAn-SAA对矿物油的乳化去除能力是非常出众的而且与c-SAA复配后明显的增效作用也是被大量报道和理论证实的。c-SAA分子能和n-SAA分子形成混合胶团使n-SAA浊点明显提升。n-SAA分子“插入”c-SAA分子形成的胶团栅栏层中不仅使c-SAA分子离子头间斥力减弱再加上两种表面活性剂疏水链之间的相互作用使表面活性剂胶团更易生成。表现为复配后的[收稿日期]2012-09-18

[作者简介]刘和平(1986-)男泉州人学士工程师主要从事表面活性剂复配技术研究及工业清洗剂开发。

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