一、背景

電鍍工業中，除油是保證鍍(涂)層結合力的關鍵工序之一。傳統的高溫堿性除油工藝存在著除油效率低、工作溫度高(65~90℃)、耗能大、水洗困難、廢水處理費用高、造成堿霧而污染環境等問題。目前,大部分除油配方存在著泡沫量多,僅適合于浸泡或電解的清洗方法, 而對于壓力噴射法無法適用。

除油劑產生泡沫的多少通常可用于衡量其除油能力的高低，但現代工業與民用洗滌中低泡清洗劑的使用量越來越大。清洗劑達到低泡沫的要求有2種方法：一是在清洗劑中添加消泡劑；二是采用低泡表面活性劑，如聚醚型表面活性劑。然而，含有消泡劑的清洗劑，其消泡能力往往隨時間的延長而降低。通過實驗證明，采用皂基、烷基苯磺酸鹽和平平加按適當比例進行復配可制得低泡、破泡快、洗滌效果好的除油劑。

低泡堿性除油劑,因對材料無銹蝕,廢水容易處理, 環保效益好，生產工藝簡單, 使用安全。節省了能源, 降低了生產成本。能滿足電鍍、磷化、噴漆前的除油要求，廣泛應用于各種金屬表面處理中除油工序。

二、堿性除油劑

2.1除油劑除油原理

除油劑除油原理是表面活性劑與助洗劑潤涅、滲透、乳化分散、加溶效能的綜合體現。利用表面活性劑分子結構中的親水基團和親油基團而吸附于油污和溶液之間的界面上, 其親水基團指向溶液而親油基團指向油污, 定向地排列, 使得油一液界面張力大大降低。在攪拌作用下, 油污松動, 容易被分散成極細小的油珠而被脫離工件表面。表面活性劑與助洗劑又通過乳化分散作用, 使油珠之間不能相互合并和重新粘附于工件表面上, 從而達到清洗作用。

2.2堿性除油劑除油過程

金屬制件上的污物除動植物油外, 還有礦物油類如石油及其衍生物、機油、石蠟、潤滑油、瀝青等。另有灰塵、切削物、磨料、研磨膏、切削液指墳鹽跡等；對于固體油污, 主要依靠表面活性劑對金屬表面的浸濕和界面的吸附作用, 改變固體顆粒油污與金屬表面之間界面能, 降低相互之間的引力，使之分離。對于液體油污，主要靠表面活性劑的滲透和乳化作用。液體油污在金屬表面一般是鋪展的薄層油膜, 除油液滲透到表面與油膜之間, 對油污浸濕乳化而脫落下來。因此除油是一個復雜過程，伴隨了皂化、乳化、滲透、分散、溶解等多個作用過程的進行：

1）皂化作用

油脂與氫氧化鈉和堿性強的鹽類作用生成可溶性的皂類和甘油，這種皂化作用可以除去動、植物油類。

2）乳化作用

在生成的皂類和助劑碳酸鈉、磷酸鈉、硅酸鈉、以及活性劑的作用下, 將油脂變成細小乳化粒, 分散增溶進膠束。

3）滲透作用

表面活性劑滲透到表面與油脂之間, 對油脂進行浸濕、乳化、使油脂松散、減小對金屬的附著力而剝離。

4）分散作用

油脂從金屬表面分離后，分散到溶液中, 由表面活性劑的增溶作用, 阻止再粘結到金屬表面。

5）機械作用

采用噴淋、空氣攪拌、機械攪拌、刷洗、研磨等方式、使油脂從表面脫離、電解產生的氣泡和超聲波振動也屬此類。

2.3堿性除油劑常見組分：

除油劑一般由助洗劑和表面活性劑兩部分組成。助洗劑在除油劑中比例最大, 但對礦物油不起決定作用, 起主要作用的是表面活性劑。

2.3.1表面活性劑

表面活性劑為選擇主要考慮其對油污的吸附性、滲透性、潤濕性、、乳化性、分散性等, 并根據其物性與低混下去污力的關系來確定。通常一種表面活性劑不能同時具備上述性能, 故要根據表面活性劑的實測結果,選擇多種活性劑復配, 以達到所需的物性和去污效果。

對于直鏈表面活性劑( 如RCOONa、ROSO3Na、RSO3Na等) ,其表面活性隨碳鏈增加而提高, 憎水基在C8~C12:表現出較好的潤濕作用, C12~C16表現出較好的去污作用, C18以上水溶性差,憎水基在烷苯的鄰位時,滲透力較大,對位時, 增溶作用大。親水基位置在憎水基末端, 比靠近中間的乳化增溶作用好, 宜作乳化劑、洗滌劑;親水基在靠近憎水基中間的比在末端的滲透力要好, 宜作潤濕劑、滲透劑。親水基與憎水基在苯環上位置分別呈鄰、間和對位時，其潤濕性依次變差。有支鏈憎水基的表面活性劑比不帶支鏈的滲透力好,但由于支鏈憎水基的空間位置, 在界面吸附層的排列不如直鏈那么緊密,而影響去污力。非離子表面活性劑憎水基與親水基的平衡也應考慮, 如C10~C18的聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯鏈需占分子重量的2/3以上，水溶性才好, 但聚氧乙烯鏈過大, 會降低界面吸附和去污性能，一般，聚氧乙烯醚類分子量大, 泡沫小,而滲透方差。根據相似相溶原理, 表面活性劑中憎水基與被作用的基因越相似, 則它們間的親合力愈好。如乳化礦物油時, 以脂肪族或帶有脂坊鏈芳香族的憎水基的表面活性劑為宜.

非離子表面活性劑在酸、堿介質中比較穩定,與其他類型表面活性劑相溶性好,在各種溶劑中均有良好的溶解性,乳化油脂的能力強, 還有良好的潤滑和分散性能。它在金屬表面不發生吸附,清洗性好, 殘留液少。壬基酚類聚氧乙烯醚非離子表面活性劑具有良好的潤濕和乳化增溶作用。陰離子表面活性劑的帶電基團易吸附在金屬表面, 也可以吸附在污垢的表面, 使帶有相同電荷的基團互相排斥, 導致粘附降低, 有利于污垢的去除。

鑒于表面活性劑對金屬表面油污的乳化是O/W型,故宜選擇HLB為8~18 范圍內的表面活性劑,尤其是在13~15 范圍內, 去污能力強。選用表面活性劑時參考以下幾點為選材標準，可以達到高效、環保、低泡除油劑。

1)憎水基含C12~C14的飽和直鏈的

2)憎水基是碳氟鏈或硅氧烷鏈的;

3)親水基位于憎水基中間位置且憎水基有較多分支的;

4)親水基位于憎水基末端的；

5)氧乙烯基(EO)數目少的非離子表面活性劑；

6)有較低表面張力的;

7)水溶性與油溶性表面活性劑混用, 兩者親油基碳數相近,且無支鏈的;

8)憎水基結構與金屬表面油污成分相似的;

常用表面活性劑：有壬基酚類聚氧乙烯醚、聚氧乙烯辛基酚醚，三乙醇胺油酸皂等

2.3.2助洗劑

堿性除油劑的性能雖然主要決定于表面活性劑, 但選擇適當種類和配比的助洗劑。金屬表面的油脂受光照等因素的影響, 會發生一些變化, 有時會產生一些類似于樹脂的物質,對這類物質一般的水基清洗劑是很難清洗的。依據相似相溶原理, 助溶劑對油污有溶解和分散作用, 可增加清洗能力, 如醇、醚、酮等既溶于水又溶于有機溶劑, 是很好的助溶劑；助洗劑對金屬離子有螯合作用, 使硬水軟化,有緩沖作用, 可以維持清洗劑中PH值的穩定, 降低除油液的表面張力；對固體污物有分散作用, 能防止污物在工作上的再附著, 與表面活性劑混用時, 降低CMC值, 提高去污能力常見助洗劑三聚磷酸鈉具有多電荷交替結構, 能明顯提高清洗效果, 同時也是鋼的緩蝕劑, 也作為PH調節劑；

三、除油劑參考案例

以上參考配方都經過技術修改，僅供參考！

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