表面活性劑在金屬清洗方面的應用

金屬清洗劑由表面活性劑與功能性助劑組成。表面活性劑主要使用非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和特殊的陽(yáng)離子表面活性劑；功能性助劑主要包括堿性助洗劑、防銹劑、消泡劑、緩蝕劑、增稠劑、增溶劑、降粘劑、染料、香料等組成。金屬清洗劑的配方是針對不同清洗工藝、不同工件材質(zhì)、不同工藝要求來(lái)研制的，因此金屬清洗劑在使用時(shí)有許多需要注意的地方。

一、作用原理

水基清洗劑通過(guò)借助于表面活性劑的潤濕、滲透、乳化、分散、增溶等來(lái)實(shí)現的去污目的。具體的去污步驟如下：

? 洗滌劑溶液對被洗基質(zhì)和污垢的潤濕及對二者界面之間的滲透；

? 清洗劑中的表面活性劑使油性污垢乳化、增溶、分散使污垢與固體表面分離， 并分散或乳化于洗滌介質(zhì)中( 一般是水)；

?  防止已被乳化的油性污垢和已被分散的固體污垢重新再沉積于基質(zhì)表面。洗滌過(guò)程是一個(gè)可逆過(guò)程， 分散和懸浮于介質(zhì)中的污垢也有可能重新沉積于固體表面， 這過(guò)程稱(chēng)為污垢再沉積作用。

在以上步驟的基礎上施加一定的機械作用力， 可提高清洗的效果。

二、分類(lèi)與應用

當下水基金屬清洗劑的分類(lèi)多種多樣， 按照水基金屬清洗劑的配方組成，我們大致將其分為以下幾種:

01單一清洗劑

由于工業(yè)污垢的不同，一般來(lái)講，金屬沒(méi)有用單一表面活性劑配制的清洗劑清洗的。

02復合清洗劑

復合清洗劑是指由多種表面活性劑復合而成的金屬清洗劑。其復合的原理是表面活性劑復配產(chǎn)生的協(xié)同效應能改善它的性能， 并充分發(fā)揮其在清洗過(guò)程中的潤濕、滲透、乳化、增溶等作用， 滿(mǎn)足除油污、 防腐蝕、穩定性和抗硬水等要求。

根據表面活性劑的類(lèi)別，通常有兩種復配方式:一種是陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑復配。陰離子單體能有效地消除或提高非離子單體溶液的濁點(diǎn)。以適應加熱清洗和高溫存放的需要，這一類(lèi)清洗劑無(wú)濁點(diǎn)或濁點(diǎn)高，可用于加溫清洗;另一種是非離子表面活性劑復配，非離子單體之間復配可適當改變復合物的濁點(diǎn)， 清洗能力也有所增強.當清洗能力差的單體和清洗能力好的單體復配時(shí)，復配物的清洗能力通常接近清洗能力好的單體，一般不會(huì )降低清洗能力，這一類(lèi)清洗劑常用于常溫清洗。

03含有助洗劑的復合清洗劑

由于存在更多金屬材料和多種污垢，而復合金屬清洗劑在除污垢性能上還不夠理想，技術(shù)人員通常在復配的金屬清洗劑中，添加多種助洗劑或其他添加劑，以期改善清洗劑的去污性，尤其是去除硬質(zhì)污垢的能力。

04含有兩親溶劑的金屬清洗劑

這類(lèi)金屬清洗劑中除含表面活性劑外，還添加具有兩親性質(zhì)的有機溶劑。因為這類(lèi)溶劑在水和油中都有一定的溶解作用， 故稱(chēng)為兩親溶劑。常用的分類(lèi)：醇類(lèi)，如乙醇?、環(huán)己醇、正丁醇 ;醚類(lèi)，如乙二醇苯醚、乙二醇乙醚、乙二醇單丁醚等。加入此類(lèi)分子偶極較大的溶劑，主要是為了提高除油的能力。

05乳化清洗劑

有機溶劑可以除去它能溶解的油脂。在洗滌劑中它是一種活性組分， 有時(shí)為了提高清洗效率，在清洗劑組成中加入有機溶劑和表面活件劑兩種活性組分，可進(jìn)一步地增強溶液的除油能力，進(jìn)而彌補它們單一使用時(shí)的若干不足。有機溶劑和表面活性劑溶液并用的清洗過(guò)程，稱(chēng)之為兩相清洗或乳化清洗。

06低泡清洗劑

工業(yè)采用的水劑清洗，一部分是以壓力沖洗工藝實(shí)現的，清洗劑的發(fā)泡性往往造成溢流。要達到低泡沫的要求，可有兩種解決方法，一種是在原清洗劑中添加消泡劑，另一種是采用低泡表面活性劑，如采用聚醚型表面活性劑。

常用的消泡劑有 GPE丙三醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚、7010 丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚等多羥基聚醚型表面活性劑。

三、作用

01在酸洗過(guò)程中

為提高酸洗效果，即加速氧化層的溶解，延緩酸對基體的腐蝕，抑制氫原子向基體的擴散，金屬酸洗液中常常加入些許表面活性劑， 這是因為加入的表面活性劑會(huì )在金屬表面形成一層薄膜，起到一定的緩蝕作用。

另外，在酸洗過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量酸霧，為消除或減輕這種危害，可加入抑酸霧劑。抑酸霧劑通常由非離子表面活性劑、羧酸鹽等多種表面活性劑復配而成。其抑霧的機理是表面活性劑分子在溶液表面定向排列，形成單分子表面膜，降低了界面上的蒸氣分壓，抑制了酸霧的產(chǎn)生。常用的抑制劑有十二烷基硫酸鈉、OP 乳化劑和尿素等。

02在堿洗過(guò)程中

表面活性劑的主要作用就是降低表面張力、 乳化、 分散污垢， 從而顯著(zhù)提高清洗效率。此外，大量的無(wú)機鹽組分能降低表面活性劑的臨界膠束濃度（cmc），從而提高其表面活性。非離子表面活性劑（如烷基酚聚氧乙烯醚、聚醚等）具有良好的潤濕和滲透能力，加入少量非離子表面活性劑可提高堿性成分對油性污垢、水垢和銹垢的潤濕和滲透能力。

其次，在有機溶劑清洗過(guò)程中。主要使用的表面活性劑有醚、酯及胺的環(huán)氧乙烷加成物等，或可采用非離子和陰離子表面活性劑的復配物。

表面活性劑的選擇，由溶劑的類(lèi)型和擬配制的清洗劑乳化液的類(lèi)型來(lái)決定。另外，在溶劑基清洗劑中還應加入某些助溶劑， 以提高溶劑的溶解量(如乙二醇、高級醇、乙二醇衍生物等) 。

四、發(fā)展趨勢

1）常溫型水基金屬清洗劑的開(kāi)發(fā)：降低金屬清洗的工藝難度和能源消耗，使清洗溫度降至室溫，是常溫型水基金屬清洗劑的開(kāi)發(fā)方向。

2）低泡型水基金屬清洗劑的開(kāi)發(fā)：表面活性劑一般具有良好的起泡性能，對體系的抗泡抑泡性具有著(zhù)明顯的影響作用，故選用具有優(yōu)異清洗性且低泡的表面活性劑，或通過(guò)調配使體系低泡或無(wú)泡，并具有優(yōu)異清洗性能，是開(kāi)發(fā)低泡型水基金屬清洗劑的關(guān)鍵。

3）多功能水基金屬清洗劑及其多功能添加劑的開(kāi)發(fā)：近年來(lái)，多功能水基金屬清洗劑的需求日益增加，一方面，要求其不但具有優(yōu)異的清洗性能，而且具有優(yōu)異的防銹性能和快速鈍化性能，另一方面，要求其具有良好的黑色金屬防銹性能和有色金屬緩蝕性能，可對多種金屬進(jìn)行清洗。此外，多功能添加劑如兼具優(yōu)異清洗性能和防銹性能添加劑的引入，不但可明顯提高水基金屬清洗劑配方的性?xún)r(jià)比，而且有利于節能環(huán)保。

4）綠色環(huán)保型水基金屬清洗劑的開(kāi)發(fā)：隨著(zhù)對環(huán)保問(wèn)題越來(lái)越重視，磷酸鈉等易導致富營(yíng)養化添加劑，壬基酚醚等生物降解性差的添加劑助劑會(huì )逐漸被淘汰，無(wú)毒且易降解的綠色環(huán)保添加劑成為不錯的選擇。