<nav id="sqg0y"></nav>
  1. 您現在的位置: 首頁 技術專欄技術文章

    技術專欄
    技術文章

    除蠟水除蠟原理

    發布時間:2015-06-23  閱讀:1154

      除蠟水廣泛應用于電鍍、鐘表、工藝品、飾品等五金行業工件的拋光后之除蠟工藝。除蠟水的研究主要是選擇一些表面活性劑、助劑、緩蝕劑、助溶劑等復合、調配,從而使產品在常溫、加溫,超聲波、浸洗等工藝中都能迅速、徹底去除各種蠟垢,對不銹鋼、碳鋼、鋅合金、鋁合金、鎂合金、銅合金等各種基材不產生腐蝕、氧化等負作用,有較長的使用壽命和環保性能。此外,注意對產品的粘度、氣味、顏色、透明度等外觀性能進行合理的調配,滿足客戶心理需求,提升產品附加值。

          原理

      拋光蠟的蠟垢主要由石蠟、脂肪酸、松香皂、金屬氧化物和某些無機固體拋磨小顆粒如:剛玉、碳化硅、高鋁瓷等組成。固體顆粒主要以粉末狀均勻分布于拋光蠟體系中,以及一些打磨布轆殘碎片、打磨出來的金屬基體的粉末物及其氧化物。

      蠟垢與工件主要以機械粘附、分子間力粘附、靜電力粘附等粘附方式,當機械粘附的蠟垢顆粒小于0.1μm時就較難去除,這是根據較長時間對各種蠟垢觀察所得的結論。新型高效除蠟水制備的關鍵是對各種表面活性劑、助劑、緩蝕劑等的合理復配,通過降低表面張力,改善潤濕滲透性能和乳化、溶解、增溶等性能,從而加強滲透能力和溶解能力。非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的復配早就廣泛應用,加離子型表面活性劑能使非離子表面活性劑的濁點有較寬的范圍,能形成混合膠團;非離子表面活性劑分子“插入”膠團中,使后來的離子表面活性劑離子頭間斥力減弱,再加上兩種表面活性劑疏水鏈之間的相互作用,更易生成膠團,使混合液體的CMC下降,且表面張力也下降,表面活性增高。

      實驗研究

      根據上述原理和實踐經驗,并參照相關資料,首先考慮幾個比較重要的因素并進行簡單的優化實驗,然后就各組份的配伍性進行實驗研究,得出較為理想的除蠟水配方,并經小樣實驗后,試制中樣,進行實際應用考慮。


      陰離子表面活性劑的選擇

      根據相關資料和經驗,一定的羧酸鹽表面活性劑有對黑色金屬良好的緩蝕效果,而且價格低廉,可選用一定碳鏈結構的飽和脂肪酸和較高活性的有機堿在較為簡單的工藝下合成,該表面活性劑綜合性能十分理想。

      我們將陰離子表面活性劑初步含量確定為25wt%左右。如表面活性劑含量過高,則無機鹽助劑難于加入,選用脂肪酸醇胺鹽作陰離子表面活性劑,較單乙醇胺和三乙醇胺,二乙醇胺更具有良好的緩蝕、滲透、堿儲量等作用。對脂肪酸的選擇是陰離子表面活性劑選擇的關鍵,脂肪酸與醇胺反應產物的性能對比如表所示。

    脂肪酸

    水溶解性

    耐硬水性

    除蠟能力25±2℃

    除蠟能力65±2℃

    月桂酸

    很好

    一般

    硬脂酸

    一般

    一般

    亞油酸

    一般

    一般

    油酸


        非離子表面活性劑的選擇

      聚氧乙烯型活性劑,除了考慮其濁點外,還應盡量使其在較低的濃度下有較低的表面張力,以及對蠟垢特性相適應的HLB值。參考相關資料,對烷基酚的環氧乙烷不同加成數反應產物進行相關實驗。選用環氧乙烷加成數為l0的HLB值為l2~l3,濁點在70℃左右時,其潤濕力、滲透力、對硬表面去污力等綜合效果最好。選用高級醇酰胺,使脂肪基醇酰胺含量盡可能高,這樣在較低的濃度下,對蠟垢有良好的去除效果;盡量少游離脂肪酸,能減少對工件的腐蝕,且溶解性能良好。它具有優越的除蠟垢、防蠟垢再沉淀能力,與其它表面活性劑復配,有良好的增效性能,同時兼具防銹性,即使在很低的濃度下亦能抑制鋼鐵生銹。


      無機鹽助劑的選擇

      聚磷酸鹽對洗滌劑的表面活性劑有協同作用,縮合磷酸鹽在水溶液中都傾向于回復成正磷酸鹽,焦磷酸鹽在溫度不太高的情況下,逆反應很慢,因此在配制液體洗滌劑時多用焦磷酸鹽。聚磷酸鹽對蠟垢中的脂肪酸類物質起到促進作用,對固體粒子有分散作用,還具有堿緩沖作用,使洗滌液保持一定的堿度,并能促進蠟垢粒子的分散,通過皂化作用使蠟垢中的硬脂酸類化合物污垢分解、膠化,有利于蠟垢的去除。硅酸鈉與一定的表面活性劑一起使用時有良好的助洗作用,同時一定的硅酸鈉是鋁及鋁合金的緩蝕劑,與聚磷酸鹽復合使用的作用是十分顯著的。將脂肪酸皂與一定的無機鹽做成濃縮液,我們做了該方面的除蠟能力實驗,結果情況如表2。

    脂肪酸皂%

    磷酸鈉

    碳酸鈉

    硅酸鈉

    焦磷酸鈉

    除蠟能力除蠟能力65±2℃

    40

    60

    -



    ≥65

    40

    20

    40



    ≥70

    40

    20


    40


    ≥80

    40

    20



    40

    ≥87


      緩蝕劑的選擇

      以上所選用的活性劑和無機鹽助劑,在一定程度上考慮了對工件的緩蝕。在實際操作中,我們引進了水溶性復合緩蝕劑B,在使用中,特別是加溫除蠟中,可大大降低蠟垢和活性劑中游離出來的脂肪酸根對金屬工件的腐蝕,使工件表面沒有變暗、起斑等腐蝕現象。


      增溶劑的配比選擇

      我們也充分考慮了對蠟垢去除的物理化學性能,但通過實驗和實際應用,我們發現除蠟速度并不十分理想,跟進口某些產品有一定的差距。為此,我們做了大量的實驗,引進增溶劑c,使除蠟速度提高,同時不會降低產品使用壽命和感官效果。


      配方組成及生產工藝

    通過對各組分的選擇和配伍優化,最后確定高效新型除蠟水的典型配方,如表3所示。

    組分

    含量%

    陰離子表面活性劑

    25

    非離子表面活性劑

    20

    無機鹽助劑

    6

    緩蝕劑

    2

    助溶劑

    10

    余量

    產品的主要技術指標及與進口產品的性能比較

    項目

    技術指標

    試驗方法

    外觀

    橙色透明稠狀液

    目測

    PH值(3%水溶液,以下同)

    8.5—9.5

    PH廣泛試紙

    清洗能力(65±2℃)(%)

    ≥98

    JB4322


    腐蝕試驗

    鑄鐵


    GB6144

    紫銅

    硬水中穩定性,20人工硬水65±2℃,1h

    無絮狀物

    無析出物

    JB4322

    水不溶物

    JB4322

    與目前的同類進口除蠟性能對照,如表5。


    3%水溶液的除蠟水性能對比

    產品代碼

    進口CR

    進口CL

    新型除蠟水

    外觀

    橙色透明液

    橙色透明稠狀液

    橙色透明稠狀液

    氣味

    濃醚味

    濃氨味

    基本無味或稍有油脂味

    PH值

    8.5-9.5

    8.5-9.5

    8.5-9.5

    除蠟能力65±2℃

    ≥95

    ≥98

    ≥98


    從測試結果看,新型除蠟水性能接近或與進口同類產品相當。氣味上較少刺激性。

      工件經過拋光蠟拋光以后,蠟垢就會機械吸附,分子間吸附和靜電吸附等粘附方式殘留在工件上,拋光蠟的主要成分有礦物油,動植物油,石蠟,天然蠟以及樹脂,石墨,氧化鋁,碳化硅等固體潤滑劑及磨光添加劑等,目前,金屬除蠟,脫脂,去油污的方法主要有以下幾種:有機溶劑法;化學除油法,電化學除油法,和水基清洗法等。常用的有機溶劑不能完全去除拋光蠟,特別是金屬上的氧化物,碳化物等磨光料不能被有效的清洗掉;二含氯溶劑不但毒性大,且有水解趨勢,在濕性條件下對工件會有腐蝕。同時,化學電化學發除蠟都要使用到強酸強堿,所以也不適合金屬除蠟的清洗。針對拋光蠟的成分配制的除蠟水要求必須具備料號的潤濕,滲透,乳化,分散等性能,配以機械攪拌和超聲波作用,加快除蠟速度,達到快速徹底的除蠟效果。

      除蠟水必須具備良好的綜合性能,其除蠟能力,防銹性,消泡性和穩定性是評價除蠟水的主要指標。其中除蠟能力是是評價除蠟水品質的關鍵。而除蠟能力又是佩服中緩活性劑的種類,數量和復配等來決定的。采用單一的活性劑的清洗劑,其洗凈性和消泡性往往不理想,而采用兩種或兩種以上的活性劑復配不僅可以提高去除油污的能力,而且復配后的產品消泡性好,易于漂洗。非離子活性劑和陰離子活性劑復配早就得以廣泛應用。加入離子型活性劑能使非離子活性劑濁點有較寬的范圍,能形成混合膠團。非離子活性劑分子插入膠團中,使例子活性劑離子間斥力減小,再加上兩類活性劑之間疏水鏈之間的相互作用,更易生成膠團。使液體的CMC下降,切表面張力下降,表面活性增高。因此,除蠟水制備的關鍵在于各種活性劑,滲透劑,緩蝕劑,增溶劑的合理選擇和復配。通過降低表面張力,改善潤濕滲透能力加強乳化,分散,增溶等性能,使得被清洗基體與液固污垢之間潤濕角增大大減小,鋪展系數增大,從而使產品在加溫及超聲波的作用下,使得蠟垢快速去除。

      拋光蠟中有較多的硬脂酸和油酸,根據相似相容原理,除蠟水的一個重要組分為油酸和醇胺。油酸的醇胺化合物的油酸基可以吸附溶解在拋光團里,而醇胺基團為親水基團,在高溫65-75度及超聲波震蕩下,蠟垢中的油團被快速包裹,分散成小油團而從基材中剝離出來。


    亚洲日韩高清在线观看