水基型金属清洗剂

金属清洗剂1水基金属清洗剂金属清洗是机械加工生产中不可缺少的工序之一，因为在不同的金属加工工序中，金属零件及设备的表面可能黏附各种类型的污垢，只有将这些污垢充分清洗干净，才能保证下一工序的顺利进行和产品的加工质量。

针对不同的污垢类型常选用化学酸洗(主要除去金属氧化物)、化学碱洗(除去动植物油脂)、有机溶剂清洗(靠溶剂溶解污垢)和水基清洗(以表面活性剂为主要活性组分)。

前几种清洗剂都存在不同的缺陷，而且使用范围较窄，以表面活性剂为主体的水基清洗剂则克服了其他几种清洗剂所具有的这样或那样的不足，成为金属清洗工业的主要发展方向，水基金属清洗剂主要有以下优点。

(1)清洗能力好，去污力强。

以表面活性剂为主要活性组分，配合各种助洗剂，将亲油性活性物和亲水性活性物合理搭配，实现了最和谐、最完美的去污过程，远比单一的酸洗、碱洗和溶剂清洗有效。

(2)不燃不爆，使用安全，不污染环境。

溶剂清洗会因有机溶剂的挥发，直接污染空气，破坏大气的臭氧层，易燃、易爆，不安全。

化学清洗也有污染，对设备有腐蚀，对工人不安全。

而水基清洗剂属于安全无污染的清洗过程，在微观和宏观方面都是安全的。

(3)节约能源，洗涤成本低。

(4)洗涤过程对被洗机件无损伤，洗后对机件不腐蚀。

水基清洗是金属清洗工业的发展方向，是最有潜力的工业洗涤剂品种。

水基清洗剂的去污作用是借助于表面活性剂的润湿、渗透、乳化、分散、增溶等性质来实现的，其去污机理参见前文，这里不再赘述。

1．1水基金属清洗剂的组成水基金属清洗剂属于硬表面洗涤剂系列，它不同于家用洗涤剂和纤维洗涤剂，所以水基金属清洗剂使用的各种原料也有所不同。

水基金属清洗剂的主要成分是表面活性剂和无机助剂：为避免金属在清洗过程中和清洗后的短期贮存中发生锈蚀，需要加入缓蚀防锈剂；为增加水基金属清洗剂在水中的溶解性和促进金属表面污垢在水中的分解效果，在配方中还需要加入一定量的助溶剂；为防止清洗过程中产生过多的泡沫而影响清洗效果，延长清洗时间还需加入一些消泡剂；为防止污垢在金属表面的再沉积，还需加入抗污垢再沉积剂，有时也加入一些有机溶剂，制成以水为主的水包油型(0／W)乳状液。

起洗涤作用的表面活性剂可作为水溶性的乳化剂，必要时还再加入一些油溶性的乳化剂。

水基金属清洗剂的基本组成见表1。

表1水基金属清洗剂的基本组成1．2水基金属清洗剂的分类及应用水基金属清洗剂因其多方面的优点在工业领域得到了广泛的应用。

目前使用的水基清洗剂的配方数不胜数，而且新的配方还不断出现，因此分类方法也多种多样。

按照应用范围可分为通用型和专用型；按照应用对象，可分为黑色金属清洗剂和有色金属清洗剂；按照产品的供应方式，可分为液体、膏状及固体粉(粒)状等。

这里我们根据水基金属清洗剂的配方组成，大致将其分为：单一清洗剂、复合清洗剂、含助剂的复合清洗剂、含两亲溶剂的复合清洗剂、乳化清洗剂和低泡清洗剂。

(1)单一清洗剂这一类清洗剂由单一的表面活性剂组成，虽然也有一定的清洗性能，但在实际应用中，只用作特殊用途的清洗。

一般的金属清洗，几乎没有用单一清洗剂的，这是由工业污垢的多样性决定的。

(2)复合清洗剂复合清洗剂是指由几种表面活性剂复合而成的金属清洗剂。

其复配的指导思想是表面活性剂复配产生的协同效应能改善它的性能，并充分发挥其在清洗过程中的润湿、渗透、乳化、增溶等作用，满足除油污、防腐蚀、稳定性和抗硬水等要求。

根据表面活性剂的类别，通常有两种复配方式：一种是阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复配，阴离子单体能有效地消除或提高非离子单体溶液的浊点，以适应加热清洗和高温存放的需要，这一类清洗剂无浊点或浊点高，可用于加温清洗；另一种是非离子表面活性剂复配，非离子单体之间复配可适当改变复合物的浊点，清洗能力也有增强效应，当清洗能力差的单体和清洗能力好的单体复配时，复配物的清洗能力通常接近清洗能力好的单体，一般不会降低清洗能力，这一类清洗剂常用于常温清洗。

以下介绍几种复合清洗剂的配方。

①配方1105净洗剂这是多种非离子表面活性剂的复合物。

其外观为淡黄色透明黏稠液。

稍有芳香味，呈微碱性。

具有扩散、乳化、渗透、耐酸、耐碱、抗硬水等性能。

还具有良好的发泡力，对轻垢、重垢都有较佳的携污力。

②配方2741净洗剂这是多种非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的复合浓缩物。

③配方3该配方具有润湿、乳化、防锈等功能，使用时配成2％溶液，适用于黑色金属及铝合金的清洗。

(3)含有助洗剂的复合清洗剂由于复合金属清洗剂在除污垢性能上还不够理想，为了适应更多金属材料和多种污垢的清洗，往往在复配的金属清洗剂中，添加多种助洗剂或其他添加剂，以期改善清洗剂的去污性，尤其是去除硬质污垢的能力。

应用配方举例如下。

①配方1761净洗剂这是一种固体粉剂清洗剂。

②配方2将以上固体粉与水以1．7：8．3(水)配成溶液，可用于钢材清洗。

③配方3本产品为工序间洗涤剂和除去金属零件防护油的洗净剂。

④配方4本产品对重垢金属、玻璃、陶瓷等硬表面都有较好的去污能力。

⑤配方5(均为质量分数)该配方适合擦洗被严重污染的金属材料表面。

⑥配方6该配方适用于精密金属零件的清洗。

(4)含有两亲溶剂的金属清洗剂这类金属清洗剂中除含表面活性剂外，还添加具有两亲性质的有机溶剂。

因为这类溶剂在水和油中都有一定的溶解作用，故称为两亲溶剂。

常用的有：醇类，如乙醇、正丁醇、环己醇；醚类，如乙二醇乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇苯醚等。

加入此类分子偶极较大的溶剂，主要是为了提高除油的能力，增大某种添加剂或清洗剂活性物在水中的溶解度。

常用配方举例如下。

①配方1此配方为无磷配方，用于洗涤各种硬表面。

②配方2(质量百分数)该配方属于通用化学清洗剂，可清洗各种钢材。

③配方3(质量百分数)④配方4(质量百分数)该配方可用于喷射清洗钢材和金属零部件。

⑤配方5该配方为多用途金属清洗剂。

使用时可稀释成5％的溶液，用以清洗钢板。

在55℃、相对湿度l00％条件下，经24h钢板无腐蚀。

⑥配方6⑦配方7用于除去银器表面的积垢和斑点。

去污迅速，对银器腐蚀小，银器洗后表面产生银白光泽。

(5)乳化清洗剂有机溶剂可以除去它能溶解的油脂，在洗涤剂中它是一种活性组分。

有时为了进一步提高清洗效率，在清洗剂组成中加入有机溶剂和表面活性剂两种活性组分。

这不仅可以大大地改善溶液的除油能力，而且可以弥补它们单一使用时的若干不足。

有机溶剂和表面活性剂溶液并用的清洗过程，称为乳化清洗或两相清洗。

根据乳化清洗剂的组成、性能及使用方法，可将其分为三种类型，llp-相清洗型、乳化型和油脂增溶型。

二相清洗型是指在水溶液和不与水混溶的有机溶剂组成的不稳定两相体系中清洗。

由于有机溶剂在水中形成不稳定的乳化液，因而经常是有机溶剂和水或多或少地分离为两相。

乳化清洗型是指用有机溶剂和含有表面活性剂的水或弱碱性溶液配制成稳定的水包油型乳状液进行清洗。

油脂增溶型(溶剂化型)清洗是将有机溶剂和表面活性剂按一定比例配制成浓缩液进行清洗。

使用时可用溶剂稀释此浓缩母液，当将带油污的金属制品浸入此制剂时，油脂污垢在溶剂中发生溶解，而表面活性剂则在油污和金属表面吸附。

经过一定时间作用后，用水冲洗金属表面，将吸附有表面活性剂的污垢以增溶或以乳化液的形式从金属表面除去。

配方举例如下。

①配方1(质量百分数)②配方2(质量百分数)③配方3(质量分数)配方中混合溶剂由煤油l8％～20％、丁基苷醇8％～l0％、丁醇或丙醇70％～74％组成。

④配方4(质量分数)该配方为有色金属清洗剂。

⑤配方5(质量分数)该配方为不锈钢清洁剂。

适用于银行、机场等点钞机、打印机不锈钢键盘及其他不锈钢器件的清洗。

⑥配方6(质量分数)该配方为紫铜和黄铜清洁抛光剂，使用时倾倒少量液体产品润湿擦布，然后擦拭清洗器件，然后用水冲洗。

⑦配方7(质量分数)这是一种乳化型水基金属清洗剂。

有机溶剂可以选用自节油、汽油、二甲苯、三氯乙烯、氟里昂一ll4等，乳化剂为Cl0～20烷醇聚氧乙烯(10)醚、Cl0～20合成脂肪酸单乙醇酰胺聚氧乙烯(5)醚、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠等HLB值在10～15间的表面活性剂。

该产品脱脂效果好，综合洗涤效果好。

(6)低泡清洗剂工业采用的水剂清洗，一部分是以压力冲洗工艺实现的，清洗剂的发泡性往往造成溢流。

在强力搅拌下，清洗液所占体积将增大，造成了金属零件清洗上的困难。

低泡型清洗剂即可解决这一问题。

要达到低泡沫的要求，可有两种解决方法，一种是在原清洗剂中添加消泡剂，另一种是采用低泡表面活性剂，如采用聚醚型表面活性剂。

常用的消泡剂有7010丙二醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚、GPE丙三醇聚氧丙烯聚氧乙烯醚等多羟基聚醚型表面活性剂。

值得注意的是单纯聚醚型清洗剂的清洗能力不如一般的清洗剂。

而加有消泡剂的清洗剂往往又存在着消泡能力随时间降低的问题。

低泡清洗剂配方举例如下。

①配方1 SP一1净洗剂(质量分数)②配方2(质量分数)2酸性清洗剂金属表面的污垢多种多样，有油溶性的，也有水溶性的，有金属锈垢，还有水垢、尘垢等。

酸性清洗主要用于清洗金属表面的无机盐垢、碱性氧化物和氢氧化物等。

常用的酸有无机酸，也有有机酸，其中以盐酸和硫酸应用最多。

在酸洗过程中，酸不仅能溶解污垢，而且也能对无机盐垢产生作用。

酸对无机盐的作用有两种，一方面使无机盐的组成发生变化，一部分转变为可溶性盐，如碳酸钙、碳酸镁在盐酸作用下转化为氯化钙和氯化镁。

另一部分转化为新的难溶盐，但在短时间内组成的新的难溶盐是分散的，易被清洗掉。

如用硫酸清洗碳酸盐垢生成新的硫酸盐沉淀：CaC03+H2S04=CaS04↓+C02↑+H20MgC03+H2804=MgS04↓+C02↑+H20另一方面，磷酸、柠檬酸等的酸根离子中有多个配位原子，可与二价金属离子结合成螯合物。

酸对金属锈垢的作用主要是通过酸碱中和反应，使其转化为易溶于水的盐。

因为金属锈垢主要是金属氧化物和氢氧化物。

如果酸根对金属离子具有配合作用，也有利于金属氧化物的溶解。

2．1酸性清洗剂的组成酸性清洗剂的主要成分是酸，如盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、磷酸、氨基磺酸、柠檬酸、乙酸、羟基乙酸、草酸等。

最常用的是HCl和H2SO4。

为了改善清洗效果，缩短清洗时间，减少酸对被清洗对象的损伤和对环境的污染，还常常添加缓蚀剂、湿润剂、消泡剂、抑酸雾剂和增厚剂等。

这些添加剂中许多都是表面活性剂。

(1)酸洗液常用酸①盐酸盐酸是重要的三大强酸之一，是最常用的酸洗介质。

在能满足清洗的基本技术要求的情况下，盐酸是首选的酸洗介质。

常用于碳钢、铜和铜合金及许多非金属设备，如换热器、反应设备、锅炉、采暖系统等的清洗。

盐酸廉价，清洗效率高，操作危险性小。

缺点是盐酸易挥发，酸雾对人员、设备等的损害较大。

另外，盐酸含有大量氯离子，容易引起钝性金属的局部腐蚀，引起奥氏体不锈钢的应力腐蚀开裂等，不适合于不锈钢、铝材的清洗。