金属脱脂剂在电解脱脂工艺中的应用

２００２年２月表面技术第３１卷第１期５３

ＷＴＺ－１０型电解脱脂剂的研制

谢守泉（武汉武钢实业浩葫化工有限公司，湖北武汉４３００８２）

［摘要〕根据钢板电解脱脂的蚕求，对ＷＴＺ－１０脱脂荆原料选择作了比较详尽的阐迷，同时与同类脱脂剂产品进行了性能比校。 【关抽词」电解脱加；原抖选择；性能比较 【中圈分类号］ＴＱ６３９】〔文似标识码］Ｂ【文章编号〕１００１一３６６０（２００２）０１一００５３一０２

Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＷＴＺ一１０　Ｓｔｅｅｌ　ｃｌｅａｎｅｒ ｘ乙ＥＳｈｎａ－仍“功（ＷＬＳＣＯ　Ｈｍｙｕａｎ　Ｃｈｅｎｕｃａｌ　ｈｕｌｕｓｔｎａｌ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，　Ｗｕｈａｎ　４３００８２，　Ｃｈｉｎａ（Ａｂｏｒａｄ］ Ａｃｏｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｅａｎｅｎｂ　ｏｆ　ｓｔｅｅｌ　ｃｌｅｍｉｎｇ，ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｔｈｅ￣二。ｃｈｏｉｃｅｓ　ｏｆ　ＷＴＬ１０　ａｒｅ　ｉｌｕｓｔｒａｔｅｄ　ｉｎｄｅｔａｉｌ．　Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ　ＷＴＬ１０　ｃｏｒｎｐ－　ｗｉ山ａｎｏｔｈｅｒ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｉｎ￣ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ［Ｋｅｙｗｏｒｄ） Ｉ７ｅｃｔｒｏｌｙｔｉｅ　ｄｅａｒｖｉｎｇ：　Ｒｅｓｏｕｍｅ　ｃｌｗｉｃｅｓ；　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｃｏｍｐａｒｕｎｅｎｔ

０引言 和化学脱脂一样，电解脱脂广泛地应用于镀锌钢板和镀锡钢板的生产中。它主要是在脱脂液中通以直流电，由于电极的极化作用，降低油一溶液的界面张力，电极上析出的氢和氧气泡，对油膜具有强烈的撕裂作用，能促使油膜迅速转变为细小的油珠，气泡上升时的机械搅拌作用，进一步强化除油过程。由于上述原因，电化学脱脂不仅速度远远超过化学除油，并且除油彻底，效果良好ｔｔ１０ 武钢冷轧厂的镀锡板的生产，采用中间导体法电解脱脂。脱脂剂配方为德国提供（型号为Ｐ３）。根据彼锡板的脱脂要求，在玛型脱脂剂的基础上，研制出了ＷＹＬ－１０型脱脂剂。实验证实ＷＴＺ－１０型脱脂剂性能较Ｐ３优良。

１ Ｗ１＂／Ｉ１０型脱脂剂的原料选择 粘附在冷轧板表面的油污主要是轧制油，同时还有操作过程中粘附的其它污物、铁粉等。该轧制油以矿物油为主丈皂化值４０－５０），同时含有一部分动物油。因此，为了达到良好的除油效果，除了靠电极上析

出的氢或氧气泡的撕裂作用外，还得靠较强乳化作用和皂化作用。脱脂剂溶液一般采用硬水配制，而硬水会影响脱脂效果，因此，在配方中选用了如下原料。１．１氮氧化钠 氢氧化钠具有良好的导电性能，提高氢氧化钠的浓度可以提高电流密度加快除油速度。氢氧化钠对钢板表面有钝化作用，可以防止钢板在阳极除油时遭受腐蚀作用川。此外，粘附在钢板表面的动植物油，通过与氢氧化钠反应，生成皂化甘油。 （Ｒ０００），几氏＋３ＮａＯＨ　－３Ｒ０００Ｎａ＋几姚（ＯＨ）３ 肥皂和甘油能够很好的溶解在水中，因此，氢氧化钠能有效地除去钢板表面的动植物油。１．２硅酸钠 硅酸钠具有良好的乳化性能，能有效去除钢板表面的矿物油，同时具有良好的缓蚀性能川，可防止钢板在清洗液中受腐蚀。此外，硅酸钠在水溶液中能发生水解，一方面能保持脱脂过程中溶液碱度的相对稳定，另一方面水解生成的二氧化硅吸附在钢板表面形成膜层，以免紧卷退火（分批退火）时造成钢板之间烧结。 ＮａＳｉ仇＋２性０　－－－＇２ＮａＯＨ＋Ｈｚ　Ｓｉ（沁 一几Ｏ＋Ｓｉ仇１．３助洗剂

【收稿日期７２００１－１１－０９［作密摘介ｌ谢守泉（１９７６一），男，湖北潜江人，学士，主要从事工业及民用清洗刑的开发与推广工作

万方数据科技与创新 国防科技大学学报

第33卷，第7期

2011年2月

文章编号：1671-88911（2011）22-2297-51

金属清洗增效剂 脂肪酸甲酯乙氧基化物及其磺酸盐 孔凡杰 中国人民解放军装备再制造研究中心 北京 100072

金属清洗、钢铁除油脱脂等硬表面清洗，都会用到大量的表面活性剂，这些表面活性剂主要是壬基酚或脂肪醇聚氧乙烯醚系列，如陶氏的NP系列、巴斯夫的TO系列、沙索AEO等产品。也会用到一些阴离子产品，如十二烷基苯磺酸钠LAS、醇醚硫酸钠AES等。 以上这些表面活性剂都具有较好的乳化除油等性能，但是分散性能普遍较差。国内的金属清洗剂往往都是由以上表面活性剂复配而得，因此普遍存在的问题就是泡沫太高，分散性能差，油污容易反沾污在金属表面，并且除油脱脂速度慢，低温条件下清洗效果更差。脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE及其磺酸盐FMES凭借其低泡沫与强大的分散和防沾污能力，弥补了常规表面活性剂这一缺陷。 国外的金属清洗剂，如汉高的产品，则具有良好的防止油污反沾污的性能，清洗效率高、清洗速度更快，常温亦有较好的清洗效果。根据2007

年汉高公开的金属清洗剂相关专利Nr40 2007 091 330.5，汉高公司使用脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐FMES代替了其它阴离子产品，从而解决了清洗时间慢、低温效果差、油污容易反沾污等一系列问题。 3M新材料公司于2008年正式宣布，全新的Novec系列工业清洗剂正式推向市场，该系列的产品使用了大量的脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE，从而使常温下也可获得极佳的净洗效果。 FMEE类的表面活性剂，凭借其强大的分散净洗能力、较低的泡沫性能，已经在纺织前处理、纸浆脱墨等领域得到了广泛应用；在工业清洗领域，利用FMEE或FMES代替部分常规表面活性剂，降低原料成本，提高净洗效果，减少净洗时间，悄然成为工业清洗的必然的选择。

孔凡杰：男，北京人，长期从事各种国防设备的清洗和养护工作。 联系方式：kongfanjie1967@163.com。 ５４ Ｆｅｂ．　２００２ ＳＵＲＦＡＣＥ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏｌ．３１　ＮＯ．　１．．．．．．．．．．．．曰．口．

该助洗剂除了具有良好的乳化作用外，还能与金属离子发生络合作用，可与Ｃｗ‘或时＋等络合成可溶性化合物，使硬水软化，从而提高脱脂剂的清洗效果，并且可改善脱脂后钢板的防锈性能，有利于防止设备管道结垢。１．４表面活性剂 在电解脱脂时，脱脂溶液里产生的泡沫会增加溶液的电阻，导致电流效率降低，清洗效果变差，另外，电解时析出的氢气会聚集在泡沫里，当氢气逐渐增多至一定浓度时，碰到火花会发生爆炸，因此电解脱脂剂应选用低泡的表面活性剂，且用量宜少。

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２ ＷＴＬ－１０型电解脱脂剂配方图之・硅酸钠在钢板表面产生硅酸盐（印２）的防烧结性

针对冷轧板电解脱脂的具体要求，经过大量试验研制出的ＷＴＬ－ｌｏ型电解脱脂剂的配方见表ｔｏ 表１ ＷＴＬ　１０脱脂荆配方

名称氢氧化钠五水偏硅酸钠

质量分数１５％－２０％７５％－８０％助洗剂３％－４％

表面活性剂１％－２％

３性能测试与分析比较

为关键。硅酸钠的测定方法如下： （１）准确称取２ｇ左右脱脂剂，精确至０．００１９，置于《）Ｏｒｒｉｌ烧杯中，加１００ｍ１水溶解； （２）向烧杯中加盐酸２０ｒｒｉｌ，加热蒸发至干，再加

浓盐酸ｌ　Ｏｒｎｌ，蒸发至干，稍冷，加浓盐酸１０，１３１润湿残渣，加水ｌｏｏｍ］，温热使盐类溶解，用紧密滤纸过滤，用１％盐酸热溶液洗涤沉淀物和烧杯７一８次（用附有橡皮头的玻棒擦拭），再用热水洗涤数次，将沉淀物和纸移于已知恒重的瓷柑塌中，灰化，在９０（〕一１０００１ｃ高温炉中灼烧至恒重，放于干燥器中冷却，称重为二氧化硅。精确至０．００１ｇ．（３）计算ＳｉＱ二（Ｍ２１Ｍ１）　ｘ　１００％３．１ －ＩＡ化硅质ｆ分数 如前所述，对于以钢板卷为单位的分批退火（紧卷退火）应采用硅酸钠，以防退火时钢板之间烧结。图ｌ和图２分别给出了硅酸钠在钢板表面产生硅酸盐（Ｓ＇０，）的附着量，防烧结性［３１

式中Ｍ１—所称取的脱脂剂质量，ｇ Ｍ２—灼烧后二氧化硅质量，９

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电解时间阳极

图３电阻测定装置现将ＷＴＺｆ１０和Ｐ３的二氧化硅含量对比如表２表２　ＷＴＬ１０和Ｐ３的二级化硅的质，分数对比份次

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Ｐ３｝１７．７０１２０．６０巧．２０　１２１　．００　１２０．３０　１２２．４４图１硅酸钠在钢板表面产生硅酸盐（５Ｕ．）的附着量ＷＴＬ　１０　１２０．３７　１１９．０５２２＿　７２１　１６．３８１２１．００　（　１８．６６

均值１９．５４１９．７０

为此。脱脂剂中二氧化硅的质量分数这一指标至ｒ下朴解叮：．贾０

万方数据