案例:铝合金除油清洗剂配方设计
确立体系:工业清洗除油,由于油脂类物质在碱性条件下更加容易皂化,因此,选择碱性体系(氢氧化钠)。
碱性体系可供选择的清洗助剂很多,葡萄糖酸钠、硅酸钠、三聚磷酸钠、EDTA二钠等。但是在铝合金碱洗过程中需要重点考虑铝合金的腐蚀问题:铝合金为两性金属,在酸性、碱性等条件下都会发生腐蚀,所以
(1)要严格控制铝合金清洗剂中碱的含量;
(2)要选择合适的缓释体系。
清洗除油的核心是表面活性剂的选择,可根据表面活性剂的四个重要参数:表面张力、HLB值、CMC以及浊点(Krafft点)来选泽。
表面张力的范围是不超过30 mN/m,大多数这个值的表面活性剂都能满足。HLB值的选择是大于10,如果选用异构醇聚氧乙烯醚作为主洗表面活性剂的话,其EO数量应该在5个以上。如果在超声波条件下,清洗时温度可以达到50℃左右,因此,其浊点要选择在50℃ 以上的表面活性剂,为此,我们选择的EO数量要在7个以上的表面活性剂。
另外,我们还要综合考虑使用方便程度,一般EO值越大,表面活性剂的冻点越高,为了方便使用,通常希望表面活性剂的冻点不超过30℃,即常温使用时表面活性剂处于溶解状态,可以更好地用于常温清洗,这样才能提高表面活性剂的使用效率。因此,表面活性剂的EO范围应选择在7~12之间,作为主洗表活剂。
主洗表活剂一般具有较好的乳化、分散、净洗力,但是乳化能力强,EO数多时,由于其亲水性能更好,所以对基材以及油污的润湿渗透能力较弱,因此,我们还需要选择合适的润湿渗透剂进行复配。前面提到的HLB值在7~9范围内的表面活性剂具有较好的润湿渗透性能,如果选用醇醚类表面活性剂,其EO一般选在4~6个范围内。
如果选择表面活性剂亲油段的结构作为重点,就要知道:亲油段为直链结构, 其乳化能力较强;亲油段为支链结构,其渗透能力会更好;分子量越大,分子结构越大,越不容易渗透;分子量越小,分子结构越小,容易渗透,但是会失去其表面活性。
因此,在选择渗透剂时要综合考虑,通常会选择亲油段在8~10个碳原子的表面活性剂作为渗透剂。
配方组成:氢氧化钠:1~2%;硅酸钠:2~3%;葡萄糖酸钠:1~2%;EDTA-二钠:1~2%;渗透剂QH-7:0.1~0.5%;Lutensol TO-8:3~5%;缓蚀剂 FS-11:0.1~0.5%,防腐杀菌剂:适量;水:余量。
清洗工艺:稀释10~20倍,常温浸泡清洗(超声波效果更佳)。
清洗结果:见图2。