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一种环保无磷脱脂剂的研制 0 环保无磷水基脱脂剂 广泛应用于汽车、建筑、食品、化工等行业。在进行电、磷化和其他工艺之前，需要进行脱盐和除湿。在工业上广泛应用的是碱性溶液脱脂和有机溶剂脱脂,其排放会对环境产生一定影响,如磷造成江湖水富营养化、有机物破坏大气环境,而且强碱对锌及其合金基体产生严重腐蚀;有机溶剂在生产过程中对生产工人产生危害。对环境保护的要求日益严格,因而研制新型环保无磷的水基脱脂剂尤为重要。 以表面活性剂为主体,利用表面活性剂对油污的乳化、分散特性,辅以无机助剂增加清洗能力、有机助剂配位体等调节清洗性能,形成的水基脱脂剂具有很高的脱脂效率。弱碱性的水基脱脂剂对金属锌件的腐蚀小;同时无磷不会造成江湖自然水的富营养化。因此,通过测定各个不同表面活性剂的脱脂率,筛选出几种表面活性剂进行复配,研制出一种新型环保无磷水基锌件脱脂剂,并对脱脂工艺作相应的研究。 1 测试 1.1 聚氧乙烯醚硫酸酯盐fae等表面活性剂 药品:脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)、仲辛基聚氧乙烯醚(JFC- 6)、十二烷基磺酸钠(601)、十二烷基苯磺酸钠(ABS)、十二烷基二甲基甜菜碱(BS- 12)、椰油酰胺基丙基二甲基氧化胺(CAB- 30)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO- 9、O- 15)、聚氧乙烯脂肪醇醚(FAE)等表面活性剂。包括其他药剂,如不标明均为工业级。 锌板:99.90% Zn,0.04% Pb,Fe,Cd和Cu各0.02%。 试片尺寸:1 000.0 mm×500.0 mm×0.2 mm。 仪器:ESJ电子天平(0.000 1 g)。 101型电动鼓风干燥箱(±2 ℃)。 自制摆洗机(摆动频率50次/min,摆幅3 cm/次)。 1.2 石油磺酸盐/钙基脂溶液配制 将69 g 20号机油,24 g 30号机油,60 g 凡士林,4 g 羊毛脂倒入烧杯中加热搅拌下熔融到120 ℃,再加入4 g 镁皂、16 g 石油磺酸钡、4 g 钙基脂加热到130 ℃后冷却备用。 1.3 试片的制备 将锌板剪成50 mm×60 mm,依次用1号、220目砂纸打磨,然后用无水乙醇、丙酮清洗后吹干放入烘箱(40±2 ℃)烘干,再放入干燥器中恒重20 min后称重W0,将试片上5 cm×5 cm浸入人工油污中涂油重约0.1～0.2 g,放入干燥器中恒重20 min后擦拭掉两边和底部的油污称重W1备用。 1.4 脂质总量 将涂油的试片放入清洗溶液中(40 ℃)浸泡3 min,再用摆洗机摆洗3 min,用水漂洗约5 s后放入烘箱(40±2 ℃)烘2 h后,放入干燥器中恒重20 min,称重W2,其脱脂率为: P=(W1-W2)/(W1-W0)×100% 1.5 表面活性剂hlb值的计算 表面活性剂的润湿、乳化、分散能力与 HLB值紧密相关,适合作水基脱脂剂表面活性剂的HLB值在8～14之间。本文所选择的表面活性的HLB值计算参照文献。 对非离子表面活性剂以及与其他表面活性剂、助剂复配后体系的浊点是通过升温和降温的方法进行测定。 2 结果与分析 2.1 复配表面活性剂对脂率及新型表面活性剂的性能影响 各种不同表面活性剂的脱脂率见表1。 从表1看出,阴离子表面活性剂的脱脂率较低;两性离子表面活性剂由于在不同的pH值情况下呈现出来的是阳离子和阴离子或阳离子和非离子型的表面活性剂,其脱脂率有的高、有的低;而非离子表面活性剂的脱脂率相对较高,如JFC,JFC- 6,AEO- 9,TX- 9等都超过了95%。但是由于不同的非离子表面活性剂有不同的浊点,非离子表面活性剂超过浊点性质发生变化,从而影响其脱脂性能,因为脱脂清洗的温度选定在40 ℃,所以选用浊点较高的非离子表面活性剂JFC- 6,TX- 9,AEO- 9。在以后的试验中将非离子表面活性剂分别与阴离子表面活性剂或两性离子表面活性剂进行复配,用以选择协同效应最好的组合。 从表2看出,两性离子表面活性剂 CAB- 30与非离表面活性剂JFC- 6复配后的脱脂率高,阴离子表面活性剂601与非离子表面活性剂TX- 9复配后的脱脂率高。对于非离子表面活性剂AEO- 9与其他的表面活性剂复配后其脱脂率下降,说明其与上述几种表面活性剂的协同效应较差。图1为几种表面活性剂在不同浓度下的脱脂率。 从图1可以看出,随着表面活性剂的增加,表面活性剂的脱脂率不断增加,当表面活性剂浓度达到一定浓度时,表面活性剂的脱脂率达到最大,再增加表面活性剂的浓度其脱脂率的变化不大,此时浓度为表面活性剂的临界胶束浓度。从图2还可看出 JFC- 6,TX- 9,601和CAB- 30的临界胶束浓度分别为4,4,3 g/L和4 g/L。 据文献,非离子表面活性剂中加入阴离子表面活性剂或两性离子表面活性剂后可以降低非离子表面活性剂的临界胶束浓度,提高了非离子表面活性