超聲波金屬清洗是金屬制件在加工、裝配、貯存和維修等過程中必不可少的工藝環節,其應用領域為鋼鐵工業和汽車工業。過去廣泛使用的金屬清洗劑為各種溶劑、堿性或酸性的水基清洗劑,目前國內外頒布了許多的法規,限制了大部分的溶劑的使用,所以今后金屬清洗劑的發展方向應該為水基清洗劑。
英譯:water-base metal cleaner,水基金屬清洗劑以表面活性劑為主要成分,水為溶劑,金屬硬表面為清洗對象的洗滌劑。水基金屬清洗由表面活性劑和多種助劑復配而成。其中表面活性劑含量為10%~40%,常用非離子表面活性劑與陰離子表面活性劑的復配物。常用的助劑助洗劑(三聚磷酸鈉、硅酸鈉、碳酸鈉、乙二胺四乙酸鈉、次氨基三醋酸鈉等),緩蝕劑,穩定劑,增溶劑及泡沫穩定劑。常用的是烷基醇酰胺類產品如椰子油酸二乙醇酰胺、烷基醇酰胺的磷酸酯6503等。除能穩定泡沫外,還可增加黏度和提高去污力。此外,還含有消泡劑(如硅油、乙醇)、填充劑、香精、色料等。
1.水基金屬清洗劑的現狀
國內,傳統的清洗工藝依然采用汽油、煤油等混合烴類為主。在20世紀60年代開發了以強堿性物質(如NaOH、Na2CO3、Na2SiO3、Na3PO4)為主要成分的水基清洗劑。70-80年代開發了以表面活性劑為主要成分的水基清洗劑,出現了如6501、6503等清洗能力較好的表面活性劑單體。20世紀80年代后經過科研工作者的不斷努力通過多種表面活性劑之間的復配,利用各組分之間的協同效應,使得金屬清洗劑的清洗能力得到極大的提高,其技術取得了很大的發展,在大多數省市都建立了清洗劑的生產廠家,產品產量大幅度提高,質量逐步改善,適合不同用途的清洗劑不斷問世,目前國內研究和生產比較普遍的還是由表面活性劑和助劑復配的水基金屬清洗劑。
金屬清洗劑在工業生產中應用很廣泛,常用于金屬加工前后的表面除油、除垢及成品組裝或包裝前的清洗工藝。在電子工業中,印制電路板焊接后也必須采用清洗劑洗去有害殘留物。此外,在機械設備維護保養過程中也常常用到金屬清洗劑。
目前,常用的金屬清洗劑分溶劑型、半溶劑型和水基型。溶劑型金屬清洗劑中,石油溶劑易燃、易爆而且浪費資源。氯氟烴是常用的溶劑型金屬清洗劑,但由于其對大氣臭氧層的破壞而被禁用。因而,溶劑型金屬清洗劑正逐步被半溶劑型和水基型金屬清洗劑所替代。隨著氟氯烴(CFC)替代日期的逼近,水基清洗劑的研究和應用受到各方面的關注。
清 清洗原理
水基金屬清洗劑是借助于含有的表面活性劑、乳化劑、滲透劑等的潤濕、乳化、滲透、分散、增溶等作用來實現對金屬表面油污、油脂、蠟垢的清洗。
2.金屬清洗劑的發展趨勢
石油類溶劑作為金屬清洗劑將逐步淘汰,效率高、環保的鹵代烴溶劑今后將成為溶劑型金屬清洗劑的先選。水基清洗劑方面,正向常溫型和專用型方向發展。如適合超聲波清洗、噴丸清洗和高壓水流清洗的專用清洗劑正逐步受到重視。同時,日益突出的環境污染問題,使得溶劑型清洗劑和水基含磷清洗劑將逐步淘汰,新型無害無磷、效率高、防銹等具有多功能的環保型水基清洗劑將成為清洗行業大力研究的方向。
同時,結合溶劑型和水基清洗劑的各自利弊,即水基金屬清洗劑難以在室溫情況下有效的去除金屬表面的重垢,而溶劑型清洗劑具有去除油污迅速,低溫洗滌能力好的特點,國外的許多廠家正在開發油包水的乳液型清洗劑,這將使金屬清洗劑發展到一個更高的階段。
3.水基金屬清洗劑的清洗機理
金屬清洗劑的清洗過程是利用表面活性劑能夠減小液體的表面張力,產生定向吸附、潤濕、乳化、分散、增溶等綜合作用,再借助清洗時的加熱、刷洗、噴淋、振動或超聲波的方式使得油污盡快脫離工件表面,分散到清洗液中,達到去除污垢的目的。
北美、西歐和日本的金屬清洗劑市場已經發展成熟,消費總量很大,但是預期的消費增加量不會太大。而國內由于鋼鐵和汽車工業發展的拉動,金屬清洗劑市場將有很大的市場空間。
目前,雖然國內建立了大量的清洗劑生產廠家,占據了絕大部分的客戶資源,但是隨著技術的進步和環保要求的提出,新型、效率高、環保的清洗產品仍然具有廣闊的市場空間,很值得去深入的探討和研究。