水基除油剂配方成分分析,除油原理及制备方法
导读:本文详细介绍了水基除油剂的研究背景,组分,参考配方等,本文中的配方数据经过修改,如需更详细资料,可咨询我们的技术工程师。
除油是金属零件电镀和涂装前的关键工序, 除油效果会直接影响镀层和涂层的质量。禾川化学引进国外配方破译技术,专业从事水基除油剂成分分析、配方还原、研发外包服务,为除油剂相关企业提供一整套配方技术解决方案。
1 背景
传统的高温化学除油、有机溶剂除油、电化学除油、高温碱液除油等工艺因成本高、能耗大、污染重、操作环境差等原因逐渐被水基金属油污清洗剂取代。水基金属油污清洗剂由于具有以水代油、节省能源、不危害操作者健康、减少污染、保护环境、不燃安全、清洗成本低等特点, 近10 年来在我国得到迅速发展。水基金属清洗剂代替有机溶剂, 有效地清除金属表面附着的各种油污和机械杂质, 减缓金属锈蚀和摩擦磨损的特点, 并有一定的防锈性能,根据市场需求, 经过几年的努力, 水基常温高效除油剂成功研制出。该除油剂采用新型的/ Roll up0去油机理, 使油污自动从金属表面剥离, 在溶液中不乳化、不皂化, 只是漂在溶液表面, 使机油可回收。水基除油剂适用于去除钢铁、铜及其合金等金属表面油污, 具有清洗温度低、时间短, 反复使用的特点, 无污染, 可大大节约能源和改善操作环境, 减轻工人的劳动强度。配方使用的均是常用的化工产品, 价格适中。
水基除油剂采用无毒尿素替代有致癌性的有机胺,并采用全封闭的加料方式以及一浴合成法来制备1,3-亚脲基二(二硫代甲酸盐)除油剂,本产品采用价廉的尿素来替代有机胺,一方面成本大大降低,另一方面减少或消除生产过程中原
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料对环境的污染,整个制备工艺是一个清洁化、简单化。
禾川化学是一家专业从事精细化学品分析、研发的公司,具有丰富的分析研发经验,经过多年的技术积累,可以运用尖端的科学仪器、完善的标准图谱库、强大原材料库,彻底解决众多化工企业生产研发过程中遇到的难题,利用其八大服务优势,最终实现企业产品性能改进及新产品研发。
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2 水基除油剂组分
除油剂一般由碱液、表面活性剂和其他助洗剂组成,对除油能力起决定作用的是非离子表面活性剂。除油剂的泡沫主要由表面活性剂引起,为了降低泡沫高度和达到快速消泡,通常是在保证除油能力的同时减少表面活性剂的总量,把表面活性剂总量控制在一定的量。由于阴离子表面活性剂的发泡性能较强且除油能力一般较弱,通常应在保持浊点的基础上减少阴离子表面活性剂的用量。
2.1 表面活性剂
表面活性剂为选择主要考虑其对油污的吸附性、渗透性、润湿性、、乳化性、分散性等, 并根据其物性与低混下去污力的关系来确定。通常一种表面活性剂不能同时具备上述性能, 故要根据表面活性剂的实测结果,选择多种活性剂复配, 以达到所需的物性和去污效果。
对于直链表面活性剂( 如RCOONa、ROSO3Na、RSO3Na等) ,其表面活性随碳链增加而提高, 憎水基在C8~C12:表现出较好的润湿作用, C12~C16表
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现出较好的去污作用, C18以上水溶性差,憎水基在烷苯的邻位时,渗透力较大,对位时, 增溶作用大。亲水基位置在憎水基末端, 比靠近中间的乳化增溶作用好, 宜作乳化剂、洗涤剂;亲水基在靠近憎水基中间的比在末端的渗透力要好, 宜作润湿剂、渗透剂。亲水基与憎水基在苯环上位置分别呈邻、间和对位时,其润湿性依次变差。有支链憎水基的表面活性剂比不带支链的渗透力好,但由于支链憎水基的空间位置, 在界面吸附层的排列不如直链那么紧密,而影响去污力。非离子表面活性剂憎水基与亲水基的平衡也应考虑, 如C10~C18的聚氧乙烯脂肪醇醚,聚氧乙烯链需占分子重量的2/3以上,水溶性才好, 但聚氧乙烯链过大, 会降低界面吸附和去污性能,一般,聚氧乙烯醚类分子量大, 泡沫小,而渗透方差。根据相似相溶原理, 表面活性剂中憎水基与被作用的基因越相似, 则它们间的亲合力愈好。如乳化矿物油时, 以脂肪族或带有脂坊链芳香族的憎水基的表面活性剂为宜。
非离子表面活性剂在酸、碱介质中比较稳定,与其他类型表面活性剂相溶性好,在各种溶剂中均有良好的溶解性,乳化油脂的能力强, 还有良好的润滑和分散性能。它在金属表面不发生吸附,清洗性好, 残留液少。壬基酚类聚氧乙烯醚非离子表面活性剂具有良好的润湿和乳化增溶作用。阴离子表面活性剂的带电基团易吸附在金属表面, 也可以吸附在污垢的表面, 使带有相同电荷的基团互相排斥, 导致粘附降低, 有利于污垢的去除。
常用表面活性剂:有壬基酚类聚氧乙烯醚、聚氧乙烯辛基酚醚,三乙醇胺油酸皂等
2.2 助洗剂
除油剂的性能虽然主要决定于表面活性剂, 但选择适当种类和配比的助洗
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剂。金属表面的油脂受光照等因素的影响, 会发生一些变化, 有时会产生一些类似于树脂的物质,对这类物质一般的水基清洗剂是很难清洗的。依据相似相溶原理, 助溶剂对油污有溶解和分散作用, 可增加清洗能力, 如醇、醚、酮等既溶于水又溶于有机溶剂, 是很好的助溶剂;助洗剂对金属离子有螯合作用, 使硬水软化,有缓冲作用, 可以维持清洗剂中PH值的稳定, 降低除油液的表面张力;对固体污物有分散作用, 能防止污物在工作上的再附着, 与表面活性剂混用时, 降低CMC值, 提高去污能力常见助洗剂三聚磷酸钠具有多电荷交替结构, 能明显提高清洗效果, 同时也是钢的缓蚀剂, 也作为PH调节剂;
2.3无机盐
无机盐本身就是一种清洗剂,广泛应用于光学玻璃清洗,并可以作为助剂,增强表面活性剂的清洗剂能力,同时可以增强清洗液耐硬水性和镜片表面残留的油脂类油污的分散能力。水基除油剂采用的碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、或氢氧化铵水溶液,碱液质量分数范围为20~60%。
3 水基除油剂的配制
将各组分按照一定的配比(尿素40~135,二硫化碳100~250,碱液80~400,添加剂5~65,水适量)一定的工艺顺序混合制得水基除油剂。
3.1水基除油剂配制注意点 1.原材料
添加剂为铝酸钠、偏铝酸钠、葡萄糖酸钠、磷酸钠、焦磷酸钠、二聚磷酸钠、三聚磷酸钠、多聚磷酸钠中的一种或两种以上的混合物。
2.制备方法
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先将尿素、添加剂和水加入反应釜中,搅拌溶解后,在0~25℃下缓慢加入碱液的同时滴加二硫化碳,反应2~5h后,升温至40~75℃继续反应1~4h,降温出料,所制备的产品为棕红色液体,或棕红色液体经过减压蒸馏浓缩、过滤、并用丙酮结晶得淡黄色粉末。
3.2水基除油剂配方参考 配方1
成分 尿素 二硫化碳
氢氧化钠溶液(30-60%)
三聚磷酸 壬基酚聚氧乙烯醚
AEO-9 水
配方2
成分 尿素 二硫化碳
氢氧化钠溶液(30-60%) 聚乙二醇辛基苯基醚 油酸三乙醇胺
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投料比 100-120 200-230 250-300 6-10 30-50 50-100 余量
投料比 40-50 100-110 80-100 10-30 20-50
铝酸钠、三聚磷酸钠和葡萄糖酸钠混合物
糖酸钠混合物(8:1:1)
水
60-80 / 余量
通过对化工产品的配方分析还原,有利于企业了解现有技术的发展水平,实现知己知彼;有利于在现有产品上进行自主创新,获得知识产权;有利于在生产过程中发现问题、解决问题。通过对化工产品的配方改进,配方研发,可以加快企业产品更新换代的速度,提升市场竞争力,因此,对于化工产品的分析、研发已变得刻不容缓!
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