溶剂乳化清洗法：适用于快速清除油污和临时防锈

2023-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：溶剂乳化清洗是利用有机溶剂对油污的溶解作用和乳化剂的分散作用除去油污的。溶剂乳化清洗特别适于表面要求快速清除油污和要求留有轻微薄膜以作临时防锈的工件的清洗。溶剂乳化溶液可以与大量的水进行调配，被清洗工件的尺寸仅受设备条件的限制，因而便于使用。采用溶剂清洗，尤其是三氯乙烯，毒性较大，必须在良好的封闭式脱脂设备中进行并且有良好的通风设备。

溶剂乳化清洗是利用有机溶剂对油污的溶解作用和乳化剂的分散作用除去油污的。乳状溶液含有互不相溶的两个相，其中一相以环状分散在另一相之中，以环状分散的称为分散相，以连续态存在的称为连续相。通常一相是碳氢化合物溶剂，而另一相是水。

碳氢化合物有机溶剂，一般可在沸点为60～260℃，闪点为室温至93℃的杂环、环烷、芳香烃类中选择。由于分子量接近于水的有机溶剂溶解能力较强，所以选用较低分子量和中等分子量的有机溶剂对除油更有效。但随着沸点和闪点的降低，火灾危险和蒸发损失将增加。

溶剂乳化清洗能除去金属制品上的各种不同的油污，包括润滑油、切削油、抛光研磨残渣、探伤残留磁粉及其他无机尘污。

溶剂乳化清洗特别适于表面要求快速清除油污和要求留有轻微薄膜以作临时防锈的工件的清洗。乳化清洗所用的溶剂浓度相对低，水的含量高，与使用100%的氯化碳氢溶剂清洗相比，清洗费用较低。如果使用温度不超过乳化液规定的使用温度，火灾危险不大。

溶剂乳化溶液的pH值在7～10之间时，可适用于各种金属工件。如果起始溶液的pH值大于10或由于碱污染超过此值时，乳状溶液不适用于铝、锌和其他轻金属制品的除锈。溶剂乳化溶液可以与大量的水进行调配，被清洗工件的尺寸仅受设备条件的限制，因而便于使用。

乳化溶液残留在被清洗工件表面的一层薄油膜有防锈作用。但当工件在高湿条件下储存的时间过长时，防锈应专门考虑。有些油，特别是链烷烃型的油，有更好的保护作用，且可以用高分子乳化剂予以增强，促使形成连续的油膜。通常防锈的配方组成如下：①高分子磺化物15%～23%；②含适当高分子醇、酯、醚酯的混合物4%～6%；③在常温下具有一定粘度的矿物油，如机械油71%～80%。在磷化或涂装之前，工件表面上的防锈油必须清除干净。

溶剂乳化溶液难于除净渗入金属表面微孔中的润滑油脂和树脂化的油类。乳化清洗不适用于粉末冶金烧结制品，也不适用于带有盲孔或深沟槽的工件。

可供选用的乳化剂有：①非离子型聚醚类和高分子量烷基磺酸钠皂或氨皂类；②烷基芳香基磺酸铵盐类（阴离子型）；③聚甘油酯的脂肪酸酯类；④甘油类或聚醇类等。乳化剂必须在溶剂相中有一定的可溶性，当其溶解性低时，可以添加一些助溶剂，以提高其溶解性能。高分子量的醇、脂或醚，溶于油和水，可以作为助溶剂。

1.乳化液的分类

一般的乳化液外观常呈乳白色，是一种不透明的液体。按溶液的稳定性分类，乳化液大体可分为四种类型。但由于稳定性是一个相对性的术语，定义范围可能互相交叉。

（1）稳定的或持久的乳化型

这类乳状溶液的分散相彻底地分散在连续相中，且除了因热对流和被清洗的工件的移动所带来的搅动外，不再需要搅拌便能长期保持均匀分散的状态。

（2）不稳定的乳化型

这类乳化溶液有一个倾向于分离和形成溶剂层的均匀分散相。这类乳状液需要有适当强度的搅拌，以维持完全的分散状态，否则将分层：密度<1.0g/cm³的浮于上层，密度>1.0g/cm³的沉于底层。

（3）两相型

这类溶液在清洗槽内形成两层，而且是利用这个分层的特点进行除油清洗的。被清洗的工件通过富溶剂的面层进入富水的底层，工件表面与两个清洗层相接触而除去油污和无机盐类。当用于喷射清洗系统时，两相清洗剂类似于不稳定型乳状溶液，因为溶剂和水在泵的作用下混合。

（4）可乳化溶剂体系

此体系是将未稀释的溶剂浸渍或涂抹到被清洗的工件表面，随后用水淋洗，使之乳化而除去油污和多余的溶剂。

2.溶剂乳化清洗操作条件的控制

（1）浓度

乳化清洗溶液的使用浓度，通常用于浸渍清洗的浓度为5%～10%，用于喷射清洗的浓度为2%～5%。虽然乳状液浓度增加，溶解油污的能力也增加，但溶解率却不受浓度增加的影响，因而增加具有确定浓度的清洗槽数，比在较少清洗槽中增加浓度更有利。增加清洗槽数，有助于防止乳状溶液被油污所饱和，可以延长槽液使用寿命，提供有效的清洗能力。如果不可能增加清洗槽数时，经常更换槽液是更好的办法。保持乳状溶液的清洁是很重要的，当被清洗的工件外表出现污迹或其他沉淀或洗涤作用明显失效时，槽液应报废排放。

（2）温度

温度对溶剂乳化清洗不像碱液清洗那样重要。在乳化溶液中有机溶剂溶解油污受温度影响很小。除非油污中存在高熔点脂、抛磨膏、石蜡等组分，而槽液温度又低于这类油污的熔点时，加热可使这类油污软化，有利于除去。

溶剂乳状液加热时，应充分考虑所含碳氢化合物的闪点。为了安全，槽液温度应维持在闪点以下8～11℃。当用于喷射清洗时，为限制蒸发损失，使用温度应比浸渍清洗低6～11℃。

（3）时间

溶剂乳化清洗，不管是用浸渍法还是喷射法进行，清洗时间通常都在0.5～5min范围内，对某些难除油污，可能需要10min。清洗时间更长的实用意义很小。对于极难清洗的油污，用浸渍法与喷射法联合清洗比延长清洗时间更有效。

（4）搅拌

为了增加溶剂乳化清洗的效率，需用泵、机械或压缩空气搅拌溶液。当用压缩空气搅拌时，让空气通过直接置于被清洗工件底部的管道的小孔进行搅拌可以获得最好的效果。当用喷射方法进行清洗时，压力最小应达100kPa。

（5）水洗

用溶剂乳状溶液清洗后的工件应进行水洗。用两级水洗是很有效的，初级水洗除去最大量的油污，第二级水洗保证清洁度并为工件的干燥作预热，常用65～90℃的热水水洗。用溶剂乳化溶液清洗后的工件表面常常留下一层碳氢化物的薄膜，该薄膜有防锈作用，如制件需临时储存时，不应用热水洗，以免破坏防锈膜。

采用不燃性有机溶剂的脱脂方法很多，可以用溶剂直接浸洗，也可以用溶剂的蒸气脱脂，或用溶剂喷洗脱脂。采用溶剂清洗，尤其是三氯乙烯，毒性较大，必须在良好的封闭式脱脂设备中进行并且有良好的通风设备。

有些有色金属产品在碱液中进行表面脱脂时，材料表面会有不同程度的损伤，因此适合用有机溶剂脱脂。如锌、锌合金及有色金属和非金属的压制品，使用溶剂脱脂的方法是合适和有效的；铝、镁及锌合金不适于采用三氯乙烯脱脂，应采用四氯化碳。在有机溶剂脱脂后，必须进行补充脱脂。因为产品表面在溶剂挥发后，总是留有一层极薄的油膜，必须再用碱液或其他方法将它除净。只有在特殊的要求下，才用有机溶剂清洗，一般情况下不采用。为了降低生产成本，节约能源消耗，应尽可能少用有机溶剂脱脂。用溶剂清洗不仅会造成浪费，而且容易造成火灾事故、中毒事故等。

溶剂乳化清洗法：适用于快速清除油污和临时防锈

相关推荐