技术分享丨工业清洗剂中的缓蚀剂有哪些?
为清除金属表面的污垢和腐蚀产物,恢复其清洁的表面和原有的功能,采用化学清洗技术是一种廉价、快捷的方法。化学清洗是通过在金属表面上的化学作用将难溶物变为可溶性盐。为了清除不同种类的污垢,常采用酸、碱或络合剂。在清洗过程中,清洗液中加的酸、碱及表面活性剂等可能腐蚀金属设备。这样在清洗试验中往往产生清洗性和腐蚀性的矛盾,尤其是对多种金属及镀层的清洗。
表面活性剂的腐蚀性有时也值得考虑。一般说来,许多表面活性剂对于钢件,可以防腐蚀。但是却会使有些金属加速生锈。阳离子表面活性剂的腐蚀性最强(但某些阳离子表面活性剂是良好的酸洗缓蚀剂),非离子表面活性剂最弱,阴离子表面活性剂可以是缓蚀剂,也可以是腐蚀剂;磺化蓖麻油、椰子油皂对钢无腐蚀性;烷基芳基磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、油酰基甲基牛磺酸钠则对钢有明显腐蚀性。因此在清洗剂中,除要选择表面活性剂的适当偶合外,在某些情况下,还需借助添加一定的缓蚀剂,以改善其腐蚀性。
因此选用合适的缓蚀剂十分重要,可能直接影响到清洗工艺的成败。对于一种清洗剂来说,清洗剂固然重要,缓蚀剂同样也不可忽视。
水基清洗剂一般是由表面活性剂、螯合剂以及无机助剂复配而成,简单的来说水基清洗剂可以认为是能够与水溶和,能够加水稀释的清洗剂。水基清洗剂能够借助其表面活性剂、乳化剂、渗透剂等成分含有的润湿、乳化、分散、渗透、溶解等特性来对油污、油脂进行强力清洗。水基清洗剂的去油除油效果十分显著,并且本身还含有缓蚀保护成分,对清洗对象基本不会造成损伤。
常用缓蚀剂按照成分分类
无机类缓蚀剂:硝酸盐、亚硝酸盐、铬酸盐和重铬酸盐等(阳极型);亚硫酸盐、三氧化二砷、三氯化锑等(阴极型);多磷酸盐、硅酸盐、铝酸盐和碱性物质等(混合型或掩蔽型)。
有机类缓蚀剂:带有氮、磷、硫和氧的杂环化合物、高分子醇、醛、胺和酰胺;磺酸、脂肪酸及其衍生物;硫脲及其衍生物;噻唑和硫脲唑类;季胺盐类;磷化物、硫醇、烷基亚砜、噻嗪以及不饱和的链系、环系化合物等。
各类清洗剂中缓蚀剂的筛选
在清洗剂配方设计中,我们首先需要根据基材的属性,结合使用工况确定缓蚀剂的缓蚀原理,依据缓蚀原理选择缓蚀剂的类别,同时结合配方体系的环境选用合适的缓蚀剂,然后针对选用的缓蚀剂,确定实验方案并进行缓蚀性对比试验,筛选出缓蚀性能最优的缓蚀剂,最后通过正交试验确定出缓蚀剂的最佳添加量。
铜、铜合金类清洗剂中缓蚀剂的筛选
苯并三氮唑,甲基苯并三氮唑,2-巯基苯并噻唑,苯并咪唑等都是铜材料缓蚀剂,其中苯并三氮唑和2-巯基苯并噻唑是最为常见除开以上常见缓蚀剂,还可以使用一些酰胺类,羧酸类,磷酸酯类等,缓蚀剂的使用要依据不同体系进行选择,单一缓蚀剂总是没有复配缓蚀剂的效果好。
铝镁锌等活泼金属及其合金类清洗剂中缓蚀剂筛选
活泼类金属经常会使用一些凝胶吸附类物质进行缓蚀,如三聚磷酸钠和偏硅酸钠,价格便宜,货源广,除此之外,会使用一些磷酸酯类,两性咪唑啉类,由于活泼金属在市面应用比较广,缓蚀有难度,许多厂家针对此情况推出一系列复合缓蚀剂。
钢铁类清洗剂中缓蚀剂的筛选
钢铁类缓蚀剂市面常见为无机缓蚀剂,如亚硝酸盐,铬酸盐,硫脲,乌洛托品等,也可以通过覆膜的形式进行缓蚀,如磷化膜,陶化膜,或其他镀层。部分领域为了增加基材放置时间,进行使用防锈油进行涂刷,或者喷漆烘干,进而阻止基材的生锈,达到缓蚀效果。
表面活性剂是能对缓蚀过程产生显著作用的添加剂,能增加润湿性、分散性与发泡性,促进酸洗液同垢、锈的接触,以及改变酸洗后基体金属表面状态,从而提高酸洗质量。有的表面活性剂还具有一定的缓蚀性能,能得到比使用单一缓蚀组分更好的效果。在缓蚀剂配方中一般添加的表面活性剂为阴离子型的C10~C18烷基或烷基苯磺酸盐或烷基硫酸盐,或为非离子型的高级醇、酚类的聚氧乙烯基化合物。但某些缓蚀剂中也会有阳离子型表面活性剂,如季铵盐等。
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