磷化处理

ucoat · 发表于 2007-12-3 12:38:34

表面活性剂的亲水基亲油基的强弱与其润湿、洗涤、乳化性有关系，主要表现在HLB值上及临界胶束浓度(CMC)。临界胶束浓度是指表面活性剂形成胶束的最低浓度。当在水中加入少量表面活性剂时，为使亲油基团不被水分子排斥，他的极性基倾向于留在水中，而非极性基倾向于翘出水面，造成表面活性剂分子在水面整齐的取向排列，不在是原来纯水的表面，因而水溶液的表面张力下降，当表面活性剂浓度增加到一定值时，表面不能再容纳更多的表面活性剂分子，表面浓度达到最大值时，表面张力达最小值，此时多余的表面活性剂分子转向液体内部，出现成团结构。亲油基向里，亲水基向外，以减少亲油基与水的接触面积，这种成团结构称为“胶束”。开始形成胶束的浓度称为临界胶束浓度（CMC）。大于临界胶束浓度时，溶液中犹如添加了许多“袋子”，把不溶的油污装入“袋子”，产生增溶作用。CMC越小，表面活性越大，而CMC的大小与结构有关，与双亲程度有关： 1）憎水基链越长，越易形成胶束，CMC越小。 2）亲水基越强，电荷越多，静电排斥力越大，越不易形成胶束，CMC越大。故CMC值顺序是：离子型>俩性型>非离子型一般表面活性剂CMC值都很低，其质量分数大多在0.02%~0.4%范围内。使用表面活性剂时，一定要保证他的浓度大于CMC，才能充分发挥其性能。表面活性剂有着润湿、乳化、增溶、起泡、絮凝等多种作用，要使表面活性剂起到某一种作用，就必须选出一种合适的表面活性剂来使用，可以借助HLB值来考虑。HLB值的概念是： HLB=亲水基的亲水性/亲油基的亲油性 HLB值与表面活性剂性质的关系一般说来，HLB值越大，亲水性愈强，即在水中的溶解性愈好。按表面活性剂在水中的溶解情况，可以估计HLB值如下：表面活性剂在水中的溶解情况HLB值范围在水中不分散1~4 少量分散3~6 强烈搅拌后成乳状分散6~8 稳定的乳状分散8~10 半透明至透明分散10~13 透明溶液13 根据金属表面油污及油脂的HLB值，选用恰当的乳化剂，和清洗剂进行脱脂，则能脱出的干干净净。 2007/6/18/08:32 来源：慧聪网表面处理行业频道
泡沫及消泡含有表面活性剂的脱脂液的表面张力很低，界面能小，因而当空气混入到溶液中，表面活性剂分子就按照一定的顺序排列吸附于气液界面上，使形成的气泡具有一定的黏度而趋向稳定，大量的气泡仅以薄层液膜分开而大量聚集就形成泡沫，适量的泡沫有帮助悬浮油污的作用，对脱脂起里见解的作用。但如果泡沫过多，就会冒出清洗机，不但污染场地，而且造成脱脂液流失，液面降低，而液面降低和泡沫过多，都会使喷射泵不能正常运行，影响喷射压力和流量，甚至无法工作。因此必须控制泡沫的含量。在脱脂剂的配方中，消泡主要从俩方面入手：添加消泡剂或靠调整配方消泡。常用的消泡剂都是易在气泡表面铺展的液体。消泡剂在气泡膜液面铺展时，会带走邻近表面层的液体，使液膜局部变薄，于是液膜破裂而达到消泡的目的。一般情况下，消泡剂在表面铺展越快，消泡作用就越强，能在表面铺展，起消泡作用的液体，大多数表面张力都较低，易于吸附于溶液表面，易于铺展，一方面带走表面液体，另一方面。取代了表面膜中的起泡剂分子，使气泡破裂。常用的消泡剂有： 1）醇类低级醇消泡持久性较差，挥发后就无消泡作用，高级醇（如辛醇、壬醇）较丁醇、乙醇等低级醇好，但使用时需不断添加。更高级的醇（如油醇），具有非常有效的消泡作用，他不挥发，但也不水溶，需要溶于较低的额醇中一起添加。 2）磷酸脂类如磷酸三丁脂，消泡效果也不持久。 3）硅油类表面张力极低，易于在溶液表面铺展，是非常有效的消泡剂。使用浓度低，只要百万分之几十就见效果。缺点是价格贵，而且水后清洗不彻底，会影响涂层的外观和附着力。 4）聚醚类目前使用最广泛的一种，是良好的消泡剂，并能抑制泡沫再产生。被广泛的应用在前处理线上。 5）挥发性的石油溶剂如松香水或煤油，其加入量为清洗溶液质量分数的0.02~0.1%，当这些溶剂挥发时，泡就破灭。这种消泡剂也是不能持久。 6）某些防锈油及石油副产品含有表面活性剂的碱性脱脂剂使用最广泛，其脱脂效率也很高，常常把碱性无机物（碳酸钠、硅酸钠、聚合磷酸钠等）称为助洗剂。助洗剂的助洗作用来自于： 1）降低表面活性剂的胶束浓度，提高表面活性剂的活性。 2）增加溶液的碱性，以利于中和酸性污物或使动植物油脂皂化。 3）许多碱性助洗剂能起到软化硬水的作用，特别是磷酸盐和硅酸盐的效果更好。 4）有的助洗剂在溶液中分散形成胶体，起着吸附、悬浮和分散污物的作用。 5）表面活性剂的增强或胶体物质的形成，都产生防止污物再附着的作用。 3、影响脱脂工艺的因素脱脂质量的好坏主要取决于脱脂温度、脱脂时间、机械作用和脱脂剂四个因素。 1.脱脂温度一般说来，温度越高，脱脂越彻底。这是因为三方面的原因，第一，温度使油污的物理性能发生变化，例如滴落点高的防锈脂，凡士林，固态石蜡等，在较低温度下即使采用高浓度的碱液也难洗净。但是，当提高油污的温度，他们的黏度就降低，甚至形成液滴而利于除去。第二，促进化学反应的进行，一般的说，温度每上升10度，化学反应速度提高一倍。第三，加速表面活性剂分子的运动，从而促进浸润、乳化、分散等作用。随着温度的升高，溶液对污物的溶解能力也提高。但是，并不是所有场合都是温度越高越好，各种脱脂剂有其适合的温度范围，在采用某些种类表面活性剂的脱脂液中，过高的温度会使表面活性剂析出聚集如同油珠附着在表面上，造成磷化膜发花不均匀。 2.脱脂时间在脱脂操作中，必须保证有足够的脱脂时间，压力喷射脱脂时间一般为1.5~3分钟，浸渍脱脂为3~5分钟（视油污的种类和多少而定）。增加脱脂时间，即延长脱脂液与油污的接触时间，从而提高脱脂效果。油污越多，脱脂时间就需越长。在流水线作业中，往往不允许采用太长的时间，因此一般先用喷射予脱脂1分钟，再用浸渍脱脂3分钟。 3.机械作用在脱脂中，借助于压力喷射或搅拌等机械作用是非常有效的，因为，喷射时迫使新鲜的脱脂溶液与零件表面有良好的接触，而且整个脱脂液含量均匀，有利于提高脱脂效果；喷射时依靠机械作用力促使脱脂剂渗透和破坏油膜，从而有效的迫使油污脱离零件表面；喷射时促使脱离零件的油污乳化和分散于脱脂溶液中，防止油污再吸附到洗净的零件表面上。在中低温脱脂中，机械作用尤为重要。一般的说，压力喷射比浸渍脱脂速度快1倍以上。喷射压力通常为（0.1~0.2）Mpa(用于压力喷射的脱脂剂必须是低泡的，以免泡沫过多影响正常操作和脱脂液流失)，浸渍脱脂也不能认为是静止浸渍，必须装备循环泵，使溶液不停的搅动，每小时的循环量约为槽液体积的5倍。 4.脱脂剂对脱脂效果的影响脱脂剂的组成和使用方法对脱脂效果有很大的影响。例如，含有表面活性剂的碱液脱脂比单独的碱性物溶液脱脂效果好。对于滴落点高的固态或半固态油脂，用溶剂清洗比用其他脱脂效果有效。为了提高油污的乳化和分散能力，适当提高脱脂剂中表面活性剂的含量是有效的，不同的表面活性剂品种及不同的碱性物都使脱脂效果产生一定差异，良好的脱脂剂都是经过大量试验，对其组分相互搭配比例进行反复筛选而确定的。对于含有表面活性剂的碱液脱脂剂，最有效的发挥洗净作用是在表面活性剂的临界胶束浓度的上限。使用过程中，脱脂剂会不断的被消耗，使浓度降低，因此，必须定期的补加脱脂剂，以保持必要的浓度。脱脂剂的脱脂效果与浓度并不是直线上升的关系，因此对于脱脂质量要求很高的情况，不应当采取大幅度提高浓度的方法，而应该采用二次脱脂的办法，俩个脱脂液可以是相同的，而且不必额外的提高浓度。在实际使用中，必须考虑各方面因素，使各个因素都控制在最佳状态下，使脱脂达到满意的效果。