金屬表面處理劑是對(duì)金屬表面進(jìn)行各種處理的化學(xué)物質(zhì)的總稱。它主要包括清潔劑和防銹劑。金屬表面處理技術(shù)分為機(jī)械處理(如噴砂、拋光、高壓水沖洗等)和化學(xué)處理。至于涂層、電鍍等技術(shù)已獨(dú)立發(fā)展為金屬防腐技術(shù),其化學(xué)物質(zhì)通常不包括在金屬表面處理劑的范圍內(nèi)。
金屬及其產(chǎn)品在加工過(guò)程中經(jīng)常被各種污垢和雜質(zhì)污染。清潔是金屬表面處理中一個(gè)極其重要的缺陷。常用的去油脫脂清洗劑包括石油清洗劑、氯代清洗劑、堿性清洗劑和含有表面活性劑的清洗劑。
(1)石油清洗劑主要包括溶劑汽油、煤油或輕柴油。其作用原理主要是利用其對(duì)金屬表面油脂的溶解作用。由于該溶劑滲透性強(qiáng),脫脂性好,一般用于粗清洗,以去除大量的油污。但在實(shí)際使用中,經(jīng)常添加一些合成的表面活性劑,使其具有清潔水溶性污垢的能力,有時(shí)也添加少量的防銹劑,使清潔表面具有短時(shí)間的防銹能力。這種石油清洗劑,特別是汽油,由于易燃,必須有足夠的防火安全措施。
(2)三氯乙烯和四氯化碳通常用于氯清洗劑。這種溶劑具有溶解油脂的能力強(qiáng),但沸點(diǎn)低,一般不易燃。而且比熱容小,蒸發(fā)潛熱小,所以溫升快,凝結(jié)快。它的蒸汽密度一般比空氣大,所以存在于空氣的下部。因?yàn)檫@些特點(diǎn),可以用來(lái)蒸汽脫脂。這種溶劑價(jià)格昂貴,通常需要回收利用或回收利用。有些溶劑,如三氯乙烯,有一定的毒性,在光、空氣和水分共存時(shí)分解產(chǎn)生氯化氫,容易引起金屬腐蝕;與強(qiáng)堿共熱時(shí)容易爆炸;使用時(shí)應(yīng)注意。
(3)堿性清洗劑主要包括氫氧化鈉、碳酸鈉、硅酸鈉、磷酸鈉等溶于水,成為堿性清洗劑。它們的作用原理是皂化油中的脂肪酸甘油酯,形成初生皂,使油變成水溶性,溶解去除。氫氧化鈉和碳酸鈉也能中和酸性污垢。磷酸鈉、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉具有清洗和抑制腐蝕的作用。硅酸鈉具有膠溶、分散等功能,清洗效果好。堿性清洗劑因價(jià)格低、無(wú)毒、不易燃等原因被廣泛使用。但在使用堿性清洗劑時(shí),應(yīng)注意金屬材料的清洗,選擇合適的材料pH值的堿液。此外,在使用堿性清洗劑時(shí),通常會(huì)添加表面活性劑,形成復(fù)合配方,以增強(qiáng)清洗效果。
(4)表面活性劑清洗劑的作用原理與表面活性劑的溶解、潤(rùn)濕、吸附、乳化、分散有關(guān)。它們首先潤(rùn)濕金屬表面,進(jìn)入金屬與污垢連接的界面,拆卸污垢;或者將油脂污垢以球形形形式聚集在金屬表面,然后逐漸從金屬表面脫落、分散或懸浮成小顆粒。這種小顆粒溶解在清洗劑的膠囊中,或吸附在膠囊表面,與水形成乳化液或分散液,而不凝結(jié)或吸附在金屬表面,從而完成油或固體顆粒離開金屬表面并進(jìn)入清洗液的清洗過(guò)程。這種含有表面活性劑(特別是非離子表面活性劑)的清潔劑具有廣闊的應(yīng)用前景,因?yàn)樗粫?huì)在水溶液中分離,受酸堿、硬水和海水的影響較小,去脂能力強(qiáng),清洗效果好,無(wú)毒不易燃。