传统基础配方氢氧化钠60g/L,碳酸钠60g/L,磷酸三钠60g/L,OP-10 0.1%,温度55℃;改进后配方氢氧化钠30g/L,碳酸钠20g/L,OP-10 0.05%,十二烷基硫酸钠0.008%,EH-1097 0.0012%,,聚硅氧烷消泡剂0.0002%,温度室温。按两种配方除油后,再在普通瓦特镍溶液中电沉积厚度为3μm的镍层,最后取出烘干进行性能检测。通过检测试片表面镀层的质量来评判电解除油工艺对表面处理的影响效果进行对比:在除油效率方面,改进后的无磷低泡除油工艺的除油效率比传统工艺的有略微提升,但整体上并没有太大的影响。对于电解除油而言,影响除油效率的最大因素是电流和工作时间。因此,在不改变电解除油工艺体系中主导电盐的条件下,采用相同的工艺条件对工件的除油效率是没有影响的,可以达到表面处理的工艺要求。
为了节省能源,温度最好是常温;但有些油脂因粘度较高,常温条件下不能将其破蔽,需适当进行加温,一般可加温到45~50℃。在温度较低的除油溶液中,对除油剂的性能就有更高的要求,尤其在润湿、渗透和乳化等性能上。为此需加入渗透和润湿性较好的拉开粉、快速渗透剂T等,它们能渗入油膜层中,这样可在较低温度条件下达到除油效果。除油后的工件还需在短期内防锈,因此又要加入某些兼有除油和络合作用的防锈剂,如6501、葡萄糖酸钠等。络合剂能络合硬水中钙、镁等离子,使水质软化。
因此配方中还可以加入6501——起除油和防锈作用。葡萄糖酸钠——络合剂,软化水质,还能防锈。拉开粉——阴离子表面活性剂,起乳化、渗透作用,在溶液中稳定性好。快速渗透剂T——阴离子表面活性剂,有极佳的扩散、渗透、润湿作用,促进油脂在常温条件下乳化。在溶液中稳定性好。TX—4和TX—10——乳化剂,对油脂起乳化作用,按加入数量不同,可调整HLB值。如要低泡,可加入聚醚类表面活性剂。
5 现阶段的研究及改进
近年来,随着工业大趋势的发展,生产越来越注重生产环境的舒适性,尽量营造一个相对舒适的工作环境,避免高温,碱雾酸雾等有害环境,研究出性能更好的添加剂成为很好的选择。基于环保理念,表面活性剂最好对环境无害,可被降解。
浙江工业大学所研发的常温低碱低泡除油剂配方[9]具有低碱、低泡、环保、操作简便的特点,适用于钢铁件电镀及涂装前的预处理,基础配方为碳酸钠30.0g/L;三聚磷酸钠9.8g/L;络合物(浙江工业大学)6.5g/L;十二烷基苯磺酸钠5.2g/L;非离子表面活性剂(0P一10)10.4g/L;消泡剂(醇类,醚类或有机硅等)0.1g/L。
上海永生助剂厂研究过在此基础上添加OP乳化剂、水玻璃,以增强乳化效果[10]。但是对于改善电解除油过程中碱雾对车间环境的影响的报道较少。此次研究的宗旨为抑制电解除油过程中碱雾的溢出,改善车间空气质量,从而改善车间生产环境。改进原因在于电解除油对车间环境影响最大的因素是除油过程产生的刺激性气体,主要是电解除油过程中由阴、阳极析出的氢气、氧气以及由此所带出的碱雾散布在空气中,当人体吸入含碱的气体后,碱性物质刺激人体的呼吸系统,使人产生不适反应。
改善思路:
(1)降低主盐的质量浓度, 以辅助试剂加强除油效果。
(2)在脱脂溶液表面均匀覆盖一层细泡沫层,使阴、阳极产生的气体经过泡沫层后, 再释放到空气中, 达到“过滤”掉气体中夹带的碱雾的目的。泡沫层的覆盖可以屏蔽溶液蒸发产生的水蒸气中夹带的碱[11]。
6 发展趋势
今后的研究趋势主要围绕便捷化,环保化,舒适化发展,研究低温或室温下的所需的电解除油添加剂,免去加热环节以节约成本。配方方面研究溶液无磷化,排放后对环境的影响更小,用更高效的添加剂替换原有传统添加剂,让脱脂过程更加自然安全。考虑到生产环境的舒适化,除油过程中会伴有氢气和碱雾的产生,影响生产舒适性,以后可能会从配方设计,车间设计,除油设备和工艺操作设计方面进行优化,使生产区域人性化、舒适化、更加安全。
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