铝材清洗剂配方技术

铝合金是指以铝为基的合金总称，主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶等铝合金中已大量应用。铝合金经过拉伸、轧制、冲压等加工后，铝材表面常常会留下一些润滑油污，如不对润滑油污彻底清除，在后续退火处理过程中，可能出现严重的褐色油班，影响产品外观。

铝合金清洗剂是指用于铝合金材料表面清洗各种油脂、油脂、污渍作用的工业清洗剂。脱脂除油一般都是用碱性物质来清洗。铝及铝合金设备或配件在清洗过程中，无论是酸洗还是脱脂除油清洗都会遇到腐蚀的问题。在脱脂除油清洗时，其他材质的设备则不存在这个问题。其主要原因就是铝属于两性物质，既可以与酸反应，也可以与碱反应，在热水中甚至可与水发生缓慢的反应。因此不论是酸洗还是碱洗，降低腐蚀，成为铝合金清洗剂研究的重点。

铝合金清洗剂是由表面活性剂、特效助剂、络合剂及腐蚀抑制剂等按特有配方制成的水基环保清洗剂，适合添加于自来水或纯水中作为铝合金金属材料清洗，对冲压油、拉伸油、切削液等污垢有很好的清洗作用，具有清洗速度快、无磷、无毒环保等特点。单纯的酸性清洗剂溶垢能力比较强且快，但去油污力不好，易留下点腐蚀的隐患；碱性清洗剂一般没有点腐蚀的隐患，但清洗速度慢，存在产品稳定性的问题；中性清洗剂一般主要是表面活性剂的溶液，虽有较好的去油污能力，但除垢能力不强，清洗速度慢。脱脂除油一般都是用碱性物质来清洗。在清洗过程中，用碱性清洗剂作为脱脂除油清洗的主剂，无论是从清洗效果还是清洗成本上来说都是比较实用的。

在常温下清洗剂与污垢反应速度快，清洗时间短。采用溶垢和溶锈能力较强、价格比较便宜的盐酸和磷酸作为主要的酸洗介质，同时加入少量柠檬酸来强化清洗效果。

由清洗机理可以看出，表面活性剂的合理选择非常重要。利用表面活性剂的复配技术，把非离子型表面活性剂（如AEO、OP - 10 及6501）和阴离子型表面活性剂（AES和十二烷基苯磺酸钠）复配，能够达到很好的清洗效果

选用对酸有较好缓蚀作用的乌洛托品（六亚甲基四胺）、若丁和苯胺组成的复合缓蚀剂。同时加入多种增溶剂、助洗剂等与水相溶的有机助剂，以保证各组分复配后的各项质量指标达到清洗剂的预期要求。

碱性水基金属清洗剂主要是借助碱和表面活性剂，助剂复配对蜡脂、油污进行皂化、润湿、渗透、乳化、溶解等来实现去污的。助剂起辅助清洗作用，量虽少，但可使清洗剂的清洗效果更佳。

氢氧化钠（钾）是强碱，具有强的皂化反应。油脂(如硬脂酸酯)不溶于水，但经过皂化，它们以肥皂和甘油的形式溶入水中。这就是动、植物性油污脱脂的原理：

C3H5(C17H35COO)3+3NaOH=3C17H35COONa+C3H5(OH)3

可选用无水的或10水的盐。两者对皂化的影响都弱，但能起到缓慢润湿和分散油脂的作用。碳酸钠与酸氢钠(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)复盐具有与碳酸钠相同的效果，而且它不损害基体金属，对于非铁金属的清洗是安全的。

硅酸钠水解成游离碱和硅酸，游离碱润湿并渗入油脂及其他污物层中，通过渗透和膨胀作用而将污物皂化除到溶液中。SiO2／Na2O的比例越小，由水解产生的碱度就越高。产生的胶态硅酸起到吸附作用并包括使油、脂和其他污物悬浮，在任何其他的碱性物质中找不到这种作用，硅酸盐是脱脂中一种必不可少的成分。原硅酸钠对强碱有缓冲作用，并能软化水。

十二水磷酸钠、偏磷酸钠、三聚磷酸钠等常用在清洗中。磷酸钠在渗透、润湿等作用方面次子硅酸钠，但与金属的反应不强烈，它对铝、锌等的腐蚀不太严重，同时它也能对基体金属起到缓蚀作用，并有使硬水软化的作用。常用碱和碱性盐在碱性化学脱脂中的性能。

因为表面活性剂是水基金属清洗剂中最主要的成份，因此所选择的表面活性剂要有良好的洗涤和去污作用。为了达到更好的清洗效果，可以选出几种去污效果较佳的表面活性剂进行复配，利用不同表面活性剂各自的特性，复配后的表面活性剂可以增强对金属污垢的润湿，渗透，乳化，增溶等作用。常用到的几种表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚(别名OP-10)：对金属硬表面的污垢具有很好的润湿，乳化，分散和去污能力，抗静电和抗硬水性能较好，在较宽的温度范围内很稳定，可与各类表面活性剂混用。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(别名AES)：为阴离子表面活性剂,具有优良的去污，乳化和发泡性能，生物降解度大于90%，有利于环境保护。它与非离子表面活性剂复配去污效果非常好，同时它对于OP-10 等非离子型表面活性剂在水中有增溶作用。十二烷基苯磺酸钠(别名LAS)：阴离子表面活性剂，具有去污，润湿，发泡，乳化和分散性能，大量用作生产各种洗涤剂的原料。LAS属中性物质，它对水硬度较敏感，起泡力高，去污力强，易与各种助剂复配，生物降解性大于90％，对环境污染程度小。烷基醇酰胺(别名704)：非离子表面活性剂，704可以以任何比例溶于水，同其它阴离子或非离子表面活性剂混用，可制得透明液体；同时它具有起泡和稳泡作用以及去污。脂肪醇聚氧乙烯醚：非离子表面活性剂，溶于水具有良好的润湿力，发泡力，分散力，去污力和乳化力，有较高的去脂性能和降低水的表面张力及耐硬水的性能。

常见的水溶性缓蚀剂，有苯甲酸钠、硼酸盐、铝酸盐、二乙醇胺、三乙醇胺与无机酸或有机酸的生成物胺类、咪唑啉类、苯并三氨唑等。无机型防锈剂可使金属氧化并在金属表面形成钝化保护膜：胺类防锈剂等含极性基团有机物能在金属表面吸附成膜，有色金属缓蚀剂有硅酸盐，苯并三氮唑，氟硅酸，铬酸盐等。

由于中性水基铝合金清洗剂主要是借助多种表面活性剂复配对蜡脂、油污进行润湿、渗透、乳化、溶解等来实现去污的，因此表面活性剂的筛选和复配至关重要。由于铝合金型材，其化学活性较大，既能被酸腐蚀又能被碱腐蚀，因此选择非离子和阴离子进行复配如十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等阴离子表面活性剂为主，与脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9非离子型表面活性剂进行复配。利用各种无机助洗剂的协同作用，一方面严格控制各种金属发生腐蚀的最低pH值(铝及铝合金发生腐蚀的pH≥10)；另一方面使溶液呈弱碱性以中和油污中部分脂肪酸。