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低泡除油粉的研究

來(lái)源:admin 發(fā)布時(shí)間:2018-10-30 次瀏覽

低泡除油粉的研究

摘要本文通過(guò)對(duì)低泡的表面活性劑進(jìn)行篩選,選擇合適的表面活性劑配制低泡除油粉,該除油粉的工作液濃度為50g/L,清洗溫度為45-55℃,清洗時(shí)間為6-10min,除油率高達(dá)99%。

1  前言

在電鍍前處理的除油工藝中,因攪拌或鼓氣產(chǎn)生大量的泡沫會(huì)干擾到清洗效果,如過(guò)量泡沫升起會(huì)導(dǎo)致工作液的溢出,不僅會(huì)造成物料浪費(fèi),提高了清洗成本,還可能在清洗原料表面上產(chǎn)生污漬,給生產(chǎn)帶來(lái)操作不便。過(guò)多的泡沫將阻礙油污的沖洗以及減緩污垢的沉淀和分離,排放除油劑時(shí)由于泡沫過(guò)多也會(huì)加重環(huán)境污染[1-2] 。此外,在電解除油工藝中,過(guò)多的泡沫阻礙了電極兩端氫氣和氧氣的溢出,會(huì)導(dǎo)致爆鳴,甚至爆炸,存在安全隱患[3]。因此在保證除油劑的除油效果的前提下,除油劑起泡能力應(yīng)盡量低些。

目前實(shí)現(xiàn)除油劑低泡沫的方法,主要是在清洗劑中添加消泡劑,或者選用低泡的表面活性劑。經(jīng)研究,外加消泡劑的效果并不能顯著的減少泡沫達(dá)到低泡的要求,因此,篩選合適的低泡表面活性劑成為重中之重。

常用的低泡表面活性劑大致分為四類(lèi):一是EO/PO嵌段聚醚類(lèi),其中,聚氧乙烯基-O(CH2CH2O)nH為親水基團(tuán),聚氧丙烯基-O(CHCH3CH2O)nH為親油基,這種親油親水混合結(jié)構(gòu)一方面在水溶液里面更易形成膠束,從而表面張力較大,另外這種親水親油基團(tuán)交錯(cuò)混合排列,空間相互阻礙并形成大量液膜之間的空隙,減弱了液膜的強(qiáng)度,最終所形成的泡沫膜壁更容易破裂,從而具有低泡特性[4]。二是異辛醇及其衍生物磷酸酯鹽類(lèi),異辛醇衍生的表面活性劑本身具有低泡沫的效果,在異辛醇分子式中引入磷酸酯的結(jié)構(gòu),會(huì)提高產(chǎn)物的表面張力,進(jìn)一步降低產(chǎn)品的泡沫[5]。三是嵌段聚醚改性有機(jī)硅類(lèi),單獨(dú)的有機(jī)硅結(jié)構(gòu)并不具有低泡和消泡的效果,常用的有機(jī)硅消泡劑只是利用了有機(jī)硅表面活性劑在泡沫表面具有快速鋪展的作用,只有輔以疏水性的白炭黑方可起到破泡和消泡的效果。將有機(jī)硅結(jié)構(gòu)中的甲基以聚醚取代,進(jìn)一步提高表面張力可以有效的減少有機(jī)硅表面活性劑的泡沫[6]。四是乙氧基化脂肪酸甲酯及其衍生物類(lèi),脂肪酸甲酯乙氧基化物屬于聚醚酯類(lèi)化合物,它繼承了聚醚酯類(lèi)表面活性劑易于分散、表面活性高、抑泡消泡能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),而且乙氧基化后化親水性進(jìn)一步提高,削弱了原來(lái)聚氧乙烯鏈與水分子間的氫鍵,降低了泡沫膜層的強(qiáng)度,使泡沫更容易破裂[7]。

本文通過(guò)對(duì)各種低泡表面活性劑進(jìn)行研究,篩選出合適的低泡表面活性劑,配制高效的低泡除油粉,符合實(shí)際生產(chǎn)需求。

2  低泡除油粉的配制

2.1 單組分表面活性劑的消泡性

將各種表面活性劑配制成1.0g/L的溶液,分別測(cè)試消泡性,消泡性如表1所示。

1 表面活性劑的消泡性

編號(hào)

組分

泡沫高度(10min

1

EH-9

2.3cm

2

AEO-9

9.4

3

NP-10

8.7

4

LAS

4.5

5

6501

3.3

6

聚醚2010

0

7

聚醚2020

0

8

三乙皂

0

9

JFC-8

1.5

10

JFC-15

3.0

11

APG0810

10.1

12

APG0814

11.1

13

AOS

13.7

14

OEP-70

0.9

15

聚醚L-61

0

16

OX-301

0

17

1007

0.8

18

AE50

0.9

由表1可知,泡沫較少的表面活性劑有EH-9、聚醚類(lèi)、三乙皂、JFC、OEP-70OX-301、1007 AE50。而聚醚類(lèi)幾乎無(wú)乳化性能,JFC屬于滲透劑,也無(wú)明顯乳化作用,可選擇的低泡表面活性劑主要是EH-9OEP-70、OX-3011007AE50。

2.2 配制低泡除油粉

將上述5種表面活性劑兩兩復(fù)配,濃度均為1.0g/L,測(cè)表面活性劑的除油率,如表2所示。

2 表面活性劑的除油率

編號(hào)

配方

50℃下現(xiàn)象

60℃除油率

1

EH-9+ OEP-70

澄清

30.60

2

EH-9+ OX-301

澄清

42.13

3

EH-9+1007

澄清

24.41

4

EH-9+ AE50

較渾濁

78.62

5

OEP-70+ OX-301

澄清

24.02

6

OEP-70+1007

澄清

19.59

7

OEP-70+ AE50

很渾濁

52.88

8

OX-301+1007

澄清,有點(diǎn)泛白

90.0

9

OX-301+ AE50

渾濁

47.44

10

1007+ AE50

略渾濁

71.82

由表2可知,AE50的濁點(diǎn)較低,與AE50復(fù)配之后的組分,濁點(diǎn)都低于50℃。且三組分復(fù)配之后,濁點(diǎn)下降更明顯。實(shí)驗(yàn)證明,EH-9、OX-3011007復(fù)配后,濁點(diǎn)只有30℃左右;EH-9、1007AE50復(fù)配之后,濁點(diǎn)也只有30℃左右;OEP-70、OX-3011007復(fù)配后,濁點(diǎn)也只有30℃左右;而EH-9、OEP-70OX-301復(fù)配的濁點(diǎn)較高,在58℃左右。說(shuō)明OX-3011007不適合一起與其他表面活性劑復(fù)配,而AE50的濁點(diǎn)較低。因此較適宜的復(fù)配方式為EH-9、OEP-70OX-301的復(fù)配。

按此復(fù)配方式,將基礎(chǔ)除油粉配方中的表面活性劑組分替換,測(cè)試除油性能如表3所示。

3 低泡除油粉除油率

編號(hào)

清洗條件

溫度

60℃除油率

1

50g/L,6min

30

99.76%

2

40

99.69%

3

50

99.44%

4

60

99.34%

工件除油的除油率如表4所示。

4 低泡除油粉對(duì)工件的除油率

編號(hào)

清洗條件

工件類(lèi)型

除油率

1

50g/L,6min,50

齒輪

98.45%

2

圓環(huán)

97.36%

3

其他

95.61%

4

空心圓柱

98.88%

由表3和表4可知,該低泡除油粉對(duì)試片的除油效果較好,但對(duì)工件的除油效果明顯降低,因此需要對(duì)該除油粉進(jìn)行改進(jìn)。通過(guò)調(diào)整表面活性劑的用量實(shí)現(xiàn),改進(jìn)的后的低泡除油粉記作MP0

3. 低泡除油粉MP0的綜合性能測(cè)試

低泡除油粉MP0的清洗條件為:工作液濃度50g/L,清洗溫度45-55℃,清洗時(shí)間6-10min。該除油粉的除油性能如表5所示。

5 MP0對(duì)工件的除油率

編號(hào)

清洗條件

工件類(lèi)型

除油率

1

50g/L,8min,50

齒輪

99.05%

2

圓環(huán)

99.55%

3

其他

99.24%

4

空心圓柱

99.16%

參照JB/T 4323.2-1999(水基金屬清洗劑 試驗(yàn)方法)對(duì)MP0進(jìn)行性能測(cè)試,測(cè)試性能如下表4所示。

4 MP0的綜合性能

性能

MP0

外觀(guān)

白色或灰白色粉末

pH

13.0850g/L

除油率

大于99%

泡沫高度(10min

0.8cm

自來(lái)水中穩(wěn)定性

無(wú)沉淀

防銹性

無(wú)銹蝕,合格

腐蝕性

無(wú)腐蝕,合格

漂洗性

無(wú)清洗劑殘留,合格

水不溶物

常溫下全溶

4. 總結(jié)

通過(guò)以上研究,可以得出結(jié)論:低泡除油粉MP0是一款性能優(yōu)良的低泡除油產(chǎn)品,其最佳使用條件為:濃度50g/L,溫度50℃,清洗時(shí)間為8min。在此條件下,除油率高達(dá)99%。

 



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