［关键词］ 金属除油剂; 环境友好; AEO -9 乳化剂

                    0 前 言

                     表面除油是金属制品表面处理工程中的重要环节，由于除油不彻底而导致金属制品质量不良的比例一般占 50% 以上［1，2］。 目前常用的除油剂多由碱、助洗剂和表面活性剂组成。助洗剂为磷酸盐/聚磷酸盐; 表面活性剂多采用APEO( 烷基酚聚氧乙烯醚类化合物，包括壬基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚，十二烷基酚聚氧乙烯醚和二壬基酚聚氧乙烯醚) 和其他含氮含苯环化合物。这类除油剂虽然成本低、效果好，但存在严重的环境问题: 含磷、含氮、含苯环化合物不易生物降解，会在环境中累积造成水体富营养化; APEO 毒性大、生物降解性差，还是环境激素，具有类似雌性激素作用，正逐渐被限制或禁用。因此，开发环境友好型可生物降解的高效金属脱脂剂成了当前的研究热点［3 ～ 5］。可降解型非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚( AEO -9) 无毒，易降解，对皮肤的刺激性低，具有优良的乳化、渗透、润湿和分散性能，是一种环境友好型表面活性剂，可替代APEO 等表面活性剂使用。将 AEO -9 用于除油剂中已有文献报导［5 ～ 7］，这些除油剂除油效果较好，但存在种种问题，如有的组分复杂、成本高; 有的组分仍含 APEO和苯环。为此，本工作以 AEO-9 为除油乳化剂，复配有机羧酸盐，研制了一种无磷、无氮、可生物降解的环境友好型金属除油剂，并考察了其除油效果。

                     1 试 验

                    1． 1 除油工艺

                    除油配方及参数: 2． 0 g /L 氢氧化钠，0． 5 ～ 3． 0 g /L硫酸钠，15． 0 ～ 50． 0 g /L 助洗剂( 有机羧酸盐) ，4． 0 ～11． 0 g /L AEO -9，40． 0 ～ 60． 0 ℃。

                       1． 2 除油效果的测定

                     测试方法: ( 1) 取平整不锈钢片( SUS321，20 mm ×40 mm × 1 mm) ，放于市售碱性除油剂( 101 除油粉，为电镀行业广泛使用的强碱性除油剂) 中 60 ℃ 除油 10min，取出，冲洗干净，热风吹干，冷却; ( 2) 在钢片表面滴 2 滴机油( 1 份 50 号机油 + 1 份美孚威格利 1409) ， 用玻棒均匀铺开，悬放在一定温度的自制除油剂中除油，至钢片表面的油脂脱附后，取出，冲洗干净，至钢片表面水膜均匀连续，说明油脂完全除去。记录钢片放入至油脂除净的时间，平行测试 3 次，取平均值。

                   2 结果与讨论

                   2． 1 影响除油效果的因素

                     2． 1． 1 氢氧化钠含量

                    氢氧化钠对油脂的皂化能力强，它通过皂化反应将油脂中的动植物油分解成易溶于水的脂肪酸盐和甘油，从金属表面除去。氢氧化钠含量高，皂化反应速度快，但它对有色金属有一定的腐蚀作用，为使本工艺可用于有色金属表面的除油，确定氢氧化钠浓度为 2． 0 g /L。

                     2． 1． 2 硫酸钠含量

                     2． 0 g/L 氢氧化钠，6． 0 g/L AEO-9，24． 0 g/L 助洗剂;50 ℃，10 min 下，不同硫酸钠含量时的除油效果见表1。硫酸钠能改善溶液的分散性能，对油脂有一定的助洗作用。其含量低，助洗作用小; 含量过高，助洗作用减弱，抑制了油脂从金属表面逸出。综上，其含量控制在 1． 5 g /L 为宜。

                      2． 1． 3 助洗剂含量

                       2． 0 g /L 氢氧化钠，1． 5 g /L 硫酸钠，5． 0 ～ 10． 0 g /L AEO -9; 50 ℃，10 min 下，不同助洗剂浓度时的除油效果见表 2。碱性除油剂的性能主要取决于表面活性剂，但选择适当种类和配比的助洗剂，能显著提高除油剂的除油能力。与 AEO -9 复配的助洗剂是一种有机羧酸盐，它对油脂的分散能力强，能增强表面活性剂的综合性能，提高除油能力; 还对金属有一定的配位作用，抑制水质中存在的离子对除油过程的不良影响。由表 2 可 见，当助洗剂用量是 AEO-9 的 4 倍时助洗效果最好，除油能力强。因此助洗剂与 AEO-9 的比例以 4 ∶ 1 为宜。

 

                        2． 1． 4 AEO -9

                        2． 0 g /L 氢氧化钠，1． 5 g /L 硫酸钠，助洗剂 ∶ AEO为 4 ∶ 1; 50 ℃，10 min 下，不同 AEO-9 浓度时的除油效果见表 3。

                        表 2 说明，通过 AEO-9 与助洗剂的合理复配，所得除油剂具有较佳的除油能力。由表 3 可见，AEO -9 含量过低，除油能力差; 含量太高，溶液的浊点降低，工艺温度下溶液即浑浊，除油效果变差。综合可知，AEO -9的含量以 5． 0 ～ 10． 0 g /L 为宜。

                      2． 1． 5 温 度

                       2． 0 g/L 氢氧化钠，1． 5 g/L 硫酸钠，6． 0 g/L AEO -9，24． 0 g /L 助洗剂下，不同温度时的除油效果见表 4。

                     除油效果好坏除受工艺配方影响外，还受工艺条件的影响。升高温度可以提高皂化反应速度和降低油脂黏度，促进乳化作用，但温度过高，达到溶液的浊点温度时，除油效果反而变差，同时能耗增加，溶液蒸发量大，工作环境恶化，有色金属的腐蚀也加快。由表 4可见，除油时间随温度升高而减小。温度低于 50 ℃时，虽能将油脂除去，但除油时间太长，不利于生产; 温度高于 50 ℃，除油时间减小，但减小不显著。因此除油温度以 50 ℃  为佳。

                     2． 1． 6 时 间

                     由表 3、表 4 可见，除油时间是和除油剂浓度及工艺温度有关的量。通常除油剂浓度高，除油时间短，但浓度太高，使溶液浊点下降，除油时间延长。在一定温度范围内，升高温度可缩短除油时间，但当温度升高到溶液浊点时，除油效果反而变差。

                      2． 2 除油剂的除油效果对比

                      将本除油剂( 2． 0 g /L 氢氧化钠，1． 5 g /L 硫酸钠，6． 0 g /L AEO -9，24． 0 g /L 助洗剂) 与前述市售碱性除油剂( 50． 0 g /L) 的除油效果进行了对比，结果见表 5。

                       由表 5 可见，本除油剂使用浓度较市售碱性除油剂低，而且相同工艺温度下，除油时间短，说明本除油剂的除油效果优于市售碱性除油剂。

                       2． 3 工艺维护

                      本除油剂因碱含量较低，应定期测定溶液的 pH值，当溶液 pH ＜ 10 时，需补加 1 g /L 氢氧化钠。若溶液 pH ＞ 10、但除油效果变差时，则需要按比例补加AEO -9 和助洗剂。溶液长期使用后，液面的浮油应溢流除去。本工艺日常维护简单，易于操作。

                       3 结 论

                     ( 1) 以最优除油工艺: 2． 0 g /L 氢氧化钠，1． 5 g /L硫酸钠，助洗剂 ∶ AEO -9 为 4 ∶ 1，5． 0 ～ 10． 0 g /L AEO -9，于 50 ℃下，5 ～ 10 min 能将试片上的油脂完全除去。

                      ( 2) 该除油剂的除油效果优于市售碱性除油剂，而且无磷、无氮、无苯环和 APEO，可生物降解，对环境无不良影响。

                       ( 3) 本工艺维护简单，溶液可反复使用。

                       原标题：低碱环保型金属除油剂的研制

                       原作者：赖俐超，张丰如，唐春保