工件在制造过程中,由于机械加工和防锈的需要,经常接触各种润滑油、拉延油、防锈油以及磨光剂、抛光膏等,在搬运过程中也常染上油污。因此,油污是被涂金属制件在进入涂装车间时最常见的污垢。在涂装前洗净被涂物上油污的工序称为除油(又称为脱脂)。
最常见的漆前除油的方法有碱液清洗,表面活性剂清洗、乳化液清洗、有机溶剂清洗等,清洗的原理就是借助清洗剂的物理及化学作用力,除去油脂的。
一.油脂的来源及种类
1.油脂的来源:
油污的来源主要是金属材料及其制品在加工和贮运过程中,由于防锈的需要而带来的油污。
由机械加工和成型过程中染污上的油污如各种润滑油、润滑脂、拉延油、切削油、乳化液、抛光膏、磨光剂等。
在搬运过程中染污上的油污如悬链的润滑剂及沥青等。
2.油污的组成主要是一些矿物油、凡士林、石蜡、天然蜡或树脂以及动植物油脂、氧化铝、沥青及其它。
除油的方法及材料
根据油脂的性质及工件材料的性质选用一定的清洗剂是必要的,这样才能受到较良好的清洗效果。主要的清洗方法有碱液清洗法、表面活性剂清洗、有机溶剂清洗法。
1.有机溶剂清洗法:
有机溶剂清洗法是借助于有机溶剂对各种油污的溶解能力进行除油,此法除油率高,但不能洗掉无机盐类和碱类。在涂装工序中,除油常用的有机溶剂是白醇或清洗用汽油和各种含氯溶剂。
采用溶剂汽油清洗法是用刷子或抹布蘸汽油手工擦洗被涂工件表面,或将被清洗件直接浸入溶剂槽中清洗,随后晾干或烘干。
采用含氯溶剂清洗法一般靠其蒸气进行清洗,故又称为溶剂蒸气清洗法,它是清除金属、玻璃或其他材质上溶剂可溶性污垢的一种物理方法,含氯溶剂具有不燃性和对油污溶解力强的特点,但毒性较大,不适合手工清洗。
2.表面活性剂清洗法
以表面活性剂作为主清洗剂,利用其表面张力低、浸透湿润性好、乳化能力强等特性,来洗净金属表面油污的方法,称为表面活性剂清洗法。
主要特点是:
(1)同样条件下,清洗能力较碱液强,去油效果好,可使清洗液的pH值近于中性或弱碱性(pH9-11),适用于有色金属的清洗。
(2)可以和其它处理工序合并。
(3)使污水处理更为方便。
缺点是价格较贵,清洗过程中,容易起泡沫,不适用于喷射法清洗。
通常的表面活性剂是由亲油基和亲水基组成。根据其水溶液中离解所带的电荷可分为:阴离子型(如肥皂、烷基苯磺酸钠)、阳离子型、水离子型、两性界面型等表面活性剂。金属清洗主要采用阴离子型和非离子型表面活性剂。
3.碱液清洗法
碱液清洗法的机理主要基于皂化、乳化、分散、溶解和机械作用。常见的碱的种类有氢氧化钠、钠离子的碳酸盐(如碳酸钠、碳酸氢钠、偏硅酸钠、硅酸钠、磷酸钠等,由于氢氧化钠对铝、锌等金属有较强腐蚀,固一般不用氢氧化钠清洗有色金属。
主要的化学反应
R—COOH+OH-= R-COO-+H2O由于金属表面的油污的组成较为复杂,工业上很少用一种碱配成的清洗剂来进行除油。试验证明,几种不同的碱液和少量的表面活性剂配成的清洗剂,有较好的除油效果。
当然,除油的效果的好坏与所选择的清洗方法以及工艺条件,常用的清洗方法有浸渍法、喷射法、电解法和超声波法。
主要的清洗法的基本工艺表
工序
项目 清 洗 法
浸渍法 喷射法 电解法
除油 时间,分钟 水洗 时间,分钟
温度,℃ 温度,℃ 0. 5~2
浓度,克/分 3~5 常温~50 ~0.25
70~100 常温~50 0. 25~0.5
30~60 0. 51~1 常温~50
55~80
2~4 0. 51~1
70~98
30~60
浸渍法是将被处理工件全部浸入较高温度的清洗液中,不断搅拌清洗液或晃动被清洗件等机械作用,来清除表面污垢。喷射法是以较低浓度的清洗液进行强烈喷射,洗液温度可以不要求很高,但要求清洗液的的起泡性小,不宜采用易起泡的阴离子表面活性剂。喷射法的优点是处理时间较短,处理的温度与浓度较低。由于具有强烈的机械作用,清洗效果较好。缺点是不适宜用于有封闭内腔的工件,维护工作量较大,容易生成大量泡沫。浸渍法的优点是可用于外型复杂、具有封闭内腔的工件,但要注意要注意避免造成空气袋和兜液。设备结构比较简单维护工作量较小,清洗时不易生成过多的泡沫,故允许含较多的表面活性剂。缺点是处理时间较长,处理所需的温度与浓度也较高,清洗效果较差。
目前,被广泛采用的是喷浸结合的处理工艺,这样可以满足在较低的槽液温度和槽液浓度下,在较强的机械压力下,收到较好的处理效果。处理工艺为槽液的总碱度为11—13点,游离碱度为6—7点,温度为55—65℃,处理时间为2~3分钟。对工件进行除油处理后,为防止残留的脱脂液在工件的金属表面形成二次腐蚀和污染后序槽液,一般处理后,进行两次水洗,以清除表面的脱脂液。
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