工業(yè)水基清洗劑應(yīng)用與發(fā)展

金佳惠，朱曉萍，陳 爽，金 茜

（沈陽(yáng)瑞馳表面技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110122）

引言

當(dāng)今社會(huì)，人民的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、生活質(zhì)量穩(wěn)步提升離不開制造業(yè)產(chǎn)能提升的加持，制造業(yè)包含輕紡工業(yè)領(lǐng)域、資源加工工業(yè)領(lǐng)域，機(jī)械、電子制造業(yè)領(lǐng)域，而工業(yè)水基清洗劑是制造業(yè)其中每個(gè)領(lǐng)域必不可少的一員，因此工業(yè)水基清洗劑的發(fā)展見證了制造業(yè)產(chǎn)能的提升，與此同時(shí)同樣也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。目前，工業(yè)清洗產(chǎn)品種類繁多，琳瑯滿目且應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，例如輕工業(yè)的化學(xué)清洗、車輛零件的清洗、金屬加工業(yè)的清洗、電廠冷卻循環(huán)系統(tǒng)的清洗等等，但因?yàn)閼?yīng)用的領(lǐng)域不同，所以對(duì)于清洗劑的選擇需要注意的要點(diǎn)也略有不同，如清洗瀝青常選用溶劑型清洗劑、水處理反滲透系統(tǒng)必須選用反滲透專用清洗劑、噴淋工藝必須選用低泡型產(chǎn)品、精密零部件清洗必須選用低殘留清洗產(chǎn)品。

工業(yè)清洗產(chǎn)品雖然發(fā)展迅速，但仍面臨著非常嚴(yán)峻的問題，清洗產(chǎn)品主要分為水基型清洗劑、溶劑型清洗劑兩大類。其中溶劑型清洗劑主要用于漆類、瀝青精密零部件的清洗工藝，但是溶劑型清洗劑主要以有機(jī)溶劑為主，極易對(duì)環(huán)境、生活、使用者造成不良影響。而水基清洗劑主要以水為主體，通過復(fù)配無機(jī)鹽助洗劑、表面活性劑、其它助劑從而起到除油、除灰的作用，也存在種種弊端，但相較于溶劑型清洗劑，水基型清洗劑氣味更小、污染更小[1]，未來的適用性更加廣泛。

1 工業(yè)清洗劑概述

1.1 工業(yè)清洗劑分類

如表1 所示，工業(yè)清洗劑主要分為溶劑型產(chǎn)品和水基型產(chǎn)品兩大類，溶劑型清洗劑大多應(yīng)用在一些電子元件的清洗領(lǐng)域、精密機(jī)械的清洗領(lǐng)域等，相較于水基清洗劑應(yīng)用更加局限，相比之下水基型清洗劑的應(yīng)用則是更加廣泛。

表1 工業(yè)清洗劑分類對(duì)照表（按化學(xué)性質(zhì)）

水基型清洗劑的配方核心為表面活性劑、無機(jī)鹽、緩蝕劑等，產(chǎn)品通過表面活性劑與其他組分復(fù)配進(jìn)而起到協(xié)同作用[2]，進(jìn)一步展現(xiàn)清洗劑的去油除灰的特點(diǎn)。目前，水基型的清洗劑按照pH 不同主要分為堿性水基清洗劑（pH＞7），酸性水基清洗劑（pH＜7）、中性水基清洗劑（pH≈7），不同類型工業(yè)水基清洗劑特點(diǎn)對(duì)照表（按pH 不同），如表2 所示。

表2 不同類型工業(yè)水基清洗劑特點(diǎn)對(duì)照表（按pH 不同）

1.2 工業(yè)水基清洗劑工作機(jī)理

目前，水基清洗劑大多以多種表面活性劑和無機(jī)鹽進(jìn)行復(fù)配，復(fù)配后通過二者的協(xié)同作用并在多種助劑的幫助下，降低污垢本身的附著力，從而起到剝離、溶解油污的作用，工業(yè)水基清洗劑常見組分特點(diǎn)匯總見表3。

表3 工業(yè)水基清洗劑常見組分特點(diǎn)匯總

工業(yè)水基清洗劑雖然應(yīng)用范圍廣泛，使用頻次高，但仍然存在一些問題：

1）清洗劑主要成分為水，工件（鐵件、鋼件等）與水及氧氣同時(shí)接觸極易出現(xiàn)返銹、造成工件腐蝕，進(jìn)一步引發(fā)資源浪費(fèi)[3]。

2）工業(yè)清洗劑受使用工藝的影響較大，不同的使用工藝對(duì)于清洗劑的要求也略有區(qū)別，噴淋工藝上常出現(xiàn)常溫噴淋泡沫高、浸泡工藝脫脂除灰能力差的問題。

3）工業(yè)水基清洗劑工作特點(diǎn)主要利用無機(jī)鹽助洗劑配合表面活性劑等，產(chǎn)品比例組分高，如若清洗后不進(jìn)行充分漂洗極易出現(xiàn)工件表面殘留，影響工件表面狀態(tài)，不同pH 的水基清洗劑的工作原理，如表4所示。

表4 不同pH 的水基清洗劑的工作原理

1.3 工業(yè)水基清洗劑性能概述（見表5）

表5 工業(yè)水基清洗劑的性能統(tǒng)計(jì)表

1.4 工業(yè)清洗工藝概述

目前，工業(yè)清洗行業(yè)發(fā)展迅猛，在不同領(lǐng)域均有涉獵，但根據(jù)設(shè)備、工件的局限性也導(dǎo)致其在工藝使用上也略有不同，如高鐵外皮清洗大多采用人工擦洗方式，農(nóng)用機(jī)械工件的前處理領(lǐng)域大多采用高壓噴淋或浸泡工藝，小型零配件大多采用超聲波清洗，銹垢工件則一般采用化學(xué)清洗的方式，工業(yè)清洗工藝概述表，如表6 所示。

表6 工業(yè)清洗工藝概述表

2 工業(yè)水基清洗劑的應(yīng)用現(xiàn)狀

工業(yè)水基清洗劑依據(jù)它自身獨(dú)特的性能目前可以廣泛應(yīng)用在機(jī)械，石油，化工，冶金以及電力等多種行業(yè)[4]，但根據(jù)每個(gè)行業(yè)的應(yīng)用其也展現(xiàn)出其多樣的功能性：

1）在農(nóng)用機(jī)械涂裝前處理領(lǐng)域，客戶常見的脫脂工藝大致為噴淋脫脂和浸泡脫脂，其中清洗材質(zhì)多為鑄鐵和鋼，油污多為防銹油、加工油等，故其選用的主要為堿性的水基清洗劑，但工藝不同其對(duì)于清洗劑的選擇也具有一定的考驗(yàn)，噴淋工藝更傾向于低泡型的清洗劑，浸泡工藝更傾向于高分散性、高乳化性、泡沫可稍微高一點(diǎn)的清洗劑。

2）在精密零部件加工領(lǐng)域，客戶常見的零件為精密件，常采用碳?xì)淙軇┬颓逑磩┏暡ㄇ逑捶绞剑細(xì)淝逑磩┫噍^于其它類型的溶劑型清洗劑雖然具有環(huán)保及對(duì)油污的清洗能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但是閃點(diǎn)較低，約為50～75 ℃，極易發(fā)生燃燒現(xiàn)象[5]，而要是使用水基清洗劑則更需要選擇殘留相對(duì)較小且易漂洗的清洗劑。碳?xì)淝逑磩┡c其它清洗劑對(duì)環(huán)保的影響對(duì)比，如表7 所示。

表7 碳?xì)淝逑磩┡c其它清洗劑對(duì)環(huán)保的影響對(duì)比

3）汽車零部件前處理領(lǐng)域，一些工件常出現(xiàn)銹垢，類似這種問題常采用酸性水基清洗劑，酸性水基清洗劑既可以溶解掉工件表面的銹質(zhì)有可能起到清洗油污的作用，根據(jù)工件的材質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)那逑磩╊愋湍芨玫膽?yīng)用，保持工件最好的狀態(tài)。

3 展望

當(dāng)今社會(huì)，工業(yè)水基清洗劑的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，應(yīng)用效果不斷提升，對(duì)于清洗劑的要求也越來越高，在未來仍有需要改進(jìn)并調(diào)整之處，如常溫噴淋清洗工藝下使用的清洗劑的泡沫性能必須調(diào)整，呈現(xiàn)低溫低泡的特點(diǎn)；酸性水基清洗劑對(duì)于鋼鐵等黑色金屬的腐蝕性能需改善，延長(zhǎng)因酸性清洗劑清洗后的返銹時(shí)間；提升中性、堿性水基清洗劑的防銹性能；進(jìn)一步提升水基清洗劑在精密部件的清洗過程中的殘留問題，使其更加使用于精密部件的清洗工作，我相信在眾多科技參與者的不斷努力中，清洗劑的研發(fā)技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)質(zhì)的飛躍。