油漆涂装前处理方法—脱脂处理

金属材料在加工、储存过程中会黏附各种油污。根据油污的性质可分为皂化油与非皂化油。皂化油为动植物油，主要存在于拉延油、抛光膏等产品中，从结构上看为酯结构，可与碱作用皂化为可溶物;非皂化油为矿物油，如凡林、润滑油和石蜡等，常存在于防锈油、润滑剂和乳化剂等，它们不发生皂化反应，但能溶于某些溶剂，能被表面活性剂乳化、分散。这两类油均不溶于水，根据工件材质、油污性质不同，可采用不同的处理工艺。

(1)有机溶剂去油

有机溶剂去油利用溶剂对油污的溶解作用除去皂化油和非皂化油。采用的溶剂要求溶解力强，不易燃、毒性小、便于操作、挥发较慢且价格低廉。在实际生产中经常采用的有机溶剂各有其特点，如芳烃溶剂，主要有甲苯、二甲苯等。该类溶剂溶解性强，但对人体危害大，挥发性高，生产中尤其不要采用苯，因为苯是严重的致癌性物质。石油溶剂如汽油，常用的有200号溶剂汽油等，该类溶剂价格便宜，毒性小，对常见油污有较强的溶解力，但挥发快、易燃、易爆。卤代烃类溶剂，如二氯乙烷、三氯乙烯等，去油能力强、不燃烧，应用较多，但毒性大。

有机溶剂去油一般采用擦洗、浸洗、蒸气洗等方式。擦洗工艺劳动强度大，生产效率低，工作环境差，但可在常温下进行，且不受工件形状影响。该工艺主要用于批量小或不能用其他方法处理的工件，如大工件户外作业或无其他条件的企业。三氯乙烯是最常用的蒸气清洗剂，即所谓的气相法除油用溶剂之一。该法一般在封闭型的脱脂机中进行。脱脂机装置分为三部分:底部为带加热装置的三氯乙烯的液相区，中部是蒸气区并挂有被处理的工件，上部是装有冷却管的自由区。加热三氯乙烯至沸点(87℃)而气化，当碰到冷的工件时，冷凝成液滴溶解工件上的油污滴下，以达到去油的目的。当工件与蒸气的温度达到平衡时，蒸气不再冷凝，去油过程结束。从被清洗工件上除去的油污的沸点，通常较溶剂的沸点高得多，因此，即使在溶剂含有大量油污的情况下，其蒸气仍然基本是纯溶剂的蒸气。重复使用溶剂，仍可得到良好的清洗效果，达到很高的清洁程度。采用溶剂去油的优点是不受油污种类、工件材质与形状的限制，除油效率高。如果在封闭型脱脂机中进行，则溶剂损失小，空气污染小。但是使用有机溶剂脱脂时，在溶剂挥发后，往往工件表面还剩一薄层油膜，对于要求清洁度很高的表面，还需采用其他工艺进一步处理。

(2)碱液清洗

碱液清洗去油利用碱与油污的皂化反应，形成可溶性皂而将油脂除去。碱与非皂化油不起反应，但可借助于硅酸钠、多聚磷酸盐等无机表面活性剂的作用，使非皂化油形成乳化液而除去。

常用的碱有NaOH、Na2CO、 Na2 Sio、磷酸盐等。NaOH为强碱，可与酸性污垢和动植物油反应而除去，去污力强，但只能用于黑色金属，水清洗性差;NaCO水解后呈碱性，有缓冲作用，易润湿金属，对硬水有软化作用，但皂化力弱，水洗性差，可用于黑色金属和有色金属;Na2SiO水解力强:SiO+H10→-HSiO(胶体)+2H，水解后提供的碱性略低于NaOH，远强于Na2CO3，皂化力强。同时水解生成的胶体，对污物分散性好，具有润湿铁表面的许多晶格点，形成氧化膜和氢氧化物，导致成膜时晶核的生长速度小于品粒长大的速度，从而在数目不多的活性点上晶粒长得粗大，降低磷化质量和涂层的防护性能。而且脱脂液碱性强，清洗效果不佳。所以对常(低)温磷化应选用中低温弱碱性脱脂剂对于不同的金属，不同的处理工艺应选择不同的碱液配方。实际上，单一液清洗的配方和工艺工业上很少单独使用，一般采用多组分混合液，如碱类、表面活性剂和多种合剂等多种助剂混合组成，通常称这种清洗剂为复合碱性清洗剂。因为复合清洗剂能发挥各种洗净剂的特性，显著提高洗净效率，尤其是添加少量的表面活性剂后，能成倍地提高洗净效率。碱溶液的表面张力非常大，添加表面活性剂可改善滲透性，使表面张力维持在4×108N/m以下。碱液清洗剂配方可根据清洗的油污种类、被清洗物的材质、清洗方式等因素通过实验确定。碱液去油成本低，介质无毒，不燃不爆，生产效率高，去油彻底，操作简单因此碱液去油仍是除油采用的主要方法。但碱液去油一般需加热至45℃以上，能耗大且不适于常低温磷化要求。

(3)表面活性剂去油

表面活性剂(清洗剂)去油是利用表面活性剂的表面活性作用，降低油污与金属之间的界面张力，通过渗透、润湿、乳化、分散等多种作用除油。表面活性剂按其结构特征，可分为阴离子型、非离子型、阳离子型和两性型表面活性剂。

(4)超声波脱脂

超声波脱脂是利用超声波振荡的机械能作用于脱脂液体时，周期交替产生瞬间正压和瞬间负压。在负压的半周期溶液中产生大量孔穴，蒸气和溶解的气体变成气泡，随后在正压的半周期瞬间产生强大的压力，使气泡被压缩而破裂，产生数以万计的冲击波，对溶液产生激烈的搅拌，并强烈冲击零件表面，从而加速除油过程并使零件表面深和孔隙处的油污彻底清除。超声波可应用于溶剂脱脂、化学脱脂和电化学脱脂，还可用于酸洗等场合，一步或分步达到脱脂、除锈、除膜(挂灰、浮污膜)等效果。超声波脱脂液的浓度和温度较其他脱脂液低。因为浓度和温度过高将阻碍超声波的传播，降低脱脂能力。使用超声波可降低脱脂液的温度和浓度，节约能源，保护基体金属免受腐蚀。应合理选择脱脂液的组成和配比，选择合适的超声波振荡频率和强度等参数。

超声波脱脂对处理形状复杂、有微孔、盲孔、窄缝以及脱脂要求高的零件更有效。一般用于除油的超声波频率为30kHz左右，复杂的小零件可采用高频率、低振幅的超声波，表面较大的零件则使用频既具有液体的高密度、强溶解性和高传热系数，又有气体的低黏度、低表面张力和高扩散系数，并且这些性质还会随温度、压力的调整而发生显著变化。如果对压力做微小调整，超临界CO2的渗透性和溶解性就大幅度地提高，作为替代溶剂赋子它优良的性质。一般来说，超临界CO2可以直接溶解碳原子数在20以内的任何有机物，加入适当的表面活性剂，可以溶解或分散油脂、石蜡、重油、蛋白质、聚合物、水及重金属。因此超临界CO2作为替代溶剂有广阔的应用领域。超临界CO清洗不燃不爆，对环境基本无污染，是一种绿色清洗技术。通常情况下，CO2超临界清洗在封闭系统内进行，CO2可循环利用，不会产生温室效应。即使有少量散发，其GWP(全球升温潜能值)仅是氯代烃的几千分之一，其ODP(臭氧破坏潜能值)为零。事实上，CO2从其他行业回收利用，作为替代溶剂减少了对环境的影响。同时，CO2的蒸发潜能较溶剂低，比溶剂更节能。因此超临界CO2清洗系统在整体上，对环境、节能和节省资源都是有利的