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

（沈陽瑞馳表面技術(shù)有限公司，遼寧 沈陽 110122）

引言

當(dāng)今社會，人民的經(jīng)濟(jì)實力、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，但因為應(yīng)用的領(lǐng)域不同，所以對于清洗劑的選擇需要注意的要點也略有不同，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溶劑為主，極易對環(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。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)水基清洗劑特點對照表（按pH 不同），如表2 所示。

表2 不同類型工業(yè)水基清洗劑特點對照表（按pH 不同）

1.2 工業(yè)水基清洗劑工作機理

目前，水基清洗劑大多以多種表面活性劑和無機鹽進(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匯總見表3。

表3 工業(yè)水基清洗劑常見組分特點匯總

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[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主要利用無機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)它自身獨特的性能目前可以廣泛應(yīng)用在機械，石油，化工，冶金以及電力等多種行業(yè)[4]，但根據(jù)每個行業(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，但工藝不同其對于清洗劑的選擇也具有一定的考驗，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)保及對油污的清洗能力強的特點，但是閃點較低，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較小且易漂洗的清洗劑。碳?xì)淝逑磩┡c其它清洗劑對環(huán)保的影響對比，如表7 所示。

表7 碳?xì)淝逑磩┡c其它清洗劑對環(huán)保的影響對比

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，工業(yè)水基清洗劑的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大，應(yīng)用效果不斷提升，對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；酸性水基清洗劑對于鋼鐵等黑色金屬的腐蝕性能需改善，延長因酸性清洗劑清洗后的返銹時間；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)將會出現(xiàn)質(zhì)的飛躍。