Page 137 - 《精细化工》2021年第12期
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第 12 期                        刘士伟，等:  微乳液应用于金属表面油污的清洗                                   ·2499·


                [8]
                        [9]
            汽油 、煤油 、柴油          [10-11] 等。汽油具有闪点低、易            1   实验部分
            燃等缺点，而柴油在微乳液体系的增溶量要低于煤
            油。在清洗剂中添加的表面活性剂可以起到降低溶                             1.1   试剂与仪器
            液的表面张力       [12] 、改善对油脂表面的润湿性、渗透                      SDBS，AR，上海泰坦科技股份有限公司；无
            增溶等作用，常用的表面活性剂主要有非离子型、                             水乙醇、正丁醇、硅酸钠、偏硅酸钠、九水合偏硅
            阴离子型表面活性剂，但多采用表面活性剂复配的                             酸钠、苯甲酸钠、三乙醇胺、二水合钨酸钠、六亚
            形式。十二烷基苯磺酸钠（SDBS）作为一种阴离子                           甲基四胺、NaOH、Na 2 CO 3 （以上均为 AR）、苯并
            型表面活性剂，具有较强的增溶能力，很好的脱脂                             三氮唑（CP）、磷酸钠（GR），国药集团化学试剂有
            能力和润湿、渗透和乳化作用，性质稳定，在酸性                             限公司；柴油（0#）、煤油，中石化加油站；石油醚
            或碱性介质以及加热条件下都不会分解，并且价廉                             （60~90 ℃），广东西陇化工股份有限公司；醚
            易得。王龙等      [13] 用 SDBS 微乳液体系处理含油泥沙，               -5/TO-5（质量分数 99%），山东优索化工科技有限
            循环 5 次后，脱除效果仍达到 71.5%。刘宇童等                  [14]   公司。
            用 SDBS 制备微乳前驱液淋洗煤油污染海砂，在                               101A-1E 型电热鼓风干燥箱，上海实验仪器厂
            SDBS 质量分数为 4%时，除油率可达 93.8%。王娩                      有限公司；CHA-S 型气浴恒温振荡器，常州国宇仪
            等 [15] 考察了正丁醇、异丁醇和仲丁醇 3 种助表面活                      器制造有限公司；雷磁 PHS-3C 型 pH 计，上海仪电
            性剂及其含量对微乳液相行为的影响，发现正丁醇                             科学仪器股份有限公司；50 mm×25 mm×2 mm 不锈
            对油相的增溶能力更好。碱性助剂如 NaOH、碳酸                           钢片、H62 黄铜、LY12 铝、Q235 碳钢片，扬州科
            盐等，不仅对油污有一定的清洗率，还兼有 pH 缓
                                                               力环保设备有限公司。
            冲剂、硬水的软化剂、金属腐蚀的抑制剂等作用。
                                                               1.2   方法
            阴离子表面活性剂受无机盐影响较大，通常添加
                                                               1.2.1   清洗剂的制备
            NaCl、KCl、Na 2 SO 4 等作为调节相行为的助剂，但                      （1）在 50 mL 具塞试管中，依次加入 10 mL 去
                              2–
                        –
            水中含有 Cl 和 SO 4 时会对金属防锈性造成不利影                       离子水、1.6 mL 煤油、0.8 g SDBS、0.14 g Na 2 CO 3 、
            响 [16] ，最终用碱性助剂替代来调节相行为。缓蚀剂
                                                               0.8 mL 正丁醇，混合均匀后置于 35  ℃的恒温水浴
            根据情况可选择油溶性和水溶性缓蚀剂，能保证清
                                                               锅中，稳定 12 h，待微乳液相态形成并稳定后，可
            洗后金属表面光亮，无腐蚀磨损。部分表面活性剂
                                                               得到最优化微乳液。
            和碱性助剂也兼具防锈的功能。
                                                                  （2）在上述制备的最优化微乳液中加入 0.006 g
                 目前，用于金属表面油污清洗的主要是溶剂型
                                                               硅酸钠，混合均匀后置于 35  ℃的恒温水浴锅中，
            清洗剂、水基清洗剂和半水基清洗剂。溶剂型清洗
                                                               稳定 12 h，可得到最优化清洗剂〔SDBS 含量为 8%
            剂具有一定的操作危险性、挥发性大、毒性较高、
                                                               （以去离子水的质量计，下同）、Na 2 CO 3 含量为
            污染环境、价格高等缺点；水基清洗剂具有清洗温
                                                               1.4%、煤油含量为 12.8%、正丁醇含量为 6.4%、硅
            度高（50~80 ℃）、不易喷淋使用（部分产品泡沫丰
                                                               酸钠含量为 0.06%〕。
            富）、清洗后处理不及时易生锈、废液处理复杂、清
            洗剂循环利用性差等缺点；半水基清洗剂具有放置                             1.2.2   油污涂覆实验
            易分层、稳定性差等缺点。为了解决这些问题，研                                （1）试片预处理：用 240#砂纸沿平行于试片长
            制一种稳定、清洗温度低、防锈、低泡沫、污染小                             边的方向打磨试片。打磨好的试片先后用无水乙醇
            的金属清洗剂将具有广阔的应用前景。微乳液清洗                             和石油醚（或丙酮）擦洗，在 40  ℃烘箱中干燥 30 min
            剂作为一种半水基清洗剂既保留了半水基清洗剂优                             后，移入干燥器，冷却称重。
            点，对油溶性污垢和水溶性污垢都有一定清洗作用，                               （2）用小刀刮取油污，均匀地涂覆在试片表面，
            又解决了半水基清洗剂易于分层不易储存的问题，                             擦除边缘多余油污，控制涂覆量在 0.08~0.19 g 之间。
            与水基清洗剂相比，清洗温度低，效果优异，克服                             将涂好的试片在 70  ℃烘箱中放置 30 min，擦去底
            了溶剂型清洗剂安全性不足的缺点                [17] 。              边油污，干燥冷却称重。
                 本文拟以 SDBS 为表面活性剂、煤油为有机相、                         （3）涂覆油污的金属片经过冷却后，按照 GB/T
            Na 2 CO 3 为碱性助剂、正丁醇为助表面活性剂，进行                      31586.2—2015《防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保
            微乳液配方的筛选，考察各种变量对清洗率的影响，                            护  涂层附着力/内聚力（破坏强度）的评定和验收
            添加适量缓蚀剂，保证清洗剂的防腐防锈性能，最                             准则  第 2 部分：划格试验和划叉试验》采用划叉法
            后对微乳液性能进行评价。旨在开发一种稳定、清                             进行附着力测试。
            洗率高、可生物降解、防腐防锈性强、清洗温度低、                            1.2.3   清洗率测定
            成本低的微乳液金属清洗剂。                                          将涂油污的试片平放在 200 mL 烧杯底部，倒
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