工业水基清洗剂应用与发展

金佳惠，朱晓萍，陈 爽，金 茜

（沈阳瑞驰表面技术有限公司，辽宁 沈阳 110122）

引言

当今社会，人民的经济实力、生活质量稳步提升离不开制造业产能提升的加持，制造业包含轻纺工业领域、资源加工工业领域，机械、电子制造业领域，而工业水基清洗剂是制造业其中每个领域必不可少的一员，因此工业水基清洗剂的发展见证了制造业产能的提升，与此同时同样也面临着巨大的挑战。目前，工业清洗产品种类繁多，琳琅满目且应用领域广泛，例如轻工业的化学清洗、车辆零件的清洗、金属加工业的清洗、电厂冷却循环系统的清洗等等，但因为应用的领域不同，所以对于清洗剂的选择需要注意的要点也略有不同，如清洗沥青常选用溶剂型清洗剂、水处理反渗透系统必须选用反渗透专用清洗剂、喷淋工艺必须选用低泡型产品、精密零部件清洗必须选用低残留清洗产品。

工业清洗产品虽然发展迅速，但仍面临着非常严峻的问题，清洗产品主要分为水基型清洗剂、溶剂型清洗剂两大类。其中溶剂型清洗剂主要用于漆类、沥青精密零部件的清洗工艺，但是溶剂型清洗剂主要以有机溶剂为主，极易对环境、生活、使用者造成不良影响。而水基清洗剂主要以水为主体，通过复配无机盐助洗剂、表面活性剂、其它助剂从而起到除油、除灰的作用，也存在种种弊端，但相较于溶剂型清洗剂，水基型清洗剂气味更小、污染更小[1]，未来的适用性更加广泛。

1 工业清洗剂概述

1.1 工业清洗剂分类

如表1 所示，工业清洗剂主要分为溶剂型产品和水基型产品两大类，溶剂型清洗剂大多应用在一些电子元件的清洗领域、精密机械的清洗领域等，相较于水基清洗剂应用更加局限，相比之下水基型清洗剂的应用则是更加广泛。

表1 工业清洗剂分类对照表（按化学性质）

水基型清洗剂的配方核心为表面活性剂、无机盐、缓蚀剂等，产品通过表面活性剂与其他组分复配进而起到协同作用[2]，进一步展现清洗剂的去油除灰的特点。目前，水基型的清洗剂按照pH 不同主要分为碱性水基清洗剂（pH＞7），酸性水基清洗剂（pH＜7）、中性水基清洗剂（pH≈7），不同类型工业水基清洗剂特点对照表（按pH 不同），如表2 所示。

表2 不同类型工业水基清洗剂特点对照表（按pH 不同）

1.2 工业水基清洗剂工作机理

目前，水基清洗剂大多以多种表面活性剂和无机盐进行复配，复配后通过二者的协同作用并在多种助剂的帮助下，降低污垢本身的附着力，从而起到剥离、溶解油污的作用，工业水基清洗剂常见组分特点汇总见表3。

表3 工业水基清洗剂常见组分特点汇总

工业水基清洗剂虽然应用范围广泛，使用频次高，但仍然存在一些问题：

1）清洗剂主要成分为水，工件（铁件、钢件等）与水及氧气同时接触极易出现返锈、造成工件腐蚀，进一步引发资源浪费[3]。

2）工业清洗剂受使用工艺的影响较大，不同的使用工艺对于清洗剂的要求也略有区别，喷淋工艺上常出现常温喷淋泡沫高、浸泡工艺脱脂除灰能力差的问题。

3）工业水基清洗剂工作特点主要利用无机盐助洗剂配合表面活性剂等，产品比例组分高，如若清洗后不进行充分漂洗极易出现工件表面残留，影响工件表面状态，不同pH 的水基清洗剂的工作原理，如表4所示。

表4 不同pH 的水基清洗剂的工作原理

1.3 工业水基清洗剂性能概述（见表5）

表5 工业水基清洗剂的性能统计表

1.4 工业清洗工艺概述

目前，工业清洗行业发展迅猛，在不同领域均有涉猎，但根据设备、工件的局限性也导致其在工艺使用上也略有不同，如高铁外皮清洗大多采用人工擦洗方式，农用机械工件的前处理领域大多采用高压喷淋或浸泡工艺，小型零配件大多采用超声波清洗，锈垢工件则一般采用化学清洗的方式，工业清洗工艺概述表，如表6 所示。

表6 工业清洗工艺概述表

2 工业水基清洗剂的应用现状

工业水基清洗剂依据它自身独特的性能目前可以广泛应用在机械，石油，化工，冶金以及电力等多种行业[4]，但根据每个行业的应用其也展现出其多样的功能性：

1）在农用机械涂装前处理领域，客户常见的脱脂工艺大致为喷淋脱脂和浸泡脱脂，其中清洗材质多为铸铁和钢，油污多为防锈油、加工油等，故其选用的主要为碱性的水基清洗剂，但工艺不同其对于清洗剂的选择也具有一定的考验，喷淋工艺更倾向于低泡型的清洗剂，浸泡工艺更倾向于高分散性、高乳化性、泡沫可稍微高一点的清洗剂。

2）在精密零部件加工领域，客户常见的零件为精密件，常采用碳氢溶剂型清洗剂超声波清洗方式，碳氢清洗剂相较于其它类型的溶剂型清洗剂虽然具有环保及对油污的清洗能力强的特点，但是闪点较低，约为50～75 ℃，极易发生燃烧现象[5]，而要是使用水基清洗剂则更需要选择残留相对较小且易漂洗的清洗剂。碳氢清洗剂与其它清洗剂对环保的影响对比，如表7 所示。

表7 碳氢清洗剂与其它清洗剂对环保的影响对比

3）汽车零部件前处理领域，一些工件常出现锈垢，类似这种问题常采用酸性水基清洗剂，酸性水基清洗剂既可以溶解掉工件表面的锈质有可能起到清洗油污的作用，根据工件的材质选择适当的清洗剂类型能更好的应用，保持工件最好的状态。

3 展望

当今社会，工业水基清洗剂的应用领域不断扩大，应用效果不断提升，对于清洗剂的要求也越来越高，在未来仍有需要改进并调整之处，如常温喷淋清洗工艺下使用的清洗剂的泡沫性能必须调整，呈现低温低泡的特点；酸性水基清洗剂对于钢铁等黑色金属的腐蚀性能需改善，延长因酸性清洗剂清洗后的返锈时间；提升中性、碱性水基清洗剂的防锈性能；进一步提升水基清洗剂在精密部件的清洗过程中的残留问题，使其更加使用于精密部件的清洗工作，我相信在众多科技参与者的不断努力中，清洗剂的研发技术将会出现质的飞跃。