除蠟水廣泛應(yīng)用于電鍍、鐘表、工藝品、飾品等五金行業(yè)工件的拋光后之除蠟工藝。除蠟水的研究主要是選擇一些表面活性劑、助劑、緩蝕劑、助溶劑等復(fù)合、調(diào)配，從而使產(chǎn)品在常溫、加溫，超聲波、浸洗等工藝中都能迅速、徹底去除各種蠟垢，對不銹鋼、碳鋼、鋅合金、鋁合金、鎂合金、銅合金等各種基材不產(chǎn)生腐蝕、氧化等負(fù)作用，有較長的使用壽命和環(huán)保性能。此外，注意對產(chǎn)品的粘度、氣味、顏色、透明度等外觀性能進(jìn)行合理的調(diào)配，滿足客戶心理需求，提升產(chǎn)品附加值。

      原理

　　拋光蠟的蠟垢主要由石蠟、脂肪酸、松香皂、金屬氧化物和某些無機(jī)固體拋磨小顆粒如：剛玉、碳化硅、高鋁瓷等組成。固體顆粒主要以粉末狀均勻分布于拋光蠟體系中，以及一些打磨布轆殘碎片、打磨出來的金屬基體的粉末物及其氧化物。

　　蠟垢與工件主要以機(jī)械粘附、分子間力粘附、靜電力粘附等粘附方式，當(dāng)機(jī)械粘附的蠟垢顆粒小于0.1μm時(shí)就較難去除，這是根據(jù)較長時(shí)間對各種蠟垢觀察所得的結(jié)論。新型高效除蠟水制備的關(guān)鍵是對各種表面活性劑、助劑、緩蝕劑等的合理復(fù)配，通過降低表面張力，改善潤濕滲透性能和乳化、溶解、增溶等性能，從而加強(qiáng)滲透能力和溶解能力。非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑的復(fù)配早就廣泛應(yīng)用，加離子型表面活性劑能使非離子表面活性劑的濁點(diǎn)有較寬的范圍，能形成混合膠團(tuán)；非離子表面活性劑分子“插入”膠團(tuán)中，使后來的離子表面活性劑離子頭間斥力減弱，再加上兩種表面活性劑疏水鏈之間的相互作用，更易生成膠團(tuán)，使混合液體的CMC下降，且表面張力也下降，表面活性增高。

　　實(shí)驗(yàn)研究

　　根據(jù)上述原理和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并參照相關(guān)資料，首先考慮幾個(gè)比較重要的因素并進(jìn)行簡單的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，然后就各組份的配伍性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，得出較為理想的除蠟水配方，并經(jīng)小樣實(shí)驗(yàn)后，試制中樣，進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用考慮。

　　陰離子表面活性劑的選擇

　　根據(jù)相關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)，一定的羧酸鹽表面活性劑有對黑色金屬良好的緩蝕效果，而且價(jià)格低廉，可選用一定碳鏈結(jié)構(gòu)的飽和脂肪酸和較高活性的有機(jī)堿在較為簡單的工藝下合成，該表面活性劑綜合性能十分理想。

　　我們將陰離子表面活性劑初步含量確定為25wt％左右。如表面活性劑含量過高，則無機(jī)鹽助劑難于加入，選用脂肪酸醇胺鹽作陰離子表面活性劑，較單乙醇胺和三乙醇胺，二乙醇胺更具有良好的緩蝕、滲透、堿儲量等作用。對脂肪酸的選擇是陰離子表面活性劑選擇的關(guān)鍵，脂肪酸與醇胺反應(yīng)產(chǎn)物的性能對比如表所示。

脂肪酸	水溶解性	耐硬水性	除蠟?zāi)芰?5±2℃	除蠟?zāi)芰?5±2℃
月桂酸	很好	強(qiáng)	好	一般
硬脂酸	一般	差	一般	好
亞油酸	好	一般	差	一般
油酸	好	好	好	好

    非離子表面活性劑的選擇

　　聚氧乙烯型活性劑，除了考慮其濁點(diǎn)外，還應(yīng)盡量使其在較低的濃度下有較低的表面張力，以及對蠟垢特性相適應(yīng)的HLB值。參考相關(guān)資料，對烷基酚的環(huán)氧乙烷不同加成數(shù)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。選用環(huán)氧乙烷加成數(shù)為l0的HLB值為l2～l3，濁點(diǎn)在70℃左右時(shí)，其潤濕力、滲透力、對硬表面去污力等綜合效果最好。選用高級醇酰胺，使脂肪基醇酰胺含量盡可能高，這樣在較低的濃度下，對蠟垢有良好的去除效果；盡量少游離脂肪酸，能減少對工件的腐蝕，且溶解性能良好。它具有優(yōu)越的除蠟垢、防蠟垢再沉淀能力，與其它表面活性劑復(fù)配，有良好的增效性能，同時(shí)兼具防銹性，即使在很低的濃度下亦能抑制鋼鐵生銹。

　　無機(jī)鹽助劑的選擇

　　聚磷酸鹽對洗滌劑的表面活性劑有協(xié)同作用，縮合磷酸鹽在水溶液中都傾向于回復(fù)成正磷酸鹽，焦磷酸鹽在溫度不太高的情況下，逆反應(yīng)很慢，因此在配制液體洗滌劑時(shí)多用焦磷酸鹽。聚磷酸鹽對蠟垢中的脂肪酸類物質(zhì)起到促進(jìn)作用，對固體粒子有分散作用，還具有堿緩沖作用，使洗滌液保持一定的堿度，并能促進(jìn)蠟垢粒子的分散，通過皂化作用使蠟垢中的硬脂酸類化合物污垢分解、膠化，有利于蠟垢的去除。硅酸鈉與一定的表面活性劑一起使用時(shí)有良好的助洗作用，同時(shí)一定的硅酸鈉是鋁及鋁合金的緩蝕劑，與聚磷酸鹽復(fù)合使用的作用是十分顯著的。將脂肪酸皂與一定的無機(jī)鹽做成濃縮液，我們做了該方面的除蠟?zāi)芰?shí)驗(yàn)，結(jié)果情況如表2。

脂肪酸皂%	磷酸鈉	碳酸鈉	硅酸鈉	焦磷酸鈉	除蠟?zāi)芰Τ災(zāi)芰?5±2℃
40	60	-			≥65
40	20	40			≥70
40	20		40		≥80
40	20			40	≥87

　　緩蝕劑的選擇

　　以上所選用的活性劑和無機(jī)鹽助劑，在一定程度上考慮了對工件的緩蝕。在實(shí)際操作中，我們引進(jìn)了水溶性復(fù)合緩蝕劑B，在使用中，特別是加溫除蠟中，可大大降低蠟垢和活性劑中游離出來的脂肪酸根對金屬工件的腐蝕，使工件表面沒有變暗、起斑等腐蝕現(xiàn)象。

　　增溶劑的配比選擇

　　我們也充分考慮了對蠟垢去除的物理化學(xué)性能，但通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用，我們發(fā)現(xiàn)除蠟速度并不十分理想，跟進(jìn)口某些產(chǎn)品有一定的差距。為此，我們做了大量的實(shí)驗(yàn)，引進(jìn)增溶劑c，使除蠟速度提高，同時(shí)不會(huì)降低產(chǎn)品使用壽命和感官效果。

　　配方組成及生產(chǎn)工藝

通過對各組分的選擇和配伍優(yōu)化，最后確定高效新型除蠟水的典型配方，如表3所示。

組分	含量%
陰離子表面活性劑	25
非離子表面活性劑	20
無機(jī)鹽助劑	6
緩蝕劑	2
助溶劑	10
水	余量

產(chǎn)品的主要技術(shù)指標(biāo)及與進(jìn)口產(chǎn)品的性能比較

項(xiàng)目	技術(shù)指標(biāo)	試驗(yàn)方法
外觀	橙色透明稠狀液	目測
PH值（3%水溶液，以下同）	8.5—9.5	PH廣泛試紙
清洗能力（65±2℃）（%）	≥98	JB4322
腐蝕試驗(yàn)	鑄鐵	GB6144
	紫銅
	鋁
硬水中穩(wěn)定性，20人工硬水65±2℃，1h	無絮狀物 無析出物	JB4322
水不溶物	無	JB4322

與目前的同類進(jìn)口除蠟性能對照，如表5。

3%水溶液的除蠟水性能對比

產(chǎn)品代碼	進(jìn)口CR	進(jìn)口CL	新型除蠟水
外觀	橙色透明液	橙色透明稠狀液	橙色透明稠狀液
氣味	濃醚味	濃氨味	基本無味或稍有油脂味
PH值	8.5-9.5	8.5-9.5	8.5-9.5
除蠟?zāi)芰?5±2℃	≥95	≥98	≥98

從測試結(jié)果看，新型除蠟水性能接近或與進(jìn)口同類產(chǎn)品相當(dāng)。氣味上較少刺激性。

　　工件經(jīng)過拋光蠟拋光以后，蠟垢就會(huì)機(jī)械吸附，分子間吸附和靜電吸附等粘附方式殘留在工件上，拋光蠟的主要成分有礦物油，動(dòng)植物油，石蠟，天然蠟以及樹脂，石墨，氧化鋁，碳化硅等固體潤滑劑及磨光添加劑等，目前，金屬除蠟，脫脂，去油污的方法主要有以下幾種：有機(jī)溶劑法；化學(xué)除油法，電化學(xué)除油法，和水基清洗法等。常用的有機(jī)溶劑不能完全去除拋光蠟，特別是金屬上的氧化物，碳化物等磨光料不能被有效的清洗掉；二含氯溶劑不但毒性大，且有水解趨勢，在濕性條件下對工件會(huì)有腐蝕。同時(shí)，化學(xué)電化學(xué)發(fā)除蠟都要使用到強(qiáng)酸強(qiáng)堿，所以也不適合金屬除蠟的清洗。針對拋光蠟的成分配制的除蠟水要求必須具備料號的潤濕，滲透，乳化，分散等性能，配以機(jī)械攪拌和超聲波作用，加快除蠟速度，達(dá)到快速徹底的除蠟效果。

　　除蠟水必須具備良好的綜合性能，其除蠟?zāi)芰?，防銹性，消泡性和穩(wěn)定性是評價(jià)除蠟水的主要指標(biāo)。其中除蠟?zāi)芰κ鞘窃u價(jià)除蠟水品質(zhì)的關(guān)鍵。而除蠟?zāi)芰τ质桥宸芯徎钚詣┑姆N類，數(shù)量和復(fù)配等來決定的。采用單一的活性劑的清洗劑，其洗凈性和消泡性往往不理想，而采用兩種或兩種以上的活性劑復(fù)配不僅可以提高去除油污的能力，而且復(fù)配后的產(chǎn)品消泡性好，易于漂洗。非離子活性劑和陰離子活性劑復(fù)配早就得以廣泛應(yīng)用。加入離子型活性劑能使非離子活性劑濁點(diǎn)有較寬的范圍，能形成混合膠團(tuán)。非離子活性劑分子插入膠團(tuán)中，使例子活性劑離子間斥力減小，再加上兩類活性劑之間疏水鏈之間的相互作用，更易生成膠團(tuán)。使液體的CMC下降，切表面張力下降，表面活性增高。因此，除蠟水制備的關(guān)鍵在于各種活性劑，滲透劑，緩蝕劑，增溶劑的合理選擇和復(fù)配。通過降低表面張力，改善潤濕滲透能力加強(qiáng)乳化，分散，增溶等性能，使得被清洗基體與液固污垢之間潤濕角增大大減小，鋪展系數(shù)增大，從而使產(chǎn)品在加溫及超聲波的作用下，使得蠟垢快速去除。

　　拋光蠟中有較多的硬脂酸和油酸，根據(jù)相似相容原理，除蠟水的一個(gè)重要組分為油酸和醇胺。油酸的醇胺化合物的油酸基可以吸附溶解在拋光團(tuán)里，而醇胺基團(tuán)為親水基團(tuán)，在高溫65-75度及超聲波震蕩下，蠟垢中的油團(tuán)被快速包裹，分散成小油團(tuán)而從基材中剝離出來。