专利名称：一种用于碱性脱脂剂漂洗性能评价的电解液及其使用方法
技术领域：
本发明涉及钢板脱脂漂洗技术，尤其属于碱性脱脂剂漂洗性能测量用电解液及其 使用方法。
背景技术：
冷轧钢板在生产或加工过程中，钢板表面会沾染油脂、灰尘、金属粉等多种污物和 杂质，通常采用碱性脱脂剂对金属进行脱脂处理。碱性脱脂剂一般包括碱性物质、助洗剂、 螯合剂、消泡剂等多种无机物与有机物，通过渗透、溶解、乳化、增溶等作用达到除去金属表 面油污的效果。冷轧钢板进行脱脂处理的一般工艺是先将冷轧带钢使用碱性脱脂剂脱脂去 污，然后再进行漂洗，脱脂后漂洗是为了去除金属表面残留的碱性脱脂剂和松动的油脂，以 使其以洁净的表面进入到下一道工序。一种脱脂剂的优劣，不但要看它的脱脂效果，而且还要看脱脂后的漂洗性能，即脱 脂剂本身易于被水洗净的能力。如果漂洗性能差，表面残留物多，对于经过退火的制品来 说，将会严重影响炉内气氛，缩短退火炉相关部件的寿命，由于表面物质挥发不充分而引发 金属表面质量缺陷；对于涂镀层产品来说会导致大批量涂装缺陷，影响涂层结合力，造成工 件返修，甚至报废。由于在脱脂处理过程中，大用水量主要发生在漂洗阶段，所以选用易于 漂洗的脱脂剂不但会减少因脱脂剂残留而引发的金属表面质量缺陷，而且会节约大量的漂 洗用水，同时污水处理量也大为减少。但是在脱脂过程中，往往只看重脱脂剂的脱脂能力，而脱脂剂的漂洗性能往往被 忽视或重视力度不够。因此如何评价脱脂剂的漂洗性能随着碱性脱脂剂的广泛应用也必然 要变得紧迫起来。现有漂洗阶段主要是检测漂洗水的电导率与PH值，测量电导率可用来 表征漂洗水中碱、盐等可电离物质的浓度，测量PH值可用来表征漂洗水中0H—的浓度，如果 二者超过一定的范围则要考虑更新漂洗水，因此这两个指标都是为说明漂洗水是否需要更 换，而不能表征脱脂剂的漂洗性能如何。线性扫描伏安法(LSV)多用于电极表面物质氧化还原反应过程的研究，迄今为止 还未有文献报道将其应用于碱性脱脂剂漂洗性能的表征。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于碱性脱脂剂漂洗性能评价的电解液及 其使用方法，该测量用电解液能有效快速、准确可靠测量，测量重复性好，分析灵敏度高。本发明的技术构思发明人认为通过在特定的电解液中测量经脱脂剂处理后的金 属表面，用LSV还原曲线来判定金属表面脱脂剂的残留程度，从而来评价碱性脱脂剂的漂 洗性能。根据电化学氧化还原理论，在某一种电解液中每一种结构的物质有它特定的氧化 还原电位，物质结构不同其氧化电位和还原电位就会有差异。用作脱脂剂漂洗性能试验的 钢板基体的LSV还原曲线具有特定的还原峰，经过碱性脱脂剂处理后，如果漂洗不净，钢板表面会有新的附着物而阻碍电解液中电解质与钢板基体的接触，使钢板基体上的还原反应 电流密度减少，其LSV还原曲线上所对应的还原峰就会减弱，新附着物的在钢板表面存在 会使其LSV还原曲线上出现新的物质还原峰。在电化学测量过程中，电极表面的一切反应都在电解液中进行，测量对象不同，所 需电解液也会随之发生变化。对于研究对象来说，只有在适合的电解液中才具有足够的灵 敏度以达到检测目的。所以电解液的配制对于测量对象的LSV曲线至关重要。本发明的电 解液必须满足以下条件(1)将测量试样浸渍在该电解液中，试样表面的附着物不发生变化，试样表面也不 发生腐蚀。(2)电解液具有适合本发明中LSV曲线测量方法的pH值。当电解液酸性过强时， 试样表面腐蚀会自发进行；当电解液碱性过强时，试样表面会发生钝化，根据本发明，当PH 值较大时，还原反应电位分辨率变差，当PH值较小时，非法拉第电流急剧增加，影响测量结果。本发明采用碱性脱脂剂漂洗性能评价的电解液的成份重量百分配比及pH值如 下磷酸氢二钠0·Iwt% -IOwt% ；磷酸二氢钠0· 5wt% -1. 2wt%硼酸0.01wt% -0. Iwt% ；碳酸氢钠0. Iwt% _0· 9wt%其余为水，pH 值6-8用于碱性脱脂剂漂洗性能评价的电解液的使用方法对试样进行除油水洗处理后吹干；将待测脱脂剂使用去离子水配制成所需碱浓度 并加热至所需温度，然后测试再脱脂及漂洗处理；在普林斯顿VMP3多通道恒电位/恒电流仪上测量样品的LSV还原曲线，设置条件 如下冷轧试样基板制成50mmX30mm尺寸；确定电解液测试温度范围；电位扫描范围 样品开路电位E。。
-2. OV ；扫描速度范围。将除油处理后的基板试样进行LSV曲线测量并以此为基准，其他不同条件下的脱 脂及漂洗试样的LSV曲线与之进行对比，判断脱脂剂在基板上的残留程度来评价脱脂剂的 漂洗性能。为解决上述技术问题，本发明的一种用于碱性脱脂剂漂洗性能评价的电解液，其 化学成分重量百分配比为磷酸氢二钠0·Iwt% -IOwt%，磷酸二氢钠0·5wt% -1. 2wt%,硼酸0.Olwt% -0. Iwt%,碳酸氢钠0·Iwt % -0. 9wt %，其余为水，电解液的pH值为6-8。用于碱性脱脂剂漂洗性能评价的电解液的使用方法，其包含以下步骤1)对试样进行除油水洗处理后吹干，将待测脱脂剂使用去离子水配制成重量百分配比为2% 5%的浓度并加热至70 80度；2)试样在脱脂剂中浸洗；3)然后在去离子水中水洗；4)在恒电位/恒电流仪上测试样品的LSV还原曲线，设置条件如下电解液测试温度范围20°C 35°C，电位扫描范围样品开路电位E。。rr -2. 0V,扫描速度范围10mV/s 40mV/s ；5)根据脱脂剂在基板上的残留程度来评价脱脂剂的漂洗性能。优选地，所述的试样采用40mm X 20mm 50 X 40mm的基板。优选地，所述步骤2)中，所述的水洗时间为15 30秒。优选地，所述步骤3)中，所述的水洗时间为3 15秒。本发明由于采用了以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效 果采用本方法，可以对多种碱性脱脂剂的漂洗性能进行评价，测量时间短(1分钟左 右)，分析灵敏度高，结果准确可靠，重复性好，为生产选用合适的脱脂剂提供重要的理论依 据，并根据本发明方法的实验结果为生产中脱脂剂的选用提供指导。
以下将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1是一种脱脂剂在不同漂洗时间的测量结果；图2是两种脱脂剂漂洗性能的测量对比结果；图3是一种脱脂剂在不同水温漂洗的测量结果。
具体实施例方式实施例1-6本实施例测试用电解液，其化学成分重量百分配比见表1 表 1 本实施例测试参数见表2表2 将经过轧制工艺的一种冷轧钢板剪切成50mmX 30mm尺寸，表面经除油处理然后 水洗后吹干。测试用电解液以及测试参数分别见表1、表2。将样板在脱脂剂中浸洗，然后 分别在去离子水中水洗；实施例1 在去离子水中水洗6秒。实施例2 在去离子水中水洗9秒。实施例3 在去离子水中水洗12秒。在普林斯顿VMP3多通道恒电位/恒电流仪上测量样品的LSV还原曲线，试验结果 见图1。如图1所示，是一种脱脂剂在不同漂洗时间的测量结果曲线1是表示基板LSV还原曲线。曲线2是表示脱脂剂后不漂洗试样的LSV还原曲线。曲线3是表示实施例1漂洗时间6秒时，试样的LSV还原曲线。曲线4是表示实施例2漂洗时间9秒时试样的LSV还原曲线。曲线5是表示实施例3漂洗时间12秒时试样的LSV还原曲线。从图中曲线看出，不漂洗试样远远偏离于基板曲线1，随着漂洗时间的延长，试样 的LSV曲线逐渐接近于基板曲线1，当漂洗时间为12秒时试样的LSV曲线5非常接近于基 板曲线1，说明脱脂剂在漂洗12秒时基本漂洗干净。实施例4-5将经过轧制工艺的一种冷轧钢板剪切成50mmX 30mm尺寸，表面经除油处理然后 水洗后吹干。测试用电解液以及测试参数分别见表1、表2。将样板在A、B两种脱脂剂中分 别浸洗15秒，然后分别在去离子水中水洗12秒。在普林斯顿VMP3多通道恒电位/恒电流仪上测量样品的LSV还原曲线，试验结果 见图2。如图2所示，是两种脱脂剂A、B的漂洗性能测量对比结果曲线6是基板的LSV还原曲线；曲线7是经A脱脂剂处理漂洗后试样的LSV还原曲线更接近于曲线6基板的LSV 还原曲线；曲线8是经B脱脂剂处理漂洗后试样的LSV还原曲线接近于曲线6基板的LSV还 原曲线。
从图中曲线看出，在相同的漂洗条件下，不同的脱脂剂其漂洗性能不同，A脱脂剂已基本被洗掉，A脱脂剂的漂洗性能要好于B脱脂剂。实施例6将经过轧制工艺的一种冷轧钢板剪切成50mmX 30mm尺寸，表面经除油处理然后水洗后吹干。测试用电解液以及测试参数分别见表1、表2。将样板在一种脱脂剂中浸洗后， 然后在室温去离子水中以及60°C热的去离子水中分别水洗12秒。在普林斯顿VMP3多通道恒电位/恒电流仪上测量样品的LSV还原曲线，试验结果见图3。如图3所示，是一种脱脂剂在不同水温漂洗的测量结果。曲线9是表示基板LSV还原曲线；曲线10是经室温水漂洗试样的LSV还原曲线；曲线11是经热水漂洗试样的LSV还原曲线；可以看出经过热水洗的试样的LSV还原曲线11与室温水洗的试样的LSV还原曲 线10相比更接近于基板的LSV还原曲线9。要注意的是，以上列举的仅为本发明的几个具体实施例，显然本发明不限于以上 实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出 或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
一种用于碱性脱脂剂漂洗性能评价的电解液，其特征在于化学成分重量百分配比为磷酸氢二钠0.1wt％-10wt％，磷酸二氢钠0.5wt％-1.2wt％，硼酸0.01wt％-0.1wt％，碳酸氢钠0.1wt％-0.9wt％，其余为水，电解液的pH值为6-8。
2.一种如权利要求1所述的用于碱性脱脂剂漂洗性能评价的电解液的使用方法，其特 征在于包含以下步骤1)对试样进行除油水洗处理后吹干，将待测脱脂剂使用去离子水配制成重量百分配比 为2% 5%的浓度并加热至70 80度；2)试样在脱脂剂中浸洗；3)然后在去离子水中水洗；4)在恒电位/恒电流仪上测试样品的LSV还原曲线，设置条件如下 电解液测试温度范围20°C 35°C，电位扫描范围样品开路电位E。。
-2. 0V, 扫描速度范围10mV/s 40mV/s ；5)根据脱脂剂在基板上的残留程度来评价脱脂剂的漂洗性能。
3.如权利要求2所述的用于碱性脱脂剂漂洗性能评价的电解液的使用方法，其特征在 于试样采用40mm X 20mm 50mm X 40mm的基板。
4.如权利要求2或3所述的用于碱性脱脂剂漂洗性能评价的电解液的使用方法，其特 征在于所述步骤2)中水洗时间为15 30秒。
5.如权利要求4所述的用于碱性脱脂剂漂洗性能评价的电解液的使用方法，其特征在 于所述步骤3)中水洗时间为3 15秒。
全文摘要
本发明公开了一种用于碱性脱脂剂漂洗性能评价的电解液，其化学成分重量百分配比为磷酸氢二钠0.1wt％-10wt％，磷酸二氢钠0.5wt％-1.2wt％，硼酸0.01wt％-0.1wt％，碳酸氢钠0.1wt％-0.9wt％，其余为水，其使用方法步骤如下对试样进行除油水洗处理后吹干，在脱脂剂中浸洗；在去离子水中水洗；在恒电位/恒电流仪上测试样品的LSV还原曲线，根据脱脂剂在基板上的残留程度来评价脱脂剂的漂洗性能。与现有技术相比，测量时间短，分析灵敏度高，结果准确可靠，重复性好，为生产选用合适的脱脂剂提供理论依据。
文档编号G01N27/26GK101846647SQ200910048379
公开日2010年9月29日 申请日期2009年3月27日 优先权日2009年3月27日
发明者王印旭, 祁庆琚, 胡凡, 陈红星, 魏军胜 申请人:宝山钢铁股份有限公司