铬雾抑制剂
抑雾剂专家
“云清牌高效铬雾抑制剂”是碳链>2的磺酰氟加工而制得。代表性的产物为全氟辛基磺酸四乙基铵盐。国外代号为FC-248。它在水中的可溶性极好,可达100%,而且可以溶于乙亚甲基磺胺等有机溶剂,外观近乎白色的结晶,熔点在170~190℃,有很高的表面活性。以测量水状溶液表面张力而表观,在每公升水中加入250mgFC-248,使水的表面张力由72mN/m(即>72dyn/cm)下降到22.6mN/m,相对其他含氟表面活性剂,无论是用量和作用时间、性能都是优秀的。(见下表)周良清13181145213
全氟辛基磺酸盐表面活性剂比较(相对水溶液)
| | 表面张力mN/m | 活性剂加入量g/L | 到小张力时间bei1g/L | 溶解残渣bei10g/L |
| F53或FC-80 | 23.0 | 4.0 | 600 | 2 |
| C8F17SO3NH4 | 22.4 | 1.2 | 1050 | 2 |
| C8F17SO3N(eH3)4 | 23.2 | 1.2 | 200 | 1 |
| C8F17SO3N(C2H5)4 | 22.6 | .25 | 100 | 1 |
FC-248主要用途在以下几个方面:
※ 电镀行业铬雾抑制剂:在电解沉积过程中,阴极的氢、阳极的氧的溢出,导致含铬酸的烟雾产生。铬酸雾有强烈的腐蚀性并污染车间其他表面处理电解槽。CrO3的损失量也高达5%~10%;同时铬雾毒性很大,对人体和环境影响很大。为了解决这一问题,早期是通过抽风,不仅消耗大量能源,而且环境污染没有根本解决,CrO3损失亦未解决。上世纪八十年代后开始使用铬雾抑制剂。其代表性的为中科院有机所(上海)的F53(C5F11OC3F6SO3F)和长江化工厂的FC-80(C8F17SO2F)。目前市场已达10吨以上。上述产品在水中溶解度很小(2g/L),而溶液(镀槽中)要求浓度为4g/L,这时表面张力才能达23达因(温度25℃),同时镀层只能达到15um;如镀层厚,就会形成针孔,影响耐蚀性和装饰性;在高电流密度的体系中,也不能抑制铬雾的形成。FC-248作为铬雾抑制剂可克服以上缺点,而得到特别厚且发亮的镀层。
※
表面工艺:表面加工工艺除电镀外,如印染、腐蚀、酸洗、抛光(化学法)等,因工艺原因,如印染工艺的蒸煮过程的水蒸气、化学腐蚀、酸洗、抛光过程的气体挥发,同样如电镀过程一样,存在同样问题。FC-248的应用,可使气体蒸发而造成损耗和污染压到。
※
玻璃工业:作为表面加工的特殊应用领域是玻璃加工业。酸抛光法是氢氟酸、硫酸。如加入FC-248,玻璃在腐蚀池中浸泡,生产出的玻璃制品明亮如镜。经短暂处理后用冲洗液冲洗有很高的透明度。同时,由于FC-248的作用,在50~70℃的热池中,可大大减少蒸汽对HF的损失,避免了对岗位和环境的损害。这对全面敞开形式的抛光池尤其有意义,加以辅助设施可达到国家环保法规要求。
※
塑料工业:可用作热塑加工内脱模辅助剂,其加入量极低,为万分级到十万分级之间。其特点是一方面在热塑过程中,不会分解也不会对质量产生负面影响;另一方面作为塑料可脱模材料,极少加入量就可有效降低加工件与模具的力(剥离强度)。发展到今天还可用作外浇铸工业的外脱模剂使用。
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制片业:胶卷和相纸在涂覆工艺。要求感光乳胶在连续不断(多层、多次)的涂覆过程中,要求涂层均匀、不会出现润湿、离散等故障。FC-248是这方面很好的润湿剂。
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防火:加入易燃液体中,如胶卷生产溶液,它在可燃液体上产生一种很薄的水膜。一方面阻隔与空气中的氧接触,另外也不断地蒸发防火催化剂。哪怕有闪火,也能达到瞬间熄灭。
※
化学工业:作为含氟单体乳化聚合过程的分散剂等。
主要应用:
1.
电镀领域:本产品在水中溶解度达100%,大大高于传统的含氟铬雾抑制剂如C8F17SO2K(FC-80)。用于铬酸溶液(250g/L的CrO3、1%的硫酸、温度为50℃)表面张力还原可达22.6dyn/cm,输入量为0.72g/L。而使用本产品,输入量仅为0.1~0.15g/L。
应用1:碳酸钠95kg、FC-248 5kg,将二者先在圆桶混合,随后将它置于圆盘式破碎机进行进一步混匀,作为一种产品。
将上述产品3.2kg(1g/L)加入含有3200L电解质的硫酸硬镀铬电解槽中(250g/L CrO3和1%的H2SO4)。电解质温度达到45~55℃搅动。电流负荷每天达12000Ah。依据此使用的电流,于是在电解槽表面形成一层或厚或薄的不可渗透的泡沫层(对铬酐而言)。含氟润湿剂的效果根据电解槽水平面上的阳极端的干燥度和在电解槽阴极端用5cm过滤纸检测的喷雾形成来决定。用来维持硬铬电解质表面保持有一层不可渗透的保护层,包括起始的3.2kg,在电流负荷1000Ah条件,计算以后的补加,平均每天消耗小于100g,即FC-248消耗每天在4g左右。
应用2:FC-248100mg/L,溶于含有250g/L的CrO3,5g/L的SrS04和14g/L的K2SiF6的铬电解质中。在50摄氏度时表面张力可达24dyn/cm-1。电流密度为50Ah/dm2,电解槽的搅动温度为50~55℃时可实施电解。电流负荷达到400Ah/ dm2,在达到1000Ah后,表面张力仍未增加。
应用3:FC -24850mg/L,溶解于4L含有400g/LCrO3,4g/L的H2SO4的铬槽,电流负荷15Ah/ dm2,2.5cm厚一层不可渗透的泡沫层形成。电流负荷达到1000Ah后,仍可测得不可渗透泡沫层的厚度仍有1.5cm。
