CN103628077B - 一种环保型钢铁酸洗酸雾抑制剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型钢铁酸洗酸雾抑制剂，由如下重量百分比的原料组成：甘油单硬酯酸酯20%~30%、农作物秸秆的固体提取物20%~30%、甘油5%~10%、4-磺基邻苯二酸2%~4%、十七烷基羟乙基羧甲基咪唑啉1%~2%、余量为水。本发明与现有技术相比，特别适用于挥发性酸的酸洗过程，能明显抑制酸雾，同时具有缓蚀的性能。尤其是用于盐酸酸洗过程，在空气湿度大或酸浓度较高时，效果更加明显。
Description
技术领域
本发明属于金属表面清洗处理技术领域，具体涉及一种环保型酸洗酸雾抑制剂。
背景技术
酸洗除锈或去除表面氧化层是金属加工、机械加工制造等行业最普遍的一道工序。由于金属及金属氧化物与强酸发生剧烈的化学反应，产生大量HCl、H2、HF和NOX酸性气体，气体在上升挥发过程中携带而产生大量的酸性气溶胶态污染物，即为酸雾。现在使用最多的酸洗液是由盐酸配制。盐酸用于除锈具有速度快、质量好等特点，但是盐酸容易挥发，在使用过程中会出现大量酸雾，若不采取有效的处理措施，不仅浪费了大量的酸液，而且对操作工人造成身体伤害，同时对车间设备造成严重的腐蚀，排入大气后，将对周围环境、人民群众的身体健康以及其它动植物产生严重的危害。
为了减少或减缓酸雾的挥发，目前大多数企业采用酸雾抑制剂，一方面通过缓蚀剂抑制氢气的产生，另一方面通过表面活性剂产生的泡沫进行抑制酸雾。从应用效果来看，传统酸雾抑制剂需要几十分钟的起泡时间，过长的起泡时间使抑雾效果并不明显，且泡沫层容易破裂。同时当酸液浓度过高时效果欠佳，对酸雾的抑制达不到理想效果，仍有不同浓度的酸雾逸出，尤其是对于盐酸、氢氟酸等危害较大的强酸酸雾的抑制效果不太理想，适应面狭窄。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提出一种环保型钢铁酸洗酸雾抑制剂。其特点是通过在酸洗槽液表面快速形成致密的泡沫层，有效抑制强腐蚀性、强酸性的污染物的逸出，同时对钢铁具有缓蚀效果。本发明同时也适应于各种酸洗过程中易挥发性酸雾的抑制。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种环保型钢铁酸洗酸雾抑制剂，由如下重量百分比的原料组成：甘油单硬酯酸酯20%~30%、农作物秸秆的固体提取物20%~30%、甘油5%~10%、4-磺基邻苯二酸2%~4%、十七烷基羟乙基羧甲基咪唑啉1%~2%、余量为水。
所述的农作物秸秆的固体提取物的制备方法：取15g农作物秸秆样品，加80％乙醇450mL浸泡2h后，水浴75℃时回流2h，回收乙醇，用石油醚去酯，旋蒸浓缩成浓缩液，最后经真空干燥得固体提取物。
优选地，所述的农作物秸秆为水稻、玉米或小麦的秸秆。
优选地，所述的农作物秸秆的固体提取物为纤维素类、有机酯类及有机酸类的混合固体物。
所述的一种环保型钢铁酸洗酸雾抑制剂的制备方法：将所述重量百分比的农作物秸秆的固体提取物与甘油单硬酯酸酯、甘油、4-磺基邻苯二酸、十七烷基羟乙基羧甲基咪唑啉混合均匀，加入水中，搅拌均匀，制得所述酸雾抑制剂。
本发明选用上述原料进行组合，可使各原料功效产生协同作用，从而能够快速有效地进行强酸酸雾的抑制，而且对金属表面的除油、除锈、除氧化皮及防锈有一定的辅助作用，提高金属除锈作业的效率，增强金属表面的防护。
各原料组分的功能作用分别为：
甘油单硬酯酸酯：具有很好的酸洗抑雾和缓蚀性能，在酸洗液面上可以产生稳定的泡沫，达到抑制酸雾逸出的效果，同时对金属表面具有一定的去锈、洁净作用；
农作物秸秆提取物：该原料简单易得，价格低廉，制备方法简单。提取物主要成分为纤维素类、有机酯类及有机酸类的混合固体物。在配方的优选过程中，农作物秸秆提取物的含量对酸雾抑制效果具有重要影响，质量百分比含量最佳值为20%~30%。在酸洗过程中起到稳定泡沫的功能，使泡沫不受酸洗液温度升高的影响，大大延长泡沫的存在时间，同时对酸雾有一定的吸收净化作用；
甘油：可以乳化、中和酸雾，同时可以加强除油、去锈的净化功能；
4-磺基邻苯二酸：呈弱酸性，在原料中起到络合稳定的作用，提高抑雾剂性能的稳定性和可靠性；
十七烷基羟乙基羧甲基咪唑啉：具有良好的渗透性、润湿性、再润湿性，且有乳化及洗涤功效，用于增强原料在酸洗除锈中的渗透性，对金属表面的净化有一定的辅助作用。
本发明的环保型钢铁酸洗酸雾抑制剂的使用方法如下：按每升酸洗液添加0.5g~1g本发明的酸雾抑制剂，搅拌均匀即可使用。
本发明的抑雾剂有益效果为：原料成分无毒无污染，不会给酸洗废水处理带来任何负担，符合环境保护的发展趋势；对钢铁酸洗具有优良的缓蚀性能；使用方法简便、成本低，抑雾剂添加量为0.5~1g/L就可以有效的抑制酸雾的逸出，并且能够较长上时间的保持抑雾性能。本发明与现有技术相比，特别适用于于挥发性酸的酸洗过程，能明显抑制酸雾，同时具有缓蚀的性能。尤其是用于盐酸酸洗过程，在空气湿度大或酸浓度较高时，效果更加明显。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：
一种环保型钢铁酸洗酸雾抑制剂，由如下重量百分比的原料组成：甘油单硬酯酸酯20%、水稻秸秆的固体提取物30%、甘油5%、4-磺基邻苯二酸4%、十七烷基羟乙基羧甲基咪唑啉1%、余量为水。
所述的水稻秸秆的固体提取物的制备方法：取15g水稻秸秆样品，加80％乙醇450mL浸泡2h后，水浴75℃时回流2h，回收乙醇，用石油醚去酯，旋蒸浓缩成浓缩液，最后经真空干燥得固体提取物。
所述的一种环保型钢铁酸洗酸雾抑制剂的制备方法：将所述重量百分比的水稻秸秆的固体提取物与甘油单硬酯酸酯、甘油、4-磺基邻苯二酸、十七烷基羟乙基羧甲基咪唑啉混合均匀，加入水中，搅拌均匀，制得所述酸雾抑制剂。
在两份100L含10%HNO3+5%H2SO4+1%HF酸洗液中，试验组加入50g实施例1制得的酸雾抑制剂，空白组不加抑雾剂。加热至40℃，同时放入未经处理的不锈钢管件，2分钟后，试验组酸洗液液面形成1cm厚度泡沫层，未见明显酸雾产生；而空白组酸洗液液面有大量酸雾涌出。
在100L含10%HNO3+5%H2SO4+1%HF酸洗液中按重量递增添加实施例1制得的抑雾剂，对不锈钢管件的酸洗抑雾效果见表1：
表1
| 序号 | 添加量 | 浸涂后 |
| 1 | 0 | 大量酸雾逸出 |
| 2 | 5g | 酸雾稍微减少 |
| 3 | 15g | 酸雾继续减少 |
| 4 | 30g | 酸雾继续减少 |
| 5 | 40g | 酸雾明显变少 |
| 6 | 50g | 酸雾基本消失 |
| 7 | 70g | 无明显酸雾 |
| 8 | 90g | 无明显酸雾 |
| 9 | 100g | 无明显酸雾 |
实施例2：
一种环保型钢铁酸洗酸雾抑制剂，由如下重量百分比的原料组成：甘油单硬酯酸酯30%、玉米秸秆的固体提取物20%、甘油10%、4-磺基邻苯二酸2%、十七烷基羟乙基羧甲基咪唑啉2%、余量为水。
所述的水稻秸秆的固体提取物的制备方法：取15g玉米秸秆样品，加80％乙醇450mL浸泡2h后，水浴75℃时回流2h，回收乙醇，用石油醚去酯，旋蒸浓缩成浓缩液，最后经真空干燥得固体提取物。
所述的一种环保型钢铁酸洗酸雾抑制剂的制备方法：将所述重量百分比的玉米秸秆的固体提取物与甘油单硬酯酸酯、甘油、4-磺基邻苯二酸、十七烷基羟乙基羧甲基咪唑啉混合均匀，加入水中，搅拌均匀，制得所述酸雾抑制剂。
在两份100L含10%HCl+5%H2SO4酸洗液中，试验组加入100g实施例2制得的酸雾抑制剂，空白组不加抑雾剂。加热至40℃，同时放入未经处理的碳钢零件，2分钟后，试验组酸洗液液面形成0.5cm厚度泡沫层，未见明显酸雾产生；而空白组酸洗液液面有大量酸雾涌出。
实施例3：
一种环保型钢铁酸洗酸雾抑制剂，由如下重量百分比的原料组成：甘油单硬酯酸酯25%、小麦秸秆的固体提取物25%、甘油8%、4-磺基邻苯二酸3%、十七烷基羟乙基羧甲基咪唑啉1.5%、余量为水。
所述的小麦秸秆的固体提取物的制备方法：取15g小麦秸秆样品，加80％乙醇450mL浸泡2h后，水浴75℃时回流2h，回收乙醇，用石油醚去酯，旋蒸浓缩成浓缩液，最后经真空干燥得固体提取物。
所述的一种环保型钢铁酸洗酸雾抑制剂的制备方法：将所述重量百分比的小麦秸秆的固体提取物与甘油单硬酯酸酯、甘油、4-磺基邻苯二酸、十七烷基羟乙基羧甲基咪唑啉混合均匀，加入水中，搅拌均匀，制得所述酸雾抑制剂。
在两份100L含20%HCl+10%H2SO4酸洗液中，试验组加入75g实施例3制得的酸雾抑制剂，空白组不加抑雾剂。加热至40℃，同时放入未经处理的热轧钢板件，2分钟后，试验组酸洗液液面形成1cm厚度泡沫层，未见明显酸雾产生；而空白组酸洗液液面有大量酸雾涌出。
本发明具有显著的酸雾抑制效果，特别是空气湿度较大或酸浓度过高时，抑制酸雾的效果更佳明显。本发明同时适应于其他易挥发性酸的酸雾抑制。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
Claims (3)
1.一种环保型钢铁酸洗酸雾抑制剂，其特征是由如下重量百分比的原料组成：甘油单硬酯酸酯20％～30％、农作物秸秆的固体提取物20％～30％、甘油5％～10％、4-磺基邻苯二酸2％～4％、十七烷基羟乙基羧甲基咪唑啉1％～2％、余量为水；所述的农作物秸秆为水稻、玉米或小麦的秸秆；所述的农作物秸秆的固体提取物的制备方法：取15g农作物秸秆，加80％乙醇450mL浸泡2h后，水浴75℃时回流2h，回收乙醇，用石油醚去酯，旋蒸浓缩成浓缩液，最后经真空干燥得固体提取物。
2.根据权利要求1所述的一种环保型钢铁酸洗酸雾抑制剂，其特征在于，其制备方法如下：将所述重量百分比的农作物秸秆的固体提取物与甘油单硬酯酸酯、甘油、4-磺基邻苯二酸、十七烷基羟乙基羧甲基咪唑啉混合均匀，加入水中，搅拌均匀，制得所述酸雾抑制剂。
3.根据权利要求1所述的一种环保型钢铁酸洗酸雾抑制剂，其特征在于，其使用方法如下：按每升酸洗液添加0.5g～1g所述的酸雾抑制剂，搅拌均匀即可使用。
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