CN104264173A - 一种环保中性除油除锈钝化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型除油除锈钝化剂，其由下述重量比的组分制成：10-15%有机钙、3-5%羟基乙二叉磷酸、1-3%柠檬酸、1-2%OP-10、0.2-0.3%聚醚210、0.5-2%季铵盐。本发明产品是一种环保前处理产品，与现有技术的明显优势在于，通过有机酸盐的螯合作用，除去金属表面的锈蚀和氧化皮，同时能和金属键形成稳定的螯合物，保护金属的表面，防止清洗过后金属进一步的腐蚀，达到钝化的作用。所以本产品具有除油除锈和抛光钝化，三合一的作用，简化生产工艺，对金属基体腐蚀小，尤其适用于精密仪器，并且适用范围广，不仅能适用于钢铁、铸铁等黑色金属，同时也适用于铝、铜及青铜等。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保型除油除锈钝化剂及其制备方法。
背景技术
金属表面如钢铁表面的除锈处理是钢铁表面涂覆之前的基本工序，目前对于钢铁表面的除锈处理有三种方式：机械处理、化学处理、电化学处理，其中，化学除锈处理因其操作简便、成本低且效果较好，所以应用较广。但是，目前所采用的化学除锈处理中所大量使用到的酸液、除锈液的容易造成钢铁本身强度的降低，同时，对于通过该方式处理后的钢铁表面，清洗后容易再次被腐蚀，且该类除锈处理的方式主要适用于对钢铁、铸铁等黑色金属表面的处理，而对于其他金属如铝、铜及青铜等金属的除锈除油不能很好的应用，使用范围较小。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有除油除锈和抛光钝化三合一作用且生产工艺简单并对金属基体腐蚀小，适用范围广的环保型除油除锈钝化剂及其制备方法。
本发明的一种环保中性除油除锈钝化剂，由下述重量百分比的组分制成：
有机钙 10-15%
羟基乙叉二磷酸 3-5%
pH调节剂柠檬酸 1-3%
乳化剂OP-10 1-2%
稳定剂聚醚210 0.2-0.3%
分散剂季铵盐 0.5-2%
水 余量。
所述有机钙为葡萄糖酸钙、乳酸钙、柠檬酸钙、醋酸钙、氨基酸螯合钙或L-苏糖酸钙。
所述分散剂季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵。
本发明所述环保中性除油除锈钝化剂的制备方法，包括下述步骤：分别称取10-15%的有机钙和0.5-2%的分散剂季铵盐用50-60℃的水溶解均匀，放置至室温，在缓慢搅拌的情况下加入3-5%羟基乙叉二磷酸、1-2%的乳化剂OP-10和稳定剂0.2-0.3%聚醚210，最后加入1-3%柠檬酸，搅拌均匀即可。
本发明所得钝化剂产品溶液pH6.5-7.0呈中性，使用安全对人、工艺设备和环境危害小。
本发明产品是一种环保前处理产品，与现有技术的明显优势在于，通过有机酸盐的螯合作用，除去金属表面的锈蚀和氧化皮，同时能和金属键形成稳定的螯合物，保护金属的表面，防止清洗过后金属进一步的腐蚀，达到钝化的作用。本发明通过分散剂、稳定剂和乳化剂的作用并在特定pH环境下使有机钙与羟基乙二叉磷酸形成非常致密的纳米级螯合物，与铁件表面形成有光泽的灰色的钝化膜，比一般的钝化剂的防锈性能好，在铝件与铜件上形成无色光亮的钝化膜，在起到钝化防腐蚀的同时又能达到抛光的作用，经本发明产品处理后的样品如45号钢片、H62黄铜片、LY11硬铝合金片的表面均光亮如初，室温空气中放置15天无变色，能够满足涂装的前处理工艺。本产品具有除油除锈和抛光钝化，三合一的作用，简化生产工艺，对金属基体腐蚀小，尤其适用于精密仪器，并且适用范围广，不仅能适用于钢铁、铸铁等黑色金属，同时也适用于铝、铜及青铜等。
具体实施方式
下述实施例是对于本发明内容的进一步说明以作为对本发明技术内容的阐释，但本发明的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本发明实质精神的简单变化或替换均应属于本发明所要求的保护范围。
下述以配制100kg本发明所述环保中性除油除锈钝化剂为例，制备步骤为：分别称取10-15%的有机钙和0.5-2%的分散剂季铵盐用50-60℃的水溶解均匀，放置至室温，在缓慢搅拌的情况下加入3-5%羟基乙叉二磷酸、1-2%的乳化剂OP-10和稳定剂0.2-0.3%聚醚210，最后加入1-3%柠檬酸，搅拌均匀即可。
实施例1
分别称取10kg的葡萄糖酸钙和0.5kg的十二烷基三甲基氯化铵用55℃的水溶解均匀，放置至室温，在缓慢搅拌的情况下加入3kg羟基乙叉二磷酸、1kg的乳化剂OP-10和稳定剂0.2kg聚醚210，最后加入1kg柠檬酸，搅拌均匀即可。
实施例2
分别称取15kg的柠檬酸钙和2kg的十二烷基三甲基氯化铵用50℃的水溶解均匀，放置至室温，在缓慢搅拌的情况下加入5kg羟基乙叉二磷酸、2kg的乳化剂OP-10和稳定剂0.2kg聚醚210，最后加入3kg柠檬酸，搅拌均匀即可。
实施例3
分别称取12kg的醋酸钙和1kg的十二烷基三甲基氯化铵用60℃的水溶解均匀，放置至室温，在缓慢搅拌的情况下加入3kg羟基乙叉二磷酸、1kg的乳化剂OP-10和稳定剂0.2kg聚醚210，最后加入1kg柠檬酸，搅拌均匀即可。
实施例4
分别称取13kg的氨基酸螯合钙和1.2kg的十二烷基三甲基氯化铵用50℃的水溶解均匀，放置至室温，在缓慢搅拌的情况下加入3kg羟基乙叉二磷酸、1kg的乳化剂OP-10和稳定剂0.3kg聚醚210，最后加入1kg柠檬酸，搅拌均匀即可。
实施例5
分别称取10kg的氨基酸螯合钙和1kg的十二烷基三甲基氯化铵用60℃的水溶解均匀，放置至室温，在缓慢搅拌的情况下加入3kg羟基乙叉二磷酸、1kg的乳化剂OP-10和稳定剂0.2kg聚醚210，最后加入2kg柠檬酸，搅拌均匀即可。
实施例6
分别称取15kg的氨基酸螯合钙和1kg的十二烷基三甲基氯化铵用56℃的水溶解均匀，放置至室温，在缓慢搅拌的情况下加入5kg羟基乙叉二磷酸、2kg的乳化剂OP-10和稳定剂0.3kg聚醚210，最后加入3kg柠檬酸，搅拌均匀即可。
比较例1
不添加氨基酸螯合钙，其他同实施例6。
比较例2
不添加十二烷基三甲基氯化铵，其他同实施例6。
比较例3
不添加聚醚210，其他同实施例6。
分别以45号钢片、H62黄铜片、LY11硬铝合金片为样品采用JB/T4323.2-1999“水基金属清洗剂实验方法”进行性能测定，除油率的测试采用涂覆人造油污（羊毛脂10wt%、工业凡士林30wt%、20号机油30wt%、30号机油30wt%的混合），在40℃下浸泡5小时。测试结果如表1、表2、表3。上述实例1-6以及比较例1-3所得产品外观均相、无分层、无沉淀。
表1以45号钢片为样品的性能测试
| 钢片 | pH值 | 除锈时间（轻锈，50℃）min | 除锈时间（重锈，50℃）min | 除油率% | 防锈/防腐蚀性能 |
| 实施例1 | 6.5 | 3 | 10 | 98 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 实施例2 | 6.6 | 3 | 11 | 98 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 实施例3 | 6.7 | 5 | 12 | 96 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 实施例4 | 6.8 | 5 | 15 | 90 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 实施例5 | 6.5 | 4 | 10 | 98 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 实施例6 | 6.7 | 3 | 10 | 97 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 比较例1 | 6.5 | 7 | 18 | 88 | 处理后的样品表面光亮，室温放置24h明显变色 |
| 比较例2 | 5.5 | 3 | 10 | 90 | 处理后的样品表面光亮，室温放置5天后明显变色 |
| 比较例3 | 6.0 | 5 | 15 | 93 | 处理后的样品表面光亮，室温放置3天后明显变色 |
表2以H62黄铜片为样品的性能测试
| 黄铜片 | pH值 | 除锈时间（轻锈，50℃）min | 除锈时间（重锈，50℃）min | 除油率% | 防锈/防腐蚀性能 |
| 实施例1 | 6.5 | 2 | 12 | 96 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 实施例2 | 6.6 | 2 | 13 | 98 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 实施例3 | 6.7 | 3 | 12 | 95 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 实施例4 | 6.8 | 4 | 15 | 93 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 实施例5 | 6.5 | 3 | 10 | 98 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 实施例6 | 6.7 | 3 | 10 | 96 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 比较例1 | 6.5 | 5 | 16 | 89 | 处理后的样品表面光亮，室温放置24h明显变色 |
| 比较例2 | 5.5 | 4 | 12 | 90 | 处理后的样品表面光亮，室温放置5天后明显变色 |
| 比较例3 | 6.0 | 3 | 14 | 92 | 处理后的样品表面光亮，室温放置3天后明显变色 |
表3以LY11硬铝合金片为样品的性能测试
| 铝合金片 | pH值 | 除锈时间（轻锈，50℃）min | 除锈时间（重锈，50℃）min | 除油率% | 防锈/防腐蚀性能 |
| 实施例1 | 6.5 | 3 | 14 | 98 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 实施例2 | 6.6 | 4 | 12 | 96 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 实施例3 | 6.7 | 5 | 12 | 98 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 实施例4 | 6.8 | 3 | 15 | 95 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 实施例5 | 6.5 | 3 | 10 | 98 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 实施例6 | 6.7 | 3 | 11 | 95 | 处理后的样品表面光亮，室温放置15天无变色 |
| 比较例1 | 6.5 | 5 | 15 | 87 | 处理后的样品表面光亮，室温放置24h明显变色 |
| 比较例2 | 5.5 | 3 | 14 | 92 | 处理后的样品表面光亮，室温放置5天后明显变色 |
| 比较例3 | 6.0 | 5 | 15 | 90 | 处理后的样品表面光亮，室温放置3天后明显变色 |
如比较例1，由于未添加氨基酸螯合钙，所得产品的除锈除油效果受到一定影响，同时钝化作用即防锈/防腐蚀性能明显降低；由比较例2，由于未添加十二烷基三甲基氯化铵，致使产品酸性提高，同时，虽然其除锈除油效果尚好，但是钝化作用即防锈/防腐蚀性能与实施例6相比降低较多；由比较例3，由于未添加聚醚210，产品稳定性降低，虽然处理后的样品表面光亮，但室温放置3天后即明显变色。
本发明实施例1-6产品与铁件表面形成有光泽的灰色的钝化膜，比一般的钝化剂的防锈性能好，在铝件与铜件上形成无色光亮的钝化膜，在起到钝化防腐蚀的同时又能达到抛光的作用，经本发明产品处理后的样品如45号钢片、H62黄铜片、LY11硬铝合金片的表面均光亮如初，室温空气中放置15天无变色，能够满足涂装的前处理工艺。
Claims (4)
1.一种环保中性除油除锈钝化剂，由下述重量百分比的组分制成：
有机钙 10-15%
羟基乙叉二磷酸 3-5%
pH调节剂柠檬酸 1-3%
乳化剂OP-10 1-2%
稳定剂聚醚210 0.2-0.3%
分散剂季铵盐 0.5-2%
水 余量。
2.如权利要求1所述环保中性除油除锈钝化剂，其特征在于，所述有机钙为葡萄糖酸钙、乳酸钙、柠檬酸钙、醋酸钙、氨基酸螯合钙或L-苏糖酸钙。
3.如权利要求1所述环保中性除油除锈钝化剂，其特征在于，所述分散剂季铵盐为十二烷基三甲基氯化铵。
4.权利要求1-3任一项所述环保中性除油除锈钝化剂的制备方法，包括下述步骤：分别称取10-15%的有机钙和0.5-2%的分散剂季铵盐用50-60℃的水溶解均匀，放置至室温，在缓慢搅拌的情况下加入3-5%羟基乙叉二磷酸、1-2%的乳化剂OP-10和0.2-0.3%稳定剂聚醚210，最后加入1-3%柠檬酸，搅拌均匀即可。
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