CN105018943A - 一种新型酸洗添加剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型酸洗添加剂及其制备方法,该酸洗添加剂包括按重量比计的如下组分:脂肪醇聚氧乙烯醚1-5%,十二烷基硫酸钠3-7%,乙二胺四乙酸二钠1-3%,二甲基硅油3-7%,气相法白炭黑0.5-3%,铬酸钠2-5%,硫脲6-10%,三聚磷酸钠(Na5P3O10)7-15%,亚硝酸二环己胺5-10%,去离子水35-70%。本发明的酸洗添加剂能快速去除钢铁表面的氧化皮,在钢铁表面形成吸附保护膜,能有效抑制酸洗过程中氯化氢气体(酸雾)的逸出,提高了盐酸的利用率;同时改善了操作环境、减少空气污染,具有良好的环境效益,助力企业实现清洁生产。

Description

一种新型酸洗添加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域,尤其是一种新型酸洗添加剂及其制备方法。
背景技术
金属在现代工农业生产和经济生活中占有非常重要的地位,但是金属在其使用过程中,由于周围环境的影响会遭受不同形式的破坏,其中最为常见的是锈蚀。酸洗除锈是必不可少的工序,就是把被处理的金属工件浸入到硝酸、硫酸、盐酸、磷酸等酸溶液中,使附着在金属表面的锈蚀溶解。最常用的酸洗液是由盐酸配制,盐酸具有常温除锈速度快、成本低等特点,但是盐酸对金属工件的基体腐蚀较快,一般需要添加缓蚀剂,缓蚀剂的使用会在一定程度上降低除锈的速度,与提高清洗速度的要求相矛盾。同时,盐酸容易挥发,酸雾大易腐蚀设备,需要使用酸雾抑制剂。因此,需要一种既能减少金属基体腐蚀,又能加快清洗速度,且有效抑制酸雾的酸洗剂。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种新型酸洗添加剂及其制备方法。
为实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种新型酸洗添加剂,其特征在于,包括按重量比计的如下组分:
酸洗添加剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)、将所需去离子水加入不锈钢反应罐中加热;
(2)、将脂肪醇聚氧乙烯醚溶解后加入不锈钢反应罐中;
(3)、将二甲基硅油、气相法白炭黑溶解后加热不锈钢反应罐中;
(4)、将铬酸钠、硫脲、三聚磷酸钠、亚硝酸二环己胺分别溶解后,依次序加入不锈钢反应罐中;
(5)、将乙二胺四乙酸二钠,用温水完全溶解后加入反应罐中;
(6)、将十二烷基硫酸钠用90-100℃的热水溶解后加入反应罐中;
(7)、开动搅拌器搅拌均匀后出罐。
优选的,上述制备得到的酸洗添加剂外观为淡黄色透明状粘稠液体,PH值为6-7.5。
优选的,步骤(1)中去离子水加热至40-50℃。
优选的,步骤(5)中温水温度为50℃。
优选的,步骤(7)中搅拌时间为10min。
利用上述酸洗添加剂处理金属工件,盐酸清洗液由按体积比计的以下组分组成:
31%的盐酸     49-60%;
水             39-50%;
新型酸洗添加剂 0.5%-1%。
在常温下,处理金属工件,处理时间视工件表面状况而定。
本发明酸洗添加剂的作用原理:
在酸洗过程中的前1/3时间内,已有80%的氧化铁皮被酸洗掉,这样就有80%的金属铁裸露出来,而在剩下的2/3时间内它们被酸腐蚀,而且生成了氢气。生成的氢气一部分往金属内扩散,但大部分氢气从酸溶液中逸出。氢气逸出时将酸滴带到空气中形成酸雾,污染现场环境。对此,本发明通过添加缓蚀剂的方法来改善。本发明添加的铬酸钠和亚硝酸二环己胺是起缓蚀作用,加入后可达到两个目的:一是能保护裸露的金属不被腐蚀,同时阻止氢气往钢中扩散;二是在酸溶液面上形成一层泡沫,以防止氢气的逸出,改善工作条件,保护环境。
本发明酸洗添加剂的缓蚀作用原理:
当金属在与酸反应时,其表面变成了带电体,带电体具有吸引小颗粒的能力。加入酸溶液中的缓蚀剂能够分散成小颗粒,并被带电的裸露金属所吸附而形成一层薄膜,这层薄膜便阻止了金属的腐蚀。
氧化铁皮表面则是纯化学反应,不会产生带电现象,也不会生成一层薄膜,所以不会影响酸洗效果。另外,金属表面上由金属缓蚀剂及酸离子相互作用而生成薄膜,这层薄膜是不溶或难溶的化合物,因而使金属的腐蚀减慢或者停止。这种保护作用的原理名为“成膜理论”,并且可以推断,只有能够做到活泼地与金属表面作用,而在表面生成化学吸附物薄膜,才是较好的缓蚀剂。
本发明的有益效果:
1、比以往产品抑制酸雾能力更强;2、缓蚀作用十分好,工件浸泡在酸洗液中72小时以上仍未出现腐蚀发黑的现象;3、能快速去除钢铁表面的氧化皮,提高盐酸的利用率30%,减少盐酸用量;4、酸洗后保护钢铁表面长时间不被氧化,即有效地防止钢铁金属表面的反黄现象;5、在钢铁表面形成吸附保护膜,有效抑制金属电化学腐蚀反应,减弱盐酸对基材的腐蚀作用,有效地避免过腐蚀现象产生;同时,提高工件表面的光洁度,为后续高质量加工创造条件。6、酸洗过程中槽液表面的气泡相对以往大大减少,从而减少了泡沫粘在工件上的现象,减少带出消耗;7、降低残酸中的亚铁离子浓度,有效地延缓金属盐的形成,延长盐酸的使用寿命,提高了酸洗液的循环利用,从而降低了酸洗工序的酸洗成本。8、加入本发明的酸洗添加剂后,盐酸清洗液液面的表面张力增加,能有效抑制酸洗过程中氯化氢气体(酸雾)的逸出,提高了盐酸的利用率。同时改善了操作环境、减少空气污染,具有良好的环境效益,助力企业实现清洁生产。
附图说明
图1 3、4号槽盐酸浓度对比曲线图;
图2 3、4号槽氯化亚铁含量走势图。
具体实施方式
实施例1
一种新型酸洗添加剂,包括按重量比计的如下组分:
酸洗添加剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)、将所需去离子水加入不锈钢反应罐中,加热至50℃;
(2)、将脂肪醇聚氧乙烯醚溶解后加入不锈钢反应罐中;
(3)、将二甲基硅油、气相法白炭黑溶解后加入不锈钢反应罐中;
(4)、将铬酸钠、硫脲、三聚磷酸钠、亚硝酸二环己胺分别溶解后,依次序加入不锈钢反应罐中;
(5)、将乙二胺四乙酸二钠,用50℃的热水完全溶解后加入反应罐中;
(6)、将十二烷基硫酸钠用100℃的热水溶解后加入反应罐中;
(7)、开动搅拌器搅拌10分钟后即可出罐。
实施例2
一种新型酸洗添加剂,其特征在于,包括按重量比计的如下组分:
酸洗添加剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)、将所需去离子水加入不锈钢反应罐中,加热至40℃;
(2)、将脂肪醇聚氧乙烯醚溶解后加入不锈钢反应罐中;
(3)、将二甲基硅油、气相法白炭黑溶解后加入不锈钢反应罐中;
(4)、将铬酸钠、硫脲、三聚磷酸钠、亚硝酸二环己胺分别溶解后,依次序加入不锈钢反应罐中;
(5)、将乙二胺四乙酸二钠,用50℃的热水完全溶解后加入反应罐中;
(6)、将十二烷基硫酸钠用95℃的热水溶解后加入反应罐中;
(7)、开动搅拌器搅拌10分钟后即可出罐。
实施例3
一种新型酸洗添加剂,其特征在于,包括按重量比计的如下组分:
酸洗添加剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)、将所需去离子水加入不锈钢反应罐中,加热至50℃;
(2)、将脂肪醇聚氧乙烯醚溶解后加入不锈钢反应罐中;
(3)、将二甲基硅油、气相法白炭黑溶解后加入不锈钢反应罐中;
(4)、将铬酸钠、硫脲、三聚磷酸钠、亚硝酸二环己胺分别溶解后,依次序加入不锈钢反应罐中;
(5)、将乙二胺四乙酸二钠,用50℃的热水完全溶解后加入反应罐中;
(6)、将十二烷基硫酸钠用100℃的热水溶解后加入反应罐中;
(7)、开动搅拌器搅拌10分钟后即可出罐。
实施例4
某公司在2015年3月21日,在4号酸洗槽中加入新酸,并在2015年3月27日在4号酸洗槽中加入实施例1的酸洗添加剂;2015年4月21日在3号酸洗槽中加入新酸。其中,新酸为31%的盐酸与水按体积比为1:1混合而成,酸洗添加剂与新酸的体积比为0.8:99.2。
4号酸洗槽中添加有本发明的酸洗添加剂,抑制酸雾效果明显,气味也大大减少;3号酸洗槽中未添加本发明的酸洗添加剂,酸雾大,且气味刺鼻。说明本发明的酸洗添加剂能有效抑制酸洗过程中产生的酸雾及氯化氢等有毒气体的逸出,使氯化氢等有毒气体消减75%以上,改善了劳动环境和大气污染,避免了温室效应的产生,减低生产成本。
在常温下,处理钢铁工件,处理时间视工件表面状况而定。
测试酸洗槽中的残酸浓度和氯化亚铁含量,如表1、表2所示
表1 盐酸总酸度测试方法:
表2 氯化亚铁的测定方法
酸洗槽中的残酸浓度和氯化亚铁含量测试结果如表3、图1、图2所示。
表3 处理钢铁工件后,3号槽和4号槽中残酸浓度和氯化亚铁含量
从图1可以看出:1)4号槽使用本发明的酸洗添加剂的盐酸浓度降低速度明显低于3号槽未加入酸洗添加剂的盐酸浓度,至5月29日止4号槽的盐酸浓度反而高于3号槽的盐酸浓度。因此,加入本发明的酸洗添加剂可以明显提高酸的利用率。
从图2可以看出:1)4号槽使用本发明的酸洗添加剂的氯化亚铁含量明显低于3号槽未添加酸洗添加剂的氯化亚铁含量,至5月29日止,虽然4号槽的盐酸比3号槽的盐酸早上槽1个月,但4号槽的氯化亚铁离子含量反而低于3号槽的含量。因此,加入本发明的酸洗添加剂可以明显起到减缓氯化亚铁形成的作用。
加入了本发明的酸洗添加剂的盐酸,它的氯化亚铁离子的浓度远远的小于未加入本发明的酸洗添加剂的残酸溶液所含的亚铁离子浓度。溶液中的氯化亚铁离子,它的产生主要是来源于盐酸与基体铁的反应,也就是说具有较高亚铁离子的残液它损耗了更多的钢铁工件基体。再者,较多的氯化亚铁离子存在将影响酸的酸洗效率,促使酸即使在较大酸度下,也不能很好的去除钢铁表面的氧化皮。

Claims (6)

1.一种新型酸洗添加剂,其特征在于,包括按重量比计的如下组分:
2.一种制备上述权利要求所述的酸洗添加剂的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、将所需去离子水加入不锈钢反应罐中加热;
(2)、将脂肪醇聚氧乙烯醚溶解后加入不锈钢反应罐中;
(3)、将二甲基硅油、气相法白炭黑溶解后加入不锈钢反应罐中;
(4)、将铬酸钠、硫脲、三聚磷酸钠、亚硝酸二环己胺分别溶解后,依次序加入不锈钢反应罐中;
(5)、将乙二胺四乙酸二钠,用温水完全溶解后加入反应罐中;
(6)、将十二烷基硫酸钠用90-100℃的热水溶解后加入反应罐中;
(7)、开动搅拌器搅拌均匀后出罐。
3.根据权利要求2所述的制备酸洗添加剂的方法,其特征在于,制备得到的酸洗添加剂外观为淡黄色透明状粘稠液体,PH值为6-7.5。
4.根据权利要求2所述的制备酸洗添加剂的方法,其特征在于,步骤(1)中去离子水加热至40-50℃。
5.根据权利要求2所述的制备酸洗添加剂的方法,其特征在于,步骤(5)中温水温度为50℃。
6.根据权利要求2所述的制备酸洗添加剂的方法,其特征在于,步骤(7)中搅拌时间为10min。
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