CN105063643A - 一种中性环保除锈剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中性环保除锈剂，其包含二乙烯三胺、有机酸、表面活性剂、氯化无机盐、醇溶剂以及纯水。本发明还涉及制备所述中性环保除锈剂的方法。所述中性环保除锈剂在具有良好除锈能力的同时，还具有优秀的防锈能力。

Description

一种中性环保除锈剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种中性环保除锈剂，还涉及所述中性环保除锈剂的制备方法。

背景技术

由于持续暴露于导致锈蚀的因素中，大部分金属形成的氧化膜并不稳定，很容易脱落或被其它金属置换，从而在表面继续发生氧化反应，导致表面凹凸不平和脱落，也就是一般认为的锈蚀。金属锈蚀主要有化学腐蚀和电化学腐蚀两种，其中，化学腐蚀是由于金属被氧化，或其他有腐蚀性的化学物质对金属的腐蚀，如酸雨等；电化学腐蚀是因为原电池原理导致，其危害更大，原因是水在金属物表面形成水膜，溶解氧气，二氧化碳等物质，这时就会形成金属为负电位的原电池，会使金属被较快地腐蚀。

一般而言，除锈方法主要有机械法、化学法两大类，机械法是由人工敲铲、打磨，缺点是劳动强度大、效率低、粉尘污染严重，锈垢难以清除干净，化学法具有效果好、效率高、工艺操作简单成本低等优点；但常规的化学处理除锈剂都是酸性的，在清洗去除铁锈的同时，也会对金属表面造成溶蚀，引起新的腐蚀，因此，在使用常规酸性除锈剂时，一般还需要同时配合缓蚀剂使用，不仅使用操作麻烦，而且增加成本，并且除锈后清洗液的排放也会造成环境污染。

因此，非常需要通过配方以及生产工艺的改进，开发一种中性环保除锈剂，其没有酸性，不会造成除锈清洗过程中的金属腐蚀问题，也无需投加专用缓蚀剂、利于操作且排放液对环境无危害。此外，该除锈剂在可除去金属锈的同时，还应具有良好的防锈性能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种中性环保除锈剂，其包含：

5~15重量%的二乙烯三胺；

6~15重量%的有机酸；

0.5~3重量%的表面活性剂；

4~10重量%的氯化无机盐；

5～20重量%的醇溶剂；以及

40～70重量%的纯水。

在一种实施方式中，所述中性环保除锈剂中还包含1~5重量%的式1的化合物；

式1。

本发明的另一个方面提供一种制备中性环保除锈剂的方法，包括：

将上述组分依次放入搅拌机内，搅拌后得到。

本发明的又另一个方面提供一种金属类的除锈方法，包括在金属类的表面上覆盖所述的中性环保除锈剂。

参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。

具体实施方式

参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本公开内容。在以下说明书和权利要求书中会提及大量术语，这些术语被定义为具有以下含义。

单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。

“任选的”或者“任一”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。

说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。

为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种中性环保除锈剂，其包含：

5~15重量%的二乙烯三胺；

6~15重量%的有机酸；

0.5~3重量%的表面活性剂；

4~10重量%的氯化无机盐；

5～20重量%的醇溶剂；以及

40～70重量%的纯水；

优选地，所述中性环保除锈剂，其包含：

8~13重量%的二乙烯三胺；

10~14重量%的有机酸；

1~2.5重量%的表面活性剂；

6~8重量%的氯化无机盐；

9～18重量%的醇溶剂；以及

50～62重量%的纯水；

本申请中的二乙烯三胺并无特别限制，可以是市售或实验合成的。

用于本申请的有机酸也无特别限制，例如可选自柠檬酸、酒石酸、苹果酸、绿原酸、草酸、苯甲酸、水杨酸、咖啡酸中的一种或几种；但优选地，所述有机酸选自柠檬酸、酒石酸以及苹果酸中的一种或几种；更优选地，所述有机酸为柠檬酸。

用于本申请的表面活性剂也无特别限制，例如可选自十二烷基苯磺酸钠、烷醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯和三乙醇胺中的一种或几种；但优选地，所述表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯和三乙醇胺中的一种或几种；更优选地，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯。

用于本申请的氯化无机盐主要作为渗透剂使用，其并无特别限定，例如可选自氯化钠、氯化钾中的一种或两种；优选地，所述氯化无机盐为氯化钠与氯化钾按重量比2～8:1的混合物；更优选地，所述氯化无机盐为氯化钠与氯化钾按重量比4:1的混合物。

申请人发现通过氯化钠与氯化钾的配合使用，得到的除锈剂较为柔和，且对金属本身的腐蚀性较小。

用于本申请的醇溶剂也无特别限制，可以是市售或实验合成的，例如可选自甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、乙二醇和丙三醇中的一种或几种；优选地，所述醇溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇以及正丁醇中的一种或几种；更优选地，所述醇溶剂为乙醇。

在一种优选地实施方式中，所述中性环保除锈剂还包含1~5重量%的式1的化合物；

式1；

优选地，所述中性环保除锈剂还包含3重量%的式1的化合物。

在一种实施方式中，所述式1的化合物由包括第一组分和第二组分的原料制备得到，其中，

第一组分的化学结构为：

；

第二组分的化学结构为：

；

具体合成路线如下：

将第一组分1mol，第二组分1mol以及100ml二甲基亚砜加入三口瓶中，通氮气保护并升温至140℃反应6h后，进行质子交换，然后减压蒸馏得到所述式1的化合物。

在一种实施方式中，所述第二组分可由二磺化氟苯以及对氨基苯酚制备得到，其合成路线如下：

；

其具体合成方法为：

将对氨基苯酚1mol、二磺化氟苯1mol、碳酸钾1.5mol、甲苯15ml以及DMAc500ml加入三口瓶中，通氮气保护并升温至140℃反应4h后，升温160℃反应24h，然后降至室温并用丙酮反复洗涤后，过滤并用乙醇提取产物，然后减压蒸馏去除乙醇并真空干燥得到所述第二组分。

所述第二组分中的二苯醚结构可以有效地提高除锈剂的防锈能力。

本发明的另一个方面提供一种制备中性环保除锈剂的方法，包括：

将上述组分依次放入搅拌机内，搅拌后得到；

优选地，制备中性环保除锈剂的方法包括：

将带搅拌装置的反应器中加入一定量的去离子水以及醇溶剂后，开始升温，水温达到40℃时，打开搅拌装置开始搅拌，将表面活性剂、二乙烯三胺加入其中，10分钟后加入氯化无机盐、有机酸以及式1的化合物后继续搅拌10~15分钟，静止放置2小时即可。

本发明的又另一个方面提供一种金属类的除锈方法，包括在金属类的表面上覆盖所述的中性环保除锈剂。

在本发明的中性环保除锈剂中，在不损害除锈效果的范围内，也可以根据需要加入其它防锈剂、紫外线吸收剂、近红外线吸收剂、水溶性消光剂、抗氧化剂、萤光增白剂、润湿剂、表面张力调节剂、颜料、染料、色素、香料、金属钝化剂、造核剂、抗静电剂、阻燃剂、润滑剂、增稠剂、防霉剂、缓蚀剂、氧吸收剂或者加工助剂和其它以往向防锈剂组合物中添加的添加剂等。

本发明的中性环保除锈剂对一般的金属类(铜、铁等金属或者合金)的除锈有效，而特别是对于铁和铁合金可显示出优良的除锈效果。

本发明的除锈方法可以通过如下方法实施，例如在需要除锈的金属表面上通过涂布、喷雾器喷雾含有本发明的中性环保除锈剂的溶液来进行覆盖，或者将该金属浸渍于该溶液等进行处理后，使其干燥来进行覆盖的方法来实施。

本发明的中性环保除锈剂可以以溶液的状态进行保存，但是考虑到流通的便利，也可以设法使其形成浓缩液，然后使用时再按照规定的浓度用水进行稀释。

如果采用本发明的除锈方法，可以非常简便地对金属类进行除锈处理，即使在盐水中、酸性气相中、高温多湿环境中、或者长期室外暴露的恶劣条件下也可以显著除锈。

下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，且以下物料所用份数均为重量份。

A1：二乙烯三胺

B1：柠檬酸

B2：酒石酸

B3：草酸

B4：咖啡酸

C1：十二烷基苯磺酸钠

C2:脂肪醇聚氧乙烯醚

C3:脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯

D1：氯化钠

D2:氯化钾

E1:甲醇

E2:乙醇

E3：丙醇

E4:异丁醇

F1：式1的化合物，结构为

实施例1

将带搅拌装置的反应器中加入59重量份的去离子水以及10重量份的甲醇后，开始升温，水温达到40℃时，打开搅拌装置开始搅拌，将1重量份的十二烷基苯磺酸钠以及10重量份的二乙烯三胺加入其中，10分钟后加入8重量份的氯化钠以及12重量份的柠檬酸后继续搅拌10~15分钟，静止放置2小时即可。

实施例2

将带搅拌装置的反应器中加入50重量份的去离子水以及20重量份的乙醇后，开始升温，水温达到40℃时，打开搅拌装置开始搅拌，将3重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚以及15重量份的二乙烯三胺加入其中，10分钟后加入10重量份的氯化钾以及15重量份的酒石酸

后继续搅拌10~15分钟，静止放置2小时即可。

实施例3

将带搅拌装置的反应器中加入52重量份的去离子水以及15重量份的丙醇后，开始升温，水温达到40℃时，打开搅拌装置开始搅拌，将2重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯以及13重量份的二乙烯三胺加入其中，10分钟后加入5重量份的氯化钾以及13重量份的草酸后继续搅拌10~15分钟，静止放置2小时即可。

实施例4

将带搅拌装置的反应器中加入52重量份的去离子水以及15重量份的异丁醇后，开始升温，水温达到40℃时，打开搅拌装置开始搅拌，将2重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯以及13重量份的二乙烯三胺加入其中，10分钟后加入5重量份的氯化钾以及13重量份的咖啡酸后继续搅拌10~15分钟，静止放置2小时即可。

实施例5

将带搅拌装置的反应器中加入51重量份的去离子水以及15重量份的乙醇后，开始升温，水温达到40℃时，打开搅拌装置开始搅拌，将3重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯以及13重量份的二乙烯三胺加入其中，10分钟后加入4重量份的氯化钠、1重量份的氯化钾以及8重量份的咖啡酸后继续搅拌10~15分钟，静止放置2小时即可。

实施例6

将带搅拌装置的反应器中加入51重量份的去离子水以及15重量份的乙醇后，开始升温，水温达到40℃时，打开搅拌装置开始搅拌，将2重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯以及13重量份的二乙烯三胺加入其中，10分钟后加入4重量份的氯化钠、1重量份的氯化钾、13重量份的柠檬酸以及1重量份的式1的化合物后继续搅拌10~15分钟，静止放置2小时即可。

实施例7

将带搅拌装置的反应器中加入47重量份的去离子水以及15重量份的乙醇后，开始升温，水温达到40℃时，打开搅拌装置开始搅拌，将2重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯以及13重量份的二乙烯三胺加入其中，10分钟后加入4重量份的氯化钠、1重量份的氯化钾、13重量份的柠檬酸以及5重量份的式1的化合物后继续搅拌10~15分钟，静止放置2小时即可。

实施例8

将带搅拌装置的反应器中加入49重量份的去离子水以及15重量份的乙醇后，开始升温，水温达到40℃时，打开搅拌装置开始搅拌，将2重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯以及13重量份的二乙烯三胺加入其中，10分钟后加入4重量份的氯化钠、1重量份的氯化钾、13重量份的柠檬酸以及3重量份的式1的化合物后继续搅拌10~15分钟，静止放置2小时即可。

实施例9

将带搅拌装置的反应器中加入44重量份的去离子水以及15重量份的乙醇后，开始升温，水温达到40℃时，打开搅拌装置开始搅拌，将3重量份的脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯以及15重量份的二乙烯三胺加入其中，10分钟后加入4重量份的氯化钠、1重量份的氯化钾、15重量份的柠檬酸以及3重量份的式1的化合物后继续搅拌10~15分钟，静止放置2小时即可。

测试方法

除锈能力测试：

1.分散氧化铁性能试验

1.1试验用水：配水：Ca²⁺60ppm，Fe²⁺10ppm。

1.2试验条件：药剂用量：10ppm。

1.3试验方法

配制Ca²⁺60ppm及Fe²⁺10ppm的水溶液500mL，置于1000mL烧杯中，加入10ppm除锈剂，边搅拌边用0.5g/L四硼酸钠调节pH值。当pH值达到8.77并稳定后，强烈搅拌15分钟，然后在50℃水浴中静置5小时，取上层清液，用分光光度计（420nm）测透光率。透光率越小，说明药剂分散性能越好。

1.4试验计算公式：除锈率=（ρ-ρ₀）/（ρ₁-ρ₀）×100%

ρ：试验结束后实测Fe²⁺的浓度，单位为毫克每毫升（mg/ml）

ρ₀：空白样的Fe²⁺的浓度，单位为毫克每毫升（mg/ml）

ρ₁：原水中的Fe²⁺的浓度，单位为毫克每毫升（mg/ml）

1.5实验结果：实施例1～9所得除锈剂的分散氧化铁性能，见下表1。

表1

防锈能力测试：

接触性测试：湿度90％以上，恒温箱温度为50℃，实验时间为24小时。

盐雾试验(GB/T-10125-1977)：5％NaCl溶液，温度35℃，24小时。

准备试片：

把铁质试片各切成2.5cm×2.5cm后，用氧化铝砂纸把试片表面均匀磨平，然后用异丙醇干净地擦拭后晾干。

实验过程：

用5％的盐水涂抹在试片上，过12小时后把生锈的铁质试片用本发明的实施例1～9所得的环保除锈剂干净除锈，然后把除完锈的试片用普通膜热封合密封包装准备。

过一段时间后，检查试片的除锈效果如下表2所示：

表2

以上数据可以看出，本申请制备的中性环保除锈剂具有很强的铁锈去除能力，而通过加入式1的化合物，在进一步提高除锈能力的同时，还可以提供优异的防锈能力，因此提供了本发明的有益技术效果。

前述的实例仅是说明性的，用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种中性环保除锈剂，其包含：

5~15重量%的二乙烯三胺；

6~15重量%的有机酸；

0.5~3重量%的表面活性剂；

4~10重量%的氯化无机盐；

5～20重量%的醇溶剂；以及

40～70重量%的纯水。

2.权利要求1的中性环保除锈剂，其中所述有机酸选自柠檬酸，酒石酸，苹果酸、绿

原酸、草酸、苯甲酸、水杨酸、咖啡酸中的一种或几种。

3.权利要求1的中性环保除锈剂，其中所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、烷醇

酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯和三乙醇胺中的一种或几种。

4.权利要求1的中性环保除锈剂，其中所述氯化无机盐选自氯化钠、氯化钾中的一种或两种。

5.权利要求4的中性环保除锈剂，其中所述氯化无机盐为氯化钠与氯化钾按重量比2～8:1的混合物。

6.权利要求1的中性环保除锈剂，其中所述醇溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、乙二醇和丙三醇中的一种或几种。

7.权利要求1～6任一项的中性环保除锈剂，其还包含1~5重量%的式1的化合物；

式1。

8.制备中性环保除锈剂的方法，包括：

将权利要求1～7任一项的组分依次放入搅拌机内，搅拌后得到。

9.一种金属类的除锈方法，包括在金属类的表面上覆盖权利要求1-7任一项所述的中性环保除锈剂。

10.如权利要求9所述的防锈方法，其中所述金属类是铁或者铁合金。