CN108677205A

CN108677205A - 一种金属除锈剂的制备方法和使用方法

Info

Publication number: CN108677205A
Application number: CN201810822266.2A
Authority: CN
Inventors: 袁春明
Original assignee: Jingxian County Beaxuan Stationery Co Ltd
Current assignee: Jingxian County Beaxuan Stationery Co Ltd
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2018-10-19

Abstract

本发明属于金属表面处理的化学除锈领域，具体涉及一种金属除锈剂的制备方法和使用方法，制备方法由如下步骤组成：（1）以亚磷酸、酒石酸和苯甲酸为原料与去离子水混合制成基础酸液；（2）向基础酸液中加入硫酸锌、酒石酸钾钠、硫酸铝、硫酸亚锡磷酸钾组成的固体原料，混合搅拌均匀；（3）加入金属离子螯合剂、环烷酸、三乙醇胺、缓蚀剂、表面活性剂、乳化剂、防冻剂和植物油组成的助剂，混合搅拌均匀即可。本发明步骤简单，制备成本低廉，所制备的金属除锈剂不仅能有效去除金属表面的锈迹，还能形成保护膜，可进一步推广应用。

Description

一种金属除锈剂的制备方法和使用方法

技术领域

本发明属于金属表面处理的化学除锈领域，具体涉及一种金属除锈剂的制备方法和使用方法。

背景技术

在金属的生产使用过程中，往往表面会受到环境等因素侵蚀，导致金属表面出现锈蚀，而一旦出现锈蚀，则该金属往往使用性能大大降低，而锈蚀后的材料不仅使用性能降低，在某些情况下根本无法使用，因此需要对金属的表面进行除锈，一种性能佳的除锈剂是必不可少的。

目前，业内除锈的方法有机械法及化学法两大类。机械法由于劳动强度大、效率低、粉尘污染严重，除了少数情况外，一般金属除锈都采用化学法。金属化学除锈，最简单的方法是采用盐酸或硫酸来对金属表面的铁锈进行处理，从除锈效果而言，盐酸要高于硫酸，但是它存在一个最致命的缺点：生产过程中，盐酸易挥发并且产生较大量的酸雾，这样不但恶化了操作环境，而且给周边钢结构及相关设备造成一定的腐蚀。基于这种考虑，所以很多工厂现今仍然采用硫酸除锈。无论是盐酸除锈，还是硫酸除锈，都存在以下问题：上述酸液除锈剂在使用的后期，随着酸浓度的降低，亚铁浓度的升高，除锈速度会变得很慢，此时，即便提高酸浓，收效也不大，在此状况之下，若要想除锈彻底，只有彻底更换酸槽内的酸液，因此单纯采用酸除锈会造成较大量的酸液浪费，对环境不利，企业的生产成本也较高。

公告号为CN105331988B的中国专利，公开了一种金属除锈剂材料组合物和金属除锈剂的制备方法，虽然具有较好的除锈效果，但是盐酸生产过程中易挥发并且产生较大量的酸雾，这样不但恶化了操作环境，而且给周边钢结构及相关设备造成一定的腐蚀。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种金属除锈剂的制备方法和使用方法，制备所得除锈剂能有效去除金属表面的锈迹，还能形成保护膜，且制备成本低廉，使用方法简单。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种金属除锈剂的制备方法，包括如下制备步骤：

（1）制备基础酸液：将重量份为8-12份的亚磷酸、10-15份的酒石酸、10-15份的苯甲酸和80-100份的去离子水混合搅拌，温度控制为50-55℃，搅拌转速80-100r/min，搅拌时间5-10min；

（2）加固体原料：向基础酸液中加入重量份为8-12份的硫酸锌、20-30份的酒石酸钾钠、1-3份的硫酸铝、0.5-1份的硫酸亚锡和2-4份的磷酸钾，温度控制为60-70℃，搅拌转速150-200r/min，搅拌时间30-45min；

（3）加入助剂：在步骤（2）所得搅拌物中继续加入重量份为8-12份的金属离子螯合剂、5-8份的环烷酸、2-5份的三乙醇胺、1-3份的缓蚀剂、1-3份的表面活性剂、0.5-1份的乳化剂、0.5-1份的防冻剂和4-6份的植物油，室温下搅拌，搅拌转速控制在60-80r/min，搅拌时间30-40min，即得金属除锈剂。

优选地，步骤（3）所述的金属离子螯合剂为氨基磺酸、柠檬酸铵或羟基乙酸中的一种或者两种以上的混合物。

优选地，步骤（3）所述的缓蚀剂为苯并三氮唑或磷酸二氢钠。

优选地，步骤（3）所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、硅氧烷聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚、乙二胺聚醚、醇醚磷酸酯中的一种或者两种以上的混合物。

优选地，步骤（3）所述的乳化剂为乳化剂NP-10或乳化剂AEO-9。

优选地，步骤（3）所述的防冻剂为乙醇、异丙醇或丙三醇。

优选地，步骤（3）所述的植物油是由不饱和脂肪酸和甘油化合而成的化合物，是从植物的果实、种子、胚芽中得到的油脂。

本发明还提供一种金属除锈剂的使用方法，包括如下使用步骤：

（1）将金属零件清洗除油；

（2）将金属零件浸入除锈剂中，加热至80-90℃，加热时间30-40min；

（3）用自来水冲洗零件0.5-1min；

（4）立即将零件浸入1%碳酸钠水溶液中3-5min，进行中和处理；

（5）将零件浸入钝化液（质量比1:1的10%亚硝酸钠水溶液和0.5%碳酸钠水溶液）中，加热至80-90℃，时间4-6min，进行钝化处理；

（6）用自来水冲洗零件，干燥后油封即可。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明制备的金属除锈剂，原料中的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、硅氧烷聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚、乙二胺聚醚、醇醚磷酸酯中的一种或者两种以上的混合物，具有增溶、抗盐、耐温的特性，与金属离子螯合剂的共同作用，能选择性地在金属表面的活性区域以吸附的方式形成一层保护膜，阻止酸与金属表面物质继续反应从而达到缓蚀的目的。

（2）本发明完全避免了盐酸或硫酸的使用，不仅除锈时无酸雾，而且不会腐蚀车间设备，改善了劳动环境；同时本发明的除锈剂酸性较弱，不会对工件产生过蚀，也不会剧烈腐蚀操作人员的皮肤；本发明的原料不含危害人体健康的物质，不含重金属等致癌物质，对保护环境和人体健康十分有益。

（3）本发明制备的金属除锈剂原料中添加了植物油，金属设备经过除锈剂除锈后，可在表面形成一层保护油膜，隔离大部分氧气，从而可以延缓金属被氧化的速度，起到长期的保护效果。

（4）本发明原料中的缓蚀剂和乳化剂的用量适中，对未生锈的部分不损坏其表面，且能起到清洗除锈除油作用。

（5）本发明的原料物质易获取，制备成本低廉，且整个制备方法操作简单，适合大规模生产应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

本实施例的一种金属除锈剂的制备方法，包括如下制备步骤：

（1）制备基础酸液：将重量份为8份的亚磷酸、10份的酒石酸、10份的苯甲酸和90份的去离子水混合搅拌，温度控制为50℃，搅拌转速80r/min，搅拌时间5min；

（2）加固体原料：向基础酸液中加入重量份为8份的硫酸锌、20份的酒石酸钾钠、1份的硫酸铝、0.5份的硫酸亚锡和2份的磷酸钾，温度控制为60℃，搅拌转速150r/min，搅拌时间30min；

（3）加入助剂：在步骤（2）所得搅拌物中继续加入重量份为8份的金属离子螯合剂、5份的环烷酸、2份的三乙醇胺、1份的缓蚀剂、1份的表面活性剂、0.5份的乳化剂、0.5份的防冻剂和4份的植物油，室温下搅拌，搅拌转速控制在60r/min，搅拌时间30min，即得金属除锈剂。

本实施例步骤（3）所述的金属离子螯合剂为氨基磺酸。

本实施例步骤（3）所述的缓蚀剂为苯并三氮唑。

本实施例步骤（3）所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。

本实施例步骤（3）所述的乳化剂为乳化剂NP-10。

本实施例步骤（3）所述的防冻剂为异丙醇。

本实施例步骤（3）所述的植物油是由不饱和脂肪酸和甘油化合而成的化合物，是从植物的果实、种子、胚芽中得到的油脂。

本实施例的一种金属除锈剂的使用方法，包括如下使用步骤：

（1）将金属零件清洗除油；

（2）将金属零件浸入除锈剂中，加热至80℃，加热时间30min；

（3）用自来水冲洗零件0.5min；

（4）立即将零件浸入1%碳酸钠水溶液中3min，进行中和处理；

（5）将零件浸入钝化液（质量比1:1的10%亚硝酸钠水溶液和0.5%碳酸钠水溶液）中，加热至80℃，时间4min，进行钝化处理；

（6）用自来水冲洗零件，干燥后油封即可。

实施例2

（1）制备基础酸液：将重量份为10份的亚磷酸、12份的酒石酸、12份的苯甲酸和90份的去离子水混合搅拌，温度控制为52℃，搅拌转速90r/min，搅拌时间8min；

（2）加固体原料：向基础酸液中加入重量份为10份的硫酸锌、25份的酒石酸钾钠、2份的硫酸铝、0.8份的硫酸亚锡和3份的磷酸钾，温度控制为65℃，搅拌转速180r/min，搅拌时间38min；

（3）加入助剂：在步骤（2）所得搅拌物中继续加入重量份为10份的金属离子螯合剂、6份的环烷酸、4份的三乙醇胺、2份的缓蚀剂、2份的表面活性剂、0.8份的乳化剂、0.8份的防冻剂和5份的植物油，室温下搅拌，搅拌转速控制在70r/min，搅拌时间35min，即得金属除锈剂。

本实施例步骤（3）所述的金属离子螯合剂为羟基乙酸。

本实施例步骤（3）所述的缓蚀剂为苯并三氮唑。

本实施例步骤（3）所述的表面活性剂为硅氧烷聚氧乙烯醚。

本实施例步骤（3）所述的乳化剂为乳化剂AEO-9。

本实施例步骤（3）所述的防冻剂为丙三醇。

（1）将金属零件清洗除油；

（2）将金属零件浸入除锈剂中，加热至85℃，加热时间35min；

（3）用自来水冲洗零件45s；

（4）立即将零件浸入1%碳酸钠水溶液中4min，进行中和处理；

（5）将零件浸入钝化液（质量比1:1的10%亚硝酸钠水溶液和0.5%碳酸钠水溶液）中，加热至85℃，时间5min，进行钝化处理；

（6）用自来水冲洗零件，干燥后油封即可。

实施例3

（1）制备基础酸液：将重量份为12份的亚磷酸、15份的酒石酸、15份的苯甲酸和90份的去离子水混合搅拌，温度控制为55℃，搅拌转速100r/min，搅拌时间10min；

（2）加固体原料：向基础酸液中加入重量份为12份的硫酸锌、30份的酒石酸钾钠、3份的硫酸铝、1份的硫酸亚锡和4份的磷酸钾，温度控制为70℃，搅拌转速200r/min，搅拌时间45min；

（3）加入助剂：在步骤（2）所得搅拌物中继续加入重量份为12份的金属离子螯合剂、8份的环烷酸、5份的三乙醇胺、3份的缓蚀剂、3份的表面活性剂、1份的乳化剂、1份的防冻剂和6份的植物油，室温下搅拌，搅拌转速控制在80r/min，搅拌时间40min，即得金属除锈剂。

本实施例步骤（3）所述的金属离子螯合剂为柠檬酸铵。

本实施例步骤（3）所述的缓蚀剂为磷酸二氢钠。

本实施例步骤（3）所述的表面活性剂为乙二胺聚醚。

本实施例步骤（3）所述的乳化剂为乳化剂AEO-9。

本实施例步骤（3）所述的防冻剂为乙醇。

（1）将金属零件清洗除油；

（2）将金属零件浸入除锈剂中，加热至90℃，加热时间40min；

（3）用自来水冲洗零件1min；

（4）立即将零件浸入1%碳酸钠水溶液中5min，进行中和处理；

（5）将零件浸入钝化液（质量比1:1的10%亚硝酸钠水溶液和0.5%碳酸钠水溶液）中，加热至90℃，时间6min，进行钝化处理；

（6）用自来水冲洗零件，干燥后油封即可。

常温常压下，分别对实施例1、实施例2、实施例3所得的金属除锈剂和现有技术的金属除锈剂pH值进行测定，结果如表1。

常温下，将同样的待除锈的金属工件分别用实施例1、实施例2、实施例3所得的金属除锈剂和现有技术的金属除锈剂进行除锈处理，并对除锈率和除锈后的防锈时间进行检测，检测结果如表2。

表1

样品	实施例1	实施例2	实施例3	现有技术的除锈剂
					pH值	6-7	6-7	6-7	2-3

表2

样品	实施例1	实施例2	实施例3	现有技术的除锈剂
					除锈率	95.2%	95.4%	95.9%	87.4%
防锈时间	2422min	2431min	2460min	1881min

从表1可以看出，本发明制备的金属除锈剂pH值明显高于现有技术的除锈剂，较弱的酸性不会对工件产生过蚀，也不会剧烈腐蚀操作人员的皮肤。

从表2可以看出，本发明制备的金属除锈剂，除锈率高于现有技术除锈率8.5%左右，除锈效率提升明显；防锈时间比现有技术增加了30%左右，具有良好的防锈效果。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims

1.一种金属除锈剂的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：

2.根据权利要求1所述的一种金属除锈剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的金属离子螯合剂为氨基磺酸、柠檬酸铵或羟基乙酸中的一种或者两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种金属除锈剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的缓蚀剂为苯并三氮唑或磷酸二氢钠。

4.根据权利要求1所述的一种金属除锈剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、硅氧烷聚氧乙烯醚、异构醇聚氧乙烯醚、乙二胺聚醚、醇醚磷酸酯中的一种或者两种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种金属除锈剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的乳化剂为乳化剂NP-10或乳化剂AEO-9。

6.根据权利要求1所述的一种金属除锈剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的防冻剂为乙醇、异丙醇或丙三醇。

7.根据权利要求1所述的一种金属除锈剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的植物油是是从植物的果实、种子、胚芽中得到的油脂。

8.一种根据权利要求1-7任意一项制备的金属除锈剂的使用方法，其特征在于，包括如下使用步骤：

（1）将金属零件清洗除油；

（3）用自来水冲洗零件0.5-1min；

（6）用自来水冲洗零件，干燥后油封即可。