CN110578151A - 一种碱性钢铁除锈剂及其制备方法 - Google Patents

一种碱性钢铁除锈剂及其制备方法 Download PDF

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周青烽
张礼林
刘斌
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Abstract

本发明公开了一种碱性钢铁除锈剂及其制备方法，该碱性钢铁除锈剂由以下质量百分比的组分组成：碱剂：0.1％～8％；络合剂：0.01％～5％；缓蚀剂：0.01％～3％；乳化剂：0.1％～3％；消泡剂：0.01％～0.05％；增稠剂：0.02％～1％；水：余量。本发明的碱性钢铁除锈剂制备方法十分简单，分批将各组分混合均匀即可。本发明的碱性钢铁除锈剂的除锈效果好，且不会腐蚀钢铁、不产生酸雾、不会出现氢脆现象，生产工艺简单，安全环保。

Description

一种碱性钢铁除锈剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种碱性钢铁除锈剂及其制备方法，属于金属表面处理技术领域。
背景技术
广泛应用于各行各业的钢铁制品在大气环境中极易生锈，进而会影响其性能，给企业和社会带来了巨大损失。因此，对钢铁制品的表面进行除锈防腐处理十分必要。除锈是钢铁制品防腐的基础工序，会直接影响后续的钝化防锈效果。
目前，常用的除锈方法主要有机械法和化学法。机械法是通过机电设备进行打磨除锈，不仅除锈效果差、有死角(例如：钢铁制品的边角、凹陷处)，而且噪音大、粉尘污染严重。化学法是通过酸洗操作进行除锈，虽然除锈效果好，但使用的硫酸、盐酸和硝酸等腐蚀性强，除锈过程中容易腐蚀钢铁基材，且易产生酸雾，污染环境和损害作业人员的身体健康，此外，还存在着“氢脆”的潜在危险。国内外学者通过在酸中添加缓蚀剂、烟雾抑制剂等，以图解决酸除锈过程中的各类问题，虽然具有一定的效果，但仍然无法从根本上消除酸引起的腐蚀、氢脆、酸雾等问题。由此可见，传统的除锈剂已经无法满足钢铁行业可持续发展的需求，开发新型高效除锈剂势在必行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碱性钢铁除锈剂及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种碱性钢铁除锈剂，由以下质量百分比的组分组成：
碱剂：0.1％～8％；
络合剂：0.01％～5％；
缓蚀剂：0.01％～3％；
乳化剂：0.1％～3％；
消泡剂：0.01％～0.05％；
增稠剂：0.02％～1％；
水：余量。
优选的，一种碱性钢铁除锈剂，由以下质量百分比的组分组成：
碱剂：2％～5％；
络合剂：1.5％～3％；
缓蚀剂：1％～2％；
乳化剂：0.5％～1.5％；
消泡剂：0.01％～0.05％；
增稠剂：0.05％～1％；
水：余量。
优选的，所述碱剂为氢氧化钾、氢氧化钠、AMP-95中的至少一种。
优选的，所述络合剂为的三乙醇胺、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、羟基亚乙基膦酸、巯基乙酸铵、聚甲基丙烯酸中的至少一种。
进一步优选的，所述络合剂为三乙醇胺、三聚磷酸钠、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基膦酸中的至少一种。
优选的，所述缓蚀剂为苯甲酸钠、硫脲、尿素、单宁酸、硼酸中的至少一种。
进一步优选的，所述缓蚀剂由苯甲酸钠、硫脲和单宁酸复配而成。
优选的，所述乳化剂为NP-10、OP-10、AEO-9、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺中的至少一种。
优选的，所述消泡剂为有机硅消泡剂、矿物油消泡剂、聚醚消泡剂中的至少一种。
优选的，所述增稠剂为丙烯酸共聚物、羧甲基纤维素中的至少一种。
上述碱性钢铁除锈剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将碱剂和水加入反应釜，进行搅拌溶解；
2)将络合剂和缓蚀剂加入反应釜，搅拌至溶液颜色透明；
3)将乳化剂和消泡剂加入反应釜，进行搅拌溶解；
4)将增稠剂加入反应釜，搅拌均匀，得到碱性钢铁除锈剂。
优选的，步骤1)～4)所述搅拌的时间为15～30min。
本发明的有益效果是：本发明的碱性钢铁除锈剂的除锈效果好，且不会腐蚀钢铁、不产生酸雾、不会出现氢脆现象，生产工艺简单，安全环保。
1)本发明的碱性钢铁除锈剂的除锈效果好，可以实现快速、彻底的除锈，除锈率在99％以上；
2)本发明的碱性钢铁除锈剂呈碱性，与钢铁不发生化学反应，不会产生酸雾；
3)本发明的碱性钢铁除锈剂对钢铁不产生腐蚀，不会出现“氢脆”现象；
4)本发明的碱性钢铁除锈剂可以乳化固体锈斑颗粒，保持除锈后基材表面高洁净度；
5)本发明的碱性钢铁除锈剂的生产材料成本低廉，对环境和人体友好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1：
一种碱性钢铁除锈剂，其组成如下表所示：
表1一种碱性钢铁除锈剂的组成表
原料 质量百分比(％)
氢氧化钾 3
三乙醇胺 0.8
乙二胺四乙酸 0.5
羟基亚乙基膦酸 1
苯甲酸钠 0.3
硫脲 0.5
单宁酸 0.2
NP-10 1.2
有机硅消泡剂 0.03
羧甲基纤维素 0.08
去离子水 余量
上述碱性钢铁除锈剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将氢氧化钾和去离子水加入反应釜，搅拌15min；
2)将三乙醇胺、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基膦酸、苯甲酸钠、硫脲和单宁酸加入反应釜，搅拌15min；
3)将NP-10和有机硅消泡剂加入反应釜，搅拌15min；
4)将羧甲基纤维素加入反应釜，搅拌15min，得到碱性钢铁除锈剂。
实施例2：
一种碱性钢铁除锈剂，其组成如下表所示：
表2一种碱性钢铁除锈剂的组成表
上述碱性钢铁除锈剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将氢氧化钾和去离子水加入反应釜，搅拌15min；
2)将三乙醇胺、三聚磷酸钠、羟基亚乙基膦酸、苯甲酸钠、硫脲和单宁酸加入反应釜，搅拌15min；
3)将NP-10和聚醚消泡剂加入反应釜，搅拌15min；
4)将羧甲基纤维素加入反应釜，搅拌15min，得到碱性钢铁除锈剂。
实施例3：
一种碱性钢铁除锈剂，其组成如下表所示：
表3一种碱性钢铁除锈剂的组成表
上述碱性钢铁除锈剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将氢氧化钠和去离子水加入反应釜，搅拌15min；
2)将三乙醇胺、三聚磷酸钠、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基膦酸、苯甲酸钠、硫脲和单宁酸加入反应釜，搅拌15min；
3)将NP-10和有机硅消泡剂加入反应釜，搅拌15min；
4)将羧甲基纤维素加入反应釜，搅拌15min，得到碱性钢铁除锈剂。
实施例4：
一种碱性钢铁除锈剂，其组成如下表所示：
表4一种碱性钢铁除锈剂的组成表
原料 质量百分比(％)
氢氧化钠 4
三乙醇胺 0.8
三聚磷酸钠 0.5
乙二胺四乙酸 0.5
羟基亚乙基膦酸 0.8
苯甲酸钠 0.8
硫脲 0.2
单宁酸 0.1
NP-10 1
有机硅消泡剂 0.03
羧甲基纤维素 0.5
去离子水 余量
上述碱性钢铁除锈剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将氢氧化钠和去离子水加入反应釜，搅拌15min；
2)将三乙醇胺、三聚磷酸钠、乙二胺四乙酸、羟基亚乙基膦酸、苯甲酸钠、硫脲和单宁酸加入反应釜，搅拌15min；
3)将NP-10和有机硅消泡剂加入反应釜，搅拌15min；
4)将羧甲基纤维素加入反应釜，搅拌15min，得到碱性钢铁除锈剂。
实施例5：
一种碱性钢铁除锈剂，其组成如下表所示：
表5一种碱性钢铁除锈剂的组成表
原料 质量百分比(％)
氢氧化钠 1
氢氧化钾 4
三乙醇胺 1.2
三聚磷酸钠 0.6
羟基亚乙基膦酸 1
苯甲酸钠 0.5
硫脲 0.5
单宁酸 0.2
NP-10 1
有机硅消泡剂 0.05
羧甲基纤维素 0.6
去离子水 余量
上述碱性钢铁除锈剂的制备方法，包括以下步骤：
1)将氢氧化钠、氢氧化钾和去离子水加入反应釜，搅拌15min；
2)将三乙醇胺、三聚磷酸钠、羟基亚乙基膦酸、苯甲酸钠、硫脲和单宁酸加入反应釜，搅拌15min；
3)将NP-10和有机硅消泡剂加入反应釜，搅拌15min；
4)将羧甲基纤维素加入反应釜，搅拌15min，得到碱性钢铁除锈剂。
对比例1：
市售某酸性除锈剂。
对比例2：
市售某中性除锈剂。
测试例：
对实施例1～5和对比例1～2的除锈剂进行性能测试，测试结果如下表所示：
表6实施例1～5和对比例1～2的除锈剂的性能测试结果
注：
pH值：用pH计测试；
除锈时间/轻锈，35℃：将除锈剂和水按照质量比1:19混合，再对轻度锈样品用浸泡的方法除锈，测试一直到表面无明显红锈为止所用的时间；
除锈时间/重锈，35℃：将除锈剂和水按照质量比1:9混合，再对重度锈样品用浸泡的方法除锈，测试一直到表面无明显红锈为止所用的时间；
二次锈蚀时间：将除锈剂和水按照质量比1:19混合，再对轻度锈样品用浸泡的方法除锈，再用清水漂洗后烘干、自然放置，测试样品第二次生锈的时间。
由表6可知：本发明的除锈剂除轻锈和重锈的效果要显著优于对比例1和对比例2的除锈剂，且二次锈蚀的时间也比对比例1和对比例2的除锈剂长，即本发明的除锈剂具有十分优异的除锈效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种碱性钢铁除锈剂，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：
碱剂：0.1％～8％；
络合剂：0.01％～5％；
缓蚀剂：0.01％～3％；
乳化剂：0.1％～3％；
消泡剂：0.01％～0.05％；
增稠剂：0.02％～1％；
水：余量。
2.根据权利要求1所述的碱性钢铁除锈剂，其特征在于：由以下质量百分比的组分组成：
碱剂：2％～5％；
络合剂：1.5％～3％；
缓蚀剂：1％～2％；
乳化剂：0.5％～1.5％；
消泡剂：0.01％～0.05％；
增稠剂：0.05％～1％；
水：余量。
3.根据权利要求1或2所述的碱性钢铁除锈剂，其特征在于：所述碱剂为氢氧化钾、氢氧化钠、AMP-95中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的碱性钢铁除锈剂，其特征在于：所述络合剂为的三乙醇胺、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、羟基亚乙基膦酸、巯基乙酸铵、聚甲基丙烯酸中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的碱性钢铁除锈剂，其特征在于：所述缓蚀剂为苯甲酸钠、硫脲、尿素、单宁酸、硼酸中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的碱性钢铁除锈剂，其特征在于：所述乳化剂为NP-10、OP-10、AEO-9、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的碱性钢铁除锈剂，其特征在于：所述消泡剂为有机硅消泡剂、矿物油消泡剂、聚醚消泡剂中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的碱性钢铁除锈剂，其特征在于：所述增稠剂为丙烯酸共聚物、羧甲基纤维素中的至少一种。
9.权利要求1～8中任意一项所述碱性钢铁除锈剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将碱剂和水加入反应釜，进行搅拌溶解；
2)将络合剂和缓蚀剂加入反应釜，搅拌至溶液颜色透明；
3)将乳化剂和消泡剂加入反应釜，进行搅拌溶解；
4)将增稠剂加入反应釜，搅拌均匀，得到碱性钢铁除锈剂。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：步骤1)～4)所述搅拌的时间为15～30min。
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