CN111172547A - 一种有机环保除锈剂及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属表面处理技术领域，具体涉及一种有机环保除锈剂及其制备方法和用途。该有机环保除锈剂包括以下重量份原料：乙二酸18‑24份、肌醇六磷酸15‑22份、葡萄糖酸钠8‑16份、甘油5‑10份、表面活性剂5‑8份、渗透剂10‑12份、缓蚀剂5‑10份、去离子水500‑800份。本发明以乙二酸、肌醇六磷酸和葡萄糖酸钠为主要原料制备有机环保除锈剂，该除锈剂与铁锈反应温和，在常温和略高于常温下均可反应，解决了了传统无机酸除锈产生酸雾及除锈过程中发生“氢脆”现象。
Description
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，具体涉及一种有机环保除锈剂及其制备方法和用途。
背景技术
黑色金属(钢材)置于室外或露天条件下容易生锈，不但影响外观质量，还会影响喷漆、粘接等工艺的正常进行，如不及时处理，更会造成材料的报废，导致不必要的经济损失。除锈剂也称为松锈剂，主要作用是松解生锈紧固件，润滑不能拆卸的紧固件，便于拆卸生锈的紧固件。它能在裸露的金属表面形成持久的防腐蚀保护，防止新的锈蚀形成。除锈剂也是理想的润滑冷却液，适用于不锈钢、铝板表面攻螺纹。还能有效清洁干燥电子设备，改善传导性能。它可广泛应用于制造业、建筑业、修理业、交通、能源、电力、石油及矿山开采等多种行业，适用于机械设备、车辆、船舶、军械、五金工具、建筑模板、金属零配件等钢材的除锈。
传统型除锈剂一般使用的是强酸，借助酸与锈层及氧化物发生的化学反应生成可溶性的盐类，从而使锈层剥落，达到除锈的目的。与此同时，酸又可以和金属本体发生化学反应放出氢气，对铁锈层和难溶的氧化皮产生压力促进锈层的剥落，进而加速酸洗的过程。该传统型除锈剂在除锈过程中也存在着一些不足，如除锈处理过程中释放的大量氢气会导致氢脆现象的发生，从而使得金属的某些力学性能严重下降，影响钢铁基体的强度；与此同时除锈过程中极易形成酸雾，影响操作人员的身体健康、腐蚀周围的设备及环境；过程中大量的消耗酸液，增加了其处理成本；不仅如此，除锈后会产生大量的残渣废液，需要经常排放，这样不仅会腐蚀管道，而且会对土壤及周围环境造成巨大污染。因此，亟需一种有机环保除锈剂，以解决日益突出的钢材锈蚀问题。
发明内容
本发明目的是为了弥补已有技术缺陷，提供一种有机环保除锈剂及其制备方法和用途，该除锈剂与铁锈反应温和，在常温和略高于常温下均可反应，解决了了传统无机酸除锈产生酸雾及除锈过程中发生“氢脆”现象。
为实现上述目的，本发明通过以下方案予以实现：
本发明提供了一种有机环保除锈剂，包括以下重量份原料：乙二酸18-24份、肌醇六磷酸15-22份、葡萄糖酸钠8-16份、甘油5-10份、表面活性剂5-8份、渗透剂10-12份、缓蚀剂5-10份、去离子水500-800份。
优选地，有机环保除锈剂，包括以下重量份原料：乙二酸20-22份、肌醇六磷酸18-20份、葡萄糖酸钠10-15份、甘油6-8份、表面活性剂6-7份、渗透剂10-12份、缓蚀剂5-8份、去离子水600-700份。
优选地，有机环保除锈剂，包括以下重量份原料：乙二酸22份、肌醇六磷酸20份、葡萄糖酸钠14份、甘油7份、表面活性剂6份、渗透剂11份、缓蚀剂8份、去离子水650份。
优选地，表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和聚氧化乙烯烷基苯基醚中的一种。
优选地，渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，渗透剂为JFC、JFC-1、JFC-2和JFC-E中的一种。
优选地，缓蚀剂为磺化木质素、硫脲和苯并三唑中的一种。
本发明还提供了一种有机环保除锈剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将150-300份去离子水加入反应器中，再加入乙二酸、肌醇六磷酸、表面活性剂和渗透剂，匀速搅拌10-15min，得到混合溶液A；
(2)向混合溶液A中加入甘油，匀速搅拌10-15min，得到混合溶液B；
(3)向混合溶液B中加入缓蚀剂，补入余量去离子水，匀速搅拌20-30min，得到有机环保除锈剂。
优选地，步骤(1)-(3)中匀速搅拌的速度为30-50r/min。
本发明还提供了一种有机环保除锈剂的用途，用于去除金属表面的锈渍。
本发明的有益效果是：
本发明以乙二酸、肌醇六磷酸和葡萄糖酸钠为主要原料制备有机环保除锈剂，乙二酸、肌醇六磷酸与铁离子有配位作用，在除锈剂中又作配位剂，配位不断产生的二价铁离子和三价铁离子，使游离铁离子减少，加速氧化物与酸的反应，达到快速除锈的目的；葡萄糖酸钠可以与二价铁离子和三价铁离子形成稳定的配合物，促进金属氧化物与酸反应。
本发明环保型除锈剂中表面活性剂降低了表面张力，使缓蚀剂与钢铁更好地结合，并且降低了环保型除锈剂分子之间的相互作用；渗透剂的加入，可使H+渗透到锈层内部，与锈层反应更充分、完全；缓蚀剂吸附在钢铁的表面，使钢铁和介质隔离，减少金属受损。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供了一种有机环保除锈剂，包括以下重量份原料：乙二酸18份、肌醇六磷酸15份、葡萄糖酸钠10份、甘油8份、聚氧化乙烯烷基苯基醚5份、JFC 10份、硫脲6份、去离子水650份。
上述有机环保除锈剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将150份去离子水加入反应器中，再加入乙二酸、肌醇六磷酸、聚氧化乙烯烷基苯基醚和JFC，35r/min匀速搅拌10min，得到混合溶液A；
(2)向混合溶液A中加入甘油，35r/min匀速搅拌10min，得到混合溶液B；
(3)向混合溶液B中加入硫脲，补入余量去离子水，35r/min匀速搅拌20min，得到有机环保除锈剂。
实施例2
本发明提供了一种有机环保除锈剂，包括以下重量份原料：乙二酸22份、肌醇六磷酸18份、葡萄糖酸钠15份、甘油8份、辛基酚聚氧乙烯醚8份、JFC-E 10份、磺化木质素6份、去离子水550份。
上述有机环保除锈剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将200份去离子水加入反应器中，再加入乙二酸、肌醇六磷酸、辛基酚聚氧乙烯醚和JFC-E，30r/min匀速搅拌15min，得到混合溶液A；
(2)向混合溶液A中加入甘油，30r/min匀速搅拌15min，得到混合溶液B；
(3)向混合溶液B中加入磺化木质素，补入余量去离子水，30r/min匀速搅拌30min，得到有机环保除锈剂。
实施例3
本发明提供了一种有机环保除锈剂，包括以下重量份原料：乙二酸22份、肌醇六磷酸20份、葡萄糖酸钠14份、甘油7份、辛基酚聚氧乙烯醚6份、JFC-111份、硫脲8份、去离子水650份。
上述有机环保除锈剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将200份去离子水加入反应器中，再加入乙二酸、肌醇六磷酸、辛基酚聚氧乙烯醚和JFC-1，40r/min匀速搅拌15min，得到混合溶液A；
(2)向混合溶液A中加入甘油，40r/min匀速搅拌15min，得到混合溶液B；
(3)向混合溶液B中加入硫脲，补入余量去离子水，40r/min匀速搅拌30min，得到有机环保除锈剂。
实施例4
本发明提供了一种有机环保除锈剂，包括以下重量份原料：乙二酸18-24份、肌醇六磷酸15-22份、葡萄糖酸钠8-16份、甘油5-10份、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和聚氧化乙烯烷基苯基醚5-8份、JFC、JFC-1、JFC-2和JFC-E 10-12份、磺化木质素、硫脲和苯并三唑5-10份、去离子水500-800份。
上述有机环保除锈剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将150-300份去离子水加入反应器中，再加入乙二酸、肌醇六磷酸、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和聚氧化乙烯烷基苯基醚和JFC、JFC-1、JFC-2和JFC-E，30-50r/min匀速搅拌10-15min，得到混合溶液A；
(2)向混合溶液A中加入甘油，30-50r/min匀速搅拌10-15min，得到混合溶液B；
(3)向混合溶液B中加入磺化木质素、硫脲和苯并三唑，补入余量去离子水，30-50r/min匀速搅拌20-30min，得到有机环保除锈剂。
实施例5
本发明提供了一种有机环保除锈剂，包括以下重量份原料：乙二酸24份、肌醇六磷酸20份、葡萄糖酸钠14份、甘油7份、壬基酚聚氧乙烯醚8份、JFC-210份、苯并三唑6份、去离子水650份。
上述有机环保除锈剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将200份去离子水加入反应器中，再加入乙二酸、肌醇六磷酸、壬基酚聚氧乙烯醚和JFC-2，30r/min匀速搅拌12min，得到混合溶液A；
(2)向混合溶液A中加入甘油，30r/min匀速搅拌12min，得到混合溶液B；
(3)向混合溶液B中加入苯并三唑，补入余量去离子水，30r/min匀速搅拌25min，得到有机环保除锈剂。
实施例6
本发明提供了一种有机环保除锈剂，包括以下重量份原料：乙二酸20份、肌醇六磷酸20份、葡萄糖酸钠16份、甘油8份、聚氧化乙烯烷基苯基醚6份、JFC-E 12份、磺化木质素8份、去离子水750份。
上述有机环保除锈剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将280份去离子水加入反应器中，再加入乙二酸、肌醇六磷酸、聚氧化乙烯烷基苯基醚和JFC-E，50r/min匀速搅拌10min，得到混合溶液A；
(2)向混合溶液A中加入甘油，50r/min匀速搅拌10min，得到混合溶液B；
(3)向混合溶液B中加入磺化木质素，补入余量去离子水，50r/min匀速搅拌20min，得到有机环保除锈剂。
除锈性能测试
将20×20×3mm的Q215钢板表面打磨抛光，然后放在潮湿的室外环境使其生锈，锈蚀等级达到D级时使用酒精清洗和丙酮脱脂，然后用去离子水冲洗干净，放入干燥箱中烘干。称量锈蚀钢板的质量m0，然后将锈蚀钢板分别于30℃、70℃下浸没在实施例1-6中制备的有机环保除锈剂中1h，将浸泡后的钢板清洗烘干后称量其质量m1，采用失重法计算除锈剂的除锈速率，除锈速率计算公式为：
式中：m0为除锈前钢板质量，g；
m1为除锈后钢板质量，g；
S为除锈钢板表面积，m2；
t为除锈时间，h；
V为除锈速率，g·m-2·h-1。
得到数据如表1所示：
表1有机环保除锈剂除锈速率
由表1可以看出，本发明有机环保除锈剂在常温和略高温条件下均有较好的除锈效果。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.本发明提供了一种有机环保除锈剂，其特征在于，包括以下重量份原料：乙二酸18-24份、肌醇六磷酸15-22份、葡萄糖酸钠8-16份、甘油5-10份、表面活性剂5-8份、渗透剂10-12份、缓蚀剂5-10份、去离子水500-800份。
2.根据权利要求1所述的有机环保除锈剂，其特征在于，包括以下重量份原料：乙二酸20-22份、肌醇六磷酸18-20份、葡萄糖酸钠10-15份、甘油6-8份、表面活性剂6-7份、渗透剂10-12份、缓蚀剂5-8份、去离子水600-700份。
3.根据权利要求1所述的有机环保除锈剂，其特征在于，乙二酸22份、肌醇六磷酸20份、葡萄糖酸钠14份、甘油7份、表面活性剂6份、渗透剂11份、缓蚀剂8份、去离子水650份。
4.根据权利要求1所述的有机环保除锈剂，其特征在于，所述表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚和聚氧化乙烯烷基苯基醚中的一种。
5.根据权利要求1所述的有机环保除锈剂，其特征在于，所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，渗透剂为JFC、JFC-1、JFC-2和JFC-E中的一种。
6.根据权利要求1所述的有机环保除锈剂，其特征在于，所述缓蚀剂为磺化木质素、硫脲和苯并三唑中的一种。
7.如权利要求1-6任一项所述的有机环保除锈剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)将150-300份去离子水加入反应器中，再加入乙二酸、肌醇六磷酸、表面活性剂和渗透剂，匀速搅拌10-15min，得到混合溶液A；
(2)向混合溶液A中加入甘油，匀速搅拌10-15min，得到混合溶液B；
(3)向混合溶液B中加入缓蚀剂，补入余量去离子水，匀速搅拌20-30min，得到有机环保除锈剂。
8.根据权利要求7所述的有机环保除锈剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)-(3)中匀速搅拌的速度为30-50r/min。
9.如权利要求1-6任一项所述的有机环保除锈剂的用途，用于去除金属表面的锈渍。
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