CN111472012B

CN111472012B - 一种环保型中性除锈防锈剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN111472012B
Application number: CN202010422555.0A
Authority: CN
Inventors: 杨子佩; 杨树江
Original assignee: Ruichi Tianjin Technology Development Co ltd
Current assignee: Ruichi Tianjin Technology Development Co ltd
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2022-04-26
Anticipated expiration: 2040-05-19
Also published as: CN111472012A

Abstract

本发明涉及一种环保型中性除锈防锈剂及其制备方法和应用，本发明的除锈防锈剂由羟基乙叉二膦酸、植酸胺溶液、羟基乙叉二磷酸四钠溶液、柠檬酸、三乙醇胺硼酸酯溶液经过科学复配而成。制备时，将乙二胺四乙酸二钠﹑植酸胺溶液﹑柠檬酸以及三乙醇胺硼酸酯溶液后搅拌混合均匀；然后一点一点缓慢加入羟基乙叉二磷酸四钠溶液并不断检测混合溶液的PH值至中性为止，在进行搅拌均匀即可。本发明的除锈防锈剂可在常温下快速消除金属表面的锈层和氧化物，除锈后的工件表面具有短期防锈功能，同时环保安全，本品除锈后依然呈现中性，不含酸和碱，可直接排放，免去污水处理难题。

Description

一种环保型中性除锈防锈剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于环保除锈防锈产品领域，具体涉及一种环保型中性除锈防锈剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，工业产品大力发展，对水资源的需求越来越高。在我国的水资源中，地下水是一种十分宝贵的资源，因具有分布广、水质好、不易污染等特点，正被越来越广泛地开发和应用。但由于自然界本身岩质状况地下水中含铁量很高，在使用过程中常会腐蚀金属表面，特别是随着制造业的大力发展，各行各业生产出的碳钢或者铸铁机械零部件在储存中或者运输中产生锈蚀，不仅影响工件的美观甚至严重影响机械零部件的使用，特别是金属钢材、机械制造、机加工等行业的锈蚀问题日益突出，全世界每年由于腐蚀而报废的金属材料和设备的重量约为金属年产量的20％以上，对金属制品采取各种防腐措施前除锈是首要的工艺步骤。

目前，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，而化学法具有效果好、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；与此同时化学法也存在着“氢脆”的危险，污染空气，除锈后工件需多次清洗，有时还要作综合处理，否则还会生锈，严重影响后续涂层的附着力，对油漆层尤为突出。

综上，目前的化学法难以在要求较高的行业应用，尤其是对特大工件除锈的造船等行业。所以亟需一种性能更高效的除锈防锈剂来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保型中性除锈防锈剂及其制备方法和应用。本发明的除锈防锈剂由有机酸、防锈剂、强力缓蚀剂以及络合剂经过科学复配而成，可在常温下快速消除金属表面的锈层和氧化物，除锈后的工件表面具有短期防锈功能，同时环保安全，本品除锈后依然呈现中性，不含酸和碱，可直接排放，免去污水处理难题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种环保型中性除锈防锈剂，包括以下质量百分比的原料组分：羟基乙叉二膦酸20-30％、植酸胺溶液2-5％、羟基乙叉二磷酸四钠溶液10-15％、柠檬酸3-5％、三乙醇胺硼酸酯溶液5-10％、其余由纯净水补齐。

优选的，所述的各组成成分的溶液浓度分别为：

优选的，各组分的配比如下：

优选的，各组分的配比如下：

本发明还提供了一种环保型中性除锈防锈剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将乙二胺四乙酸二钠﹑植酸胺溶液﹑柠檬酸以及防锈剂后搅拌混合均匀；

(2)然后一点一点缓慢加入(缓慢加入的意义在于控制PH值，因为本发明的产品是中性产品，PH值过高或过低都不是中性，只有PH正好是7的时候才是中性)羟基乙叉二磷酸四钠溶液并不断检测混合溶液的PH值至中性(中性产品环保安全，不伤漆面材质皮肤等)为止，在进行搅拌均匀即可。

优选的，步骤(1)中，搅拌混合的时长为20-40分钟，至混合溶液的颜色为淡黄色透明液体即可。

优选的，步骤(2)中，搅拌混匀的时长为为3-5分钟，确认制得的产品为淡黄色透明即可。

本发明还提供了一种环保型中性除锈防锈剂的应用，将待除锈样品浸泡2所述环保型中性除锈防锈剂产品或环保型中性除锈防锈剂产品的稀释液中一段时间后，用干抹布擦干，可以除去锈迹并具有高达7-10天的防锈周期。

优选的，所述环保型中性除锈防锈剂产品在使用时的稀释倍数小于等于10倍。

发明原理：

1.分散除锈机理：本发明的除锈防锈剂产品可以将固态的大颗粒氧化铁分子被小分子撞击成为比较小的氧化铁颗粒(主要是羟基乙叉二磷酸和柠檬酸起到此作用)，从而使氧化铁大颗粒分子溶解在了该产品溶液中，与此同时在该产品中添加了大量的分散剂(主要是羟基乙叉二磷酸四钠溶液起到作用)，分散剂利用静电或者空间位阻作用阻止小颗粒氧化铁物质团聚在一起以保证体系的稳定性。分散机理受温度影响较大，在高温下分子无规则运动更剧烈，撞击力也更强。因此，提高温度是提高除锈速度的主要手段。

2.络合除锈机理：该产品中添加了大量的络合剂(羟基乙叉二磷酸四钠溶液和植酸胺溶液起到此作用)，络合剂分子或离子与铁金属离子结合形成稳定的新离子。该络合物离子不带任何的电荷，可以稳定的存在于溶液中。

一般市场上的中性除锈剂的分散机理属于第一种，在中性除锈剂作用下，金属表面的金属氧化物被除锈剂分子撞击，逐渐剥离下来，在这个过程中可能会用到渗透剂(市场上常用的渗透剂是异丙醇或者氯化钠)，加速除锈剂的侵蚀速度。而该产品兼具了分散和络合的双重原理，可以快速渗透到锈垢中与表面的锈垢发生化学反应生成铁盐和亚铁盐，随后不同氧化态铁离子再与洛合剂发生交联作用生成稳定的配合物，与钢铁表面的锈一同脱落，同时具备短期的防锈性能，很好的解决工序间生锈的难题，为下一道工序处理提供便捷。

有益效果

1.产品气味很低，几乎无味道：相比市场上其他强酸性或者弱酸性的除锈剂产品，气味更低，几乎无气味，而市场上酸性的除锈剂产品使用强酸(例如硫酸)，所以酸味比较强烈，刺鼻。

2.产品PH值6.5～7.5属于中性，环保安全：本品不含强酸强碱、亚硝酸盐等有毒有害成分，对人身安全环保，即使不小心因操作不当沾到皮肤上也不会造成烧伤，而市场上酸性的除锈剂产品即使用的是有机酸PH值也会在4以下。

3.除锈效果快速：该产品对于中等及以下锈蚀除锈时间大概30分钟左右即可，如果产品升温使用60℃以上，除锈时间5-10分钟即可。

4.经济，综合成本低：本品可稀释使用，最低浓度可达10％，稀释十倍后除锈效果依然快速。

5.具备短期和工序间的防锈性能：本品浸泡后用干抹布擦干，可以进行短期防锈保护，可高达7-10天的防锈周期，给工序间的处理带来充足的时间。

6.使用周期长，可连续使用：本品活性成分高效，可持续使用。

7.无污水处理问题：本品除锈后依然呈现中性，不含酸和碱，不含重金属、不含强酸、不含亚硝酸盐等有毒有害物质，可直接排放，免去污水处理难题。

附图说明

图1为本发明生锈齿轮除锈前后对比图。处理条件为(常温浸泡30分钟)。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

一种环保型中性除锈防锈剂及其制备方法，各组分及其含量、重量配比分别为：

一种环保型中性除锈防锈剂及其制备方法，步骤是：

(1)检查并确认反应釜设备清洁﹑干燥，并启动反应釜设备确认设备正常运转，备用；

(2)计量按照计量标准加入乙二胺四乙酸二钠﹑植酸胺溶液﹑柠檬酸以及防锈剂后搅拌时间大约为30分钟，并观察溶液颜色为淡黄色透明液体即可；

(3)然后一点一点缓慢加入羟基乙叉二磷酸四钠溶液并不断检测PH直至中性为止，在进行搅拌3-5分钟，确认产品完全搅拌均匀即可。

(4)用烧杯或者塑料量杯取少量的清洗剂放在光线明亮处进行观察，溶液呈现淡黄色透明时，即可。

实施例2

一种环保型中性除锈防锈剂及其制备方法，步骤是：

(2)计量按照计量标准加入乙二胺四乙酸二钠﹑植酸胺溶液﹑柠檬酸以及防锈剂后搅拌时间大约为35分钟，并观察溶液颜色为淡黄色透明液体即可；

实施例3

一种环保型中性除锈防锈剂及其制备方法，步骤是：

(2)计量按照计量标准加入乙二胺四乙酸二钠﹑植酸胺溶液﹑柠檬酸以及防锈剂后搅拌时间大约为25分钟，并观察溶液颜色为淡黄色透明液体即可；

实施例4

一种环保型中性除锈防锈剂及其制备方法，步骤是：

本发明的环保型中性除锈防锈剂质量标准：

实施例5

将本发明实施例1制备的环保型中性除锈防锈剂用于生锈齿轮除锈，处理条件为(常温浸泡30分钟)，本品浸泡后用干抹布擦干，左图为除锈前的车轮状态，右图为除锈后车轮状态，除锈效果具体如图1所示。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的发明内容。

Claims

1.一种环保型中性除锈防锈剂，其特征是：包括以下质量百分比的原料组分：羟基乙叉二膦酸20-30%、植酸胺溶液 2-5%、羟基乙叉二磷酸四钠溶液10-15%、柠檬酸3-5%、三乙醇胺硼酸酯溶液5-10%、其余由纯净水补齐；

所述的羟基乙叉二膦酸的固含量为 30～50%；

植酸胺溶液的质量浓度 30～50%；

羟基乙叉二磷酸四钠溶液的质量浓度 30～50%；

柠檬酸的固含量为 95～99%；

三乙醇胺硼酸酯溶液的质量浓度 95～99%。

2.根据权利要求1所述的一种环保型中性除锈防锈剂，其特征在于，各组分的配比如下：

羟基乙叉二膦酸：固含量 30% 配比 30%

植酸胺溶液：质量浓度 40% 配比 2%

柠檬酸：固含量 98% 配比 5%

三乙醇胺硼酸酯溶液：质量浓度 95% 配比 8%

羟基乙叉二磷酸四钠溶液：质量浓度 40% 配比 13%

纯净水：配比 42%。

3.根据权利要求1所述的一种环保型中性除锈防锈剂，其特征在于各组分的配比如下：

羟基乙叉二膦酸：固含量 30% 配比 20%；

植酸胺溶液：质量浓度 40% 配比 4%；

柠檬酸：固含量 98% 配比 5%；

三乙醇胺硼酸酯溶液：质量浓度 95% 配比 10%；

羟基乙叉二磷酸四钠溶液：质量浓度 40% 配比 10%；

纯净水：配比 51%。

4.根据权利要求1-3任一所述的一种环保型中性除锈防锈剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将乙二胺四乙酸二钠﹑植酸胺溶液﹑柠檬酸以及三乙醇胺硼酸酯溶液后搅拌混合均匀；

（2）然后一点一点缓慢加入羟基乙叉二磷酸四钠溶液并不断检测混合溶液的p H值至中性为止，在进行搅拌均匀即可。

5.根据权利要求4所述的一种环保型中性除锈防锈剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，搅拌混合的时长为20-40分钟，至混合溶液的颜色为淡黄色透明液体即可。

6.根据权利要求4所述的一种环保型中性除锈防锈剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，搅拌混匀的时长为3-5分钟，确认制得的产品为淡黄色透明即可。

7.根据权利要求1-3任一所述的一种环保型中性除锈防锈剂的应用，其特征在于：将待除锈样品浸泡2所述环保型中性除锈防锈剂产品或环保型中性除锈防锈剂产品的稀释液中一段时间后，用干抹布擦干，可以除去锈迹并具有高达7-10天的防锈周期。

8.根据权利要求7所述的一种环保型中性除锈防锈剂的应用，其特征在于：所述环保型中性除锈防锈剂产品在使用时的稀释倍数小于等于10倍。