CN111690941B - 一种氨基磺酸除锈液及利用其的除锈方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及本实施例提供了一种氨基磺酸除锈剂及利用其的除锈方法，所述除锈液以质量分数计包括如下组分：氨基磺酸5‑20％，氯盐1‑3％，柠檬酸1‑3％，酒石酸1‑3％，助剂0.6‑2.5％，阴离子表面活性剂0.2‑0.5％，余量为水。本发明提供的氨基磺酸除锈液，通过氯盐、柠檬酸、酒石酸及阴离子表面活性剂之间的协同作用实现以氨基磺酸为主体的除锈液性能的提升，实现了普碳钢和低合金钢实现良好的清洗效果，清洗容量高，清洗速度快，使用寿命长。

Description

一种氨基磺酸除锈液及利用其的除锈方法

技术领域

本发明涉及金属表面预处理领域，具体涉及一种氨基磺酸除锈液及利用其的除锈方法。

背景技术

目前，金属表面酸洗预处理行业在全国已形成万亿产业规模，但现有技术仍远远落后于发达国家，盐酸、硫酸是现有工艺最常用的两种化学清洗介质，存在环境污染严重、危害人体健康的重大技术弊端，行业整体装备技术、污染治理和内部环保管理水平亟待提升。特别是在国家相关环保法律法规越来越严格苛刻的形势下，部分酸洗企业已经面临着生死存亡的紧急态势。开发新的金属清洗液体系来替代盐酸、硫酸等无机酸，减少废液排放，降低对环境的污染，成为行业需求的焦点。

氨基磺酸是一种固体酸，电离度很大，容易解离，是无水、无挥发性、无臭的固体，非常稳定，对人身毒性极小，利于远途运输及储存。作为清洗剂，氨基磺酸水溶液可去除铁、钢、铜、不锈钢等材料制造的设备表面的铁锈、水垢和腐蚀产物，在部分领域可替代盐酸、硫酸等强无机酸清洗液。

关于氨基磺酸应用已有诸多研究，取得了明显的应用效果。但氨基磺酸替代盐酸、硫酸等酸洗液存在明显缺陷。由于游离氢离子浓度与无机强酸有明显差异，导致与金属氧化物反应速度较慢，经常需加热使用；另外，氨基磺酸虽然水中溶解度较大，但过高浓度会影响电离过程，反而降低游离氢离子浓度，因而一般应用过程浓度大多控制在10％左右，这就导致清洗容量减小，与同等体积的盐酸、硫酸相比，清洗工件的量明显要少得多，导致成本大幅增加，从而限制了在行业中的应用推广进程。

CN104498968A公开了一种高效除锈剂，包括有氨基磺酸、硼酸、十二烷基硫酸钠、平平加OS-15、六次甲基四胺、椰子酰单乙醇胺和去离子水，所述氨基磺酸的质量份数为15-25份，所述硼酸的质量份数为15-25份，所述十二烷基硫酸钠的质量份数为10-30份，所述平平加OS-15的质量份数为15-35份，所述六次甲基四胺的质量份数为15-35份，所述椰子酰单乙醇胺的质量份数为4-24份，所述去离子水的质量份数为500-800份。该除锈剂不会对钢铁造成腐蚀或者其他伤害，并且能对钢铁上的锈进行很好的消除，保证了即使长期使用也不会破坏钢铁的优点，利用大规模的推广应用，并且各成份的成本低廉，相比于现有的高效除锈剂，可以大大降低使用者的投入成本。由于缺少促进电离及增大清洗容量的添加剂，会导致清洗速度和清洗容量受到限制。

CN104947124A公开了一种钢铁断口除锈液，属于测试技术，解决了目前除锈液存在的主要问题。包括以下组分：盐酸80-120ml/L；氯化亚锡2-5g/L；氨基磺酸2-8g/L；草酸5-10mL/L；甲醛5-10ml/L。其在完全除锈的前提下，以除锈作用强的盐酸为溶解剂，增加一种氯化亚锡的成分，起还原剂作用，再增加一种表面保护剂氨基磺酸，与还原剂共同作用起到保护金属基体的作用，同时加入草酸、甲醛共同作用，使除锈液工作过程中有效清除断面上的氧化腐蚀层，而与钢铁产品零件断面金属基体不起化学反应，达到保护断面金属基体的作用，有效地保留其上记录的实际工况信息。主要组分为盐酸，易挥发污染环境，并且产生的废酸，难以处理，属于危险废弃物。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种氨基磺酸除锈液及利用其的除锈方法，本发明提供的除锈液可以对普碳钢和低合金钢实现良好的清洗效果，清洗容量高，清洗速度快，使用寿命长。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种氨基磺酸除锈液，所述除锈液以质量分数计包括如下组分：氨基磺酸5-20％，氯盐1-3％，柠檬酸1-3％，酒石酸1-3％，助剂0.6-2.5％，阴离子表面活性剂0.2-0.5％，余量为水。

本发明提供的氨基磺酸除锈液，通过氯盐、柠檬酸、酒石酸及阴离子表面活性剂之间的协同作用实现以氨基磺酸为主体的除锈液性能的提升，实现了普碳钢和低合金钢实现良好的清洗效果，清洗容量高，清洗速度快，使用寿命长。

本发明中，所述除锈液中氨基磺酸的质量分数为5-20％，例如可以是5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，所述除锈液中氯盐的质量分数为1-3％，例如可以是1％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％或3％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，所述除锈液中柠檬酸的质量分数为1-3％，例如可以是1％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％或3％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，所述除锈液中酒石酸的质量分数为1-3％，例如可以是1％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％或3％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，所述除锈液中助剂的质量分数为0.6-2.5％，例如可以是0.6％、0.8％、1％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2％、2.2％、2.4％或2.5％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，所述除锈液中阴离子表面活性剂的质量分数为0.2-0.5％，例如可以是0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述除锈液以质量分数计包括如下组分：氨基磺酸10-15％，氯盐1.5-2％，柠檬酸1.5-2.5％，酒石酸2-2.5％，助剂0.6-2.5％，阴离子表面活性剂0.25-0.35％，余量为水。

作为本发明优选的技术方案，所述氯盐包括氯化钠和/或氯化钾。

作为本发明优选的技术方案，所述阴离子表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的1种或至少2种的组合；所述组合可以是十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠的组合，十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠的组合等，但不限于所列举的组合，该范围内其他未列举的组合同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述助剂包括络合剂、渗透剂及缓蚀剂。

优选地，所述络合剂以质量百分比计占所述除锈液质量的0.2-1％，例如可以是0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述渗透剂以质量百分比计占所述除锈液质量的0.2-1％，例如可以是0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述缓蚀剂以质量百分比计占所述除锈液质量的0.2-0.5％，例如可以是0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％或0.5％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述络合剂包括乙二胺四乙酸二钠、氨基三亚甲基膦酸、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五亚甲基膦酸、腐殖酸或葡萄糖酸钠中的1种或至少2种的组合；所述组合可以是乙二胺四乙酸二钠和氨基三亚甲基膦酸的组合，羟基乙叉二膦酸和二乙烯三胺五亚甲基膦酸的组合，腐殖酸和葡萄糖酸钠的组合等，但不限于所列举的组合，该范围内其他未列举的组合同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述渗透剂包括环己酮、酰丙酮、石油磺酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚中的1种或至少2种的组合；所述组合可以是环己酮和酰丙酮的组合，酰丙酮和石油磺酸钠的组合，石油磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚的组合等，但不限于所列举的组合，该范围内其他未列举的组合同样适用。

优选地，所述缓蚀剂包括硫脲和/或苯并三氮唑。

第二方面，提供了利用第一方面所述的除锈液的除锈方法，所述除锈方法包括：依据质量百分比含量配置清洗液，将金属工件利用清洗液进行清洗，之后用水漂洗。

作为本发明优选的技术方案，所述清洗的时间为10-15min，例如可以是10min、10.5min、11min、11.5min、12min、12.5min、13min、13.5min、14min、14.5min或15min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述除锈方法包括：依据质量百分比含量配置清洗液，将金属工件利用清洗液进行清洗，之后用水漂洗；

其中，所述清洗的时间为10-15min。

本发明中，清洗液使10-15天后补充清洗液，可保持清洗液的持续处理能力，从而实现循环使用。

与现有技术方案相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明提供的氨基磺酸除锈液，通过氯盐、柠檬酸、酒石酸及阴离子表面活性剂之间的协同作用实现以氨基磺酸为主体的除锈液性能的提升，实现了普碳钢和低合金钢实现良好的清洗效果，清洗容量高，清洗速度快，使用寿命长。

(2)本发明采用的清洗液，游离氢离子含量高，清洗速度快，可与盐酸、硫酸酸洗速度相当，能满足各种涂装工艺生产节奏，可在更多领域替代盐酸、硫酸等无机酸。

(3)本发明采用的清洗液通过对组份的调整，可对不同锈蚀程度的金属工件进行处理，无需加热，节约了能源消耗。

(4)本发明采用的清洗液，通过氯盐、柠檬酸、酒石酸及阴离子表面活性剂之间的协同作用随着清洗过程的推进，会逐步释放游离氢离子，大大提升了清洗液的清洗容量，显著降低了成本，减少了废液的排放量，且产生的废酸易于处理。

(5)本发明涉及的清洗液，采用粉状原料与水配制，粉状原料易于运输与储存，在现场与水配制，规避了液体无机酸储运过程的安全隐患，并降低了储运工序成本，可为解决化学清洗企业面临的安全环保难题做出重要贡献。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

本实施例提供了一种氨基磺酸除锈剂及利用其的除锈方法，所述氨基磺酸除锈剂以质量分数计包括：氨基磺酸20％，氯化钠3％，柠檬酸3％，酒石酸3％，络合剂1％(腐殖酸0.3％、氨基三亚甲基磷酸0.3％、葡萄糖酸钠0.4％)，渗透剂1％(石油磺酸钠0.6％，脂肪醇聚氧乙烯醚0.4％)，缓蚀剂0.5％(硫脲0.3％、苯并三氮唑0.2％)，阴离子表面活性剂0.5％(十二烷基磺酸钠0.3％，十二烷基硫酸钠0.2％)，余量为水。

利用所述氨基磺酸除锈剂的除锈方法，依据质量百分比含量配置清洗液，将重锈金属工件利用清洗液进行清洗，之后用水漂洗；

其中，所述清洗的时间为15min，清洗后表面光洁无残留。

实施例2

本实施例提供了一种氨基磺酸除锈剂及利用其的除锈方法，所述氨基磺酸除锈液以质量分数计包括：氨基磺酸15％，氯化钾2％，柠檬酸2％，酒石酸2％，络合剂0.6％(腐殖酸0.2％、二乙烯三胺五亚甲基膦酸0.2％、乙二胺四乙酸二钠0.2％)，渗透剂0.6％(脂肪醇聚氧乙烯醚0.3％，环己酮0.3％)，缓蚀剂0.4％(硫脲0.2％，苯并三氮唑0.2％)，阴离子表面活性剂4％(十二烷基磺酸钠0.2％，十二烷基硫酸钠0.2％)，余量为水。

利用所述氨基磺酸除锈液的除锈方法，依据质量百分比含量配置清洗液，将重锈金属工件利用清洗液进行清洗，之后用水漂洗；

其中，所述清洗的时间为10min，清洗后表面光洁无残留。

实施例3

本实施例提供了一种氨基磺酸除锈剂及利用其的除锈方法，所述氨基磺酸除锈液以质量分数计包括：氨基磺酸10％，氯化钾1.5％，柠檬酸1.5％，酒石酸1.5％，络合剂0.5％(腐殖酸0.1％、羟基乙叉二膦酸0.2％、乙二胺四乙酸二钠0.1％)，渗透剂0.4％(脂肪醇聚氧乙烯醚0.2％，酰丙酮0.2％)，缓蚀剂0.3％(硫脲0.1％，苯并三氮唑0.2％)，阴离子表面活性剂0.3％(十二烷基磺酸钠0.2％，十二烷基硫酸钠0.1％)，余量为水。

利用所述氨基磺酸除锈液的除锈方法，依据质量百分比含量配置清洗液，将重锈金属工件利用清洗液进行清洗，之后用水漂洗；

其中，所述清洗的时间为12min，清洗后表面光洁无残留。

实施例4

本实施例提供了一种氨基磺酸除锈剂及利用其的除锈方法，所述氨基磺酸除锈液以质量分数计包括：氨基磺酸5％，氯化钾1％，柠檬酸1％，酒石酸1％，络合剂(腐殖酸)0.2％，渗透剂(脂肪醇聚氧乙烯醚)0.2％，缓蚀剂(硫脲)0.2％，阴离子表面活性剂(十二烷基磺酸钠)0.2％，余量为水。

利用所述氨基磺酸除锈液的除锈方法，依据质量百分比含量配置清洗液，将重锈金属工件利用清洗液进行清洗，之后用水漂洗；

其中，所述清洗的时间为10min，清洗后表面光洁无残留。

对比例1

与实施例1的区别仅在于不添加渗透剂，用等量水代替，将重锈金属工件利用清洗液进行清洗15min后，表面氧化层只有少许被清洗掉。

对比例2

与实施例1的区别仅在于不添加络合剂，用等量水代替，将重锈金属工件利用清洗液进行清洗15min后，表面氧化层只有少许被清洗掉。

对比例3

与实施例1的区别仅在于清洗液中只包含20％的氨基磺酸，将重锈金属工件利用清洗液进行清洗15min后，表面氧化层无变化。

对比例4

与实施例1的区别仅在于不添加氯化钠，用等量水代替，将重锈金属工件利用清洗液进行清洗15min后，表面氧化层只有少许被清洗掉。

对比例5

与实施例1的区别仅在于不添加柠檬酸，用等量水代替，将重锈金属工件利用清洗液进行清洗15min后，表面氧化层只有少许被清洗掉。

对比例6

与实施例1的区别仅在于不添加酒石酸，用等量水代替，将重锈金属工件利用清洗液进行清洗15min后，表面氧化层只有少许被清洗掉。

对比例7

与实施例1的区别仅在于不添加阴离子表面活性剂，用等量水代替，将重锈金属工件利用清洗液进行清洗15min后，表面氧化层只有少许被清洗掉。

对比例8

与实施例1的区别仅在于所述氯化钠的添加量为7％，将重锈金属工件利用清洗液进行清洗15min后，表面氧化层只有少许被清洗掉，且清洗液中会有不稳定凝胶悬浮物存在，影响清洗速度及工件表面质量。

对比例9

与实施例1的区别仅在于所述络合剂的添加量为7％，将重锈金属工件利用清洗液进行清洗15min后，表面氧化层只有少许被清洗掉，且表面会有白色絮状悬浮物漂浮，影响工件表面质量。

通过上述实施例和对比例的结果可知，本发明提供的氨基磺酸除锈液，通过氯盐、柠檬酸、酒石酸及阴离子表面活性剂之间的协同作用实现以氨基磺酸为主体的除锈液性能的提升，实现了普碳钢和低合金钢良好的清洗效果，清洗容量高，清洗速度快，使用寿命长。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种氨基磺酸除锈液，其特征在于，所述氨基磺酸除锈液以质量分数计包括如下组分：氨基磺酸 5-20%，氯盐 1-3%，柠檬酸 1-3%，酒石酸 1-3%，助剂 0.6-2.5%，阴离子表面活性剂 0.2-0.5%，余量为水；

所述阴离子表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的1种或至少2种的组合；

所述助剂包括络合剂、渗透剂及缓蚀剂；

所述氯盐包括氯化钠和/或氯化钾。

2.如权利要求1所述的氨基磺酸除锈液，其特征在于，所述氨基磺酸除锈液以质量分数计包括如下组分：氨基磺酸 10-15%，氯盐 1.5-2%，柠檬酸 1.5-2.5%，酒石酸 2-2.5%，助剂0.6-2.5%，阴离子表面活性剂 0.25-0.35%，余量为水。

3.如权利要求1所述的氨基磺酸除锈液，其特征在于，所述络合剂以质量百分比计占所述除锈液质量的0.2-1%。

4.如权利要求1所述的氨基磺酸除锈液，其特征在于，所述渗透剂以质量百分比计占所述除锈液质量的0.2-1%。

5.如权利要求1所述的氨基磺酸除锈液，其特征在于，所述缓蚀剂以质量百分比计占所述除锈液质量的0.2-0.5%。

6.如权利要求1所述的氨基磺酸除锈液，其特征在于，所述络合剂包括乙二胺四乙酸二钠、氨基三亚甲基膦酸、羟基乙叉二膦酸、二乙烯三胺五亚甲基膦酸、腐殖酸或葡萄糖酸钠中的1种或至少2种的组合。

7.如权利要求1所述的氨基磺酸除锈液，其特征在于，所述渗透剂包括环己酮、酰丙酮、石油磺酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚中的1种或至少2种的组合。

8.如权利要求1所述的氨基磺酸除锈液，其特征在于，所述缓蚀剂包括硫脲和/或苯并三氮唑。

9.一种利用如权利要求1-8任一项所述氨基磺酸除锈液的除锈方法，其特征在于，所述除锈方法包括：依据质量百分比含量配置清洗液，将金属工件利用清洗液进行清洗，之后用水漂洗。

10.如权利要求9所述的除锈方法，其特征在于，所述清洗的时间为10-15min。