CN114293194A - 一种中性除油除锈剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种中性除油除锈剂及其制备方法和应用，涉及除油除锈技术领域。本发明中性除油除锈剂是由脂肪醇聚氧乙烯醚、HEDP‑4Na、柠檬酸、EDPA‑2Na、三聚磷酸钠、氯化钾、硫脲、甲酸与水制成。本发明中性除油除锈剂在除锈的过程中具有不腐蚀金属本体、除锈率高、除锈时间短、防锈周期长的特点。本发明中性除油除锈剂还具有制备工艺简单、成本低的特点，本发明的中性除油除锈剂具备良好的大规模工业化生产和使用前景。

Description

一种中性除油除锈剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及除油除锈技术领域，尤其涉及一种中性除油除锈剂及其制备方法和应用。

背景技术

每年钢铁腐蚀都会带来巨大的经济损失，因此钢铁防腐尤为重要。目前，钢铁防腐一般通过两种途径实现。一是从钢铁生产的源头做起，在钢铁冶炼、铸造完成之后针对不同的用途进行防护。但在加工过程中，钢铁裸露在空气中，容易和潮湿的空气接触氧化，在防护前如果没有彻底将已经存在的氧化物除去，即便是防护后也会留下隐患，已经生锈的部位会继续腐蚀，进而破坏防护涂层。另外一种钢铁防护途径是在使用过程中对已经腐蚀的钢铁制品进行除锈，彻底除锈除油之后，在钢铁表面涂刷保护层进行防护。与第一种方式相比，第二种途径应用面更广。

一般来说，金属除锈的方法主要有三种，分别是机械法、化学法及电化学法。机械法一般是通过人工敲铲、打磨和喷砂处理来除掉金属表面的锈层，在工件表面得到平整的除锈层，但这种除锈方法受制件形状限制，只能用于形状较为简单的工件，复杂工件的边、棱角、凹角及细管内径的锈难以清除干净并且其劳动强度大、效率低、粉尘污染十分严重。传统的化学除锈方法一般是将金属制品浸泡在酸性或者碱性的溶液中进行处理，通过化学作用或者在反应过程中所产生氢气泡的剥离作用而除去其表面的锈层，常用的是价格较低的硫酸和盐酸，但硫酸危险性较大，且不容易洗干净，遗留的残酸会影响表面处理的后续工序，因此实际生产中用到的更多是盐酸。化学法除锈具有效果好，效率高，工艺操作简单，成本低、除锈彻底等优点，可以确保细微之处以及人工不便操作部位的除锈效果，此外还可以保证除锈质量，没有机械法除锈工艺中存在的各种各样的除锈死角问题，是目前主要使用的化学除锈方法。但是酸性除锈剂的除锈弊端较多，酸性除锈剂在除锈的同时对基体的损伤较大，容易导致基体的过腐蚀以及氢脆等问题，还会一定程度上造成环境污染影响操作人员的健康，腐蚀周围的设备及环境，再者经该除锈剂除锈后的工件需经过多次清洗，有时可能还要作综合处理，否则还会再生锈，严重影响到后续涂层的附着力，还有除锈过程中产生的大量残渣，需要定期排放，既会严重腐蚀各种工业管道，又会对土壤和环境造成污染。电化学除锈方法一般是将金属制品放入酸或者碱溶液中进行阴极或者阳极处理使表面锈层脱落的。阳极除锈一般是通过化学溶解、电化学溶解以及电极反应的作用释放出大量的氧气气泡对锈层的机械剥离作用使锈层很快去除，阴极除锈则是利用过程中释放的氢气实现锈层脱落。若在化学浸泡法除锈的同时加入一定的电流，也能够在一定程度上提高除锈的速度与效果，但存在处理成本高、排放物污染、处理效率低等问题。而现有技术中虽然有关于中性除油除锈剂的研究，但普遍存在除锈效果不如一般的化学法，且成本高，无法实现工业应用的问题。因此，如何制备一种除锈效果好、成本低、能够实现大规模工业化生产的新型中性环保型除锈剂是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种中性除油除锈剂及其制备方法和应用，利用大量络合剂与金属离子的相互作用，提高其稳定性，实现良好的除油除锈功效。所述中性除油除锈剂的制备方法包括以下步骤：

(1)将脂肪醇聚氧乙烯醚与水混合，经超声溶解后得到澄清透明的脂肪醇聚氧乙烯醚溶液；

(2)将HEDP-4Na(羟基亚乙基二磷酸四钠)、柠檬酸、EDPA-2Na(乙二胺四乙酸二钠)、三聚磷酸钠、氯化钾、硫脲、甲酸与水混合，经超声溶解得澄清透明的混合溶液；

(3)将步骤(1)中的脂肪醇聚氧乙烯醚溶液与步骤(2)中的混合溶液混合，得到中性除油除锈剂。

进一步地，所述步骤(1)中脂肪醇聚氧乙烯醚溶液的浓度为30g/L。

进一步地，所述步骤(2)中HEDP-4Na、柠檬酸、EDPA-2Na、三聚磷酸钠、氯化钾、硫脲、甲酸和水的重量比为6-10:4-6:2-5:1-4:2-5:1-3:4-7:90-130。

进一步地，所述步骤(3)中脂肪醇聚氧乙烯醚溶液与混合溶液的体积比为1:1。

本发明还提供了一种根据上述方法制备而成的中性除油除锈剂。

所述中性除油除锈剂的应用方法如下：

当轻度除锈时，将待除锈的金属器件置于所述中性除油除锈剂中常温浸泡5-10min即可；

当进行中、重度除锈时，将待除锈的金属器件置于所述中性除油除锈剂中，并进行升温或超声处理，即可实现除油除锈效果。

进一步地，所述步骤(2)中的升温处理的温度为40℃-60℃。

进一步地，所述步骤(2)中的超声功率为200-400w。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

(1)本发明中性除油除锈剂中的大量络合剂可将固态大颗粒氧化铁分子撞击成较小的氧化铁颗粒，使其与络合剂分子或离子结合形成稳定的新粒子存在于溶液中，以提高除锈效果；

(2)本发明的中性除油除锈剂具有分散和络合作用，能够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，且可与常规渗透剂、表面活性剂配合使用；

(3)本发明中性除油除锈剂还具有缓蚀作用，在除锈的过程中不腐蚀本体，同时给本体镀上一层保护膜兼具防锈功能；

(4)本发明中性除油除锈剂除锈率高，除锈时间短，反锈周期长，制备工艺简单，成本低，具备良好的大规模工业化生产和使用前景。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为处理前的轻锈件；

图2为本发明实施例1中性除油除锈剂以常温常规手段浸泡处理5min后的轻锈件；

图3为本发明实施例1中性除油除锈剂以常温常规手段浸泡处理5min后的重锈件；

图4为本发明实施例1中性除油除锈剂在功率为200w的条件下超声浸泡20min后的重锈件；

图5为本发明实施例1中性除油除锈剂在50℃的条件下浸泡30min后的重锈件；

图6为对比例1除锈剂以常温常规手段浸泡120min后的重锈件；

图7为对比例2市售除油除锈剂(左侧)和本发明实施例1中的除油除锈剂(右侧)的除锈效果对比图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行进一步说明。

实施例1

称取3g脂肪醇聚氧乙烯醚，加100g纯水超声溶解得澄清透明溶液备用；称取HEDP-4Na 8g，柠檬酸5g，EDPA-2Na 3g，三聚磷酸钠3g，氯化钾3g，硫脲1g，甲酸5g，加100g纯水超声溶解得澄清透明溶液，两者体积比1:1混溶即得中性除油除锈剂。

采用上述中性除油除锈剂以常温常规手段浸泡轻锈件5min，处理结束后除锈效果良好，见图1和图2。

采用上述中性除油除锈剂以常温常规手段浸泡重锈件5min，处理结束后除锈效果不理想，见图3。

采用上述中性除油除锈剂在功率为200w的条件下超声浸泡重锈件20min，处理结束后除锈效果良好，见图4。

采用上述中性除油除锈剂在50℃的条件下浸泡重锈件30min，处理结束后除锈效果良好，见图5。

实施例2

称取3g脂肪醇聚氧乙烯醚，加100g纯水超声溶解得澄清透明溶液备用；称取HEDP-4Na 86g，柠檬酸4g，EDPA-2Na 2g，三聚磷酸钠1g，氯化钾2g，硫脲1g，甲酸4g，加90g纯水超声溶解得澄清透明溶液，两者体积比1:1混溶即得中性除油除锈剂。

实施例3

称取3g脂肪醇聚氧乙烯醚，加100g纯水超声溶解得澄清透明溶液备用；称取HEDP-4Na 10g，柠檬酸6g，EDPA-2Na 5g，三聚磷酸钠4g，氯化钾5g，硫脲3g，甲酸7g，加130g纯水超声溶解得澄清透明溶液，两者体积比1:1混溶即得中性除油除锈剂。

实施例4

称取3g脂肪醇聚氧乙烯醚，加100g纯水超声溶解得澄清透明溶液备用；称取HEDP-4Na 6g，柠檬酸4g，EDPA-2Na 5g，三聚磷酸钠3g，氯化钾3g，硫脲2g，甲酸5g，加100g纯水超声溶解得澄清透明溶液，两者体积比1:1混溶即得中性除油除锈剂。

实施例5

称取3g脂肪醇聚氧乙烯醚，加100g纯水超声溶解得澄清透明溶液备用；称取HEDP-4Na 8g，柠檬酸6g，EDPA-2Na 4g，三聚磷酸钠3g，氯化钾3g，硫脲1g，甲酸6g，加110g纯水超声溶解得澄清透明溶液，两者体积比1:1混溶即得中性除油除锈剂。

对比例1

称取柠檬酸8g，EDPA.2Na 3g，三聚磷酸钠5g，氯化钠3g，植酸3g，硫脲1g，甲酸8g，加100g纯水超声溶解得澄清透明溶液，缓慢加入氢氧化钾，边加入氢氧化钾边测pH值，直至pH值到7为止，以常温常规手段浸泡重锈件120min后除锈效果不理想，见图6。

对比例2

在相同条件下，采用市售(温州鑫运中性除锈剂，型号：XC-200)除油除锈剂和本发明实施例1中的除油除锈剂分别对相同样品进行常温常规手段浸并观察除锈效果。结果表明相同条件下，市售产品处理5h后才能达到本发明实施例1中产品处理3h的效果，可见本发明除油除锈剂的除锈速度明显高于市售产品，见图7(左侧为市售产品处理5h效果，右侧为本发明实施例1产品处理3h效果)。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种中性除油除锈剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将脂肪醇聚氧乙烯醚与水按何种比例混合，经超声溶解后得到澄清透明的脂肪醇聚氧乙烯醚溶液；

(2)将HEDP-4Na、柠檬酸、EDPA-2Na、三聚磷酸钠、氯化钾、硫脲、甲酸与水混合，经超声溶解得澄清透明的混合溶液；

(3)将步骤(1)中的脂肪醇聚氧乙烯醚溶液与步骤(2)中的混合溶液混合，得到中性除油除锈剂。

2.根据权利要求1所述的一种中性除油除锈剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中脂肪醇聚氧乙烯醚溶液的浓度为30g/L。

3.根据权利要求1所述的一种中性除油除锈剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中HEDP-4Na、柠檬酸、EDPA-2Na、三聚磷酸钠、氯化钾、硫脲、甲酸和水的重量比为6-10:4-6:2-5:1-4:2-5:1-3:4-7:90-130。

4.根据权利要求1所述的一种中性除油除锈剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中脂肪醇聚氧乙烯醚溶液与混合溶液的体积比为1:1。

5.一种中性除油除锈剂，其特征在于，由权利要求1-4任一项所述方法制备而成。

6.根据权利要求5所述的中性除油除锈剂在除锈方面的应用，其特征在于，当轻度除锈时，将待除锈的金属器件置于所述中性除油除锈剂中常温浸泡5-10min即可；

当进行中、重度除锈时，将待除锈的金属器件置于所述中性除油除锈剂中，并进行升温或超声处理，即可实现除油除锈效果。

7.根据权利要求6所述的中性除油除锈剂在除锈方面的应用，其特征在于，所述升温处理的温度为40℃-60℃。

8.根据权利要求6所述的中性除油除锈剂在除锈方面的应用，其特征在于，所述超声功率为200-400w。

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