專利名稱：一種鋼鐵工件常溫高效除銹添加劑、制備及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種鋼鐵工件表面酸洗用的常溫高效除銹添加劑、制備及其應(yīng)用，這種除銹添加劑與含鹽酸的水溶液混合后制成相應(yīng)的除銹液，也可在除銹液中添加這種除銹添加劑。
鋼鐵工件表面的氧化物在電鍍、磷化、涂裝之前必需除凈，通常用硫酸或鹽酸作為酸洗液，但硫酸對(duì)氧化皮溶解能力差，需在較高溫度下進(jìn)行，且易產(chǎn)生氫脆現(xiàn)象，酸洗后鋼鐵工件表面狀態(tài)不夠理想。用鹽酸酸洗工藝，除去氧化物速度較硫酸快，然而鹽酸是一種蒸發(fā)壓較高的揮發(fā)性酸，易產(chǎn)生酸霧而嚴(yán)重影響環(huán)境，對(duì)鋼鐵基本腐蝕性也強(qiáng)，亦會(huì)產(chǎn)生氫脆，難以保證產(chǎn)品質(zhì)量。為了克服上述缺點(diǎn)，人們借助于添加不同助劑以提高和改善除銹效果。CN1034589A發(fā)明了由烷基硫酸鈉、氟化鈉、草酸、六次甲基四胺和鹽酸水溶液組成的快速低溫除銹液。CN88101409A報(bào)導(dǎo)了由甲醛、氯化鈉或氯化銨、烷基酚聚氧乙烯醚和鹽酸水溶液組成的除銹液。CN1041402A報(bào)導(dǎo)了由烷基苯磺酸鈉、平平加O和LK-44或六次甲基四胺以及鹽酸水溶液組成的除銹劑，酸洗后用硝基苯磺酸鈉、生石灰和水溶液再進(jìn)行鈍化處理，均獲較好的效果，但是尋找有效快速、對(duì)基體腐蝕少的除銹液仍是人們不斷探索的課題。
本發(fā)明的目的是提供一種在常溫時(shí)除氧化皮除銹速度快，不產(chǎn)生過腐蝕和氫脆，提高鋼鐵工件表面及內(nèi)在質(zhì)量。酸洗時(shí)基本無酸霧逸出，可以連續(xù)添加使用，延長酸洗液使用壽命，降低生產(chǎn)成本的一種高效除銹添加劑。采用這種添加劑可在酸洗現(xiàn)場配制成除銹液，降低運(yùn)輸成本。
本發(fā)明的高效除銹添加劑是由潤濕劑、抑制劑、緩蝕劑、加速劑和水組成，與鹽酸和水溶液互溶后可配成高效除銹液，也可直接添加在除銹液中。
本發(fā)明的高效除銹劑是含有下述重量比的物質(zhì)有機(jī)酸∶烷基硫酸鈉∶六次甲基四胺∶聚氧乙烯烴基酚醚或聚氧乙烯脂肪醇醚或聚乙二醇或硫脲∶磷酸(85%含量)∶水＝3～8∶2～8∶2～8∶2～8∶15～25∶60～75。所述的有機(jī)酸可以是酒石酸、草酸、水溶性烷基磷酸、檸檬酸等，但最好采用酒石酸。所述的聚氧乙烯烴基酚醚或聚氧乙烯脂肪醇醚可以是平平加，如平平加O、平平加OP系列、平平加OS系列。所述的聚乙二醇可以是分子量為6000的聚乙二醇。所述的磷酸通常是指85%濃度的磷酸。
本發(fā)明的除銹添加劑，可用上述重量比的除磷酸和水以外的物質(zhì)相混后，加水和磷酸，加溫?cái)嚢枞芙?，調(diào)節(jié)PH值在弱酸性，最好PH值在0.5～1.0之間。防止產(chǎn)生沉淀，通常呈淡黃色透明液體。
本發(fā)明中采用的有機(jī)酸，能絡(luò)合除銹液中溶解下來的鐵離子，延長和提高除銹劑的使用壽命，磷酸能加速金屬氧化物的溶解能力，尤其是用于硬釬焊工件能容易去除釬焊表面金屬氧化物。
本發(fā)明的除銹添加劑中含有緩蝕劑，具有選擇性吸附的性能，在酸性液中它不吸附于鐵銹或氧化皮表面，而吸附于鋼鐵工件的基體金屬表面，形成一層防護(hù)膜，使基本金屬與酸洗隔離，這樣不但能起到防止或減輕基本金屬腐蝕和滲氫的緩蝕作用，提高了鋼鐵工件酸洗質(zhì)量，而且降低了酸的無用消耗。
本發(fā)明的除銹添加劑中含有潤濕劑，具有較好的滲透性能，使酸洗液很好地到達(dá)基體與氧化皮的界面，從而加速了酸洗液的除銹作用。
本發(fā)明的除銹添加劑中含有抑制劑，能有效抑制酸洗時(shí)大量鹽酸酸霧的揮發(fā)，減少對(duì)操作人員皮膚的刺激，改善了勞動(dòng)條件和生產(chǎn)環(huán)境的空氣污染，同時(shí)降低了鹽酸的揮發(fā)消耗，減少了生產(chǎn)成本。
采用本發(fā)明的除銹添加劑，可用下列物質(zhì)配制成鋼鐵工件除銹液，又稱酸洗液，即配成含重量比為4～6份濃鹽酸，0.5～1.5份除銹添加劑，3～5份水的除銹液。推薦采用5份濃鹽酸、1份除銹添加劑、14份水的除銹液，所述的水可以是自來水或深井水。
采用本發(fā)明的除銹液時(shí)，除銹和除氧化皮時(shí)間可根據(jù)工件大小、氧化皮厚薄、銹蝕程度的不同，靈活掌握處理時(shí)間，一般輕度黑色氧化皮銹蝕工件1～2分鐘左右即可全部除凈。氧化皮較厚(≤0.15mm)的工件在溫度不低于30℃時(shí)，5～15分鐘左右亦能除凈。
采用本發(fā)明的除銹液時(shí)，輕度油污的工件可直接進(jìn)行除銹，若嚴(yán)重油污的工件應(yīng)先進(jìn)行脫脂除油處理后再除銹。酸洗的工件溫度5～40℃，一般采用室溫，若以25～30℃更為有效。若要加快除銹速度，可適當(dāng)提高工作溫度或增加鹽酸濃度。
當(dāng)酸洗液使用一段時(shí)間后，效果下降時(shí)，可用容量分析法測定溶液酸度，若鹽酸濃度＜140g/l時(shí)，除銹速度會(huì)減慢，此時(shí)應(yīng)補(bǔ)充添加濃鹽酸和除銹添加劑，可按上述比例量調(diào)整后繼續(xù)使用，無需更換槽液。長期使用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)過濾或澄清后去除缸腳，以保證溶液的潔凈和使用效果。
本發(fā)明的常溫高效除銹添加劑和配制的除銹液，能快速高效地去除鋼鐵工件表面油污、鐵銹及氧化皮，除銹率≥98%，可在常溫下使用。鋼鐵基材有較好的緩蝕作用，酸洗時(shí)無酸霧逸出，工作環(huán)境空氣中酸濃度低于國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，能改善生產(chǎn)環(huán)境，杜絕空氣污染，是節(jié)約原材料及能源消耗，延長使用設(shè)備的使用壽命，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，降低三廢綜合治理費(fèi)。除銹液可連續(xù)添加除銹添加劑使用，有利于降低生產(chǎn)成本，處理后的鋼鐵基材表面平態(tài)、光潔，可提高成材率2%左右。
下述實(shí)施例將有助于理解本發(fā)明，但不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
實(shí)施例1將各種原料和溫?zé)崴傲姿?含量85%)攪拌混合，配成下列重量百分比的除銹添加劑。
成份 1號(hào) 2號(hào) 3號(hào) 4號(hào) 5號(hào)酒石酸 4 6草酸 5十四烷基磷酸 3檸檬酸 7十二烷基硫酸鈉 4 5 4十四烷基硫酸鈉 2十二烷基苯硫酸鈉 6六次甲基四胺 4 5 2 6 5平平加O 6平平加OP-10 5平平加OS-15 8硫脲 4聚乙二醇 385%磷酸 20 24 15 20 25水 63 55 70 58 56
實(shí)施例2將實(shí)施例1的除銹添加劑加36%濃鹽酸和水互混配成下述除銹液。
編號(hào) 6 7 8 9 10添加劑% 5 7 10 12 15濃鹽酸% 60 55 50 45 40水% 35 38 40 43 45實(shí)施例3表面不同銹蝕程度的鋼材或馬口鐵浸在本發(fā)明的除銹液編號(hào)6～10中，達(dá)到≥98%除銹率的除銹時(shí)間如下表操作溫度20℃除銹液編號(hào) 銹蝕厚度(毫米) 除銹時(shí)間(分)6 0.05 ＜10.10 ～5硬釬焊工件嚴(yán)重腐蝕 ～107 0.15 ～88 0.12 ～89 0.18 ～1210 0.20 ～15實(shí)施例4將碳鋼在20%鹽酸水溶液中和含本發(fā)明的編號(hào)1～5除銹添加劑10%的相同濃度鹽酸中浸漬24小時(shí)的腐蝕失重率如下表
實(shí)施例5含有15%的1～5號(hào)除銹添加劑的20%鹽酸水溶液500kg，用于25℃時(shí)鋼鐵基材除銹，槽邊吸風(fēng)機(jī)停用，檢測工作時(shí)空氣中HCL濃度為1.6mg/M3，低于國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)15mg/M3的規(guī)定。
權(quán)利要求
1.一種含有平平加、六次甲基四胺、無機(jī)酸和水的鋼鐵工件常溫高效除銹添加劑，其特征是含有機(jī)酸、磷酸，可含有下列重量比的物質(zhì)，有機(jī)酸∶烷基硫酸鈉∶六次甲基四胺∶聚氧乙烯烴基酚醚或聚氧乙烯脂肪醇醚或聚乙二醇或硫脲∶磷酸(含量85%)∶水=3～8∶2～8∶2～8∶2～8∶15～25∶60～75。
2.如權(quán)利要求1所述的常溫高效除銹添加劑，其特征是所述的有機(jī)酸可以是酒石酸、草酸、水溶性烷基磷酸、檸檬酸，推薦是酒石酸。
3.如權(quán)利要求1所述的常溫高效除銹添加劑，其特征是所述的聚氧乙烯烴基酚醚或聚氧乙烯脂肪醇醚，可以是平平加，如平平加O，平平加OP系列，平平加OS系列。
4.如權(quán)利要求3所述的常溫高效除銹添加劑，其特征是所述的平平加是OP-10或OS-15。
5.如權(quán)利要求1所述的常溫高效除銹添加劑，其特征是所述的烷基硫酸鈉可以是十二烷基硫酸鈉，十四烷基硫酸鈉或十二烷基苯硫酸鈉。
6.一種如權(quán)利要求1所述的常溫高效除銹添加劑，其特征是PH在0.5～1.0之間。
7.一種如權(quán)利要求1所述的常溫高效除銹添加劑的制備方法，其特征是將下述重量比的物質(zhì)溫?zé)釘嚢琛糜袡C(jī)酸∶烷基硫酸鈉∶六次甲基四胺∶聚氧乙烯烴基酚醚或聚氧乙烯脂肪醇醚或聚乙二醇或硫脲∶85%含量的磷酸∶水＝3～8∶2～8∶2～8∶2～8∶15～25∶60～75。
8.如權(quán)利要求1或7所述的常溫高效除銹添加劑的用途，其特征是將15～22.5%的鹽酸，5～15%的上述常溫高效除銹添加劑和60～80%的水互混成常溫成常溫高效除銹液。
9.如權(quán)利要求8所述的常溫高效除銹添加劑的用途，其特征是所述的水是自來水或深井水。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋼鐵表面酸洗用的常溫高效除銹添加劑，其由有機(jī)酸、烷基硫酸鈉、六次甲基四胺、聚氧乙烯烴基酚醚或聚氧乙烯脂肪醇醚或聚乙二醇或硫脲、磷酸及水組成，它可與鹽酸水溶液配制成常溫高效除銹液。
文檔編號(hào)C23G1/08GK1058622SQ9110747
公開日1992年2月12日 申請(qǐng)日期1991年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月23日
發(fā)明者朱志昂, 陳春成, 王雪康, 崔鐵城, 曹雪元, 查惠珠, 查兆球 申請(qǐng)人:太倉縣合成化工廠