CN104152926A

CN104152926A - 一种钢铁环保除锈剂

Info

Publication number: CN104152926A
Application number: CN201410433137.6A
Authority: CN
Inventors: 赵理奎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2014-11-19

Abstract

本发明公开了一种钢铁环保除锈剂，其各组分的重量百分比如下：有机膦酸10％-50％；柠檬酸5％-10％；表面活性剂3％-5％；水余量；所述表面活性剂为TX-10、FMEE中的一种或者两种的混合物。采用本发明的技术方案可以达到很好的除锈效果；除锈温和，不损伤钢铁制品的表面；使用和制作成本较低。

Description

一种钢铁环保除锈剂

技术领域

本发明属于金属除锈技术领域，具体涉及一种钢铁环保除锈剂。

背景技术

在工业化的年代，钢铁制品被广泛地使用于各个行业里，但是钢铁氧化锈蚀会给钢铁制品造成损耗，降低了钢铁制品的使用寿命，全世界每年因钢铁制品锈蚀造成了难以估量的损失。因此对于钢铁制品的除锈便成为必不可少的工序。

目前市场上公开的除锈方式很多，传统的强酸除锈液在使用过程中会出现大量酸雾、此种酸雾会影响操作人员的身心健康和腐蚀周围的设备，同时产生的大量氢气会造成钢铁制品产生氢脆现象，影响钢铁本身的强度。如专利号ZL201210351950.X公开了一种“金属表面除油除锈剂”，其主要由盐酸、磷酸、草酸、冰醋酸等多种酸性物质以及表面活性剂和水构成。该发明的技术方案虽然能够去除金属表面的锈迹，但是由于其组成成分是由一些较强酸性物质构成，在去除锈迹的同时也可能会造成金属表面的损伤，并且处理金属表面锈迹的废液对水质、土壤有较大的污染。

公开号为CN102703914A的专利公开了一种“烤房金属设备环保除锈处理液”，其主要是由正磷酸、氢氧化锌、磷酸二氢锰、三聚磷酸钠、磺基水杨酸、硼酸、亚硝酸钠、聚乙烯醇和去离子水构成；专利号为ZL03146767.9公开了一种“中性除油除锈剂”，其由聚羧酸类物质、乙二胺四乙酸、氢氧化钠、阴离子表面活性剂、硫脲以及水构成。这两种技术方案都具有共同之处：都是酸性物质和碱性物质的混合，使得最终的除锈液呈中性。这导致此种中性的除锈剂具有一定的技术缺陷：成分复杂，效果重复，使得制作成本过高；除锈效果不佳，且使用时需要原液使用，不能够稀释处理锈迹，使得使用成本过高。

发明内容

为克服上述的技术缺陷，本发明提供了一种环保、低成本的钢铁制品除锈剂。

本发明的技术方案为：一种钢铁环保除锈剂，其各组分的重量百分比如下：有机膦酸10％-50％；柠檬酸5％-10％；非离子表面活性剂2％-8％；去离子水余量。

进一步的，所述非离子表面活性剂为TX-10、FMEE中的一种或者两种的混合物。

进一步的，所述有机膦酸的重量百分比为20％-35％。

进一步的，所述有机膦酸为氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸和羟基亚乙基二膦中的一种或者多种的混合物。

更进一步的，所述有机膦酸为羟基亚乙基二膦酸。

更进一步的，所述有机膦酸为氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸和羟基亚乙基二膦酸按照重量比3:2:3混合而成。

进一步的，所述非离子表面活性剂的含量为3％-6％。

本发明的钢铁环保除锈剂的制备方法，包括以下步骤：

a.按照配方所给出的各组分的重量百分比，在常温的条件下，将柠檬酸溶解于去离子水中，连续搅拌，直至充分溶解；

b.继续加入有机膦酸，连续搅拌，直至充分溶解；

c.继续加入TX-10或/和FMEE，连续搅拌，直至充分溶解呈现均相，即完成配制。

由于采用了上述技术方案，本发明可以达到以下有益效果：

1.成分精简，制造成本低。现有技术的除锈剂中很多成分起到相同作用，采用相同效果的不同成分来配制除锈剂，使得制造成本提高。而本发明中，通过精简有效的成分组成不仅降低了制造成本，还达到了更好的除锈效果。

2.环保，无污染。本发明中采用有机膦酸、柠檬酸和非离子表面活性剂来达到除锈的目的，避免了采用盐酸、硫酸等强性酸除锈。因为在强酸除锈的过程中会产生大量酸雾，此种酸雾不仅污染钢铁设备环境，还会对操作人员的身心健康造成严重危害。

3.除锈温和，不损耗钢铁设备。使用酸性较强的除锈剂，在除锈过程中会产生大量氢气，造成钢铁产品的氢脆；并且强性酸也会与钢铁产品本身发生反应，使得钢铁产品受到一定的过腐蚀。而采用本发明的技术方案，除了可以温和快速除锈外，在除锈的过程中有机膦酸和柠檬酸还会与金属离子发生络合反应，生成一层复合金属盐的防护膜，可以起到不同工序间的防锈作用，为后工序提供了更为充足的准备时间，减少了工序间的设备损耗。

4.除锈效果好，使用成本低。在现有技术中为了避免酸性物质对钢铁设备的损耗，研发了中性的除锈剂，此种除锈剂虽然也具有除锈效果，但是除锈效果不佳，而且使用时需要原液使用，不能兑水稀释，使得使用成本过高。而本发明的技术方案利用有机膦酸和柠檬酸的弱酸性除锈，除锈过程中无色无味，也无酸雾的产生，避免了强酸性物质对设备以及环境的影响，也避免了中性除锈剂的除锈效果不佳和使用成本过高的情况。

具体实施方式

本发明提供了一种钢铁环保除锈剂，具体包括有机膦酸、柠檬酸、TX-10或/和FMEE、水。

本发明中所使用的术语“有机膦酸”是指含有一个或多个膦羧基[(OH)₂OP-]基团的一类化合物，大多以亚磷酸、次磷酸、三氯化磷及磷酸脂为原料合成的。从缓蚀性能方面考虑，有机膦酸类的化合物作为一种供电子型的阴极缓蚀剂，其极性膦羧基位置上磷、氮等原子存在未成对电子，因此易于金属表面的空d轨道结合形成配价键，从而因化学吸附而形成具有缓蚀作用的吸附膜。采用有机膦酸作为除锈剂的一种成分，在除锈的过程中，不仅能够溶解金属表面的氧化物，还能够有效的络合钢铁制品的金属离子，形成一层金属防护膜，有效防止钢铁制品的进一步氧化，使得除锈后的废液依然能够保持透明。

在一些具体实施方式中，所述有机膦酸组分以重量百分比计，所述有机膦酸的含量为10％-50％，优选为20％-35％。

在一些具体实施方式中，有机膦酸常用的氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMPA)和羟基亚乙基二膦酸(HEDP)中的一种或者多种混合物。在本发明中优选羟基亚乙基二膦酸(HEDP)。

本发明所述的“羟基亚乙基二膦酸”是指一种有机磷酸类阻垢缓蚀剂，能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物。含有羟基亚乙基二膦酸(HEDP)的除锈剂能够溶解钢铁制品的氧化物，起到除锈的作用，并能够起到防锈作用。

在一些具体实施方式中，有机膦酸为氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸和羟基亚乙基二膦酸按照重量比1-3:2-4:3-5混合而成。氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸和羟基亚乙基二膦酸具有类似的性质，三者按照重量比1-3:2-4:3-5配成的有机膦酸可以达到较好的除锈效果，同样也可以络合金属离子，生成防护膜，达到除锈的效果。

本发明所述的“非离子表面活性剂”是指非离子表面活性剂溶于水时不发生解离，其分子中的亲油基团与离子型表面活性剂的非离子表面活性剂亲油基团大致相同，其亲水基团主要是由具有一定数量的含氧基团(如羟基和聚氧乙烯链)构成。由于非离子表面活性剂在溶液中不是以离子状态存在，所以它的稳定性高，不易受强电解质存在的影响，也不易受酸、碱的影响，与其他类型表面活性剂能混合使用，相容性好，在各种溶剂中均有良好的溶解性，在固体表面上不发生强烈吸附。故含有此种活性剂的除锈剂能够较好的去除钢铁制品表面的油污。

在一些具体实施方式中，非离子表面活性剂选择为TX-10(烷基酚聚氧乙烯醚)和FMEE(脂肪酸甲酯与环氧乙烷的缩合物)中的一种或者混合物。其中TX-10(烷基酚聚氧乙烯醚)易溶于水，具有优良的乳化净洗能力，对动、植、矿物油污清洗能力特强。FMEE(脂肪酸甲酯与环氧乙烷的缩合物)是一种非离子性质的非离子表面活性剂，具有乳化、分散、渗透等性能。含有TX-10和/或FMEE的除锈剂具有快速去除钢铁制品表面矿物油的作用，使得钢铁制品的除锈效果更佳。

在一些具体的实施例中，本发明的非离子表面活性剂组分以重量百分比计，所述非离子表面活性剂的含量为2％-8％，优选为3％-6％。

本发明还涉及除锈剂的制备方法，所述方法步骤为：a.按照配方所给出的各组分的重量百分比，在常温的条件下，将柠檬酸溶解于水中，连续搅拌，直至充分溶解；b.继续加入有机膦酸，连续搅拌，直至充分溶解；c.再继续加入TX-10或/和FMEE，连续搅拌，直至充分溶解呈现均相，即完成配制。

本发明的除锈剂可应用于不同的钢铁制品的除锈清洗，如管道、板材、钢铁设备和其他成套的钢铁制品。

采用本发明的除锈剂进行除锈时，根据不同的需除锈工件构造和表面的锈蚀程度，可以采用浸泡、擦拭等不同的清洗方式。

实施例

下面结合具体实施例对本发明的内容进行详细描述，但应当理解本发明的内容不受实施例具体的描述限制。

实施例1配制不同配方的除锈剂

根据以下配方制备本发明的除锈剂，具体配方见下表：

按照上述配方所给出的各组分的重量百分比，在常温的条件下，将柠檬酸溶解于水中，连续搅拌，直至充分溶解；再继续加入羟基亚乙基二膦酸(HEDP),继续搅拌，直至羟基亚乙基二膦酸(HEDP)充分溶解；接着继续加入TX-10或/和FMEE，连续搅拌，直至充分溶解呈现均相，即完成配制。

实施例2性能测试的实施例

根据《水基金属清洗试验方法》进行性能测试，以实施例1中除锈剂的技术方案配方1-5为实验组，以现有技术中常有的除锈剂为对照组，选择三种不同锈蚀程度的钢片，分别是浮锈、中度锈蚀和重度锈蚀的钢片作为本实验的实验对象，以浸泡方式为本实验的实验方法。具体实验数据见下表：

从上表中可以看出，本发明的除锈剂可以有效清除钢铁制品表面的锈迹，对于浮锈可以半分钟左右便可去除，对于中度锈蚀的钢片3-5分钟便可以轻松去除，重度锈蚀钢铁片的锈迹7-8分钟便可去除，并且除锈后的废液，依然透明，无沉淀析出。

实施例3采用擦洗方式清洗钢铁制成的大型生产设备实施例

某食品厂由钢铁制成的大型生产设备，在使用过程中外表面出现了锈蚀情况，为使得设备寿命延长，需要对该大型设备进行除锈防锈的日常维护。

在室温下，按照实施例1中的配方2配制20kg除锈剂，然后将配置好的除锈剂用擦拭布在大型钢铁生产设备有锈迹的外表面上进行来回擦拭3-5次后，大型钢铁生产设备表面的锈迹便可清除。

除锈效果：大型钢铁设备锈迹被清除干净，在外表面未受到除锈剂的腐蚀，且生成了一层复合防护膜。

Claims

1.一种钢铁环保除锈剂，其各组分的重量百分比如下：

2.根据权利要求1所述的钢铁环保除锈剂，其特征在于：所述非离子表面活性剂为TX-10、FMEE中的一种或者两种的混合物。

3.根据权利要求1所述的钢铁环保除锈剂，其特征在于：所述有机膦酸的含量为20％-35％。

4.根据权利要求1或2所述的钢铁环保除锈剂，其特征在于：所述有机膦酸为氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸和羟基亚乙基二膦酸中的一种或者多种的混合物。

5.根据权利要求3所述的钢铁环保除锈剂，其特征在于：所述有机膦酸为羟基亚乙基二膦酸。

6.根据权利要求3所述的钢铁环保除锈剂，其特征在于：所述有机膦酸为氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸和羟基亚乙基二膦酸按照重量比1-3:2-4:3-5混合而成。

7.根据权利要求1所述的钢铁环保除锈剂，其特征在于：所述非离子表面活性剂的含量为3％-6％。

8.根据权利要求1所述的钢铁环保除锈剂的制备方法，包括如下步骤：

a.按照配方所给出的各组分的重量百分比，在常温的条件下，将柠檬酸溶解于水中，连续搅拌，直至充分溶解；

b.继续加入有机膦酸，连续搅拌，直至充分溶解；

c.再继续加入TX-10或/和FMEE，连续搅拌，直至充分溶解呈现均相，即完成配制。