技术领域
[0001] 本
发明涉及钝化剂技术领域,尤其是涉及一种
不锈钢酸洗钝化剂及其制备方法。
背景技术
[0002] 不锈钢在加工过程中会造成表面
缺陷,
腐蚀隐患,出现黑色
氧化皮和其它
金属化合物、黄色
焊缝及冷拔时的油脂等,为了提高不锈钢的外观和耐蚀性,加工后的不锈钢必须进行酸洗钝化处理。使处理后的表面形成一层以铬为主要物质的钝化膜,阻止与其它物质反应,达到钝化目的,使之光亮洁白从而提高不锈钢制品的表面防腐
质量,延长设备使用寿命。不锈钢酸洗一般是采用酸洗钝化膏和酸洗钝化液进行处理。
[0003] 目前,不锈钢酸洗钝化膏/液存在以下主要问题:1)目前的不锈钢酸洗钝化膏/液具有强烈刺激性气味,并且伴随有黄色烟雾产生,且容易烧伤人体
皮肤及骨质疏松等,不利于环保和身体健康;2)目前的酸洗钝化膏/液产品大量采用
氢氟酸、
硝酸、
硫酸和烷基苯磺酸钠等强酸原料和富含有害元素,这种酸洗钝化膏/液长期使用,会对不锈钢表面造成损害,且在日后的光照、高温、高压、高通量辐照射、极低温应
力交变等场合下,它们会造成不锈钢件产生孔蚀、针状腐蚀、
晶间腐蚀、穿晶粒腐蚀等。而这类腐蚀点有的是材料断裂的直接诱发源,有的则是材料断裂的催化剂;3)现在国内生产的酸洗钝化膏/液存在酸洗钝化质量及效果不稳定等不良现象,酸洗钝化
颜色不一致,在不同季节存在较大的差异的不足。
[0004] 中国
专利CN103225087B公开了一种不锈钢酸洗钝化膏及其制备方法,要由以下重量份的组分组成:
腐蚀剂10-30份、钝化剂20-60份、凝胶剂10-30份、
无机填料40-60份和渗透剂1-5份。其中,钝化剂用的是硝酸,硝酸为强酸,会对不锈钢件产生不同程度的腐蚀。
[0005] 中国专利CN103422083B公开了一种一步法不锈钢酸洗钝化膏,由如下质量百分含量的各组分构成,三聚
磷酸钠1.5-2.0%;
硬脂酸镁1.5-2.0%;硝酸镁35-38%;氢氟酸9-10%;硝酸12-13%;
增稠剂余量。也可以在配方中加入缓蚀剂。其中,原料中含有氢氟酸9-10%和硝酸12-13%,氢氟酸和硝酸为具有很强的腐蚀性,会对不锈钢件产生不同程度的腐蚀,且氢氟酸对衣物、皮肤、眼睛、
呼吸道、消化道粘膜均有刺激性作用,容易烧伤人体皮肤及骨质疏松等,不利于环保和身体健康。
[0006]
申请号为201210197346.6的中国专利公开了一种含有复配钝化剂的酸洗液及其制备方法,由硝酸和氢氟酸、复配钝化剂、
水组成,其质量含量分别为:硝酸3.3%-37.5%、氢氟酸0.7%-7.5%、复配钝化剂1.3-13.5%、水余量。但是其中的硝酸和氢氟酸是极强的酸,会对不锈钢表面造成损害。
[0007] 因此,急需研发一种无强烈刺激性气味,无毒性,对人体不产生危害以及不会对不锈钢件产生腐蚀的酸洗钝化液。
发明内容
[0008] 本发明的目的是针对
现有技术的问题,提供一种不锈钢酸洗钝化剂及其制备方法,该不锈钢酸洗钝化剂钝化效果佳,不易对不锈钢表面产生损害,且绿色环保,不会对人体及环境造成危害。
[0009] 为了达到上述目的,本发明通过以下技术方案来实现的:一种不锈钢酸洗钝化剂,包括以下按重量份数计的成份:
柠檬酸4-8份、
盐酸2-4份、
甲酸4-8份、脂肪醇聚氧乙烯醚6-10份、聚乙烯亚胺3-5份、环氧硬脂酸辛酯4-6份、
氨基硫脲1-
3份、环氧氯丙烷4-8份、过氧化氢8-12份、渗透剂3-5份、缓蚀剂4-6份、增稠剂8-12份、无机填料15-25份和
粘度调节剂10-20份。
[0010] 进一步地,该不锈钢酸洗钝化剂包括以下按重量份数计的成份:柠檬酸6份、盐酸3份、甲酸6份、脂肪醇聚氧乙烯醚8份、聚乙烯亚胺4份、环氧硬脂酸辛酯5份、氨基硫脲2份、环氧氯丙烷6份、过氧化氢10份、渗透剂4份、缓蚀剂5份、增稠剂10份、无机填料20份和粘度调节剂15份。
[0011] 优选地,所述渗透剂为
硅氧烷聚氧乙烯醚、脂肪醇EO-PO、醇醚磷酸酯、
琥珀酸二钠中的一种或几种的混合物。
[0012] 优选地,所述缓蚀剂为偏
硅酸钾、多聚磷酸钠、磷酸钠、丙硫醚、钼酸铵、二戊基胺中的一种或几种的混合物。
[0013] 优选地,所述增稠剂为硬脂酸
钙、三聚磷酸钠、羟甲基丙基
纤维素、瓜尔胶、聚
丙烯酸钠、聚乙烯吡咯烷
酮、卡波
树脂中的一种或几种的混合物。
[0014] 优选地,所述无机填料为磷酸镁、硫酸钡、硝酸镁、磷酸锌、铬酸钾中的一种或几种的混合物。
[0015] 优选地,所述粘度调节剂为水、硫酸羟胺、环己醇、亚乙基双硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合物。
[0016] 上述不锈钢酸洗钝化剂的制备方法,按照以下步骤进行:(1)按照质量配比,依次将脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯亚胺、和环氧硬脂酸辛酯加入到盐酸中,搅拌均匀后得
混合液Ⅰ;
(2)按照质量配比,依次将过氧化氢、氨基硫脲和环氧氯丙烷加入到柠檬酸和甲酸的混合酸液中,搅拌均匀后得混合液Ⅱ;
(3)将混合液Ⅱ升温至42-46℃,然后加入混合液Ⅰ搅拌均匀,接着边搅拌边加入无机填料,搅拌均匀后得混合液Ⅲ;
(4)将混合液Ⅲ升温至44-52℃,最后边搅拌边依次加入渗透剂、缓蚀剂、增稠剂、粘度调节剂,搅拌时间为10-20min,转速设定为180-240r/min,搅拌结束后便制得本发明的不锈钢酸洗钝化剂。
[0017] 本发明与现有技术相比,具有如下的有益效果:1、本发明采用了柠檬酸、盐酸和甲酸,较好的取代了氢氟酸、硝酸、硫酸等强酸酸洗,杜绝了氢氟酸的各种危害,更利于操作工人的身体健康;
2、酸洗效果佳,清洗量大,可快速清除顽固氧化皮、顽固锈迹、顽固污渍,且其可在不锈钢表面形成一层致密的氧化膜,可长时间保护不锈钢,以防止其表面再次生成氧化物;
3、兼具除油、缓蚀、抑制酸雾的突出功效,酸洗除油一步完成,降低了不锈钢的腐蚀速度,大大降低了酸雾析出量,大大改善了工作环境,且绿色环保,无强烈刺激性气味,无毒性,不伤皮肤对人体不产生危害;
4、内含丰富的酸洗缓蚀剂、渗透剂、增稠剂、无机填料及粘度调节剂,使用本剂可以大大降低酸性溶液的使用浓度,成倍的延长酸液的使用寿命和
工件的处理量,且制备简便,综合使用成本低;
5、本发明所得酸洗钝化剂性质温和,对不锈钢表面无刺激性,即使长时间使用,也不会对不锈钢产生损害。
具体实施方式
[0018] 下面结合
实施例及对比例对本发明作进一步说明。实施例1
一、原料选取
一种不锈钢酸洗钝化剂,按重量份数计取以下成份:柠檬酸4份、盐酸2份、甲酸4份、脂肪醇聚氧乙烯醚6份、聚乙烯亚胺3份、环氧硬脂酸辛酯4份、氨基硫脲1份、环氧氯丙烷4份、过氧化氢8份、渗透剂3份、缓蚀剂4份、增稠剂8份、无机填料15份和粘度调节剂10份。
[0019] 其中,所述渗透剂为硅氧烷聚氧乙烯醚、脂肪醇EO-PO和琥珀酸二钠三者均量的混合物。
[0020] 其中,所述缓蚀剂为多聚磷酸钠、丙硫醚、钼酸铵和二戊基胺的混合物,且它们之间的质量比为2:1:2:2。
[0021] 其中,所述增稠剂为硬脂酸钙、羟甲基丙基
纤维素、瓜尔胶、聚乙烯吡咯烷酮、卡波树脂的混合物,且它们之间的质量比为1:2:2:1:2。
[0022] 其中,所述无机填料为磷酸镁、硫酸钡、硝酸镁、磷酸锌四者均量的混合物。
[0023] 其中,所述粘度调节剂为硫酸羟胺、环己醇、亚乙基双硬脂酸酰胺的混合物,且它们之间的质量比为1:2:1。
[0024] 二、制备方法按照以下步骤进行:
(1)按照质量配比,依次将脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯亚胺、和环氧硬脂酸辛酯加入到盐酸中,搅拌均匀后得混合液Ⅰ;
(2)按照质量配比,依次将过氧化氢、氨基硫脲和环氧氯丙烷加入到柠檬酸和甲酸的混合酸液中,搅拌均匀后得混合液Ⅱ;
(3)将混合液Ⅱ升温至42℃,然后加入混合液Ⅰ搅拌均匀,接着边搅拌边加入无机填料,搅拌均匀后得混合液Ⅲ;
(4)将混合液Ⅲ升温至44℃,最后边搅拌边依次加入渗透剂、缓蚀剂、增稠剂、粘度调节剂,搅拌时间为10min,转速设定为240r/min,搅拌结束后便制得本发明的不锈钢酸洗钝化剂。
[0025] 实施例2一、原料选取
一种不锈钢酸洗钝化剂,按重量份数计取以下成份:柠檬酸6份、盐酸3份、甲酸6份、脂肪醇聚氧乙烯醚8份、聚乙烯亚胺4份、环氧硬脂酸辛酯5份、氨基硫脲2份、环氧氯丙烷6份、过氧化氢10份、渗透剂4份、缓蚀剂5份、增稠剂10份、无机填料20份和粘度调节剂15份。
[0026] 其中,所述渗透剂为脂肪醇EO-PO、醇醚磷酸酯、琥珀酸二钠的混合物,且它们之间的质量比为2:2:1。
[0027] 其中,所述缓蚀剂为偏硅酸钾、磷酸钠、丙硫醚、二戊基胺四者均量的混合物。
[0028] 其中,所述增稠剂为三聚磷酸钠、羟甲基丙基纤维素、瓜尔胶、卡波树脂的混合物,且它们之间的质量比为1:2:2:2:2。
[0029] 其中,所述无机填料为硫酸钡、硝酸镁、磷酸锌三者均量的混合物。
[0030] 其中,所述粘度调节剂为水、环己醇、亚乙基双硬脂酸酰胺的混合物,且它们之间的质量比为2:2:1。
[0031] 二、制备方法按照以下步骤进行:
(1)按照质量配比,依次将脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯亚胺、和环氧硬脂酸辛酯加入到盐酸中,搅拌均匀后得混合液Ⅰ;
(2)按照质量配比,依次将过氧化氢、氨基硫脲和环氧氯丙烷加入到柠檬酸和甲酸的混合酸液中,搅拌均匀后得混合液Ⅱ;
(3)将混合液Ⅱ升温至44℃,然后加入混合液Ⅰ搅拌均匀,接着边搅拌边加入无机填料,搅拌均匀后得混合液Ⅲ;
(4)将混合液Ⅲ升温至48℃,最后边搅拌边依次加入渗透剂、缓蚀剂、增稠剂、粘度调节剂,搅拌时间为15min,转速设定为230r/min,搅拌结束后便制得本发明的不锈钢酸洗钝化剂。
[0032] 实施例3一、原料选取
一种不锈钢酸洗钝化剂,按重量份数计取以下成份:柠檬酸8份、盐酸4份、甲酸8份、脂肪醇聚氧乙烯醚10份、聚乙烯亚胺5份、环氧硬脂酸辛酯6份、氨基硫脲3份、环氧氯丙烷8份、过氧化氢12份、渗透剂5份、缓蚀剂6份、增稠剂12份、无机填料25份和粘度调节剂20份。
[0033] 其中,所述渗透剂为硅氧烷聚氧乙烯醚、醇醚磷酸酯和琥珀酸二钠的混合物,且它们之间的质量比为1:1:2。
[0034] 其中,所述缓蚀剂为磷酸钠、丙硫醚、钼酸铵、二戊基胺四者均量的混合物。
[0035] 其中,所述增稠剂为羟甲基丙基纤维素、聚丙烯酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、卡波树脂的混合物,且它们之间的质量比为2:1:1:2。
[0036] 其中,所述无机填料为磷酸镁、硫酸钡、硝酸镁、磷酸锌四者均量的混合物。
[0037] 其中,所述粘度调节剂为水、硫酸羟胺、环己醇三者均量的混合物。
[0038] 二、制备方法按照以下步骤进行:
(1)按照质量配比,依次将脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯亚胺、和环氧硬脂酸辛酯加入到盐酸中,搅拌均匀后得混合液Ⅰ;
(2)按照质量配比,依次将过氧化氢、氨基硫脲和环氧氯丙烷加入到柠檬酸和甲酸的混合酸液中,搅拌均匀后得混合液Ⅱ;
(3)将混合液Ⅱ升温至46℃,然后加入混合液Ⅰ搅拌均匀,接着边搅拌边加入无机填料,搅拌均匀后得混合液Ⅲ;
(4)将混合液Ⅲ升温至52℃,最后边搅拌边依次加入渗透剂、缓蚀剂、增稠剂、粘度调节剂,搅拌时间为20min,转速设定为180r/min,搅拌结束后便制得本发明的不锈钢酸洗钝化剂。
[0039] 对比例4将实施例1中的柠檬酸和甲酸改为氢氟酸和硫酸,其它成份及制备方法与实施例1相同。
[0040] 对比例5将实施例2中的柠檬酸和甲酸改为硝酸和硫酸,其它成份及制备方法与实施例2相同。
[0041] 对比例6将实施例3中的柠檬酸和甲酸改为氢氟酸和硝酸,其它成份及制备方法与实施例3相同。
[0042] 性能测试将实施例1-3和对比例1-3制得的不锈钢酸洗钝化剂成品进行性能测试,对6
块相同的未经处理的不锈钢进行钝化处理,半个月涂覆一次,连续涂覆6个月,检测各成品对不锈钢有无损害,其中,不锈钢表面光洁明亮无异样为无损害,不锈钢表面虽光洁但是有细密小孔为有损害。试验结果如下表1所示:
表1:
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3
对不锈钢有无损害 无损害 无损害 无损害 有损害 有损害 有损害
去除率(%) 98.7 99.5 99.1 99.2 98.9 99.0
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。