专利名称：易降解的水溶性熔融金属抗氧化还原剂的制作方法
技术领域：
本发明一种金属抗氧化还原剂，尤其是指一种易降解、环保性能好、不含卤素的易 降解的水溶性熔融金属抗氧化还原剂。
背景技术：
工业生产中，常会涉及到熔融一种金属或合金，使其与另一种金属结合或附着的 工艺。由于多数金属与氧接触均会氧化，如在静态锡炉或动态波峰炉中产生的锡渣(SnO和 Sn02)即是一种工业中金属氧化最常见的例子。在高温环境下，尤其是在融化状态下，金属 (或合金)氧化的状况会更加剧烈，很快会形成一层氧化物，且越聚越多。而在熔融金属与 其他金属附着结合的工艺过程中，熔融金属须不停的流动循环，这一方面会加剧氧化速度， 另一方面意味着表层的氧化物和少量的氧气会被带到液面以下，即液体内部。那么氧化在 内部同样会发生。这样氧化物将夹带良好的金属浮上液面，形成浮渣。由于浮渣不停的产 生，浮出，造成浮渣累积越来越多，层层相叠，越来越厚，几小时后影响液面流动，甚至产生 外溢，污染又危险。所产生的浮渣不能正常参与融合的生产过程，只能不断地打捞出来，另 行处理。因打捞出浮渣后，液面高度不够，甚至生产用量不够，只能不停地添加补充新的金 属原料。为此，为尽量避免熔融金属氧化，需对熔融金属进行抗氧化处理，目前，现有抗氧 化处理工艺主要有还原剂还原法、还原机处理法、充氮隔离保护法等。其中增加还原剂进行 还原抗氧化的方法采用较为广泛，常用的还原剂有还原粉、还原金属及粘稠胶状还原物质等。其中，采用还原粉进行还原的工作方式为在熔融金属液体表面，播撒粉状物质， 其不足或局限性表现如下A 使用形态非常不便，因为其为粉状物质，添加于高温熔融金属表面非常不易操 作，对于表面面积较大的液面来讲，要想播撒均勻又要注意不要被高温烫到，须十分小心， 所以使用极其不便。B 容易飞散，从而造成浪费和污染，因为是干性粉状物质，而熔融金属液面上面一 般均有通风装置，如播撒不当将产生飞散，造成浪费和污染。C 烟雾较大，还原粉一般为酸，碱，盐类物质，与熔融金属液面接触后会与其他助 剂反应，受热后烟雾较大，原有通风装置不足以将风排掉。D 危害性较大，如以上提及，因其为酸，碱，盐类物质，对人体，设备，环境都有一定 的危害，计算其作用后还原物的节约，经济价值不高。而采用还原颗粒(金属)的作业原理 为在与熔融金属相同或相溶的金属中，加入高纯度活性物质(如还原粉)，冷却成型，制成 金属颗粒(或金属段)，使用时添加与熔融金属液体。其不足之处有以下几点A 昂贵，从其制备形态即可知，因经过了金属熔解，加入活性物，成型等工序，材料 费用和加工费用都很高。B 使用方式不够优化，使用时，按比例投入熔融金属液体中，让金属颗粒熔化，析出还原物质，再起还原和防氧化作用。因熔化需要一个时间，活性物析出后溶于金属液体， 要迅速扩散均勻，也非易事。C 合金含量比例会发生变化，因金属颗粒合金比例与工作合金不一定完全一致， 长期投放，会改变工作合金含量比例，有时这种改变会带来严重的质量后果。D 有一定的副作用，因用量要求精确，不易控制，因生产线并非特别均衡，有些颗 粒使用过量，除了可能造成浪费，还会使工作熔融合金张力变大，反而结合与附着质量下 降。采用粘稠胶状还原物质的方法为国外一些公司推出。其工作原理为，在粘稠状液 体中加入活性物质，使用时倒入熔融金属液面，经充分搅拌，扩散于液体表面，形成保护膜， 并持续发生还原作用。其局限性在于以下几点A 扩散不够迅速，须费力搅拌。B 油性物质粘度过大，常会附着于工件，造成产品污染，难于清洗。C 其粘性残留与熔融金属混合物，在熔融金属流动循环中，附着于设备部件，导致设备循环通道堵塞、不畅，给设备维护造成不便。D 沉淀物，粘于设备部件，类似于树脂型坚硬物质，清理非常困难。设备保养清理 非常不便，从长期看，一定会损伤设备。E 不易降解、不具环保性，其中含有的卤素，会附着于工件，造成产品易吸潮氧化。
发明内容
针对以上提出的问题，本发明目的在于提供一种易降解、环保性能好、不含卤素能 经济方便地还原熔融金属氧化浮渣的易降解的水溶性熔融金属抗氧化还原剂。本发明通过以下技术措施实现的，一种易降解的水溶性熔融金属抗氧化还原剂， 其组份包括吐温-80、磷酸、磷酸二氢胺和水。上述水优选杂质含量少的去离子水或蒸馏水。以上各组份的重量份额为吐温-80 70 130份、磷酸1 6份、磷酸二氢胺 0. 5 2份、水3 15份。以上各组份的重量份额优选吐温-80 90份、磷酸3份、磷酸二氢胺1份、水6份。在以上各组份中还可添加适量的香精。本发明还公开了制备易降解的水溶性熔融金属抗氧化还原剂的方法，包括以下步 骤(1)将水加热至60 100°C，缓缓加入吐温-80，搅拌3 5分钟；(2)待上一步骤的产物冷却至30 50°C将磷酸和磷酸二氢胺边搅拌边缓慢加入 冷却后的产物中，而后搅拌10 15分钟后，按要求包装成成品。本发明的有益效果有A 易降解、具水溶性、环保性能好、不含卤素本发明公开了一种主要由吐温-80、磷酸、磷酸二氢胺和水复合而成的易降解的水 溶性熔融金属抗氧化还原剂，其中的吐温-80是一种易降解的耐酸碱性的水溶性非离子表 面活性剂，该物质的化学稳定性高，即使在高温下也不易被强酸、强碱破坏，其中的各组份 不含有的卤素，从而不会造成附着工件易吸潮氧化。
B:方便使用，易于操作本发明为水溶性液体，使用时倒于熔融金属液面即可，而且本发明采用张力扩散 技术而加有表面活性物质，在两种液体接触时，会产生亲/疏双向分子键，减小熔融金属表 面张力，同时推动抗氧化还原液体自动快速扩散，而其他现有产品则须外加机械力(搅拌) 等才能铺满整个液面；所以采用本发明抗氧化还原剂只要在几个点加入即可，产品会迅速 “智能”地向未覆盖区域扩散和流动，3 5秒后抗氧化还原剂即会铺满整个液面；同时，因 产品为浮于熔融液体表面持续起作用，所以加入的量不要求非常精确，这样也便于作业。C 辅助提升结合能力使用本发明的抗氧化还原剂，一方面减少了金属浮渣，熔融金属液体流动性更顺 畅；另一方面，本发明中含有的活性物质(表面活性剂)可降低液面表面张力，增加熔融金 属的流动性、扩散性，从而促进熔融金属的结合或附着质量，从而使本工序所要达到的结合 或附着水平大大提高，这是本发明的一大特色。这也是现有的其他几种还原剂或方法所不 具备或效能达不到的。D 成本低廉，性价比高因本发明采用了新型价廉活性成分，而且还原效率非常高，约在95%左右，所以单 位还原金属成本大大低与其他方法。经测算，可节约金属为该工段使用总量的50%，经济效 益非常可观，性价比很高。E 效果显著，持续有效本发明采用新工艺加工而成，将其倾倒于熔融金属液面即可，原已产生的氧化物， 会在本发明加入后扩散的同时还原消失，对后续产生的氧化物随时分解还原，效果可以立 竿见影，并在4 5个小时持续有效。F:清洁简便，优化工艺本发明为水溶性液体，添加方便，不会飞散，同时其密度远轻于熔融金属，而会在 熔融金属表面形成一个保护膜，起有效成分持续有效，不须反复添加。同时，因氧化物被不断还原，故每天所产生的残余浮渣非常少，原来每天须清理两 次，现只须每天稍事清理，两到三天(正常班)大清一次即可。而且所产生的灰渣为干爽性 松散物质，残渣松散易碎，粘附在设备上的残渣只需轻轻铲除即可，或使用本公司专用清洗 剂浸泡5 15分钟后清除即可。渣少，清洁次数少，自然保持了环境清洁，同时优化了操作 和清洁工艺。G 应用广泛完全可替代目前所用的各种还原剂，以及还原机方法、充氮隔离保护法等，用于各种熔融一种金属或合金来与另一种金属结合或附着的工艺过程中，例如，可用于手工浸焊、 波峰焊(有铅或无铅)等焊接工艺。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。实施例1 吐温-8090 份磷酸3份
磷酸二氢胺1份去离子水6份香精0. 01 份制法(1)将10份去离子水加热至60 100°C，缓缓加入82份吐温-80，搅拌3 5分 钟；(2)待上一步骤的产物冷却至30 50°C将5份DL苹果酸和3份柠檬酸边搅拌边缓慢加入冷却后的产物中，而后搅拌10 15分钟后，按要求包装成成品。实施例2 吐温-8070 份磷酸1份磷酸二氢胺0. 5份水3 份香精0. 005 份制法同实施例1。实施例3:吐温-80120 份磷酸6份磷酸二氢胺2份蒸馏水15份香精0. 005 份制法同实施例1。本发明的物理形态为水溶性液体，有别于现有还原剂，这种水溶性液体有利于使 用时操作，便于向液态的熔融金属中添加；同时也有利于在液态熔融金属表面快速流动扩 散。使用时，只需将本发明的抗氧化还原剂直接倾倒于液面，即会自行迅速扩散，铺满整个 液面。本发明的抗氧化、还原作用原理如下1、隔断氧气，从而减少氧化量当产品加入熔融金属表面后，其会迅速扩散，并铺满整个液面，形成一层保护膜， 隔断熔融金属与氧气的接触，从而减少氧化量。2、分散浮渣结构，还原出有用金属当产品加入熔融金属液面后，产品会浸透于浮渣缝隙，产品中含有扩散/分散剂， 起到扩散浮渣结构，减小其结构张力，使得浮渣迅速分散，从不规则故态迅速变成分散的稠 状液态，有用金属即马上还原流回到液槽中，继续参与有效作业工艺。3、减小熔融金属液面张力，提高结合附着质量因本发明中的活性成分(表面活性剂)可以改变熔融金属液面张力，从而提高熔 融金属的流动性和结合能力。经使用及测算，本发明还原效率可达85% 95%，并可提高结合附着流动性20% 以上，相应地可以节约30 50% /工段成本。
为了更加节约，达到更好的经济效果，实际使用中，本发明抗氧化还原剂可配合如 下方法使用一、导流法导流法的原理如下熔融金属液体因不断地在循环流动，所以产生的氧化物很多。 如果减少流动面积，将减少氧化量，从而还原剂也可少用。所以，导流法的具体做法是制作 3 5个不锈钢挡片，大约深入液面以下3 5cm，将熔融金属流动的部分限定在一个较小 的区域内，使大部分液面处于静止，但液面以下又可以充分循环流动，不影响整个工序原有 作业方式。二、收集法
收集法的原理如下熔融金属液面，只有流动或扬起的部分氧化严重，如将该部分 的浮渣直接在熔融金属液面收集处理的方法，可达到事半功倍的效果。所以，收集法的要点为根据容纳熔融金属的容器的不同，设计筛网，形状为U型， 扬起的金属液体可流入该筛网内，浮渣不能通过筛孔，可收集入在内，而熔融金属可自由从 筛孔流出，而容器边沿可稍高于液面1 2CM，加入还原剂，随时还原。这样浮渣不会漂到其 他地方，整个液面基本没有浮渣。配合采用这两种辅助方法。可使还原效率/效能更高，达到更好的经济效益。以上是对本发明易降解的水溶性熔融金属抗氧化还原剂的多种配方及制作方法 进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未 背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在 本发明的保护范围之内。
权利要求
一种易降解的水溶性熔融金属抗氧化还原剂，其特征在于组份包括吐温-80、磷酸、磷酸二氢胺和水。
2.根据权利要求1所述的易降解的水溶性熔融金属抗氧化还原剂，其特征在于所述 水为去离子水或蒸馏水。
3.根据权利要求1所述的易降解的水溶性熔融金属抗氧化还原剂，其特征在于各组份 的重量份额为3份、1份、离子水6份吐温-8070 130份；磷酸1 6份；磷酸二氢胺0. 5 2份；水3 15份。
4.根据权利要求4所述的易降解的水溶性熔融金属抗氧化还原剂，其特征在于各组份 的重量份额为吐温-8090份；磷酸3份；磷酸二氢胺1份；水6份。
5.根据权利要求1所述的易降解的水溶性熔融金属抗氧化还原剂，其特征在于组份 中还包括适量的香精。
6.一种制备如权利要求1所述的易降解的水溶性熔融金属抗氧化还原剂的方法，其特 征在于包括以下步骤(1)将水加热至60 100°C，缓缓加入吐温-80，搅拌3 5分钟；(2)待上一步骤的产物冷却至30 50°C将磷酸和磷酸二氢胺边搅拌边缓慢加入冷却 后的产物中，而后搅拌10 15分钟后，按要求包装成成品。
全文摘要
本发明公开了一种易降解的水溶性熔融金属抗氧化还原剂，组份包括吐温-80、磷酸、磷酸二氢胺和水。本发明具有易降解、具水溶性、环保性能好的优点。本发明还具有方便使用、易于操作、能同时起到防氧化和主动还原作用、辅助提升熔融金属结合能力、成本低廉、性价比高、效果显著、持续有效、清洁简便和优化工艺的优点。
文档编号C23F11/08GK101838810SQ201010177050
公开日2010年9月22日 申请日期2010年5月18日 优先权日2010年5月18日
发明者严永农 申请人:严永农