环保型盐酸清洗缓蚀抑雾剂的制作方法

本发明涉及一种金属表面处理添加剂，具体涉及一种盐酸清洗碳钢过程中使用的盐酸清洗缓蚀抑雾剂。

背景技术：

碳钢容易生锈，在加工、使用前需要将其表面的蚀锈除去。工业上最常用的方法是用盐酸作为除锈剂将锈溶解除去，该法成本最低，而且操作简单。化学酸洗的应用领域也越来越广泛。然而金属的酸洗及表面处理属于重污染行业。酸洗除锈过程中产生大量的酸洗废液、酸雾、“过酸洗”现象等问题十分突出，产生的废液和酸雾严重影响污染环境，酸洗废液已被各国作为危险废物进行管理，酸雾会对设备造成腐蚀，缩短了设备的使用寿命。而“过酸洗”现象更是在引起酸洗废液和酸雾产生的同时，导致了不必要的金属材料和酸洗液的浪费。酸洗过度，亦会引起金属氢脆，使产品质量降低。

酸洗添加剂对于减少酸洗废液和酸雾的产生有着显著的意义，但若酸洗添加剂本身存在着较大的毒性，则势必引入“二次污染”。因此，酸洗添加剂本身的环境友好特性是酸洗清洁生产中极其关键的部分。随着人们环境保护和安全意识的加强，一些有毒有害的酸洗添加剂将被限制和禁止使用。保护环境，围绕性能和经济目标研究和开发出对环境不构成破坏作用的无毒无公害的环境友好酸洗添加剂，是酸洗添加剂未来的研究方向。因此，深入研究开发酸洗添加剂产品及其应用技术和缓蚀抑雾作用机理，筛选出高效、环保的复配酸洗添加剂，无疑具有重要理论意义和较高的社会、经济和环境价值。

聚天冬氨酸能与钙、镁、铜、铁等多种离子形成螯合物，附着在金属容器表面阻止金属腐蚀，是一种优良的缓蚀剂。能与很多离子形成螯合物附着在金属容器表面，阻止金属被腐蚀，是一种较好的缓蚀剂，据文献记载，在pH值为8、温度50℃的条件下，100mg/L的聚天冬氨酸能使碳钢腐蚀率从32mm/a降到2.5mm/a。

表面活性剂十二烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)对环境无毒，其分子中含有多个极性基团，能满足一般缓蚀剂分子结构的要求，却由于分子体积大造成空间阻碍，作为单一缓蚀剂效果也不理想。但十二烷基酚聚氧乙烯醚在酸洗液表面形成一层液膜，可以减少和阻止酸雾的挥发，抑雾作用明显。

聚天冬氨酸单独使用，缓蚀效果明显可以达到90％，但是抑雾效果一般只能达到45％左右；十二烷基酚聚氧乙烯醚单独作为缓蚀抑雾剂用，缓释效果只有20-40％，抑雾效果却可以达到70-83％。

为了改善聚天冬氨酸与十二烷基酚聚氧乙烯醚单独使用的不足，本发明将两种成分按照一定的比例进行复配研究，通过它们的协同作用提高缓蚀剂的抑雾性能，减少用量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种聚天冬氨酸和十二烷基酚聚氧乙烯醚复配以协同提高缓蚀剂的抑雾性能的环保型盐酸清洗缓蚀抑雾剂。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种环保型盐酸清洗缓蚀抑雾剂，其按重量百分比由下述组分组成：聚天冬氨酸20-40％、十二烷基酚聚氧乙烯醚0.2-0.4％、余量为去离子水，各组分之和为100％，且聚天冬氨酸与十二烷基酚聚氧乙烯醚的重量比为100:1。

较佳的，上述缓蚀抑雾剂按重量百分比由下述组分组成：聚天冬氨酸30-40％、十二烷基酚聚氧乙烯醚0.3-0.4％、余量为去离子水，各组分之和为100％，且聚天冬氨酸与十二烷基酚聚氧乙烯醚的重量比为100:1。

本发明的环保型盐酸清洗缓蚀抑雾剂的制备方法：按上述配比将去离子水加入到反应釜中，搅拌，依次加入聚天冬氨酸和十二烷基酚聚氧乙烯醚，混合均匀，静置半小时等泡沫减少，即可。

本发明采用十二烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)与聚天冬氨酸复配，制得的缓蚀抑雾剂在碳钢表面形成的灰色薄膜分布致密、均匀厚实，比十二烷基酚聚氧乙烯醚与聚天冬氨酸单独作缓蚀剂时形成的吸附膜更平整、更完整，阻止了钢的腐蚀。聚天冬氨酸和十二烷基酚聚氧乙烯醚复配后对抑制酸雾的产生起明显的协同效应。本发明的复配缓蚀抑雾剂主要通过两个途径来达到抑雾效果：一方面来源于加入缓蚀抑雾剂后大大降低了对碳钢的腐蚀速度，使析氢量减少，从而使带出的酸雾减少。另一方面来源于抑雾剂的抑制作用，十二烷基酚聚氧乙烯醚是一种非离子型表面活性物质，由于表面活性物质具有分散、浸润、吸附、乳化等特性，能侵入到锈层中并吸附在金属基体上，还可以产生一定的泡沫，覆盖在酸洗液表面，抑制酸的挥发，并使得酸液降温至酸露点以下，使酸雾重新回到酸液中，减少了酸的损耗。同时，由于其分子结构中有亲水基团和憎水基团，憎水基有很强的疏水作用，使表面活性物质从溶液中逃离出来，富集于溶液界面，并在界面定向排列，使溶液表面被大量表面活性物质所覆盖，从而起到抑雾作用。通过这两方面的相互作用，复配后抑雾效果显著提高，按照本发明复配比例缓释及抑雾效果都能达到95-97.5％。

结合参见图1-图4，显示了十二烷基酚聚氧乙烯醚、聚天冬氨酸及本发明产品分别使用于金属(碳钢)表面的照片图，三者的浓度和使用量相同。由图4可知，本产品使用后，碳钢表面形成一层灰色的保护膜，该吸附膜在金属表面分布均匀厚实，致密，覆盖了原电极表面痕迹，显示出干燥的有机膜，缓释效果很好。金属表面明显比十二烷基酚聚氧乙烯醚或聚天冬氨酸单独作用下形成的膜更平整、更完整，充分说明本发明产品采用十二烷基酚聚氧乙烯醚和聚天冬氨酸复配确实存在缓释协同效应。

本发明的缓蚀抑制剂制备简单、无残留，具有很好的市场价值。

附图说明

图1是不使用任何缓蚀抑制剂产品的金属A、B表面照片。

图2是金属A、B单独使用十二烷基酚聚氧乙烯醚后的表面照片。

图3是金属A、B单独使用聚天冬氨酸后的表面照片。

图4是金属A、B使用本发明产品后的表面照片。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

按重量百分比将79.8％的去离子水加入到反应釜中，搅拌，依次加入20％的聚天冬氨酸和0.2％的十二烷基酚聚氧乙烯醚，混合均匀，静置半小时等泡沫减少，即得本发明的环保型盐酸清洗缓蚀抑雾剂。

实施例2

按重量百分比将69.7％的去离子水加入到反应釜中，搅拌，依次加入30％的聚天冬氨酸和0.3％的十二烷基酚聚氧乙烯醚，混合均匀，静置半小时等泡沫减少，即得本发明的环保型盐酸清洗缓蚀抑雾剂。

实施例3

按重量百分比将59.6％的去离子水加入到反应釜中，搅拌，依次加入40％的聚天冬氨酸和0.4％的十二烷基酚聚氧乙烯醚，混合均匀，静置半小时等泡沫减少，即得本发明的环保型盐酸清洗缓蚀抑雾剂。

实施例4

按重量百分比将63.64％的去离子水加入到反应釜中，搅拌，依次加入36％的聚天冬氨酸和0.36％的十二烷基酚聚氧乙烯醚，混合均匀，静置半小时等泡沫减少，即得本发明的环保型盐酸清洗缓蚀抑雾剂。