本发明属于防锈剂技术领域，尤其涉及一种热轧酸洗卷用防锈剂及其使用方法。
背景技术
当前，几乎所有的冷轧产品都是以热轧酸洗卷为原料进行生产。为了保证产品质量，对热轧酸洗卷的要求日益提高，进行冷轧轧制前，表面不得有任何锈点。然而，其防锈却是非常困难的。这是因为：热轧卷在经过酸洗后，理论上表面不会再有锈点，十分清洁，但由于缺少必要的防护，作为裸露的钢卷，此时，其防锈性能反而是最差的。同时，受生产节奏和排产进度的影响，在酸洗工序和冷轧工序之间必然存在一个空窗期，若时间间隔过长，受各种环境因素影响，钢卷很容易发生锈蚀。一般来说，热轧酸洗卷的耐蚀周期应至少在30天左右较为稳妥。
为防止热轧酸洗卷锈蚀，常用的处理手段有两种：
一是返酸洗，就是将已经锈蚀的钢卷重新进行酸洗。显然，这种方案不仅大幅提高了生产成本，延长了生产周期，而且返酸洗过程中，钢板本身就很容易被hcl、h2so4等无机强酸再次腐蚀，表面质量更难以保证，从而影响后续冷轧工序。因此，返酸洗是一种性价比极低的处理方式，不宜推广。
二是在刚刚完成酸洗的热轧卷表面涂覆水溶性防锈剂。由于热轧酸洗卷后续要进行冷轧，为了不影响轧制和便于清洗钢板，正常情况下不会在钢卷表面涂覆难以去除的防锈油脂，而一般采用水溶性防锈剂。不过，水溶性防锈剂虽然配制简单，清洗容易，但却存在几个难以克服的缺点：第一，无论是单独使用，还是复配使用，防锈剂成分中基本上都含有致癌物质nano2，显然环保性很差。第二，水溶性防锈剂是以水为溶剂，而水却很容易在空气中蒸发，随着时间的延长，缓蚀剂的浓度和溶液ph值会发生很大变化，其防锈效果会出现大幅波动，因而需要时刻加以维护和调节，从操作层面讲十分麻烦。并且，随着水分的蒸发，防锈剂的覆盖面将会显著收缩，其中的无机盐或有机盐就会逐渐沉淀在钢板表面，一旦清洗不干净，混入到后续的轧制油中，将会极大影响冷轧钢板的表面质量。第三，作为溶剂的水本身就是一种腐蚀介质，如果水质不纯，含有cl-、so42-等离子，那么，即使存在缓蚀剂，同样会引起钢板锈蚀。
综上所述，现有的水溶性防锈剂和防锈油脂均不能较好地解决热轧酸洗卷的锈蚀问题。因此，有必要发展出新的适用于热轧酸洗卷的防锈剂。
技术实现要素：
针对背景技术中的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种热轧酸洗卷用防锈剂及其使用方法，以解决热轧酸洗卷容易锈蚀的问题，达到显著延长其耐蚀周期的目的。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
羟基喹啉：1％～4％；
酒石酸：1％～4％；
酰基取代肌氨酸：5％～10％；
有机烷基胺：5％～10％；
非离子表面活性剂：3％～8％；
有机溶剂：64％～85％。
作为进一步的优选，所述羟基喹啉选自2-羟基喹啉、5-羟基喹啉、6-羟基喹啉、7-羟基喹啉及8-羟基喹啉。
作为进一步的优选，所述酒石酸选自l-酒石酸、d-酒石酸及dl-酒石酸。
作为进一步的优选，所述酰基取代肌氨酸选自n-月桂酸肌氨酸、n-油基酰基肌胺酸、n-月桂基-β-亚氨基二丙酸。
作为进一步的优选，所述有机烷基胺选自n，n-二甲基十八胺、n，n-二甲基十六胺、n，n-二甲基十四胺及n，n-二甲基十二胺。
作为进一步的优选，所述非离子表面活性剂选自吐温20，吐温60及吐温80。
作为进一步的优选，所述有机溶剂选自n-甲基甲酰胺、n，n-二甲基甲酰胺及n，n-二甲基乙酰胺。
作为进一步的优选，所述酰基取代肌氨酸选自n-月桂酸肌氨酸，所述有机烷基胺为n，n-二甲基十六胺，所述非离子表面活性剂为吐温60。
作为进一步的优选，所述热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：1％～4％；
l-酒石酸：1％～4％；
n-月桂酸肌氨酸：5％～10％；
n，n-二甲基十六胺：5％～10％；
吐温60：3％～8％；
n，n-二甲基甲酰胺：64％～85％。
本发明的另一目的在于提供上述防锈剂的使用方法，包括：将钢板浸泡在所述防锈剂中进行防锈处理，所述防锈剂温度为20～30℃，浸泡时间为15～20min。
本发明的有益效果是：本发明采用上述“羟基喹啉+酒石酸+酰基取代肌氨酸+有机烷基胺+非离子表面活性剂+有机溶剂”形成的溶液作为热轧酸洗卷的防锈剂；其中，羟基喹啉和酒石酸能够和热轧酸洗卷表面残存的有害金属离子形成络合物，除去存在于钢板表面的金属化合物垢，避免钢卷发生锈蚀。酰基取代肌氨酸和有机烷基胺与fe材料的亲和性较强，两者都具长烷基链，疏水性很强，可以快速定向吸附在钢板表面，吸附层致密、稳定，起到防护作用，两者复配使用缓蚀效果更好。上述非离子表面活性剂，作为乳化剂和增溶剂，可以使整个防锈剂形成均匀稳定的分散体系，使缓蚀剂能更好地溶解于溶剂中，增强防锈功能。有机溶剂，几乎可以溶解绝大部分有机化合物，具有很高的化学稳定性。另外，防锈剂中的羟基喹啉、酒石酸、酰基取代肌氨酸、有机烷基胺、非离子表面活性剂均能较好地溶解在有机溶剂中，化学稳定性好，且互不干扰。按照本发明提出的防锈剂进行防锈处理，热轧酸洗卷在普通环境下，180天后钢卷表面锈蚀面积比率不超过4％；在高温高湿环境下，180天后锈蚀面积比率不超过7％。热轧酸洗卷的耐蚀周期显著延长，完全满足其长时间防锈的需要。
具体实施方式
本发明实施例通过提供一种热轧酸洗卷用防锈剂及其使用方法，解决了现有水溶性防锈剂或防锈油脂的缺点。
为了解决上述问题，本发明实施例的主要思路是：
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
羟基喹啉：1％～4％；
酒石酸：1％～4％；
酰基取代肌氨酸：5％～10％；
有机烷基胺：5％～10％；
非离子表面活性剂：3％～8％；
有机溶剂：64％～85％。
为了更好的理解上述技术方案，下面通过具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。应当理解的是，这里所使用的术语“和/或”包括其中一个或更多所列出的相关联项目的任意和所有组合。
在本发明实施例中，上述羟基喹啉可选自2-羟基喹啉、5-羟基喹啉、6-羟基喹啉、7-羟基喹啉、8-羟基喹啉等；上述酒石酸可选自l-酒石酸、d-酒石酸及dl-酒石酸等；羟基喹啉和酒石酸作为常用的金属螯合剂，能够和热轧酸洗卷表面残存的有害金属离子形成络合物，除去存在于钢板表面的金属化合物垢，避免钢卷发生锈蚀。两者分子结构不同，互为补充，复配使用能更好地起到螯合作用。此外，8-羟基喹啉中的酚羟基和酒石酸中的羧基，酸性较弱，不会造成钢板基体的腐蚀。
在本发明实施例中，上述酰基取代肌氨酸可选自n-月桂酸肌氨酸、n-油基酰基肌胺酸、n-月桂基-β-亚氨基二丙酸。上述有机烷基胺可选自n，n-二甲基十八胺、n，n-二甲基十六胺、n，n-二甲基十四胺及n，n-二甲基十二胺。上述酰基取代肌氨酸和有机烷基胺可作为优良的缓蚀剂，与fe材料的亲和性较强，前者是酰基取代肌氨酸，后者是有机胺，两者都具长烷基链，疏水性很强，可以快速定向吸附在钢板表面，吸附层致密、稳定，起到防护作用，两者复配使用缓蚀效果更好。
在本发明实施例中，上述非离子表面活性剂选自吐温20，吐温60及吐温80。上述有机溶剂选自n-甲基甲酰胺、n，n-二甲基甲酰胺及n，n-二甲基乙酰胺。吐温作为常用的非离子表面活性剂，作为乳化剂和增溶剂，可以使整个防锈剂形成均匀稳定的分散体系，使缓蚀剂能更好地溶解于溶剂中，增强防锈功能。此外，某种程度上，n-月桂酸肌氨酸可认为是一种阴离子表面活性剂，n，n-二甲基十六胺可认为是一种阳离子表面活性剂，两者具有和吐温60类似的功能。三者在一起复配使用，分散、乳化效果更好，整个溶液更加均匀、稳定。
n，n-二甲基甲酰胺作为常用的有机溶剂，几乎可以溶解绝大部分有机化合物，具有很高的化学稳定性。防锈剂中的羟基喹啉、酒石酸、酰基取代肌氨酸、有机烷基胺、非离子表面活性剂均能较好地溶解在其中，且互不干扰。另一方面，n，n-二甲基甲酰胺与水能够以任意比例互溶，因此，冷轧轧制前完全可以用水将整个防锈剂清洗掉而不会影响轧制。再一方面，n，n-二甲基甲酰胺的沸点为153℃，且黏度较大，常温条件下，不会像水那样容易蒸发，可以完整地覆盖钢板表面，无需时刻维护调节，既起到了持久的防护作用，又减轻了操作强度。
总体来看，与常规的水溶性防锈剂和防锈油脂相比，本发明实施例提出的防锈剂的组成均为廉价、无毒的化学物质，没有致癌物，因而整个防锈剂成本较低、环保性高，适合大批量推广使用。另外，整个防锈剂不存在水这样的腐蚀介质，相对于水溶性防锈剂，其耐蚀周期大幅延长。而且，由于溶剂的沸点较高，黏度较大，不会像水那样容易蒸发，因而整个防锈剂的组成十分稳定，既保证了防锈效果，又减轻了维护压力，这一点类似于防锈油脂。再者，整个防锈剂分散均匀，稳定性好，且溶剂与水互溶，易于清洗，这一点类似于水溶性防锈剂。
综上所述，本发明实施例所提出的防锈剂，有机结合了水溶性防锈剂和防锈油脂的优点，克服了两者的缺点，成本低，环保性好，非常适用于热轧酸洗卷的防锈，具有很强的实用价值。
另一方面，基于相同的发明构思，本发明实施例提供了上述防锈剂的使用方法，包括：将钢板浸泡在所述防锈剂中进行防锈处理，所述防锈剂温度为20～30℃，浸泡时间为15～20min。按照本发明实施例提出的防锈剂进行防锈处理，热轧酸洗卷在普通环境下(温度为20～30℃，相对湿度为40～60％)，180天后钢卷表面锈蚀面积比率不超过4％；在高温高湿环境下(温度为40～50℃，相对湿度为90～100％)，180天后锈蚀面积比率不超过7％。热轧酸洗卷的耐蚀周期显著延长，完全满足其长时间防锈的需要。
以下通过实施例对本申请作更详细的描述。这些实施例仅是对本申请最佳实施方式的描述，并不对本申请的范围有任何的限制。
实施例1
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：1％；
l-酒石酸：1％；
n-月桂酸肌氨酸：5％；
n，n-二甲基十六胺：5％；
吐温60：3％；
n，n-二甲基甲酰胺：85％。
实施例2
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：4％；
l-酒石酸：4％；
n-月桂酸肌氨酸：10％；
n，n-二甲基十六胺：10％；
吐温60：8％；
n，n-二甲基甲酰胺：64％。
实施例3
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：1.5％；
l-酒石酸：2.5％；
n-月桂酸肌氨酸：8％；
n，n-二甲基十六胺：6％；
吐温60：4％；
n，n-二甲基甲酰胺：78％。
实施例4
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：2.5％；
l-酒石酸：1.5％；
n-月桂酸肌氨酸：7％；
n，n-二甲基十六胺：9％；
吐温60：6％；
n，n-二甲基甲酰胺：74％。
实施例5
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：3.5％；
l-酒石酸：3.5％；
n-月桂酸肌氨酸：9％；
n，n-二甲基十六胺：7％；
吐温60：5％；
n，n-二甲基甲酰胺：72％。
实施例6
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：2.0％；
l-酒石酸：2.0％；
n-月桂酸肌氨酸：7.5％；
n，n-二甲基十六胺：8.5％；
吐温60：7.0％；
n，n-二甲基甲酰胺：73％。
实施例7
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：3.0％；
l-酒石酸：3.0％；
n-月桂酸肌氨酸：8.5％；
n，n-二甲基十六胺：6.5％；
吐温60：5.5％；
n，n-二甲基甲酰胺：73.5％。
实施例8
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：1.7％；
l-酒石酸：3.3％；
n-月桂酸肌氨酸：5.5％；
n，n-二甲基十六胺：9.5％；
吐温60：7.5％；
n，n-二甲基甲酰胺：72.5％。
实施例9
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：2.6％；
l-酒石酸：2.4％；
n-月桂酸肌氨酸：9.5％；
n，n-二甲基十六胺：7.5％；
吐温60：3.5％；
n，n-二甲基甲酰胺：74.5％。
实施例10
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：8-羟基喹啉：3.3％；
l-酒石酸：1.7％；
n-月桂酸肌氨酸：6％；
n，n-二甲基十六胺：8％；
吐温60：4.5％；
n，n-二甲基甲酰胺：76.5％。
实施例11
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
6-羟基喹啉：1％；
d-酒石酸：1％；
n-油基酰基肌胺酸：5％；
n，n-二甲基十八胺：5％；
吐温20：3％；
n，n-二甲基乙酰胺：85％。
实施例12
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
2-羟基喹啉：4％；
dl-酒石酸：4％；
n-月桂基-β-亚氨基二丙酸：10％；
n，n-二甲基十四胺：10％；
吐温80：8％；
n-甲基甲酰胺：64％。
实施例13
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
5-羟基喹啉：1.5％；
l-酒石酸：2.5％；
n-月桂酸肌氨酸：8％；
n，n-二甲基十二胺：6％；
吐温80：4％；
n，n-二甲基乙酰胺：78％。
实施例14
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
7-羟基喹啉：2.5％；
d-酒石酸：1.5％；
n-油基酰基肌胺酸：7％；
n，n-二甲基十六胺：9％；
吐温60：6％；
n，n-二甲基乙酰胺：74％。
实施例15
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：3.5％；
dl-酒石酸：3.5％；
n-月桂基-β-亚氨基二丙酸：9％；
n，n-二甲基十四胺：7％；
吐温20：5％；
n，n-二甲基甲酰胺：72％。
实施例16
本发明实施例热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
6-羟基喹啉：2.0％；
l-酒石酸：2.0％；
n-油基酰基肌胺酸：7.5％；
n，n-二甲基十六胺：8.5％；
吐温60：7.0％；
n，n-二甲基甲酰胺：73％。
对比例1
热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：0.3％；
l-酒石酸：0.2％；
n-月桂酸肌氨酸：1.0％；
n，n-二甲基十六胺：0.2％；
吐温60：0.3％；
n，n-二甲基甲酰胺：98％。
对比例2
热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：0.7％；
l-酒石酸：0.6％；
n-月桂酸肌氨酸：2％；
n，n-二甲基十六胺：0.8％；
吐温60：0.7％；
n，n-二甲基甲酰胺：95.2％。
对比例3
热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：4.8％；
l-酒石酸：0.8％；
n-月桂酸肌氨酸：3.0％；
n，n-二甲基十六胺：1.4％；
吐温60：1.1％；
n，n-二甲基甲酰胺：88.9％。
对比例4
热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：6.7％；
l-酒石酸：4.4％；
n-月桂酸肌氨酸：11.0％；
n，n-二甲基十六胺：10.5％；
吐温60：2.1％；
n，n-二甲基甲酰胺：65.3％。
对比例5
热轧酸洗卷用防锈剂，包括如下重量比的成分：
8-羟基喹啉：7.3％；
l-酒石酸：5.2％；
n-月桂酸肌氨酸：13.0％；
n，n-二甲基十六胺：12.0％；
吐温60：8.4％；
n，n-二甲基甲酰胺：54.1％。
以下对实施例防锈剂的性能进行检测，得到的本发明各实施例及对比例中热轧酸洗卷的防锈性能如表1所示。
表1
从表1可以看到，按照本发明实施例提出的防锈剂进行处理，热轧酸洗卷在普通环境下(温度为20～30℃，相对湿度为40～60％)，180天后钢卷表面锈蚀面积比率不超过4％；在高温高湿环境下(温度为40～50℃，相对湿度为90～100％)，180天后锈蚀面积比率不超过7％。热轧酸洗卷的耐蚀周期显著延长，完全满足其长时间防锈的需要。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。