一种环保中性除锈光亮剂及其制备工艺的制作方法

本发明属于金属除锈剂
技术领域：
，本发明涉及一种环保中性除锈光亮剂及其制备工艺。
背景技术：
：金属腐蚀每年造成严重的经济损失，据统计，损失约占国民经济总值的2％-4％，钢铁制品的腐蚀更为严重。工业上，传统的除锈除氧化皮一般采用无机酸进行酸洗(盐酸、硫酸、氢氟酸等)，强酸不环保，有很强的挥发性、刺激性，酸雾严重，时间长了严重腐蚀厂房并且影响操作工人的身体健康，传统的无机酸洗正慢慢被替代。市场上，一种中性除锈剂悄然出现，来替代传统的酸洗，如cn107604371a、cn107723716a、cn103173776a等多项专利所述的除锈剂，可以达到很好的除锈目的，但是这类的中性除锈剂都含磷(磷酸盐或者有机膦酸化合物如hedp或atmp)，不环保，尤其是南方企业对磷含量排放有严格的标准，导致这类除锈剂市场应用受到限制，另一方面这类除锈剂在处理碳钢的时候，会导致机加工面变色变暗，影响工件整体外观，很多企业是不接受变色问题，他们要求工件除锈后不能变色，最好具有一定的金属光泽，有一定的防锈周期3-15天。如果后续进行涂装生产时，还要求除锈工序不能对涂装的附着力有负面影响。技术实现要素：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种环保中性除锈光亮剂及其制备工艺，通过合理配比，处理后钢铁工件变白亮且有金属光泽；除锈光亮剂环保，不含磷、氯、氟等离子；处理液成ph中性；除锈光亮剂处理后工件不返锈，具有防锈性能，一般1-3个月防锈周期；处理条件温和。本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：一种环保中性除锈光亮剂，包括以下重量份数的原料：除锈剂10-20份，三乙醇胺5-12份，螯合剂2-5份，光亮剂2-5份，表面微调整剂1-5份，余量为纯水。所述除锈剂为柠檬酸、酒石酸、草酸中任一种或两种；所述螯合剂为二乙烯三胺五乙酸五钠(优选巴斯夫triloncliquid)、乙二胺四乙酸中任一种或两种；所述光亮剂为n-月桂基-β亚氨基二丙酸钠(优选巴斯夫deriphat160c)、丙烯酸共聚物(优选巴斯夫ampho149)两种，n-月桂基-β亚氨基二丙酸钠与丙烯酸共聚物二者重量比为：2～3：1。可以高效的增加工件表面光亮度，并且提高除锈光亮剂的防锈功能。所述表面微调整剂为有机胺酯tpp，可以和金属离子络合并能溶解金属表面氧化物，调整金属表面微观状态，增加工件表面金属光泽。上述一种环保中性除锈光亮剂制备工艺，包括以下制备步骤：(一)加入定量的纯水，将除锈剂和三乙醇胺加入到反应釜，加热到60℃并搅拌30min，充分反应；(二)加入螯合剂搅拌使其完全溶解；(三)再加入光亮剂搅拌10min；(四)最后加入表面微调整剂使其充分溶解，搅拌40min，冷却至常温即可。上述一种环保中性除锈光亮剂处理碳钢管，处理工艺如下：将工件浸泡在中性除锈光亮剂溶液中，室温(25℃)或加热至60℃浸泡处理，处理时间5-30min，其间上下摆动工件2-3次，将工件提出，自然干燥。本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明的制备方便简单，环保无污染，无磷、氯、氟等有害离子，ph值中性，除锈能力强，无过度腐蚀现象，无酸雾，对工件不产生氢脆，最突出的优点是弥补现有中性除锈剂(含有机膦酸化合物或含磷酸盐)除锈后导致工件表面变暗失去金属光泽的问题，问题解决的方法主要是引入新的光亮剂和表面微调整剂，实践中，n-月桂基-β亚氨基二丙酸钠中氨基和2个羧基可以和金属表面离子形成配位螯合物膜起保护金属表面作用，这是因为形成的表面配合物结构稳定，溶解度低，膜层致密，可以很好的吸附到工件表面，所以起到保护作用，具有缓释功能。同时致密的吸附膜层形成阻挡层，也可以起到很好的防锈功能。丙烯酸共聚物(优选巴斯夫ampho149)可以形成吸附层，工作液中活性离子-金属偶极的负端朝向溶液，造成金属和溶液之间出现附加电位差，使金属零电荷电位正移，而有利于有机阳离子吸附。由于分子中的氮原子有未配对电子，与活性离子之间形成共价键化学吸附，吸附层中有不同的极性分子，它们之间相互发生作用，可以提高它们在材料表面的覆盖度或形成多分子层，进而增强了吸附层的稳定性，起到加和效应。有机胺酯可以溶解金属表面氧化物，调整金属表面微观状态，起到增加工件表面金属光泽的作用，此三者的合理配比在中性除锈过程中在工件表面形成稳定的多分子层吸附层，三者协同作用，形成加和效应，所以可以增加钢铁工件表面光亮和金属光泽，同时在螯合剂二乙烯三胺五乙酸五钠促进下除锈剂和三者协同作用，加快四氧化三铁和三氧化二铁的除去，增加除锈速度。本发明对后续涂装生产无有害影响，对磷化处理，尤其对条件要求更高的硅烷处理无影响，不会影响涂装的附着力，经过处理后的工件一般防锈在1-3个月。附图说明图1为碳钢管除锈前状态图。图2为图1的碳钢管采用实施例3制备的除锈剂除锈后的状态图。具体实施方式下面通过具体实施例详述本发明，但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明，本发明所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。实施例1一种环保中性除锈光亮剂；配方如表1所示：表1一种环保中性除锈光亮剂配方表原料份数柠檬酸5-8草酸1-3三乙醇胺7-10二乙烯三胺五乙酸五钠1-3n-月桂基-β亚氨基二丙酸钠3-8丙烯酸共聚物1-5有机胺酯3-8纯水60-70此配方除锈速度比较快，工件表面不会变色和法案，具有一定金属光泽，防锈周期15-60天。一种环保中性除锈光亮剂的制备工艺，包括以下制备步骤：(一)加入定量的纯水，将柠檬酸、草酸和三乙醇胺加入到反应釜，加热到60℃并搅拌30min，充分反应；(二)加入螯合剂二乙烯三胺五乙酸五钠搅拌使其完全溶解；(三)再加入n-月桂基-β亚氨基二丙酸钠(巴斯夫deriphat160c)、和丙烯酸共聚物搅拌20min；(四)最后加入有机胺酯使其充分溶解，搅拌40min，冷却至常温即可。实施例2一种环保中性除锈光亮剂；配方如表2所示：表2一种环保中性除锈光亮剂配方表原料份数柠檬酸5-8三乙醇胺6-10乙二胺四乙酸0.5-2n-月桂基-β亚氨基二丙酸钠2-6丙烯酸共聚物1-5有机胺酯8-12纯水60-75此配方适合除浮锈，工件表面光亮度和金属光泽有很大改善，防锈周期延长(2-4月)。一种环保中性除锈光亮剂的制备工艺，包括以下制备步骤：(一)加入定量的纯水，将柠檬酸、草酸和三乙醇胺加入到反应釜，加热到60℃并搅拌30min，充分反应；(二)加入螯合剂二乙烯三胺五乙酸五钠搅拌使其完全溶解；(三)再加入n-月桂基-β亚氨基二丙酸钠(巴斯夫deriphat160c)、和丙烯酸共聚物搅拌20min；；(四)最后加入有机胺酯使其充分溶解，搅拌40min，冷却至常温即可。实施例3本实施例为本发明最佳实施例一种环保中性除锈光亮剂；配方如表3所示：表3一种环保中性除锈光亮剂配方表原料份数柠檬酸10三乙醇胺9二乙烯三胺五乙酸五钠2n-月桂基-β亚氨基二丙酸钠3丙烯酸共聚物1有机胺酯5纯水70此配方综合性能比较高，可以快速除浮锈和重锈，防锈周期1-3个月。一种环保中性除锈光亮剂的制备工艺，包括以下制备步骤：(一)加入定量的纯水，将10份柠檬酸和9份三乙醇胺加入到反应釜，加热到60℃并搅拌30min，充分反应；(二)加入2份二乙烯三胺五乙酸五钠搅拌使其完全溶解；(三)再加入3份n-月桂基-β亚氨基二丙酸钠(巴斯夫deriphat160c)、和1份丙烯酸共聚物搅拌15min；(四)最后加入5份有机胺酯使其充分溶解，搅拌40min，冷却至常温即可。采用最佳实施例制备的除锈剂处理碳钢管，处理工艺如下：将工件浸泡在实施例3溶液中，室温(25℃左右)浸泡15min，其间上下摆动工件2-3次，将工件提出，自然干燥。如图1-图2所示。图1为碳钢管除锈之前的状态；图2为碳钢管经过最佳实施例制备的除锈剂处理后工件表面状态，工件表面光亮有金属光泽，36mn/m达因笔检测，画线很平均分布，不起任何珠点。以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。当前第1页12