除锈除油除蜡添加剂及其制备方法.pdf

本发明公开了一种除锈除油除蜡添加剂及其制备方法，为解决现有常用的盐酸或硫酸酸洗液在清除金属表面的锈蚀和氧化皮时产生大量酸雾及除油除蜡时产生大量磷及COD对环境污染的问题而发明。所述添加剂由下述原料组成(百分比均为质量百分比)：改性油酸10％-20％、烷基聚葡糖甘3％-13％、椰油脂腔酸二乙醇酰胺3％-13％、65％的乙醇1％-10％、四乙酰基乙二胺2％-7％、其余为水。所述添加剂的制备方法为，用所述乙醇将所述改性油酸溶解，再与烷基聚葡糖甘、椰油脂腔酸二乙醇酰胺、四乙酰基乙二胺、水均匀混合。所述添加剂可用于金属表面的除锈除油除蜡。

1、  一种除锈除油除蜡添加剂，其特征在于：所述添加剂由下述原料组成：改性油酸10％-20％、烷基聚葡糖甘3％-13％、椰油脂腔酸二乙醇酰胺3％-13％、65％的乙醇1％-10％、四乙酰基乙二胺2％-7％、其余为水；其中，所述百分比为重量百分比。

2、  根据权利要求1所述的除锈除油除蜡添加剂，其特征在于：添加剂由下述原料组成：改性油酸15％、烷基聚葡糖甘8％、椰油脂腔酸二乙醇酰胺8％、65％的乙醇5％、四乙酰基乙二胺2％。

3、  根据权利要求1或2所述的除锈除油除蜡添加剂，其特征在于：所述添加剂是由所述原料组成的混合液经剪切机剪切制得。

4、  根据权利要求1所述的除锈除油除蜡添加剂的制备方法：其特征在于：所述制备方法包括：
用所述乙醇溶解所述改性油酸，再与所述烷基聚葡糖甘、所述椰油脂腔酸二乙醇酰胺、所述四乙酰基乙二胺及水进行均匀混合制得。

5、  根据权利要求4所述的除锈除油除蜡添加剂的制备方法：其特征在于，所述制备方法还包括：
将用所述乙醇溶解所述改性油酸，再与所述烷基聚葡糖甘、所述椰油脂腔酸二乙醇酰胺、所述四乙酰基乙二胺及水进行均匀混合之后得到的混合物，在转速为10000转/分的剪切机中进行剪切。

6、  根据权利要求4所述的除锈除油除蜡添加剂的制备方法：其特征在于：所述制备方法具体包括：
在转速为10000转/分的剪切机中分别将所述改性油酸、烷基聚葡糖甘、椰油脂腔酸二乙醇酰胺、乙醇、四乙酰基乙二胺进行剪切；
用剪切后的所述乙醇溶解所述剪切后的改性油酸，再与所述剪切后的烷基聚葡糖甘、椰油脂腔酸二乙醇酰胺、四乙酰基乙二胺及水进行均匀混合制得。

7、  如权利要求4所述的除锈除油除蜡添加剂的制备方法：其特征在于：所述改性油酸从棉籽油中提取。

8、  根据权利要求4所述的除锈除油除蜡添加剂的制备方法：其特征在于：所述聚葡糖甘从椰油中提取。

9、  根据权利要求4所述的除锈除油除蜡添加剂的制备方法：其特征在于：所述椰油脂腔酸二乙醇酰胺从椰油中提取。

10、  根据权利要求4所述的除锈除油除蜡添加剂的制备方法：其特征在于：所述乙醇从玉米中提取。

除锈除油除蜡添加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及酸洗液，尤其涉及添加在盐酸酸洗液中的除油除锈酸洗添加剂及其制备方法。
背景技术
酸洗是表面处理工艺中的重要工序之一，通过酸洗可以去除金属表面上的氧化皮和锈蚀物。目前，大多数厂家在表面处理前处理的除锈、除氧化皮，主要使用工业盐酸或工业硫酸，而使用工业盐酸或工业硫酸时产生大量的酸雾，不仅严重污染了环境，影响了操作者的健康，而且对各种设备的腐蚀也非常严重，在操作过程中，稍有不慎还会产生工件的过腐蚀现象，造成其脱碳、脱脆，影响了产品的质量，影响了后续的工序。
目前，除油主要采用碱洗的方法，而碱洗液中的添加剂含磷，且添加剂的COD非常高，对环境有严重的污染，工序复杂；目前除蜡主要使用的是除蜡水，其中的添加剂COD非常高，超过了国家标准几百倍，严重污染了环境，且在高温条件下才能进行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种除锈除油除蜡的添加剂，将所述添加剂加入到酸洗液中，不仅可以达到除锈除油除蜡的目的，而且可抑制酸雾的产生，且所述添加剂不含磷，COD的生物降解率较高，能减轻对环境的污染。
为了达到上述目的本发明采用以下技术方案：
所述除锈除油除蜡添加剂由下述原料组成：改性油酸10％-20％、烷基聚葡糖甘3％-13％、椰油脂腔酸二乙醇酰胺3％-13％、65％的乙醇1％-10％、四乙酰基乙二胺2％-7％、其余为水；其中，所述百分比为重量百分比。
优选地，所述除锈除油除蜡添加剂由下述原料组成：改性油酸15％、烷基聚葡糖甘8％、椰油脂腔酸二乙醇酰胺8％、65％的乙醇5％、四乙酰基乙二胺2％。
进一步地，所述除锈除油除蜡添加剂是由所述原料组成的混合液经剪切机剪切制得。
所述改性油酸为非离子表面活性剂，对各种油污和蜡膜产生分散、乳化、湿润、去污作用。所述改性油酸具有疏水基团，所述疏水基团的碳氢链结构类似于油的分子结构，因此疏水基团向着金属表面的油污及蜡膜，而亲水基团与水紧紧结合在一起，促使油蜡和水两相界面上的表面张力大大降低，当水溶液中含有足够的表面活性剂时，既水溶液中表面活性剂的浓度超过其本身临界胶束浓度范围内时，附着在金属表面上的油污及蜡膜纷纷被胶束剥离，进入溶液，形成水包油的微粒而分散于水溶液中，从而进行去污。
所述烷基聚葡糖甘为除油除锈的催化剂，同时可以掩蔽水中的钙离子、镁离子，提高了除油效果。同时，该催化剂加在盐酸或硫酸溶液中，对锈蚀和氧化皮产生一种强力剥离作用。
所述椰油脂腔酸二乙醇酰胺为缓蚀剂，可避免工件表面产生过腐蚀、氢脆的产生。
所述乙醇为良好的有机溶剂。
所述四乙酰基乙二胺为工件表面钝化剂，使工件表面产生一种致密的钝化膜，以免工件表面被锈蚀，对工件具有保护的作用。
本发明除锈除油除蜡添加剂，选用了非离子表面活性剂、除油除锈催化剂、缓蚀剂、钢铁表面钝化剂，将所述添加剂加在盐酸中，不仅具有很好的去污能力，而且能抑制酸雾的产生，降低腐蚀性气体的溢出、保证操作者的健康；能降低能源消耗、避免工件过腐蚀和氢脆现象、钝化工件表面，从而提高了产品的质量，且所述添加剂不含磷，COD的生物降解率较高，能减轻对环境的污染。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种除锈除油除蜡添加剂的制备方法，将利用所述制备方法制得的添加剂加在酸洗液中，清洗时可抑制酸雾的产生，且所述添加剂不含磷，COD的生物降解率较高，能减轻对环境的污染。
所述除锈除油除蜡添加剂的制备方法包括：用所述乙醇溶解所述改性油酸，再与所述烷基聚葡糖甘、所述椰油脂腔酸二乙醇酰胺、所述四乙酰基乙二胺及水进行均匀混合制得。
所述除锈除油除蜡添加剂的制备方法还包括：将用所述乙醇溶解所述改性油酸，再与所述烷基聚葡糖甘、所述椰油脂腔酸二乙醇酰胺、所述四乙酰基乙二胺及水进行均匀混合之后得到的混合物，在转速为10000转/分的剪切机中进行剪切。
进一步地，所述除锈除油除蜡添加剂的制备方法具体包括：在转速为10000转/分的剪切机中分别将所述改性油酸、烷基聚葡糖甘、椰油脂腔酸二乙醇酰胺、乙醇、四乙酰基乙二胺进行剪切；用剪切后的所述乙醇溶解所述剪切后的改性油酸，再与所述剪切后的烷基聚葡糖甘、椰油脂腔酸二乙醇酰胺、四乙酰基乙二胺及水进行均匀混合制得。
所述除锈除油除蜡添加剂的制备方法还包括：所述改性油酸从棉籽油中提取。
所述除锈除油除蜡添加剂的制备方法还包括：所述聚葡糖甘从椰油中提取。
所述除锈除油除蜡添加剂的制备方法还包括：所述椰油脂腔酸二乙醇酰胺从椰油中提取。
所述除锈除油除蜡添加剂的制备方法还包括：所述乙醇从玉米中提取。
将利用所述方法制得的添加剂加在酸洗液中，抑制酸雾的产生，且所述添加剂不含磷，COD的生物降解率较高，能减轻对环境的污染。
附图说明
图1为除油除锈除蜡酸洗添加剂的工作温度与所需时间的关系图；
图2为除油除锈除蜡酸洗添加剂的浓度与所需时间的关系图。
具体实施方式
本发明旨在提供一种除油除锈除蜡添加剂及其制备方法。
本发明提供的除锈除油除蜡添加剂由下述原料组成：改性油酸10％-20％、烷基聚葡糖甘3％-13％、椰油脂腔酸二乙醇酰胺3％-13％、65％的乙醇1％-10％、四乙酰基乙二胺2％-7％、其余为水；所述百分比为重量百分比。
其中，改性油酸的结构式为：
CH₃(CH₂)₇CH＝CH(CH₂)₇COOH，
所述改性油酸为非离子表面活性剂，对各种油污和蜡膜产生分散、乳化、湿润、去污作用。所述改性油酸具有疏水基团，所述疏水基团的碳氢链结构类似于油的分子结构，因此疏水基团向着金属表面的油污，而亲水基团与水紧紧结合在一起，促使油和水两相界面上的表面张力大大降低，当水溶液中含有足够的表面活性剂时，既水溶液中表面活性剂的浓度超过其本身临街胶束浓度范围内时，附着在金属表面上的油污纷纷被胶束剥离，进入溶液，形成水包油的微粒而分散于水溶液中，从而进行去污；
烷基聚葡糖甘的结构式为：

其中，x、n均为不小于1的整数。
所述烷基聚葡糖甘为除油除锈的催化剂，在酸性溶液中具有加速除油除锈除蜡的作用，同时可以掩蔽水中的钙离子、镁离子，提高了除油效果。同时，钙催化剂加在盐酸或硫酸溶液中，对锈蚀和氧化皮产生一种强力剥离作用。虽然在酸洗液中的盐酸的用量比浓盐酸酸洗液降低了40％-50％(体积比)，而除锈的速度并没有降低，反而有提高；
椰油脂腔酸二乙醇酰胺的结构式为：
C₁₁H₂₃CON(CH₂CH₂OH)₂，
所述椰油脂腔酸二乙醇酰胺为缓蚀剂，可避免工件表面产生过腐蚀、氢脆的产生。在使用盐酸或硫酸酸洗液是，酸洗时间一定要严格掌握，稍有不慎，有些精密零件就会产生过腐蚀现象，而在酸洗液中加入所述椰油脂腔酸二乙醇酰胺为缓蚀剂就不必有这种顾虑；
乙醇的结构式为：
CH₃CH₂OH，
所述乙醇为常用的，很好的有机溶剂，溶解所述改性油酸。
四乙酰基乙二胺的结构式为：

所述四乙酰基乙二胺为工件表面钝化剂，可在金属表面形成一层钝化膜，如果经除油除锈除蜡处理后的工件不能马上转入下道工序进行工作时，可以不用水清洗，直接从酸洗液中取出存放可达8个小时以上不产生锈蚀现象。
将所述添加剂加剂加入到盐酸中，能抑制酸雾的产生，降低腐蚀性气体的溢出、能保证操作者的健康；能降低能源消耗、避免工件过腐蚀和氢脆现象、钝化工件表面、从而提高了产品的质量。
所述添加剂无磷，其COD的生物降解率高达90％以上，能减轻对环境的污染。加入所述添加剂的酸洗液可循环使用。
下面结合实施例对本发明除油除锈除蜡添加剂作进一步的说明。
实施例1
本实施例除锈除油除蜡添加剂由下述原料组成：改性油酸10％、烷基聚葡糖甘3％、椰油脂腔酸二乙醇酰胺3％、65％的乙醇1％、四乙酰基乙二胺2％，其余为水。
实施例2
本实施例除锈除油除蜡添加剂由下述原料组成：改性油酸20％、烷基聚葡糖甘13％、椰油脂腔酸二乙醇酰胺13％、65％的乙醇10％、四乙酰基乙二胺7％，其余为水。
实施例3
本实施例除锈除油除蜡添加剂由下述原料组成：改性油酸15％、烷基聚葡糖甘8％、椰油脂腔酸二乙醇酰胺8％、65％的乙醇5％、四乙酰基乙二胺2％，其余为水；所述添加剂用剪切机在其转子的转速为10000转/分的条件下剪切而得。
本发明还提供一种除锈除油除蜡添加剂的制备方法。该方法包括：
取改性油酸10％-20％、烷基聚葡糖甘3％-13％、椰油脂腔酸二乙醇酰胺3％-13％、65％的乙醇1％-10％、四乙酰基乙二胺2％-7％、其余为水；用所述65％乙醇溶解所述改性油酸，再与所述烷基聚葡糖甘、所述椰油脂腔酸二乙醇酰胺、所述四乙酰基乙二胺、水均匀混合。
下面结合实施例对本发明除锈除油除蜡添加剂的制备方法作进一步的说明。
实施例4
本实施例除锈除油除蜡添加剂的制备方法为：分别取改性油酸12％、烷基聚葡糖甘10％、椰油脂腔酸二乙醇酰胺10％、65％的乙醇6％、四乙酰基乙二胺6％，其余为水；用所述乙醇将所述改性油酸溶解，再与所述烷基聚葡糖甘、椰油脂腔酸二乙醇酰胺、四乙酰基乙二胺、水均匀混合。
实施例5
本实施例除锈除油除蜡添加剂的制备方法为：从棉籽油中提取的改性油酸13％，从椰油中提取的聚葡糖甘7％，从椰油中提取的椰油脂腔酸二乙醇酰胺7，从玉米中提取的乙醇3％，四乙酰基乙二胺4％，其余为水。用所述乙醇将所述改性油酸溶解，再与所述烷基聚葡糖甘、椰油脂腔酸二乙醇酰胺、四乙酰基乙二胺、水均匀混合成混合液，剪切机在其转子的转速为10000转/分的条件下，将所述混合液剪切20分钟。
实施例6
本实施例除锈除油除蜡添加剂的制备方法为，分别取从棉籽油中提取的改性油酸18％、从椰油中提取的烷基聚葡糖甘5％、从椰油中提取的椰油脂腔酸二乙醇酰胺5％、从玉米中提取的乙醇9％、四乙酰基乙二胺3％，其余为水；用剪切机在其转子的转速为10000转/分的条件下，分别将所述从棉籽油中提取的改性油酸、从椰油中提取的烷基聚葡糖甘、从椰油中提取的椰油脂腔酸二乙醇酰胺、从玉米中提取的乙醇剪切20分钟。用所述剪切的乙醇将所述剪切的改性油酸溶解，再与所述剪切的烷基聚葡糖甘、所述剪切的椰油脂腔酸二乙醇酰胺、所述剪切的四乙酰基乙二胺及水均匀混合。
上述各实施例中的剪切机，是采用钛合金的高频电机带动钛合金转子转动，使得所述转子相对于锭子的转速达到10000转/分。在该剪切机中，能够将大分子，如改性油酸等非离子活性物质剪切成小分子物质，使其理化性及稳定性得到显著提高。
本发明除锈除油除蜡添加剂用实施例分别考察了不同温度与除锈除油所需时间的关系和不同浓度的添加剂与除锈除油时间的关系。
(1)在考察温度与除锈除油所需时间的关系的试验中：
试验条件为：
酸洗液：酸洗液由50％含0.5％添加剂的水溶液和50％含30％的盐酸溶液组成，上述百分比均为体积比。
温度：20℃。
结果如图1所示，可以看出，在温度高于为10℃下，所需清除时间明显缩短，随温度的升高，所需清除时间在缩短，既清除速度加快。
(2)在考察不同添加剂浓度与除锈除油所需时间关系的试验中，
试验条件为：
酸洗液：酸洗液由50％含(0.5％-3.0％)添加剂的水溶液和50％含30％的盐酸溶液组成，上述百分比均为体积比。
温度：20℃。
结果如图2所示，可以看出，不同添加剂的浓度(0.5％-3.0％)对清除作用影响较大，随添加剂的浓度的增大，所需清除时间在缩短，既清除速度加快。
以下举例说明加入本发明除锈除油除蜡添加剂的洗液的除锈效果与未加入所述添加剂的洗液的除锈效果，其方法为，称取酸洗前试片重量，将试片放入酸洗液中彻底除锈，测得所需时间，将除锈后的试片经自来水、去离子水冲洗干净，吹干、称重，计算出重量减少量，再根据除锈所需时间算出除锈速度。
(1)首先对未加入添加剂的酸洗液分别对轻度锈蚀(腐蚀面积≤30％)、中度锈蚀(30％＜腐蚀面积≤60％)、重度锈蚀(腐蚀面积＞60％)的三种不同程度锈蚀的试片的除锈效果进行了试验，试验条件如下：
酸洗液：含(36％-38％)(体积比)的盐酸；
温度：20℃；
试片(45^#)：尺寸45×15×1，机床统一制作。
表1

表2

表3


(2)对加入本发明除锈除油除蜡添加剂的酸洗液的除锈效果进行了试验，试验条件如下：
酸洗液：酸洗液由50％含(36％-38％)盐酸溶液和50％含1％添加剂的水溶液组成，上述百分比均为体积比。
温度：20℃；
试片(45^#)：尺寸45×15×1，机床统一制作。
表4

表5


表6

对表1-表6的结果总结为：

从上述试验数据可以看出，添加了本发明除锈除油除蜡添加剂的盐酸中，三种试件的除锈速度明显快于未添加添加剂的洗液的除锈速度，既添加了本发明除锈除油除蜡添加剂的除锈效果明显优于未添加添加剂的洗液的除锈效果，且所述添加剂无磷，COD的生物降解率可达90％以上，对自然界无污染，是很好的环境友好型产品，可循环使用。
本实施例还考察了未加入本发明除锈除油除蜡添加剂的洗液对试片的腐蚀性和加入所述添加剂的酸洗液的腐蚀性，其方法为用砂纸打磨除去表面锈蚀，然后在酸洗液中彻底除锈，经自来水、去离子水冲洗干净，吹干、称重。
(1)首先对未加入添加剂的酸洗液的腐蚀性进行了试验，试验条件如下：
酸洗液：含(36％-38％)(体积比)的盐酸；
温度：20℃；
试片(45^#)：尺寸45×15×1，机床统一制作。
结果如表7所示：
表7

(2)对加入本发明除锈除油除蜡添加剂的酸洗液的腐蚀性进行了试验，试验条件如下：
酸洗液：酸洗液由50％含(36％-38％)盐酸溶液和50％含1％添加剂的水液组成，上述百分比均为体积比。
温度：20℃；
试片(45^#)：尺寸45×15×1，机床统一制作。
结果如表8所示：
表8

由表7、表8的数据可以看出，试片在未加本发明除锈除油除蜡添加剂的盐酸中，腐蚀速度较快，酸洗时容易造成试片表面过腐蚀现象，在工业应用中影响零件的后续加工，严重时造成零件的报废；在加入所述添加剂的酸洗液中，试片腐蚀速度慢，酸洗时不会造成过腐蚀现象，既对工件有缓蚀作用，在工业应用中有利于零件的后续工作。
除油除蜡效果与除锈效果类似。