[发明专利]一种钢铁工件常温高效除锈添加剂、制备及其用途

说明书

本发明属于一种钢铁工件表面酸洗用的常温高效除锈添加剂、制备及其应用，这种除锈添加剂与含盐酸的水溶液混合后制成相应的除锈液，也可在除锈液中添加这种除锈添加剂。

钢铁工件表面的氧化物在电镀、磷化、涂装之前必需除净，通常用硫酸或盐酸作为酸洗液，但硫酸对氧化皮溶解能力差，需在较高温度下进行，且易产生氢脆现象，酸洗后钢铁工件表面状态不够理想。用盐酸酸洗工艺，除去氧化物速度较硫酸快，然而盐酸是一种蒸发压较高的挥发性酸，易产生酸雾而严重影响环境，对钢铁基本腐蚀性也强，亦会产生氢脆，难以保证产品质量。为了克服上述缺点，人们借助于添加不同助剂以提高和改善除锈效果。CN1034589A发明了由烷基硫酸钠、氟化钠、草酸、六次甲基四胺和盐酸水溶液组成的快速低温除锈液。CN88101409A报导了由甲醛、氯化钠或氯化铵、烷基酚聚氧乙烯醚和盐酸水溶液组成的除锈液。CN1041402A报导了由烷基苯磺酸钠、平平加O和LK-44或六次甲基四胺以及盐酸水溶液组成的除锈剂，酸洗后用硝基苯磺酸钠、生石灰和水溶液再进行钝化处理，均获较好的效果，但是寻找有效快速、对基体腐蚀少的除锈液仍是人们不断探索的课题。

本发明的目的是提供一种在常温时除氧化皮除锈速度快，不产生过腐蚀和氢脆，提高钢铁工件表面及内在质量。酸洗时基本无酸雾逸出，可以连续添加使用，延长酸洗液使用寿命，降低生产成本的一种高效除锈添加剂。采用这种添加剂可在酸洗现场配制成除锈液，降低运输成本。

本发明的高效除锈添加剂是由润湿剂、抑制剂、缓蚀剂、加速剂和水组成，与盐酸和水溶液互溶后可配成高效除锈液，也可直接添加在除锈液中。

本发明的高效除锈剂是含有下述重量比的物质：有机酸∶烷基硫酸钠∶六次甲基四胺∶聚氧乙烯烃基酚醚或聚氧乙烯脂肪醇醚或聚乙二醇或硫脲∶磷酸（85%含量）∶水＝3～8∶2～8∶2～8∶2～8∶15～25∶60～75。所述的有机酸可以是酒石酸、草酸、水溶性烷基磷酸、柠檬酸等，但最好采用酒石酸。所述的聚氧乙烯烃基酚醚或聚氧乙烯脂肪醇醚可以是平平加，如平平加O、平平加OP系列、平平加OS系列。所述的聚乙二醇可以是分子量为6000的聚乙二醇。所述的磷酸通常是指85%浓度的磷酸。

本发明的除锈添加剂，可用上述重量比的除磷酸和水以外的物质相混后，加水和磷酸，加温搅拌溶解，调节PH值在弱酸性，最好PH值在0.5～1.0之间。防止产生沉淀，通常呈淡黄色透明液体。

本发明中采用的有机酸，能络合除锈液中溶解下来的铁离子，延长和提高除锈剂的使用寿命，磷酸能加速金属氧化物的溶解能力，尤其是用于硬钎焊工件能容易去除钎焊表面金属氧化物。

本发明的除锈添加剂中含有缓蚀剂，具有选择性吸附的性能，在酸性液中它不吸附于铁锈或氧化皮表面，而吸附于钢铁工件的基体金属表面，形成一层防护膜，使基本金属与酸洗隔离，这样不但能起到防止或减轻基本金属腐蚀和渗氢的缓蚀作用，提高了钢铁工件酸洗质量，而且降低了酸的无用消耗。

本发明的除锈添加剂中含有润湿剂，具有较好的渗透性能，使酸洗液很好地到达基体与氧化皮的界面，从而加速了酸洗液的除锈作用。

本发明的除锈添加剂中含有抑制剂，能有效抑制酸洗时大量盐酸酸雾的挥发，减少对操作人员皮肤的刺激，改善了劳动条件和生产环境的空气污染，同时降低了盐酸的挥发消耗，减少了生产成本。

采用本发明的除锈添加剂，可用下列物质配制成钢铁工件除锈液，又称酸洗液，即配成含重量比为4～6份浓盐酸，0.5～1.5份除锈添加剂，3～5份水的除锈液。推荐采用5份浓盐酸、1份除锈添加剂、14份水的除锈液，所述的水可以是自来水或深井水。

采用本发明的除锈液时，除锈和除氧化皮时间可根据工件大小、氧化皮厚薄、锈蚀程度的不同，灵活掌握处理时间，一般轻度黑色氧化皮锈蚀工件1～2分钟左右即可全部除净。氧化皮较厚（≤0.15mm）的工件在温度不低于30℃时，5～15分钟左右亦能除净。

采用本发明的除锈液时，轻度油污的工件可直接进行除锈，若严重油污的工件应先进行脱脂除油处理后再除锈。酸洗的工件温度5～40℃，一般采用室温，若以25～30℃更为有效。若要加快除锈速度，可适当提高工作温度或增加盐酸浓度。

当酸洗液使用一段时间后，效果下降时，可用容量分析法测定溶液酸度，若盐酸浓度＜140g/l时，除锈速度会减慢，此时应补充添加浓盐酸和除锈添加剂，可按上述比例量调整后继续使用，无需更换槽液。长期使用时，应进行适当过滤或澄清后去除缸脚，以保证溶液的洁净和使用效果。