用于钢铁板材或型材的除锈率大于90%的低磷除锈剂、制备方法及清洗或除锈的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂，用于对钢铁板材或型材清洗或除锈，其特征在于，其以纯水为溶剂，该低磷除锈剂含有的成分和质量百分数为：H2SO4，质量百分数大于0.5％而小于或等于2.0％；H3PO4，质量百分数大于3.0％而小于或等于5.0％；表面活性剂，质量百分数大于0.05％而小于或等于1.0％；柠檬酸，质量百分数大于或等于2.0％而小于5.0％；氟化氢铵，质量百分数大于0.1％而小于或等于1％；以及钠离子或钾离子，该低磷除锈剂的游离酸范围为4.0±2.0，总酸范围为9.0±2.0。还提供一种用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂的制备方法和对钢铁板材或型材清洗或除锈的方法。

Low phosphorus rust remover used for iron and steel plate or section material with rust removal rate greater than 90%, preparation method and cleaning or derusting method

The present invention provides a low phosphorus rust remover for steel plate or profile, which is more than 90%. It is used for cleaning or removing rust of steel sheet or profile. It is characterized by pure water as solvent. The percentage of the component and mass of the low phosphorus rust remover is: H2SO4, the mass percentage is more than 0.5% and less than or equal to 2. %; H3PO4, mass percentage greater than 3% and less than or equal to 5%; surfactant, mass percentage greater than 0.05% and less than 1%; citric acid, mass percentage greater than or equal to 2% and less than 5%; ammonium fluoride, mass percentage greater than 0.1% and less than 1%; and sodium or potassium ionization. The free acid range of the low phosphorus rust remover is 4 + 2 and the total acid range is 9 + 2. A method for the preparation of a low phosphorus rust remover for steel sheet or profile, and a method for cleaning or removing rust on steel sheet or profile, is also provided.

【技术实现步骤摘要】
用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂、制备方法及清洗或除锈的方法
本专利技术涉及一种钢铁表面处理用的清洗剂，属于金属表面处理

技术介绍
钢铁是人们日常生活中使用最广泛，但也是最易生锈的金属材料之一，然而占产量十分之一的锈蚀量逐渐使人认识到钢铁防锈的重要性。要使防锈材料在钢铁表面发挥较好的防锈作用，必须充分清除表面的铁锈。目前，钢铁表面除锈的方法主要包含机械法和化学法(酸洗)两大类。化学法因其工艺操作简单、除锈效果好、效率高、成本低等优点已成为钢铁除锈的主流方法。HCl是已知除锈能力最强的酸，但盐酸由于容易引起钢铁的过度腐蚀、易造成氢脆、以及易挥发性等现象限制了其作为除锈剂的使用。此外，硫酸在常温下的除锈效果并不令人满意。因此，常规的使用单纯的盐酸、硫酸来进行清洗除锈效果并不太好。因此，一系列以磷酸为主的复合产品相继问世，如名称为“一种清洗除锈剂”(中国专利技术专利，公开号CN103866335A，公开日2014.06.18)使用磷酸复配进行除锈，虽然效果好，经过申请人照方实验用于钢铁板材或型材的除锈其除锈率为85-91％，但使用高达85wt％磷酸20～30份，对环境的影响大，后续废水处理压力大；王祥洪，谢兵发表研究论文“新型配方除锈剂的研究与应用”(材料开发与应用.2010,25(5):34-38)也报道了相关的磷酸复配除锈剂，但同样有磷酸用量高的问题。高磷复合除锈产品一方面具有较好的除锈能力，可防止钢铁的二次锈蚀，但另一方面较高的磷酸含量给环境带来了很大的压力。因此，迫切需要一种低磷酸含量，但仍能维持高除锈能力的常温或稍微高于常温的除锈产品。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述高含量磷酸除锈剂的问题而进行的，目的在于提供用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂，制备该除锈剂的方法，以及对钢铁板材或型材清洗或除锈的方法。本专利技术提供了一种用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂，用于对钢铁板材或型材清洗或除锈，其特征在于，其以纯水为溶剂，该低磷除锈剂含有的成分和质量百分数为：H2SO4，质量百分数大于0.5％而小于或等于2.0％；H3PO4，质量百分数大于3.0％而小于或等于5.0％；表面活性剂，质量百分数大于0.05％而小于或等于1.0％；柠檬酸，质量百分数大于或等于2.0％而小于5.0％；氟化氢铵，质量百分数大于0.1％而小于或等于1％；以及钠离子或钾离子，该低磷除锈剂的游离酸范围为4.0±2.0，总酸范围为9.0±2.0。本专利技术提供的用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂，还可以具有这样的特征：H2SO4，质量百分数为1％-2％；H3PO4，质量百分数为4％-5％；表面活性剂，质量百分数0.1％-0.5％；柠檬酸，质量百分数为3％-4％；氟化氢铵，质量百分数为0.1％-1％。本专利技术提供的用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂，还可以具有这样的特征：其中，表面活性剂为异构十三醇聚氧乙烯醚系列或壬基酚聚氧乙烯醚系列。本专利技术还提供一种用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂的制备方法，其特征在于：过程一，将以下的成分和质量百分数的原料与对应配方量的纯水混合溶解：H2SO4，质量百分数大于0.5％而小于或等于2.0％，H3PO4，质量百分数大于3.0％而小于或等于5.0％，表面活性剂，质量百分数大于0.05％而小于或等于1.0％，柠檬酸，质量百分数大于或等于2.0％而小于5.0％，氟化氢铵，质量百分数大于0.1％而小于或等于1％；过程二，上述混合物加入pH调节剂调节pH至游离酸范围为4.0±2.0，总酸范围为9.0±2.0。本专利技术提供的用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂的制备方法，还具有这样的特征，其中，过程一包括：步骤一，将配方量的纯水加入反应釜中，向其中依次加入H2SO4和H3PO4并搅拌均匀；步骤二，将配方量的柠檬酸加入上述反应釜中并充分搅拌直至柠檬酸溶解；步骤三，将配方量的氟化氢铵盐和表面活性剂依次加入反应釜中搅拌溶解。本专利技术提供的用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂的制备方法，还具有这样的特征：其中，H2SO4为质量百分数为60％的硫酸，H3PO4为质量百分数75％的磷酸。本专利技术提供的用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂的制备方法，还具有这样的特征：其中，pH调节剂为NaOH、KOH或氨水。本专利技术提供的用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂的制备方法，还具有这样的特征：其中，纯水为去离子水，其氯离子含量控制在0.1mg/L以下。本专利技术还提供一种对钢铁板材或型材清洗或除锈的方法，其特征在于使用权利要求1-3中任意一项的低磷除锈剂或使用权利要求4-8任意一项制备方法所制备的产品对钢铁板材或型材清洗或除锈。本专利技术还提供一种对钢铁板材或型材清洗或除锈的方法，其特征在于进行清洗或除锈的温度为30℃-60℃，先使用套用后重配的权利要求1-3中任意一项的低磷除锈剂或使用权利要求4-8任意一项制备方法所制备的产品进行预除锈，后使用新的权利要求1-3中任意一项的低磷除锈剂或使用权利要求4-8任意一项制备方法所制备的产品进行二次除锈。异构十三醇聚氧乙烯醚系列或壬基酚聚氧乙烯醚系列是一种表面活性剂，其他表面活性剂如异构十醇聚氧乙烯醚、异构十一醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚都是可以的，只是使用异构十三醇聚氧乙烯醚系列或壬基酚聚氧乙烯醚系列的效果比较好，异构十三醇聚氧乙烯醚系列、壬基酚聚氧乙烯醚系列包括一系列不同取代基的异构十三醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚。专利技术的作用与效果本专利技术提供了一种用于钢铁板材或型材除锈的低磷除锈剂，与现有方法相比具有如下优点：(1)磷含量低，减小了废水处理的压力；(2)常温作业，减小能源消耗；(3)由于使用了磷酸和硫酸以及氟化氢铵对氧化物的铁锈机械清除溶解，一方面将氧化物溶解，另一方面形成铁的磷酸盐，保护了表面，所以经本专利技术的除锈剂处理后不会产生二次锈蚀；(4)无需使用盐酸，并且不含氯离子，不会与游离的H+结合生成盐酸，因此防止了盐酸对板材的过度腐蚀，进而消除氢脆现象，同时改善了作业环境。(5)由于对过添加了pH调节剂对磷酸-硫酸-柠檬酸混酸的酸碱程度进行调节，保证了混酸中游离酸范围为4.0±2.0，总酸范围为9.0±2.0，由于总酸大于游离酸的浓度，这样在进行除锈操作时，即使游离的H+根离子与氧化物消耗后，由于酸碱平衡，总酸中会进一步游离出活性的H+根离子保持原先的H+根离子浓度，继续反应。附图说明图1是使用本专利技术的除锈剂除锈前后的Q235钢矩形型材对比照片。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合实施例、对比例附图对本专利技术除锈剂使用效果、制备方法作具体阐述。制备方法制备低磷除锈剂的方法，包括如下步骤：(1)将配方量的去离子水加入反应釜中，向其中依次加入H2SO4和H3PO4并搅拌均匀；(2)将配方量的柠檬酸加入上述反应釜中并充分搅拌直至柠檬酸完全溶解；(3)将配方量的氟化氢氨和表面活性剂依次加入反应釜中搅拌15-20min即可得到低磷除锈剂。实施例1按制备低磷除锈剂的方法分别加入如下质量百分比的原料H2SO4：1.6％(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂，用于对钢铁板材或型材清洗或除锈，其特征在于，其以纯水为溶剂，该低磷除锈剂含有的成分和质量百分数为：H2SO4，质量百分数大于0.5％而小于或等于2.0％；H3PO4，质量百分数大于3.0％而小于或等于5.0％；表面活性剂，质量百分数大于0.05％而小于或等于1.0％；柠檬酸，质量百分数大于或等于2.0％而小于5.0％；氟化氢铵，质量百分数大于或等于0.1％而小于或等于1％；以及钠离子或钾离子，该低磷除锈剂的游离酸范围为4.0±2.0，总酸范围为9.0±2.0。

【技术特征摘要】
1.一种用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂，用于对钢铁板材或型材清洗或除锈，其特征在于，其以纯水为溶剂，该低磷除锈剂含有的成分和质量百分数为：H2SO4，质量百分数大于0.5％而小于或等于2.0％；H3PO4，质量百分数大于3.0％而小于或等于5.0％；表面活性剂，质量百分数大于0.05％而小于或等于1.0％；柠檬酸，质量百分数大于或等于2.0％而小于5.0％；氟化氢铵，质量百分数大于或等于0.1％而小于或等于1％；以及钠离子或钾离子，该低磷除锈剂的游离酸范围为4.0±2.0，总酸范围为9.0±2.0。2.根据权利要求1所述的用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂，其特征在于：H2SO4，质量百分数为1％-2％；H3PO4，质量百分数为4％-5％；表面活性剂，质量百分数0.1％-0.5％；柠檬酸，质量百分数为3％-4％；氟化氢铵，质量百分数为0.1％-1％。3.根据权利要求1所述的用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂，其特征在于：其中，所述表面活性剂为异构十三醇聚氧乙烯醚系列或壬基酚聚氧乙烯醚系列。4.一种用于钢铁板材或型材的除锈率大于90％的低磷除锈剂的制备方法，其特征在于：过程一，将以下的成分和质量百分数的原料与对应配方量的纯水混合溶解：H2SO4，质量百分数大于0.5％而小于或等于2.0％，H3PO4，质量百分数大于3.0％而小于或等于5.0％，表面活性剂，质量百分数大于0.05％而小于或等于1.0％，柠檬酸，质量百分数大于或等于2.0％而小于5.0％，氟化氢铵，质量百分数大于0.1％而小于或等于1％；过程二，上述混合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈峰，朱定国，郑小锋，严琪，王栋，
申请(专利权)人：武汉帕卡濑精化工有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42