专利名称：一种微波除锈防锈方法
技术领域：
本发明涉及金属除锈、防锈技术领域，尤其是一种使用微波处理及水基除锈防锈剂来进行除锈、防锈的方法。
背景技术：
除锈防锈剂是金属加工行业普遍使用的产品，市场用量很大。近年来，由于世界各国越来越重视环境保护，因此目前广泛采用的盐酸加硫酸的除锈防锈剂因其生物降解性能差、容易污染环境等缺点而成为议论和关注的焦点。这种酸性除锈防锈剂在常温下除锈需要花费较长的时间，对酸的用量耗费也很大；而且当对叠放的金属工件进行批量酸洗除锈时，除锈效果不彻底，且金属工件表面保护膜的形成亦不均匀；同时，传统的酸洗因为是常态下的单向清洗，不存在清洗溶液的处理及循环使用，因此存在高耗能、高排废的缺陷。微波，是一种频率在300MHz 300GHz的特高频电磁波，通常被广泛应用于通讯行业，随着人们对微波的深入研究，其能量特点逐渐引起人们的重视，其加热特性已被大量应用，微波炉即是 典型代表。这种微波加热的基本机理是介质分子在快速交变的微波电磁场中高速旋转和摩擦，从而使介质升温。由于微波具有穿透性强、热惯性性小、高频交变电磁场等特性，微波的应用范围逐步在扩大，比如微波电子管、微波气象、微波测量、微波干燥等应用。但是在除锈技术领域，假如将普通酸性除锈防锈剂用在微波射频下，就会产生C12、H2等有毒或会容易爆炸的气体，给生产带来极大的安全隐患。因此，普通酸性除锈剂不可贸然用在微波射频之下，必须要开发一种新的适用于微波处理的除锈防锈剂。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种微波除锈防锈方法。本发明所提供的微波除锈方法及特制的除锈防锈剂相结合，克服了除锈防锈剂在常态除锈时间过长、工件叠放除锈时除锈时间长、除锈不彻底等技术不足，保证了器件除锈彻底、保护膜均匀，缩短了除锈、防锈膜形成时间。本发明的技术方案如下
一种微波除锈防锈方法，将待处理的工件放置于除锈防锈剂中，在微波的辐射下进行除锈或者防锈处理，同时在工件表面形成一层保护膜；
所述除锈防锈剂的制备方法如下
(1)将硼酸、原料A、磷酸及磷酸三钠投入到反应釜中，在抽真空和不断搅拌的条件下进行反应，反应温度为5(T80°C，反应时间6(Tl20分钟；
(2)关闭抽真空，反应釜内温度冷却至50°C以下，再向反应釜中缓慢加入酒石酸及柠檬酸，不断搅拌，控制反应温度在50°C以下，加料完毕后搅拌3(T50分钟；
(3)控制温度在50°C以下，向反应釜中加消泡剂以及水，搅拌；
(4)将反应釜温度降到室温，出料；所述原料A为TX-(4 9)中的一种或AE0-(4、)中的一种；
上述各原料的纯度及重量百分比为原料A，工业级7、份；
硼酸，工业级2 4份；
磷酸，工业级，质量浓度为75% 25^30份；
酒石酸，工业级4 8份；
柠檬酸，工业级15 20份；
磷酸三钠，业工级5 8份；
消泡剂，工业级0. 2 0. 5份；
水:25 38份。所述柠檬酸由草酸代替，所述草酸为工业级。对轻度生锈的工件采用微波发生器2450±50MH2，辐照时间为8(Tl60秒。对重度生锈，即表面已形成氧化皮的工件采用微波发生器915 ± 25MP2，辐照时间为180 300秒。工件在微波辐照后，用中和液清洗处理过的工件，除去其表面的锈渣，并中和其表面残留的除锈防锈剂。所述中和液的原料组分及各组分的重量百分比为5 8%亚硝酸钠，5 10%碳酸钠，广5%非离子表面活性剂2445，0. f I %消泡剂，余为水，以上各组分的重量百分比相加为100%。所述用中和液清洗的温度为6(T80°C，压力为3 4Mpa。在中和清洗后，利用清洗机中加热的中和液后温度，使出来的工件表面自然干燥。2445即SKYIN2445，是一种低泡高分散性非离子表面活性剂，可与其他非离子表面活性剂，阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂共同使用。它们与阳离子如Ca2+，Mg2+不反应，因此可以在硬水中使用。另外因为其具有特殊的水性分子链，对应用中正常的酸，碱具有足够抵抗力。本发明有益的技术效果在于
微波发生器加热效率高，但是如果使用普通酸性防锈液，会产生有毒有害气体或者易暴躁气体，因此必须配合特制的除锈防锈液来使用。本申请人通过研究传统的黑色金属用各种强酸除锈剂，以及使用磷化液磷化以达到除锈防锈目的的方法，结合目前日益增加的对环保型材料的基本要求，以及市场对高性能、低价位的水基润滑极压添加剂的需求，开发出了本除锈防锈剂。申请号为200410070410. X的专利申请文件所公开的除锈防护液的配方中，有几种组分与本申请相同，如柠檬酸、磷酸、酒石酸和硼酸。但是本除锈防锈剂与该文件相比有着截然不同的特点和优点。该文件是将各原料简单混合在一起，通过每种酸本身具备的除锈性能来起除锈作用的；而本除锈防锈剂是通过发生化学反应，以水溶性表面活性剂TX-(4、)或AEO-(4、)为载体，通过取代、支链嫁接、络合、酯化等反应，将硼酸转化为有机硼酸酯，再将有机硼酸酯和磷酸盐(即磷酸三钠)支链连接到TX-(4、)或AEO-(4、)水溶性表面活性剂上，而生成一种全新的、与200410070410. X完全不同的除锈物质含磷硼酸酯，本除锈防锈剂是水溶性的。另外由于使用了表面活性剂，本除锈防锈剂还具备了两性离子表面活性剂的一些性质，即抗腐作用。含磷硼酸酯可以在摩擦表面生成一层既含有机物又含有无机物的无定形结构膜，具体来讲归结于两个方面(1)硼酸酯在摩擦表面分解形成氧化硼薄膜；(2)含磷硼酸酯中的磷在摩擦中与器件表面的铁形成磷酸铁薄膜。这两种薄膜的形成都有助于抗腐作用，其中磷的添加有助于形成磷酸铁，而金属阳离子可以起到稳定磷酸盐薄膜的作用。本除锈防锈剂中的磷酸、酒石酸，柠檬酸起到了协助除锈防锈的功能，增强了本除锈防锈剂的除锈能力。本除锈防锈剂中各原料的作用为TX-(4 9)或AE0(4 9)是水溶性表面活性剂，具有清洗和一定的水溶性能；硼酸具有防锈性能；磷酸三钠参与酯化，并与铁反应形成磷酸铁薄膜具有防锈保护性能；磷酸，酒石酸，柠檬酸具有除锈性能；消泡剂在使用起到抑泡作用，水能起到耦合稳定的作用。本除锈防锈剂水溶性好，水解稳定性高；粘温性能好，粘度指数高，可压缩性小；属于水基类产品，不含强酸，生物降解性好，具有良好的环保性。本发明利用微波发生器加热均匀、穿透力强、速度快、效率高的特点，结合特制的除锈防锈剂，使除锈防锈剂的除锈效率得到极大的提升，使工件表面形成保护膜的时间大大减少，与用盐酸在常温下除锈效率相比可提高1(T20倍。同时利用微波杀菌作用，使工作液可以循环使用，大大减少排放，并无酸雾产生，可防锈12 24个月，而普通盐酸洗后的零件表面没有形成保护膜不具备防锈能力。同时利用微波杀菌的作用，使除锈防锈剂可以循环使用，延长了其工作寿命，减少了其使用量，降低了生产成本，减少了废液的产生，减少了换液次数，提高了工作效率，便于自动化控制，提闻成品率，提闻经济效益。
具体实施例方式实施例1
将轻度生锈的钢丝平行堆放，通过物流传送机送入装有除锈防锈剂的工作槽中，工作槽两侧放置有微波发生器 ，每侧放置三台，型号为2450±50MH2。开动微波发生器，对钢丝进行微波辐照100秒，然后用中和液清洗进行冲洗，中和液的温度为60°C，压力为3Mpa。所述除锈防锈剂的制备方法为
(1)将硼酸、原料A、磷酸、磷酸三钠投入到反应釜中，在抽真空和不断搅拌的条件下进行反应，反应温度为50°C，反应时间120分钟；
(2)关闭抽真空，反应釜内温度冷却至50°C以下，再向反应釜中缓慢加入。酒石酸、柠檬酸，不断搅拌，控制反应温度在50°C以下，加料完毕后搅拌50分钟；
(3)控制温度在50°C以下，向反应釜中加纯水及消泡剂，搅拌30分钟；
(4)将反应釜温度降到室温，出料，即得本除锈防锈剂。实施例2
将轻度生锈的钢丝平行堆放，通过物流传送机送入装有除锈防锈剂的工作槽中，工作槽两侧放置有微波发生器，每侧放置三台，型号为2450±50MH2。开动微波发生器，对钢丝进行微波辐照160秒，然后用中和液清洗进行冲洗，中和液的温度为80°C，压力为4 Mpa0所述除锈防锈剂的制备方法为
(1)将硼酸、原料A、磷酸、磷酸三钠投入到反应釜中，在抽真空和不断搅拌的条件下进行反应，反应温度为60°C，反应时间100分钟；
(2)关闭抽真空，反应釜内温度冷却至50°C以下，再向反应釜中缓慢加入。酒石酸、柠檬酸，不断搅拌，控制反应温度在50°C以下，加料完毕后搅拌40分钟；(3)控制温度在50°C以下，向反应釜中加纯水及消泡剂，搅拌30分钟；
(4)将反应釜温度降到室温，出料，即得本除锈防锈剂。实施例3
将重度生锈、已经在表面形成氧化层的钢丝平行堆放，通过物流传送机送入装有除锈防锈剂的工作槽中，工作槽两侧放置有微波发生器，每侧放置三台，型号为2450 ±50MH2。开动微波发生器，对钢丝进行微波辐照200秒，然后用中和液清洗进行冲洗，中和液的温度为60°C，压力为 3 Mpa0所述除锈防锈剂的制备方法为
(1)将硼酸、原料A、磷酸、磷酸三钠投入到反应釜中，在抽真空和不断搅拌的条件下进行反应，反应温度为70°C，反应时间80分钟；
(2)关闭抽真空，反应釜内温度冷却至50°C以下，再向反应釜中缓慢加入。酒石酸、柠檬酸，不断搅拌，控制反应温度在50°C以下，加料完毕后搅拌30分钟；
(3)控制温度在50°C以下，向反应釜中加纯水及消泡剂，搅拌30分钟；
(4)将反应釜温度降到室温，出料，即得本除锈防锈剂。实施例4
将重度生锈、已经在表面形成氧化层的钢丝平行堆放，通过物流传送机送入装有除锈防锈剂的工作槽中，工作槽两侧放置有微波发生器，每侧放置三台，型号为2450 ±50MH2。开动微波发生器，对钢丝进 行微波辐照280秒，然后用中和液清洗进行冲洗，中和液的温度为80°C，压力为 4 Mpa0所述除锈防锈剂的制备方法为
(1)将硼酸、原料A、磷酸、磷酸三钠投入到反应釜中，在抽真空和不断搅拌的条件下进行反应，反应温度为80°C，反应时间60分钟；
(2)关闭抽真空，反应釜内温度冷却至50°C以下，再向反应釜中缓慢加入。酒石酸、草酸，不断搅拌，控制反应温度在50°C以下，加料完毕后搅拌50分钟；
(3)控制温度在50°C以下，向反应釜中加纯水及消泡剂，搅拌30分钟；
(4)将反应釜温度降到室温，出料，即得本除锈防锈剂。实施例f 4的除锈防锈剂各原料重量见表I所示，单位为kg。表I
权利要求
1.一种微波除锈防锈方法，其特征在于将待处理的工件放置于除锈防锈剂中，在微波的辐射下进行除锈或者防锈处理，同时在工件表面形成一层保护膜； 所述除锈防锈剂的制备方法如下 (1)将硼酸、原料A、磷酸及磷酸三钠投入到反应釜中，在抽真空和不断搅拌的条件下进行反应，反应温度为5(T80°C，反应时间6(Tl20分钟； (2)关闭抽真空，反应釜内温度冷却至50°C以下，再向反应釜中缓慢加入酒石酸及柠檬酸，不断搅拌，控制反应温度在50°C以下，加料完毕后搅拌3(T50分钟； (3)控制温度在50°C以下，向反应釜中加消泡剂以及水，搅拌； (4)将反应釜温度降到室温，出料； 所述原料A为TX-(4 9)中的一种或AE0-(4、)中的一种； 上述各原料的纯度及重量百分比为原料A，工业级7、份； 硼酸，工业级2 4份； 磷酸，工业级，质量浓度为75% 25^30份； 酒石酸，工业级4 8份； 柠檬酸，工业级15 20份； 磷酸三钠，业工级5 8份； 消泡剂，工业级0. 2 0. 5份； 水:25 38份。
2.根据权利要求1所述的微波除锈防锈方法，其特征在于所述柠檬酸由草酸代替，所述草酸为工业级。
3.根据权利要求1所述的微波除锈防锈方法，其特征在于对轻度生锈的工件采用微波发生器2450±50MH2，辐照时间为80 160秒。
4.根据权利要求1所述的微波除锈防锈方法，其特征在于对重度生锈，即表面已形成氧化皮的工件采用微波发生器915±25MP2，辐照时间为18(T300秒。
5.根据权利要求1所述的微波除锈防锈方法，其特征在于工件在微波辐照后，用中和液清洗处理过的工件，除去其表面的锈渣，并中和其表面残留的除锈防锈剂。
6.根据权利要求5所述的微波除锈防锈方法，其特征在于所述中和液的原料组分及各组分的重量百分比为5 8%亚硝酸钠，5 10%碳酸钠，广5%非离子表面活性剂2445，0.f 1%消泡剂，余为水，以上各组分的重量百分比相加为100%。
7.根据权利要求5所述的微波除锈防锈方法，其特征在于所述用中和液清洗的温度为6(T80°C，压力为 3 4Mpa。
全文摘要
一种微波除锈防锈方法，将待处理的工件放置于除锈防锈剂中，在微波的辐射下进行除锈或者防锈处理，同时在工件表面形成一层保护膜。本发明所提供的微波除锈方法及特制的除锈防锈剂相结合，克服了除锈防锈剂在常态除锈时间过长、工件叠放除锈时除锈时间长、除锈不彻底等技术不足，保证了器件除锈彻底、保护膜均匀，缩短了除锈、防锈膜形成时间。
文档编号C23G1/02GK103060786SQ20131003557
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者宋小林 申请人:宋小林