專利名稱：一種微波除銹防銹方法
技術領域：
本發明涉及金屬除銹、防銹技術領域，尤其是一種使用微波處理及水基除銹防銹劑來進行除銹、防銹的方法。
背景技術：
除銹防銹劑是金屬加工行業普遍使用的產品，市場用量很大。近年來，由于世界各國越來越重視環境保護，因此目前廣泛采用的鹽酸加硫酸的除銹防銹劑因其生物降解性能差、容易污染環境等缺點而成為議論和關注的焦點。這種酸性除銹防銹劑在常溫下除銹需要花費較長的時間，對酸的用量耗費也很大；而且當對疊放的金屬工件進行批量酸洗除銹時，除銹效果不徹底，且金屬工件表面保護膜的形成亦不均勻；同時，傳統的酸洗因為是常態下的單向清洗，不存在清洗溶液的處理及循環使用，因此存在高耗能、高排廢的缺陷。微波，是一種頻率在300MHz 300GHz的特高頻電磁波，通常被廣泛應用于通訊行業，隨著人們對微波的深入研究，其能量特點逐漸引起人們的重視，其加熱特性已被大量應用，微波爐即是 典型代表。這種微波加熱的基本機理是介質分子在快速交變的微波電磁場中高速旋轉和摩擦，從而使介質升溫。由于微波具有穿透性強、熱慣性性小、高頻交變電磁場等特性，微波的應用范圍逐步在擴大，比如微波電子管、微波氣象、微波測量、微波干燥等應用。但是在除銹技術領域，假如將普通酸性除銹防銹劑用在微波射頻下，就會產生C12、H2等有毒或會容易爆炸的氣體，給生產帶來極大的安全隱患。因此，普通酸性除銹劑不可貿然用在微波射頻之下，必須要開發一種新的適用于微波處理的除銹防銹劑。
發明內容
針對現有技術存在的上述問題，本申請人提供了一種微波除銹防銹方法。本發明所提供的微波除銹方法及特制的除銹防銹劑相結合，克服了除銹防銹劑在常態除銹時間過長、工件疊放除銹時除銹時間長、除銹不徹底等技術不足，保證了器件除銹徹底、保護膜均勻，縮短了除銹、防銹膜形成時間。本發明的技術方案如下
一種微波除銹防銹方法，將待處理的工件放置于除銹防銹劑中，在微波的輻射下進行除銹或者防銹處理，同時在工件表面形成一層保護膜；
所述除銹防銹劑的制備方法如下
(1)將硼酸、原料A、磷酸及磷酸三鈉投入到反應釜中，在抽真空和不斷攪拌的條件下進行反應，反應溫度為5(T80°C，反應時間6(Tl20分鐘；
(2)關閉抽真空，反應釜內溫度冷卻至50°C以下，再向反應釜中緩慢加入酒石酸及檸檬酸，不斷攪拌，控制反應溫度在50°C以下，加料完畢后攪拌3(T50分鐘；
(3)控制溫度在50°C以下，向反應釜中加消泡劑以及水，攪拌；
(4)將反應釜溫度降到室溫，出料；所述原料A為TX-(4 9)中的一種或AE0-(4、)中的一種；
上述各原料的純度及重量百分比為原料A，工業級7、份；
硼酸，工業級2 4份；
磷酸，工業級，質量濃度為75% 25^30份；
酒石酸，工業級4 8份；
檸檬酸，工業級15 20份；
磷酸三鈉，業工級5 8份；
消泡劑，工業級0. 2 0. 5份；
水:25 38份。所述檸檬酸由草酸代替，所述草酸為工業級。對輕度生銹的工件采用微波發生器2450±50MH2，輻照時間為8(Tl60秒。對重度生銹，即表面已形成氧化皮的工件采用微波發生器915 ± 25MP2，輻照時間為180 300秒。工件在微波輻照后，用中和液清洗處理過的工件，除去其表面的銹渣，并中和其表面殘留的除銹防銹劑。所述中和液的原料組分及各組分的重量百分比為5 8%亞硝酸鈉，5 10%碳酸鈉，廣5%非離子表面活性劑2445，0. f I %消泡劑，余為水，以上各組分的重量百分比相加為100%。所述用中和液清洗的溫度為6(T80°C，壓力為3 4Mpa。在中和清洗后，利用清洗機中加熱的中和液后溫度，使出來的工件表面自然干燥。2445即SKYIN2445，是一種低泡高分散性非離子表面活性劑，可與其他非離子表面活性劑，陰離子表面活性劑和陽離子表面活性劑共同使用。它們與陽離子如Ca2+，Mg2+不反應，因此可以在硬水中使用。另外因為其具有特殊的水性分子鏈，對應用中正常的酸，堿具有足夠抵抗力。本發明有益的技術效果在于
微波發生器加熱效率高，但是如果使用普通酸性防銹液，會產生有毒有害氣體或者易暴躁氣體，因此必須配合特制的除銹防銹液來使用。本申請人通過研究傳統的黑色金屬用各種強酸除銹劑，以及使用磷化液磷化以達到除銹防銹目的的方法，結合目前日益增加的對環保型材料的基本要求，以及市場對高性能、低價位的水基潤滑極壓添加劑的需求，開發出了本除銹防銹劑。申請號為200410070410. X的專利申請文件所公開的除銹防護液的配方中，有幾種組分與本申請相同，如檸檬酸、磷酸、酒石酸和硼酸。但是本除銹防銹劑與該文件相比有著截然不同的特點和優點。該文件是將各原料簡單混合在一起，通過每種酸本身具備的除銹性能來起除銹作用的；而本除銹防銹劑是通過發生化學反應，以水溶性表面活性劑TX-(4、)或AEO-(4、)為載體，通過取代、支鏈嫁接、絡合、酯化等反應，將硼酸轉化為有機硼酸酯，再將有機硼酸酯和磷酸鹽(即磷酸三鈉)支鏈連接到TX-(4、)或AEO-(4、)水溶性表面活性劑上，而生成一種全新的、與200410070410. X完全不同的除銹物質含磷硼酸酯，本除銹防銹劑是水溶性的。另外由于使用了表面活性劑，本除銹防銹劑還具備了兩性離子表面活性劑的一些性質，即抗腐作用。含磷硼酸酯可以在摩擦表面生成一層既含有機物又含有無機物的無定形結構膜，具體來講歸結于兩個方面(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與器件表面的鐵形成磷酸鐵薄膜。這兩種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鐵，而金屬陽離子可以起到穩定磷酸鹽薄膜的作用。本除銹防銹劑中的磷酸、酒石酸，檸檬酸起到了協助除銹防銹的功能，增強了本除銹防銹劑的除銹能力。本除銹防銹劑中各原料的作用為TX-(4 9)或AE0(4 9)是水溶性表面活性劑，具有清洗和一定的水溶性能；硼酸具有防銹性能；磷酸三鈉參與酯化，并與鐵反應形成磷酸鐵薄膜具有防銹保護性能；磷酸，酒石酸，檸檬酸具有除銹性能；消泡劑在使用起到抑泡作用，水能起到耦合穩定的作用。本除銹防銹劑水溶性好，水解穩定性高；粘溫性能好，粘度指數高，可壓縮性小；屬于水基類產品，不含強酸，生物降解性好，具有良好的環保性。本發明利用微波發生器加熱均勻、穿透力強、速度快、效率高的特點，結合特制的除銹防銹劑，使除銹防銹劑的除銹效率得到極大的提升，使工件表面形成保護膜的時間大大減少，與用鹽酸在常溫下除銹效率相比可提高1(T20倍。同時利用微波殺菌作用，使工作液可以循環使用，大大減少排放，并無酸霧產生，可防銹12 24個月，而普通鹽酸洗后的零件表面沒有形成保護膜不具備防銹能力。同時利用微波殺菌的作用，使除銹防銹劑可以循環使用，延長了其工作壽命，減少了其使用量，降低了生產成本，減少了廢液的產生，減少了換液次數，提高了工作效率，便于自動化控制，提聞成品率，提聞經濟效益。
具體實施例方式實施例1
將輕度生銹的鋼絲平行堆放，通過物流傳送機送入裝有除銹防銹劑的工作槽中，工作槽兩側放置有微波發生器 ，每側放置三臺，型號為2450±50MH2。開動微波發生器，對鋼絲進行微波輻照100秒，然后用中和液清洗進行沖洗，中和液的溫度為60°C，壓力為3Mpa。所述除銹防銹劑的制備方法為
(1)將硼酸、原料A、磷酸、磷酸三鈉投入到反應釜中，在抽真空和不斷攪拌的條件下進行反應，反應溫度為50°C，反應時間120分鐘；
(2)關閉抽真空，反應釜內溫度冷卻至50°C以下，再向反應釜中緩慢加入。酒石酸、檸檬酸，不斷攪拌，控制反應溫度在50°C以下，加料完畢后攪拌50分鐘；
(3)控制溫度在50°C以下，向反應釜中加純水及消泡劑，攪拌30分鐘；
(4)將反應釜溫度降到室溫，出料，即得本除銹防銹劑。實施例2
將輕度生銹的鋼絲平行堆放，通過物流傳送機送入裝有除銹防銹劑的工作槽中，工作槽兩側放置有微波發生器，每側放置三臺，型號為2450±50MH2。開動微波發生器，對鋼絲進行微波輻照160秒，然后用中和液清洗進行沖洗，中和液的溫度為80°C，壓力為4 Mpa0所述除銹防銹劑的制備方法為
(1)將硼酸、原料A、磷酸、磷酸三鈉投入到反應釜中，在抽真空和不斷攪拌的條件下進行反應，反應溫度為60°C，反應時間100分鐘；
(2)關閉抽真空，反應釜內溫度冷卻至50°C以下，再向反應釜中緩慢加入。酒石酸、檸檬酸，不斷攪拌，控制反應溫度在50°C以下，加料完畢后攪拌40分鐘；(3)控制溫度在50°C以下，向反應釜中加純水及消泡劑，攪拌30分鐘；
(4)將反應釜溫度降到室溫，出料，即得本除銹防銹劑。實施例3
將重度生銹、已經在表面形成氧化層的鋼絲平行堆放，通過物流傳送機送入裝有除銹防銹劑的工作槽中，工作槽兩側放置有微波發生器，每側放置三臺，型號為2450 ±50MH2。開動微波發生器，對鋼絲進行微波輻照200秒，然后用中和液清洗進行沖洗，中和液的溫度為60°C，壓力為 3 Mpa0所述除銹防銹劑的制備方法為
(1)將硼酸、原料A、磷酸、磷酸三鈉投入到反應釜中，在抽真空和不斷攪拌的條件下進行反應，反應溫度為70°C，反應時間80分鐘；
(2)關閉抽真空，反應釜內溫度冷卻至50°C以下，再向反應釜中緩慢加入。酒石酸、檸檬酸，不斷攪拌，控制反應溫度在50°C以下，加料完畢后攪拌30分鐘；
(3)控制溫度在50°C以下，向反應釜中加純水及消泡劑，攪拌30分鐘；
(4)將反應釜溫度降到室溫，出料，即得本除銹防銹劑。實施例4
將重度生銹、已經在表面形成氧化層的鋼絲平行堆放，通過物流傳送機送入裝有除銹防銹劑的工作槽中，工作槽兩側放置有微波發生器，每側放置三臺，型號為2450 ±50MH2。開動微波發生器，對鋼絲進 行微波輻照280秒，然后用中和液清洗進行沖洗，中和液的溫度為80°C，壓力為 4 Mpa0所述除銹防銹劑的制備方法為
(1)將硼酸、原料A、磷酸、磷酸三鈉投入到反應釜中，在抽真空和不斷攪拌的條件下進行反應，反應溫度為80°C，反應時間60分鐘；
(2)關閉抽真空，反應釜內溫度冷卻至50°C以下，再向反應釜中緩慢加入。酒石酸、草酸，不斷攪拌，控制反應溫度在50°C以下，加料完畢后攪拌50分鐘；
(3)控制溫度在50°C以下，向反應釜中加純水及消泡劑，攪拌30分鐘；
(4)將反應釜溫度降到室溫，出料，即得本除銹防銹劑。實施例f 4的除銹防銹劑各原料重量見表I所示，單位為kg。表I
權利要求
1.一種微波除銹防銹方法，其特征在于將待處理的工件放置于除銹防銹劑中，在微波的輻射下進行除銹或者防銹處理，同時在工件表面形成一層保護膜； 所述除銹防銹劑的制備方法如下 (1)將硼酸、原料A、磷酸及磷酸三鈉投入到反應釜中，在抽真空和不斷攪拌的條件下進行反應，反應溫度為5(T80°C，反應時間6(Tl20分鐘； (2)關閉抽真空，反應釜內溫度冷卻至50°C以下，再向反應釜中緩慢加入酒石酸及檸檬酸，不斷攪拌，控制反應溫度在50°C以下，加料完畢后攪拌3(T50分鐘； (3)控制溫度在50°C以下，向反應釜中加消泡劑以及水，攪拌； (4)將反應釜溫度降到室溫，出料； 所述原料A為TX-(4 9)中的一種或AE0-(4、)中的一種； 上述各原料的純度及重量百分比為原料A，工業級7、份； 硼酸，工業級2 4份； 磷酸，工業級，質量濃度為75% 25^30份； 酒石酸，工業級4 8份； 檸檬酸，工業級15 20份； 磷酸三鈉，業工級5 8份； 消泡劑，工業級0. 2 0. 5份； 水:25 38份。
2.根據權利要求1所述的微波除銹防銹方法，其特征在于所述檸檬酸由草酸代替，所述草酸為工業級。
3.根據權利要求1所述的微波除銹防銹方法，其特征在于對輕度生銹的工件采用微波發生器2450±50MH2，輻照時間為80 160秒。
4.根據權利要求1所述的微波除銹防銹方法，其特征在于對重度生銹，即表面已形成氧化皮的工件采用微波發生器915±25MP2，輻照時間為18(T300秒。
5.根據權利要求1所述的微波除銹防銹方法，其特征在于工件在微波輻照后，用中和液清洗處理過的工件，除去其表面的銹渣，并中和其表面殘留的除銹防銹劑。
6.根據權利要求5所述的微波除銹防銹方法，其特征在于所述中和液的原料組分及各組分的重量百分比為5 8%亞硝酸鈉，5 10%碳酸鈉，廣5%非離子表面活性劑2445，0.f 1%消泡劑，余為水，以上各組分的重量百分比相加為100%。
7.根據權利要求5所述的微波除銹防銹方法，其特征在于所述用中和液清洗的溫度為6(T80°C，壓力為 3 4Mpa。
全文摘要
一種微波除銹防銹方法，將待處理的工件放置于除銹防銹劑中，在微波的輻射下進行除銹或者防銹處理，同時在工件表面形成一層保護膜。本發明所提供的微波除銹方法及特制的除銹防銹劑相結合，克服了除銹防銹劑在常態除銹時間過長、工件疊放除銹時除銹時間長、除銹不徹底等技術不足，保證了器件除銹徹底、保護膜均勻，縮短了除銹、防銹膜形成時間。
文檔編號C23G1/02GK103060786SQ20131003557
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者宋小林 申請人:宋小林