除污剂、其制造方法及使用该除污剂的除污方法

文档序号:620987 发布日期:2021-05-07 浏览:58次 >En<

阅读说明:本技术 除污剂、其制造方法及使用该除污剂的除污方法 (Stain removing agent, method for producing same, and method for removing stains using same ) 是由 上恐敏史 藤井勇介 于 2019-09-05 设计创作,主要内容包括:本发明的目的在于提供强力地除去酸洗后的钢材所产生的污物且环境负荷小的除污剂。本发明是特征在于包含多元酚和碱、pH值超过10且氧化还原电位为-250mV以下的除污剂、其制造方法以及使用该除污剂的除污方法。(The invention aims to provide a stain remover which strongly removes stains generated by pickled steel and has small environmental load. The present invention is a stain removing agent characterized by comprising a polyhydric phenol and an alkali, having a pH value of more than 10 and an oxidation-reduction potential of-250 mV or less, a method for producing the same, and a method for removing stains using the stain removing agent.)

除污剂、其制造方法及使用该除污剂的除污方法

技术领域

本发明涉及除去钢材酸洗后在钢材表面所产生的污物的除污(desmutting)剂、其制造方法及使用该除污剂的除污方法。

背景技术

热轧带钢的去氧化皮处理、所谓的“酸洗”通过将带钢浸渍于盐酸、硫酸等酸液中来进行。酸洗时,氧化皮自身溶解于酸液,或者酸液通过氧化皮中的裂缝到达钢材表面并引起金属的溶解及氢气生成,氧化皮从钢材表面脱离。

酸洗后,用温水洗掉酸液并进行干燥,但这时钢材表面可能会附着被称为污物(smut)的黑色不溶性残渣。

该污物是通过酸洗溶解氧化皮、带钢基体时,牢固地附着于钢表面的黑色或褐色的物质的总称,认为是由钢铁中所含的碳的呈微粉末状的物质、或者酸洗中的铁离子在水洗干燥时以氧化铁或氢氧化铁的形式再析出于钢板表面的物质所形成。

污物的附着在使钢板的色调变暗的同时,还使其产生色斑,而且如果污物残留于表面,则对后续工序的润滑处理和各种表面处理产生不良影响,使钢材价值显著降低,因此需要除去污物。

作为除污方法,已知将钢材进行硫酸酸洗后浸渍于含有400g/L以上的HNO3的25~80℃的硝酸水溶液中来进行除污的方法(专利文献1)、将氢氧化钠等碱剂与高氯酸或高锰酸盐等氧化剂组合的方法(非专利文献1、专利文献2)、用pH值调节至4~9的0.5~10%的膦酸盐水溶液进行处理的方法(专利文献3)。此外,还已知并非除污方法,但将没食子酸或单宁酸等多元酚与氢氧化钠等碱剂组合并将pH值调节至8~10的铁或铜等的锈清洗剂(专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开昭61-69989号公报

专利文献2:日本特开平6-330359号公报

专利文献3:日本特许第3207636号公报

专利文献4:日本特开2003-342762号公报

非专利文献

非专利文献1:《实务表面技术》、第33卷(1986)、第8号、第311~317页。

发明内容

发明所要解决的技术问题

专利文献1的方法存在因产生来源于硝酸的NOX所导致的环境污染的问题,而且不仅是污物溶解,钢材表面也溶解,因此不理想。

非专利文献1的方法存在环境负荷大的问题,专利文献2的方法的特征在于通过电解氧化再生除污后的溶液并循环再利用,但锰是重金属,仍有环境负荷的问题。另外,还需要再生再利用等处理液和污物处理后的水洗水的处理,费工夫且需要大量的经费。而且,将来很有可能禁止这样的重金属的使用。

专利文献3的方法的环境负荷较小,但存在无法获得足够的除污能力的问题。另外,专利文献4的方法中,姑且不论轻微的铁锈,存在无法获得除去牢固附着的污物的效果的问题。

本发明人等对于环境负荷小且除污效果优异的除污剂反复进行了认真研究,结果完全出乎意料地发现多元酚与碱的溶液中氧化还原电位为-250mV以下的溶液具有优异的除污效果,从而完成了本发明。

解决技术问题用的手段

本发明是一种除污剂,其特征在于,包含多元酚和碱,pH值超过10且氧化还原电位为-250mV以下。

此外,本发明的特征在于,多元酚为选自氢醌、邻苯三酚、没食子酸和单宁酸中的至少一种以上。

此外,本发明的特征在于,碱为选自碱金属氢氧化物、碱金属盐、氨、有机胺中的至少一种以上。

此外,本发明的特征在于,进一步含有二价铁离子。

此外,本发明是一种除污剂的制造方法,其特征在于,将多元酚和碱混合,制造pH值超过10且氧化还原电位为-250mV以下的除污剂。

此外,本发明是一种钢材的除污方法,其特征在于,使将多元酚和碱混合而制成的pH值超过10且氧化还原电位为-250mV以下的除污剂与酸洗处理后的钢材接触,除去附着于该钢材的污物。

发明的效果

本发明是特征在于包含多元酚和碱、pH值超过10且氧化还原电位为-250mV以下的除污剂,因此利用其氧化还原电位可强力地除去牢固地固着于钢材的污物。

此外,根据本发明,因为不使用存在环境污染问题的硝酸和环境负荷大的高氯酸盐或高锰酸盐,所以具有环境负荷小的优点。

具体实施方式

本发明是包含多元酚和碱、pH值超过10且氧化还原电位为-250mV以下的除污剂,可用于碳钢、合金钢等金属的酸洗。

本发明中,作为多元酚,可列举在芳环上具有2个以上的酚式羟基的化合物。

作为前述在芳环上具有2个以上的酚式羟基的化合物,可列举例如在苯环上具有2个以上的羟基的化合物,具体而言可列举例如氢醌、邻苯二酚、间苯二酚等二元酚,邻苯三酚、间苯三酚等三元酚等。

本发明的多元酚可以是在苯环上具有2个以上的羟基且还具有羧基的多元酚羧酸,作为所述多元酚羧酸,可列举例如二羟基苯甲酸、二羟基苯乙酸、咖啡酸、羟基水杨酸、原儿茶酸、龙胆酸、苔色酸等二元酚羧酸,没食子酸等三元酚羧酸。

本发明的多元酚可以是前述多元酚或多元酚羧酸的缩合物,作为所述缩合物,可列举鞣花酸、单宁酸、表没食子儿茶素没食子酸酯、槲皮素、没食子儿茶素(gallocatechol)、表儿茶素没食子酸酯等。

本发明中,为了获得更显著的除污效果,较好是氢醌、邻苯三酚、没食子酸、单宁酸,特别好是邻苯三酚、没食子酸、单宁酸。这些多元酚可以单独使用一种,也可以将两种以上并用。

本发明中,作为与多元酚一起构成除污剂的碱,只要是可以使除污剂的pH值为超过10的pH值的碱,则没有特别限定,可优选使用该技术领域中常用的碱。具体来说,可列举例如碱金属氢氧化物、碱金属盐、氨或有机胺。这些碱可以单独使用一种,也可以将两种以上并用。

作为碱金属氢氧化物,可列举氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等;作为碱金属盐,可列举碳酸钠、碳酸钾。作为氨,可列举氨水溶液;作为有机胺,可列举烷醇胺、烷基胺。

作为烷醇胺,可列举单甲醇胺、二甲醇胺、三甲醇胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、单丙醇胺、单异丙醇胺、甲基乙醇胺、二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、乙基乙醇胺、二乙基乙醇胺、乙基二乙醇胺、N-甲基丙醇胺、N-二甲基乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、三羟基氨基甲烷、三异丙醇胺等碳数1~9的烷醇胺。

作为烷基胺,可列举例如甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、环己胺等碳数1~6的伯胺、仲胺、叔胺,进而亦可优选使用四甲基氢氧化铵水溶液等季铵盐。

本发明中,从除污性优异的观点来看,上述之中较好是氢氧化钠、碳酸钠、单乙醇胺。这些碱可以单独使用一种,也可以将两种以上并用。

本发明中,多元酚的含量相对于除污剂整体为0.5质量%~40质量%,较好是1.0质量%~40质量%,特别好是2.0质量%~40质量%。

此外,关于碱的含量,只要是使除污剂的pH值成为超过10的pH值的量即可,较好是使pH值成为11以上的量,特别好是使pH值成为14的量,通过从上述的碱中适当选择配合,从而可实现所期望的pH值。

此外,本发明的除污剂的氧化还原电位为-250mV以下,从除污的观点来看,较好是-300mV以下,特别好是-400mV以下。

本发明中,通过将多元酚与碱以达到前述浓度范围和pH值的方式混合,从而可制成pH值超过10且氧化还原电位为-250mV以下的除污剂。

如上所述,本发明中,通过包含多元酚和碱,并使pH值和氧化还原电位处于如前述的数值范围内,从而可获得优异的除污效果,因此,对于本发明的除污剂而言,只要将所期望的多元酚与碱适当混合而制成溶液或混合液,并调节液体的pH值和氧化还原电位即可,即使没有格外具体的实施例,也可容易地实施本发明,而且也能确认其除污效果。

此外,本发明的除污剂可除去附着于钢材的油分,所以亦可用作钢材的脱脂剂(清洗剂),由于还可以同时除去油分和污物,因此适合于附着有油分和污物的钢材的处理。

此外,如上所述,本发明的除污剂可通过将多元酚与碱以达到规定的浓度范围和pH值的方式混合来制造,因此,可在将混合前的碱液用于钢材的脱脂之后,向该碱液中加入前述多元酚而制成除污剂,除去污物。

本发明中,较好是进一步含有二价铁离子。关于二价铁,在添加于本发明的除污剂的情况下,使其氧化还原电位降低,所以适合于除污。在含有二价铁的情况下,其含量没有特别限定,在与钢材接触之前的除污剂中,相对于除污剂整体,二价铁的含量为1~100000ppm,较好是1~50000ppm,特别好是1~10000ppm。

此外,本发明的除污过程中,二价铁从处理对象的钢材溶出,存在于除污剂中。因此,“使本发明的除污剂中含有二价铁”的含义包括:向与钢材接触之前的除污剂中加入二价铁而使其含有二价铁;以及,使本发明的除污剂(包括含有二价铁的除污剂、或者不含二价铁的除污剂这两者)与钢材接触时,使其含有从钢材溶出的二价铁。

本发明的除污剂,除了含有多元酚和碱以外,进而可以含有螯合剂、表面活性剂、水溶性有机溶剂等。作为螯合剂,可使用氨基羧酸、羟基羧酸、氨三乙酸等;作为表面活性剂,可使用非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂等。此外,作为水溶性有机溶剂,可使用二醇类溶剂、醇类溶剂等。

这些螯合剂、表面活性剂、水溶性有机溶剂等不仅在除污中发挥效果,而且在钢材的脱脂中也发挥效果,故优选。

本发明的除污剂可通过将多元酚与碱在溶剂中混合来制造,前述混合可以是在临与钢材接触之前混合,或者也可预先制成将多元酚与碱混合而得的溶液等。作为溶剂,较好是水,除水以外,还可含有二醇类溶剂、醇类溶剂等水溶性有机溶剂。

此外,如上所述,使本发明的除污剂含有二价铁的情况下、进而含有螯合剂、表面活性剂、水溶性有机溶剂等的情况下,将多元酚与碱混合时,同时或者逐次加入二价铁、螯合剂、表面活性剂、水溶性有机溶剂等进行混合即可。

此外,可以将多元酚与碱加入不同的溶剂中进行溶解,再将溶解的溶液混合;或者,可以在溶剂中溶解多元酚和碱的任一者后,再加入另一成分进行溶解;或者,可以向溶剂中同时加入多元酚和碱进行混合。混合可以在室温下或加温下实施。

本发明的除污方法可通过使前述的除污剂与酸洗后的钢材接触来实施。关于接触方法,只要是能使钢材表面的污物与除污剂充分接触的方法即可,没有特别限定。例如,可将酸洗后的钢材浸渍于除污剂中,也可向酸洗后的钢材喷雾或涂布除污剂。

酸洗后的钢材与除污剂的接触可在常温下或加温下(例如20~90℃)实施,接触时间根据接触方法、污物的固着量或固着状态而不同,在采用浸渍法时,可在70℃下进行5~30分钟左右。

以下,通过实施例对本发明进行更详细的说明,但本发明可在不超出其主旨或主要特征的情况下以其他各种方式实施。因此,前述的实施方式在各方面上均仅是单纯的示例,本发明的范围示于权利要求书中,不受本说明书的任何限制。进而,属于权利要求书范围内的变形和变更均在本发明的范围内。

<pH值、氧化还原电位的测定>

使用pH测定装置(便携式pH计<D-74>,株式会社堀场制作所制),测定了溶解有多元酚和碱的溶液的pH值。

关于测定,在25℃下进行,以无搅拌的状态,固定电极进行了测定。

关于氧化还原电位,使用与上述相同的装置,在同样的条件下使用ORP电极进行了测定。

<评价方法>

首先,将附着有氧化皮的碳钢(30mm见方,厚度2mm)在70℃的10质量%硫酸中浸渍30分钟而除去氧化皮并使其产生了污物。然后,用自来水洗去附着于碳钢的酸。水洗后,利用干燥机使碳钢表面干燥,准备了附着有污物的碳钢。

将由上述工序准备的附着有污物的碳钢浸渍于200mL烧杯中的表1所示的各试剂150mL中。浸渍温度设为70℃,浸渍时间设为10分钟。然后,取出碳钢,用自来水清洗,对于用干燥机干燥后的碳钢表面的状态以分光测色仪(柯尼卡美能达株式会社制,CM-512m3A)的照射角45度时的L值进行了评价。应予说明,除污前的L值为40。

关于判定方法,按照下述的基准,评价从好到差依次记为◎、○、×;

◎:L值为60以上

○:L值为50以上且低于60

×:L值低于50。

实施例1~10

通过将表1所示的多元酚和碱按照成为表1所示浓度的方式溶解于水中,从而制造了实施例1~10的除污剂。所得的除污剂具有如表1所示的氧化还原电位和pH值。使用所得的实施例1~10的除污剂,按照上述的评价方法进行评价,确认了除污效果。

比较例1~8

通过将表1所示的各成分按照成为表1所示浓度的方式溶解于水中,从而制造了比较例1~8的除污剂。所得的组合物具有如表1所示的氧化还原电位和pH值。

使用所得的比较例1~8的组合物,按照与实施例同样的评价方法进行评价,确认了除污效果。

[表1]

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