專利名稱：易降解的熔融金屬抗氧化還原劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種金屬抗氧化還原劑，尤其是指一種環(huán)保性能好、不含鹵素的易降解的 熔融金屬抗氧化還原劑。
背景技術(shù)：
工業(yè)生產(chǎn)中，常會(huì)涉及到熔融一種金屬或合金，使其與另一種金屬結(jié)合或附著的 工藝。由于多數(shù)金屬與氧接觸均會(huì)氧化，如在靜態(tài)錫爐或動(dòng)態(tài)波峰爐中產(chǎn)生的錫渣(SnO和 SnO2)即是一種工業(yè)中金屬氧化最常見(jiàn)的例子。在高溫環(huán)境下，尤其是在融化狀態(tài)下，金屬 (或合金)氧化的狀況會(huì)更加劇烈，很快會(huì)形成一層氧化物，且越聚越多。而在熔融金屬與 其他金屬附著結(jié)合的工藝過(guò)程中，熔融金屬須不停的流動(dòng)循環(huán)，這一方面會(huì)加劇氧化速度， 另一方面意味著表層的氧化物和少量的氧氣會(huì)被帶到液面以下，即液體內(nèi)部。那么氧化在 內(nèi)部同樣會(huì)發(fā)生。這樣氧化物將夾帶良好的金屬浮上液面，形成浮渣。由于浮渣不停的產(chǎn) 生，浮出，造成浮渣累積越來(lái)越多，層層相疊，越來(lái)越厚，幾小時(shí)后影響液面流動(dòng)，甚至產(chǎn)生 外溢，污染又危險(xiǎn)。所產(chǎn)生的浮渣不能正常參與融合的生產(chǎn)過(guò)程，只能不斷地打撈出來(lái)，另 行處理。因打撈出浮渣后，液面高度不夠，甚至生產(chǎn)用量不夠，只能不停地添加補(bǔ)充新的金 屬原料。為此，為盡量避免熔融金屬氧化，需對(duì)熔融金屬進(jìn)行抗氧化處理，目前，現(xiàn)有抗氧 化處理工藝主要有還原劑還原法、還原機(jī)處理法、充氮隔離保護(hù)法等。其中增加還原劑進(jìn)行 還原抗氧化的方法采用較為廣泛，常用的還原劑有還原粉、還原金屬及粘稠膠狀還原物質(zhì)寸。其中，采用還原粉進(jìn)行還原的工作方式為在熔融金屬液體表面，播撒粉狀物質(zhì)， 其不足或局限性表現(xiàn)如下A 使用形態(tài)非常不便，因?yàn)槠錇榉蹱钗镔|(zhì)，添加于高溫熔融金屬表面非常不易操 作，對(duì)于表面面積較大的液面來(lái)講，要想播撒均勻又要注意不要被高溫燙到，須十分小心， 所以使用極其不便。B:容易飛散，從而造成浪費(fèi)和污染，因?yàn)槭歉尚苑蹱钗镔|(zhì)，而熔融金屬液面上面一般均有通風(fēng)裝置，如播撒不當(dāng)將產(chǎn)生飛散，造成浪費(fèi)和污染。C 煙霧較大，還原粉一般為酸，堿，鹽類物質(zhì)，與熔融金屬液面接觸后會(huì)與其他助 劑反應(yīng)，受熱后煙霧較大，原有通風(fēng)裝置不足以將風(fēng)排掉。D 危害性較大，如以上提及，因其為酸，堿，鹽類物質(zhì)，對(duì)人體，設(shè)備，環(huán)境都有一定 的危害，計(jì)算其作用后還原物的節(jié)約，經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高。而采用還原顆粒(金屬)的作業(yè)原理 為在與熔融金屬相同或相溶的金屬中，加入高純度活性物質(zhì)(如還原粉)，冷卻成型，制成 金屬顆粒(或金屬段)，使用時(shí)添加與熔融金屬液體。其不足之處有以下幾點(diǎn)A 昂貴，從其制備形態(tài)即可知，因經(jīng)過(guò)了金屬熔解，加入活性物，成型等工序，材料 費(fèi)用和加工費(fèi)用都很高。B 使用方式不夠優(yōu)化，使用時(shí)，按比例投入熔融金屬液體中，讓金屬顆粒熔化，析出還原物質(zhì)，再起還原和防氧化作用。因熔化需要一個(gè)時(shí)間，活性物析出后溶于金屬液體， 要迅速擴(kuò)散均勻，也非易事。C 合金含量比例會(huì)發(fā)生變化，因金屬顆粒合金比例與工作合金不一定完全一致， 長(zhǎng)期投放，會(huì)改變工作合金含量比例，有時(shí)這種改變會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的質(zhì)量后果。D 有一定的副作用，因用量要求精確，不易控制，因生產(chǎn)線并非特別均衡，有些顆 粒使用過(guò)量，除了可能造成浪費(fèi)，還會(huì)使工作熔融合金張力變大，反而結(jié)合與附著質(zhì)量下 降。采用粘稠膠狀還原物質(zhì)的方法為國(guó)外一些公司推出。其工作原理為，在粘稠狀液 體中加入活性物質(zhì)，使用時(shí)倒入熔融金屬液面，經(jīng)充分?jǐn)嚢?，擴(kuò)散于液體表面，形成保護(hù)膜， 并持續(xù)發(fā)生還原作用。其局限性在于以下幾點(diǎn)A 擴(kuò)散不夠迅速，須費(fèi)力攪拌。B 油性物質(zhì)粘度過(guò)大，常會(huì)附著于工件，造成產(chǎn)品污染，難于清洗。C 其粘性殘留與熔融金屬混合物，在熔融金屬流動(dòng)循環(huán)中，附著于設(shè)備部件，導(dǎo)致 設(shè)備循環(huán)通道堵塞、不暢，給設(shè)備維護(hù)造成不便。D 沉淀物，粘于設(shè)備部件，類似于樹(shù)脂型堅(jiān)硬物質(zhì)，清理非常困難。設(shè)備保養(yǎng)清理 非常不便，從長(zhǎng)期看，一定會(huì)損傷設(shè)備。E 不易降解、含磷等對(duì)環(huán)境污染性強(qiáng)的無(wú)機(jī)酸，不具環(huán)保性，其中含有的鹵素，會(huì) 附著于工件，造成產(chǎn)品易吸潮氧化。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上提出的問(wèn)題，本發(fā)明目的在于提供一種易降解、環(huán)保性能好、不含鹵素能 經(jīng)濟(jì)方便地還原熔融金屬氧化浮渣的易降解的熔融金屬抗氧化還原劑。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的，一種易降解的熔融金屬抗氧化還原劑，其組份 包括吐溫-80、蘋果酸、檸檬酸和水。上述蘋果酸優(yōu)選D蘋果酸、L蘋果酸或DL蘋果酸；特別優(yōu)選混合的DL蘋果酸。上述水優(yōu)選雜質(zhì)含量少的去離子水或蒸餾水。以上各組份的重量份額為吐溫-80 70 130份、蘋果酸2 10份、檸檬酸1 6份和水5 20份。以上各組份的重量份額優(yōu)選吐溫-80 82份、蘋果酸5份、檸檬酸3份和水10份。在以上各組份中還可添加適量的香精。本發(fā)明還公開(kāi)了制備易降解的熔融金屬抗氧化還原劑的方法，包括以下步驟(1)將水加熱至60 100°C，緩緩加入吐溫-80，攪拌3 5分鐘；(2)待上一步驟的產(chǎn)物冷卻至30 50°C將蘋果酸和檸檬酸邊攪拌邊緩慢加入冷卻后的產(chǎn)物中，而后攪拌10 15分鐘后，按要求包裝成成品。本發(fā)明的有益效果有A 易降解、具水溶性、環(huán)保性能好、不含鹵素本發(fā)明公開(kāi)了一種主要由吐溫-80、蘋果酸、檸檬酸和水復(fù)合而成的易降解的熔 融金屬抗氧化還原劑，其中的吐溫-80是一種易降解的耐酸堿性的水溶性非離子表面活性 齊U，該物質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性高，即使在高溫下也不易被強(qiáng)酸、強(qiáng)堿破壞；蘋果酸是一種抗氧化能力強(qiáng)、還原性好的水溶性有機(jī)酸；檸檬酸能大大提高蘋果酸的氧化性，它同時(shí)還是一種水 溶性非離子表面活性劑和絡(luò)合劑；加入雜質(zhì)含量少的水后，使各種物質(zhì)有機(jī)地結(jié)合在一起， 產(chǎn)生對(duì)熔融金屬抗氧化和還原劑的作用，其中的各組份不含磷等對(duì)環(huán)境污染性強(qiáng)的無(wú)機(jī)酸 且易降解，因此在排放時(shí)不會(huì)對(duì)環(huán)境污染；不含鹵素，從而不會(huì)造成附著工件吸潮氧化的現(xiàn)象。B:方便使用，易于操作本發(fā)明為水溶性液體，使用時(shí)倒于熔融金屬液面即可，而且本發(fā)明采用張力擴(kuò)散 技術(shù)而加有表面活性物質(zhì)，在兩種液體接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生親/疏雙向分子鍵，減小熔融金屬表 面張力，同時(shí)推動(dòng)抗氧化還原液體自動(dòng)快速擴(kuò)散，而其他現(xiàn)有產(chǎn)品則須外加機(jī)械力(攪拌) 等才能鋪滿整個(gè)液面；所以采用本發(fā)明抗氧化還原劑只要在幾個(gè)點(diǎn)加入即可，產(chǎn)品會(huì)迅速 “智能”地向未覆蓋區(qū)域擴(kuò)散和流動(dòng)，3 5秒后抗氧化還原劑即會(huì)鋪滿整個(gè)液面；同時(shí)，因 產(chǎn)品為浮于熔融液體表面持續(xù)起作用，所以加入的量不要求非常精確，這樣也便于作業(yè)。C:能同時(shí)起到防氧化和主動(dòng)還原作用現(xiàn)有各種還原方法通常只能起到一種作用，如充氮隔離保護(hù)法只能起防止氧化作 用；金屬顆粒/還原粉等只能起到還原功能，而防止氧化功能沒(méi)有。而本發(fā)明為液態(tài)，輕于熔融金屬液體，可鋪滿整個(gè)流動(dòng)液面從而隔絕空氣(氧氣)，有效防止氧化。同時(shí)，本發(fā)明中含有活性物質(zhì)和有機(jī)酸，可分散金屬浮渣的內(nèi)部引力， 主動(dòng)打散結(jié)構(gòu)，還原有用金屬回到容器中。D 輔助提升結(jié)合能力使用本發(fā)明的抗氧化還原劑，一方面減少了金屬浮渣，熔融金屬液體流動(dòng)性更順 暢；另一方面，本發(fā)明中含有的活性物質(zhì)(表面活性劑)可降低液面表面張力，增加熔融金 屬的流動(dòng)性、擴(kuò)散性，從而促進(jìn)熔融金屬的結(jié)合或附著質(zhì)量，從而使本工序所要達(dá)到的結(jié)合 或附著水平大大提高，這是本發(fā)明的一大特色。這也是現(xiàn)有的其他幾種還原劑或方法所不 具備或效能達(dá)不到的。E 成本低廉，性價(jià)比高因本發(fā)明采用了新型價(jià)廉活性成分，而且還原效率非常高，約在95%左右，所以單 位還原金屬成本大大低與其他方法。經(jīng)測(cè)算，可節(jié)約金屬為該工段使用總量的50%，經(jīng)濟(jì)效 益非常可觀，性價(jià)比很高。F:效果顯著，持續(xù)有效本發(fā)明采用新工藝加工而成，將其傾倒于熔融金屬液面即可，原已產(chǎn)生的氧化物， 會(huì)在本發(fā)明加入后擴(kuò)散的同時(shí)還原消失，對(duì)后續(xù)產(chǎn)生的氧化物隨時(shí)分解還原，效果可以立 竿見(jiàn)影，并在4 5個(gè)小時(shí)持續(xù)有效。G 清潔簡(jiǎn)便，優(yōu)化工藝本發(fā)明為水溶性液體，添加方便，不會(huì)飛散，同時(shí)其密度遠(yuǎn)輕于熔融金屬，而會(huì)在 熔融金屬表面形成一個(gè)保護(hù)膜，起有效成分持續(xù)有效，不須反復(fù)添加。同時(shí)，因氧化物被不斷還原，故每天所產(chǎn)生的殘余浮渣非常少，原來(lái)每天須清理兩 次，現(xiàn)只須每天稍事清理，兩到三天(正常班)大清一次即可。而且所產(chǎn)生的灰渣為干爽性 松散物質(zhì)，殘?jiān)缮⒁姿椋掣皆谠O(shè)備上的殘?jiān)恍栎p輕鏟除即可，或使用本公司專用清洗 劑浸泡5 15分鐘后清除即可。渣少，清潔次數(shù)少，自然保持了環(huán)境清潔，同時(shí)優(yōu)化了操作和清潔工藝。H 應(yīng)用廣泛完全可替代目前所用的各種還原劑，以及還原機(jī)方法、充氮隔離保護(hù)法等，用于各種熔融一種金屬或合金來(lái)與另一種金屬結(jié)合或附著的工藝過(guò)程中，例如，可用于手工浸焊、 波峰焊(有鉛或無(wú)鉛)等焊接工藝。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1 吐溫-8082 份DL蘋果酸5份檸檬酸3份去離子水10份香精0. 01 份制法(1)將10份去離子水加熱至60 100°C，緩緩加入82份吐溫_80，攪拌3 5分 鐘；(2)待上一步驟的產(chǎn)物冷卻至30 50°C將5份DL蘋果酸和3份檸檬酸邊攪拌邊 緩慢加入冷卻后的產(chǎn)物中，攪拌10 15分鐘后，按要求包裝成成品。實(shí)施例2 吐溫-8070 份蘋果酸2份檸檬酸1份去離子水6份香精0. 005 份制法同實(shí)施例1。實(shí)施例3 吐溫-80120 份蘋果酸10份檸檬酸6份去離子水20份香精0. 005 份制法同實(shí)施例1。本發(fā)明的物理形態(tài)為水溶性液體，有別于現(xiàn)有還原劑，這種水溶性液體有利于使 用時(shí)操作，便于向液態(tài)的熔融金屬中添加；同時(shí)也有利于在液態(tài)熔融金屬表面快速流動(dòng)擴(kuò) 散。使用時(shí)，只需將本發(fā)明的抗氧化還原劑直接傾倒于液面，即會(huì)自行迅速擴(kuò)散，鋪滿整個(gè) 液面。本發(fā)明的抗氧化、還原作用原理如下1、隔斷氧氣，從而減少氧化量
當(dāng)產(chǎn)品加入熔融金屬表面后，其會(huì)迅速擴(kuò)散，并鋪滿整個(gè)液面，形成一層保護(hù)膜， 隔斷熔融金屬與氧氣的接觸，從而減少氧化量。2、分散浮渣結(jié)構(gòu)，還原出有用金屬當(dāng)產(chǎn)品加入熔融金屬液面后，產(chǎn)品會(huì)浸透于浮渣縫隙，產(chǎn)品中含有擴(kuò)散/分散劑， 起到擴(kuò)散浮渣結(jié)構(gòu)，減小其結(jié)構(gòu)張力，使得浮渣迅速分散，從不規(guī)則故態(tài)迅速變成分散的稠 狀液態(tài)，有用金屬即馬上還原流回到液槽中，繼續(xù)參與有效作業(yè)工藝。3、減小熔融金屬液面張力，提高結(jié)合附著質(zhì)量因本發(fā)明中的活性成分(表面活性劑)可以改變?nèi)廴诮饘僖好鎻埩?，從而提高?融金屬的流動(dòng)性和結(jié)合能力。經(jīng)使用及測(cè)算，本發(fā)明還原效率可達(dá)85% 95%，并可提高結(jié)合附著流動(dòng)性20% 以上，相應(yīng)地可以節(jié)約30 50% /工段成本。為了更加節(jié)約，達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)效果，實(shí)際使用中，本發(fā)明抗氧化還原劑可配合如 下方法使用一、導(dǎo)流法導(dǎo)流法的原理如下熔融金屬液體因不斷地在循環(huán)流動(dòng)，所以產(chǎn)生的氧化物很多。 如果減少流動(dòng)面積，將減少氧化量，從而還原劑也可少用。所以，導(dǎo)流法的具體做法是制作 3 5個(gè)不銹鋼擋片，大約深入液面以下3 5cm，將熔融金屬流動(dòng)的部分限定在一個(gè)較小 的區(qū)域內(nèi)，使大部分液面處于靜止，但液面以下又可以充分循環(huán)流動(dòng)，不影響整個(gè)工序原有 作業(yè)方式。二、收集法收集法的原理如下熔融金屬液面，只有流動(dòng)或揚(yáng)起的部分氧化嚴(yán)重，如將該部分 的浮渣直接在熔融金屬液面收集處理的方法，可達(dá)到事半功倍的效果。所以，收集法的要點(diǎn)為根據(jù)容納熔融金屬的容器的不同，設(shè)計(jì)篩網(wǎng)，形狀為U型， 揚(yáng)起的金屬液體可流入該篩網(wǎng)內(nèi)，浮渣不能通過(guò)篩孔，可收集入在內(nèi)，而熔融金屬可自由從 篩孔流出，而容器邊沿可稍高于液面1 2CM，加入還原劑，隨時(shí)還原。這樣浮渣不會(huì)漂到其 他地方，整個(gè)液面基本沒(méi)有浮渣。配合采用這兩種輔助方法?？墒惯€原效率/效能更高，達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)效益。以上是對(duì)本發(fā)明易降解的熔融金屬抗氧化還原劑的多種配方及制作方法進(jìn)行了闡述，用于幫助理解本發(fā)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，任何未背離本 發(fā)明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種易降解的熔融金屬抗氧化還原劑，其特征在于組份包括吐溫-80、蘋果酸、檸檬酸和水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的易降解的熔融金屬抗氧化還原劑，其特征在于所述蘋果酸 為D蘋果酸、L蘋果酸或DL蘋果酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的易降解的熔融金屬抗氧化還原劑，其特征在于所述水為去 離子水或蒸餾水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的易降解的熔融金屬抗氧化還原劑，其特征在于各組份的重量 份額為吐溫-8070 130份；蘋果酸2 10份；檸檬酸1 6份；水5 20份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的易降解的熔融金屬抗氧化還原劑，其特征在于各組份的重量 份額為吐溫-8082份；蘋果酸5份；檸檬酸3份；水10份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的易降解的熔融金屬抗氧化還原劑，其特征在于組份中還包 括適量的香精。
7.一種制備權(quán)利要求1所述的易降解的熔融金屬抗氧化還原劑的方法，其特征在于包 括以下步驟(1)將水加熱至60 100°C，緩緩加入吐溫-80，攪拌3 5分鐘；(2)待上一步驟的產(chǎn)物冷卻至30 50°C將蘋果酸和檸檬酸邊攪拌邊緩慢加入冷卻后 的產(chǎn)物中，而后攪拌10 15分鐘后，按要求包裝成成品。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種易降解的熔融金屬抗氧化還原劑，組份包括吐溫-80、蘋果酸、檸檬酸和水。本發(fā)明具有易降解、具水溶性、環(huán)保性能好、不含鹵素的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還具有方便使用、易于操作、能同時(shí)起到防氧化和主動(dòng)還原作用、輔助提升熔融金屬結(jié)合能力、成本低廉、性價(jià)比高、效果顯著、持續(xù)有效、清潔簡(jiǎn)便和優(yōu)化工藝的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23C2/30GK101838787SQ20101017703
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者嚴(yán)永農(nóng) 申請(qǐng)人:嚴(yán)永農(nóng)