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)金屬與氧接觸均會氧化，如在靜態(tài)錫爐或動態(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)氧化的狀況會更加劇烈，很快會形成一層氧化物，且越聚越多。而在熔融金屬與 其他金屬附著結(jié)合的工藝過程中，熔融金屬須不停的流動循環(huán)，這一方面會加劇氧化速度， 另一方面意味著表層的氧化物和少量的氧氣會被帶到液面以下，即液體內(nèi)部。那么氧化在 內(nèi)部同樣會發(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，造成浮渣累積越來越多，層層相疊，越來越厚，幾小時后影響液面流動，甚至產(chǎn)生 外溢，污染又危險。所產(chǎn)生的浮渣不能正常參與融合的生產(chǎn)過程，只能不斷地打撈出來，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，只能不停地添加補充新的金 屬原料。為此，為盡量避免熔融金屬氧化，需對熔融金屬進行抗氧化處理，目前，現(xiàn)有抗氧 化處理工藝主要有還原劑還原法、還原機處理法、充氮隔離保護法等。其中增加還原劑進行 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，因為其為粉狀物質(zhì)，添加于高溫熔融金屬表面非常不易操 作，對于表面面積較大的液面來講，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，從而造成浪費和污染，因為是干性粉狀物質(zhì)，而熔融金屬液面上面一般均有通風裝置，如播撒不當將產(chǎn)生飛散，造成浪費和污染。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與其他助 劑反應(yīng)，受熱后煙霧較大，原有通風裝置不足以將風排掉。D 危害性較大，如以上提及，因其為酸，堿，鹽類物質(zhì)，對人體，設(shè)備，環(huán)境都有一定 的危害，計算其作用后還原物的節(jié)約，經(jīng)濟價值不高。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)，使用時添加與熔融金屬液體。其不足之處有以下幾點A 昂貴，從其制備形態(tài)即可知，因經(jīng)過了金屬熔解，加入活性物，成型等工序，材料 費用和加工費用都很高。B 使用方式不夠優(yōu)化，使用時，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。因熔化需要一個時間，活性物析出后溶于金屬液體， 要迅速擴散均勻，也非易事。C 合金含量比例會發(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， 長期投放，會改變工作合金含量比例，有時這種改變會帶來嚴重的質(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 粒使用過量，除了可能造成浪費，還會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)，使用時倒入熔融金屬液面，經(jīng)充分攪拌，擴散于液體表面，形成保護膜， 并持續(xù)發(fā)生還原作用。其局限性在于以下幾點A 擴散不夠迅速，須費力攪拌。B 油性物質(zhì)粘度過大，常會附著于工件，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，在熔融金屬流動循環(huán)中，附著于設(shè)備部件，導致 設(shè)備循環(huán)通道堵塞、不暢，給設(shè)備維護造成不便。D 沉淀物，粘于設(shè)備部件，類似于樹脂型堅硬物質(zhì)，清理非常困難。設(shè)備保養(yǎng)清理 非常不便，從長期看，一定會損傷設(shè)備。E 不易降解、含磷等對環(huán)境污染性強的無機酸，不具環(huán)保性，其中含有的鹵素，會 附著于工件，造成產(chǎn)品易吸潮氧化。

發(fā)明內(nèi)容
針對以上提出的問題，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)明通過以下技術(shù)措施實現(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)明公開了一種主要由吐溫-80、蘋果酸、檸檬酸和水復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)的化學穩(wěn)定性高，即使在高溫下也不易被強酸、強堿破壞；蘋果酸是一種抗氧化能力強、還原性好的水溶性有機酸；檸檬酸能大大提高蘋果酸的氧化性，它同時還是一種水 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)有機地結(jié)合在一起， 產(chǎn)生對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環(huán)境污染性強的無機酸 且易降解，因此在排放時不會對環(huán)境污染；不含鹵素，從而不會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，使用時倒于熔融金屬液面即可，而且本發(fā)明采用張力擴散 技術(shù)而加有表面活性物質(zhì)，在兩種液體接觸時，會產(chǎn)生親/疏雙向分子鍵，減小熔融金屬表 面張力，同時推動抗氧化還原液體自動快速擴散，而其他現(xiàn)有產(chǎn)品則須外加機械力(攪拌) 等才能鋪滿整個液面；所以采用本發(fā)明抗氧化還原劑只要在幾個點加入即可，產(chǎn)品會迅速 “智能”地向未覆蓋區(qū)域擴散和流動，3 5秒后抗氧化還原劑即會鋪滿整個液面；同時，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:能同時起到防氧化和主動還原作用現(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，而防止氧化功能沒有。而本發(fā)明為液態(tài)，輕于熔融金屬液體，可鋪滿整個流動液面從而隔絕空氣(氧氣)，有效防止氧化。同時，本發(fā)明中含有活性物質(zhì)和有機酸，可分散金屬浮渣的內(nèi)部引力， 主動打散結(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 屬的流動性、擴散性，從而促進熔融金屬的結(jié)合或附著質(zhì)量，從而使本工序所要達到的結(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 具備或效能達不到的。E 成本低廉，性價比高因本發(fā)明采用了新型價廉活性成分，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)測算，可節(jié)約金屬為該工段使用總量的50%，經(jīng)濟效 益非常可觀，性價比很高。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， 會在本發(fā)明加入后擴散的同時還原消失，對后續(xù)產(chǎn)生的氧化物隨時分解還原，效果可以立 竿見影，并在4 5個小時持續(xù)有效。G 清潔簡便，優(yōu)化工藝本發(fā)明為水溶性液體，添加方便，不會飛散，同時其密度遠輕于熔融金屬，而會在 熔融金屬表面形成一個保護膜，起有效成分持續(xù)有效，不須反復添加。同時，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)，殘渣松散易碎，粘附在設(shè)備上的殘渣只需輕輕鏟除即可，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，以及還原機方法、充氮隔離保護法等，用于各種熔融一種金屬或合金來與另一種金屬結(jié)合或附著的工藝過程中，例如，可用于手工浸焊、 波峰焊(有鉛或無鉛)等焊接工藝。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例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 份制法同實施例1。實施例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 用時操作，便于向液態(tài)的熔融金屬中添加；同時也有利于在液態(tài)熔融金屬表面快速流動擴 散。使用時，只需將本發(fā)明的抗氧化還原劑直接傾倒于液面，即會自行迅速擴散，鋪滿整個 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
當產(chǎn)品加入熔融金屬表面后，其會迅速擴散，并鋪滿整個液面，形成一層保護膜， 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)，還原出有用金屬當產(chǎn)品加入熔融金屬液面后，產(chǎn)品會浸透于浮渣縫隙，產(chǎn)品中含有擴散/分散劑， 起到擴散浮渣結(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?融金屬的流動性和結(jié)合能力。經(jīng)使用及測算，本發(fā)明還原效率可達85% 95%，并可提高結(jié)合附著流動性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，達到更好的經(jīng)濟效果，實際使用中，本發(fā)明抗氧化還原劑可配合如 下方法使用一、導流法導流法的原理如下熔融金屬液體因不斷地在循環(huán)流動，所以產(chǎn)生的氧化物很多。 如果減少流動面積，將減少氧化量，從而還原劑也可少用。所以，導流法的具體做法是制作 3 5個不銹鋼擋片，大約深入液面以下3 5cm，將熔融金屬流動的部分限定在一個較小 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，不影響整個工序原有 作業(yè)方式。二、收集法收集法的原理如下熔融金屬液面，只有流動或揚起的部分氧化嚴重，如將該部分 的浮渣直接在熔融金屬液面收集處理的方法，可達到事半功倍的效果。所以，收集法的要點為根據(jù)容納熔融金屬的容器的不同，設(shè)計篩網(wǎng)，形狀為U型， 揚起的金屬液體可流入該篩網(wǎng)內(nèi)，浮渣不能通過篩孔，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，隨時還原。這樣浮渣不會漂到其 他地方，整個液面基本沒有浮渣。配合采用這兩種輔助方法?？墒惯€原效率/效能更高，達到更好的經(jīng)濟效益。以上是對本發(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行了闡述，用于幫助理解本發(fā)明，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，任何未背離本 發(fā)明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明 的保護范圍之內(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。本發(fā)明還具有方便使用、易于操作、能同時起到防氧化和主動還原作用、輔助提升熔融金屬結(jié)合能力、成本低廉、性價比高、效果顯著、持續(xù)有效、清潔簡便和優(yōu)化工藝的優(yōu)點。
文檔編號C23C2/30GK101838787SQ20101017703
公開日2010年9月22日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者嚴永農(nóng) 申請人:嚴永農(nóng)