一種酸中添加用緩蝕劑和用該酸中添加用緩蝕劑進行酸洗的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及緩蝕劑領(lǐng)域，具體地，涉及一種酸中添加用緩蝕劑，該酸中添加用緩蝕 劑的制備方法，以及使用該酸中添加用緩蝕劑對汽車結(jié)構(gòu)鋼進行酸洗的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] P510、P510L、SAPH等系列汽車結(jié)構(gòu)鋼的熱乳酸洗板屬酸洗板中的高檔產(chǎn)品，主要 用于汽車底盤或內(nèi)門板等結(jié)構(gòu)部位，它有與冷乳板相媲美的成形性能和表面質(zhì)量，而強度 又高于冷乳板。隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，市場對汽車用熱乳酸洗板的要求不斷提高，在保 證沖壓成型性能前提下，還需要具有一定的表面光澤度，來達到提高產(chǎn)品涂裝及前處理表 面質(zhì)量的目標。
[0003]目前常見的緩蝕劑主要有雜環(huán)類、胺類、羧酸類、席夫堿類、硫脲類、嘌呤類等，例 如CN1844457A公開了一種碳鋼緩蝕劑，其主要成分為嘌呤類化合物，包括鳥嘌呤、腺嘌呤、 二氨基嘌呤、一硫代嘌呤、二硫代嘌呤等。但是目前對于緩蝕劑的研究都普遍針對普通碳鋼 進行，而對于P510、P510L、SAPH等系列汽車結(jié)構(gòu)鋼這類特種鋼種來說緩蝕效果并不明顯。 這些汽車結(jié)構(gòu)鋼的熱乳板使用常規(guī)的緩蝕劑進行酸洗時，表面常常出現(xiàn)全板面的黑斑、黃 斑、團狀黑斑和發(fā)暗等質(zhì)量缺陷，該類缺陷的酸洗板在后期的前處理涂裝使用過程中會出 現(xiàn)磷化膜層不完整、磷化膜晶粒大小不均勻等不良缺陷，影響最后的電泳涂裝涂層附著性 能及耐蝕性能等缺陷。因此，開發(fā)緩蝕性能更好的緩蝕劑，尤其是對汽車結(jié)構(gòu)鋼仍然具有優(yōu) 異的緩蝕性能的緩蝕劑是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的緩蝕劑用于汽車結(jié)構(gòu)鋼的酸洗時常常出現(xiàn)表面質(zhì) 量缺陷的技術(shù)問題，提供一種酸中添加用緩蝕劑和使用該酸中添加用緩蝕劑進行酸洗的方 法，該酸中添加用緩蝕劑能夠用于汽車結(jié)構(gòu)鋼這樣的特殊鋼種，用量少且具有優(yōu)異的緩蝕 性能，能夠得到表面質(zhì)量較好的汽車結(jié)構(gòu)鋼熱乳酸洗板，并且運行成本低、經(jīng)濟效益好。
[0005] 本發(fā)明的發(fā)明人使用現(xiàn)有的緩蝕劑對汽車結(jié)構(gòu)鋼進行熱乳酸洗的過程中發(fā)現(xiàn)，酸 洗之后常常感覺鋼板洗不干凈，酸洗的過程中或酸洗后烘干的過程中常常發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了全板 面的黑斑、黃斑、團狀黑斑和發(fā)暗等問題，并且鋼板的溶蝕率很高質(zhì)量損失較多，不僅影響 了表面質(zhì)量，也對后續(xù)處理帶來了不利影響，對此本發(fā)明的發(fā)明人認為這是由于汽車機構(gòu) 鋼中含有較高的鉻、釩含量所致，并意識到應(yīng)當開發(fā)出一種特別適用于汽車結(jié)構(gòu)鋼的緩蝕 劑?，F(xiàn)有的緩蝕劑產(chǎn)品通常成分比較單一，一般只含有一種或兩種類型的化合物，而本發(fā)明 的發(fā)明人在研究過程中意外發(fā)現(xiàn)，將多種類型的化合物相互配合并通過調(diào)節(jié)各成分間的配 比，能夠得到緩蝕效果更好，并且能夠適用于汽車結(jié)構(gòu)鋼的緩蝕劑。
[0006] 本發(fā)明提供了一種酸中添加用緩蝕劑，該酸中添加用緩蝕劑包括季銨鹽類化合 物、硫脲、磷酸鋁和/或磷酸二氫鋁，以及植酸和/或單寧酸。
[0007] 本發(fā)明還提供了一種對汽車結(jié)構(gòu)鋼進行酸洗方法，該方法包括：用酸洗液對汽車 結(jié)構(gòu)鋼進行酸洗，所述酸洗液含有本發(fā)明的酸中添加用緩蝕劑。
[0008] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的酸中添加用緩蝕劑的主要優(yōu)勢在于：
[0009] (1)本發(fā)明的酸中添加用緩蝕劑具有優(yōu)異的緩蝕性能，當用于汽車結(jié)構(gòu)鋼的熱乳 酸洗過程中時，得到的熱乳酸洗板的表面光澤度能達到3以上（黃色度b值< 1. 0)，亮度值 能達到40以上，克服了常規(guī)緩蝕劑帶來的表面缺陷，改善了產(chǎn)品的外觀；
[0010] (2)本發(fā)明的酸中添加用緩蝕劑用量少，酸洗所用的酸的消耗量低，鋼板溶蝕率低 (金屬損失量低），從而減少了運行成本，并能夠帶來經(jīng)濟效益；
[0011] (3)本發(fā)明的酸中添加用緩蝕劑配制工藝簡單易操作，可以在生產(chǎn)現(xiàn)場"即配即 用"，并且其性質(zhì)穩(wěn)定，配置成水溶液后可以放置達120天以上而不出現(xiàn)沉淀、分層的現(xiàn)象。
[0012] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0013] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0014] 本發(fā)明提供了一種酸中添加用緩蝕劑，該酸中添加用緩蝕劑包括季銨鹽類化合 物、硫脲、磷酸鋁（A1P0 4)和/或磷酸二氫鋁（A1 (H2P04)3)，以及植酸和/或單寧酸。
[0015] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，雖然現(xiàn)有的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種類型的化合物都可以用作緩 蝕劑，然而現(xiàn)有技術(shù)通常只采用其中的一種或兩種類型的化合物制備緩蝕劑產(chǎn)品，這些緩 蝕劑產(chǎn)品對于碳鋼等普通鋼有較好的緩蝕效果，但是對于含有較高鉻和/或釩的汽車結(jié)構(gòu) 鋼的緩蝕效果不夠明顯并且常常出現(xiàn)表面質(zhì)量問題。為此，本發(fā)明的發(fā)明人進行了大量的 創(chuàng)造性研究并意外發(fā)現(xiàn)，可以選擇性地將多種類型的緩蝕劑化合物進行配合使用，所得到 的酸中添加用緩蝕劑具有單一組分無法實現(xiàn)的意想不到的緩蝕效果，尤其是對汽車結(jié)構(gòu)鋼 具有優(yōu)異的緩蝕效果，用這樣的酸中添加用緩蝕劑酸洗后的汽車結(jié)構(gòu)鋼具有較好的表面光 澤度和亮度。
[0016] 在本發(fā)明中，所述酸中添加用緩蝕劑中的各組分的成分含量沒有特別的限定，各 成分的含量之間沒有出現(xiàn)兩個及以上數(shù)量級的差異即可，優(yōu)選地，所述季銨鹽類化合物、硫 脲、磷酸鋁和/或磷酸二氫鋁以及植酸和/或單寧酸的重量比可以為1 :〇. 3-2. 5 :0. 3-2. 5 : 0. 2-1. 2,更優(yōu)選為1 :0. 5-2 :0. 5-2 :0. 3-1 ;本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當季銨鹽類化合物、硫 脲、磷酸鋁和/或磷酸二氫鋁的含量大致相等而植酸和/或單寧酸的含量略低時可以達到 較好的配合效果，例如可以為1 :〇. 8-1. 2 :0. 8-1. 2 :0. 6-0. 8。另外，所述"磷酸鋁和/或磷 酸二氫鋁"的成分中，磷酸鋁和磷酸二氫鋁的配比沒有特別的限定，可以只存在其中一種物 質(zhì)，也可以兩種物質(zhì)以任意比例混合，優(yōu)選存在磷酸二氫鋁并且磷酸二氫鋁的含量大于磷 酸鋁的含量。所述"植酸和/或單寧酸"的成分中，植酸和單寧酸的配比沒有特別的限定， 可以只存在其中一種物質(zhì)，也可以兩種物質(zhì)以任意比例混合，優(yōu)選存在植酸并且植酸的含 量大于單寧酸的含量。
[0017] 在本發(fā)明中，所述季銨鹽類化合物的種類沒有特別的限定，使用本領(lǐng)域常規(guī)用作 緩蝕劑的季銨鹽類化合物即可，優(yōu)選地，所述季銨鹽類化合物選自咪唑啉季銨鹽、雙咪唑啉 季銨鹽、具有式（I)結(jié)構(gòu)的聚環(huán)氧氯丙烷季銨鹽和具有式（II)結(jié)構(gòu)的季銨鹽中的一種或多 種，
[0018]
[0020] 其中和尺4各自獨立地選自C1-C14的烷基（例如，甲基、丁基、十二烷基、 十四烷基等）和芐基，&和X 2各自獨立地選自鹵素（例如，氯、溴、碘），m為2-8的整數(shù)，優(yōu) 選為3-5的整數(shù)；其中，所述具有式（II)結(jié)構(gòu)的季銨鹽進一步優(yōu)選選自四丁基碘化銨、十四 烷基芐基二甲基氯化銨和雙十二烷基二甲基氯化銨中的一種或多種。
[0021] 在本發(fā)明中，所述酸中添加用緩蝕劑從方便存儲和出售的角度考慮，可以做成固 體的形式，另外也可以以水溶液的形式存在，并且在使用之前優(yōu)選將所述酸中添加用緩蝕 劑配制成水溶液的形式；在該酸中添加用緩蝕劑的水溶液中酸中添加用緩蝕劑的總含量 (即季銨鹽類化合物、硫脲、磷酸鋁和/或磷酸二氫鋁以及植酸和/或單寧酸的總含量）沒 有特別的限定，按照本領(lǐng)域常規(guī)配置緩蝕劑溶液時的總含量即可，例如，在該酸中添加用緩 蝕劑的水溶液中，季銨鹽類化合物、硫脲、磷酸鋁和/或磷酸二氫鋁以及植酸和/或單寧酸 的總含量為10-50重量％，優(yōu)選為18-35重量％，更優(yōu)選為20-30重量％。
[0022] 在本發(fā)明中，所述酸中添加用緩蝕劑可以通過現(xiàn)有的各種方法獲得，例如可以將 形成所述緩蝕劑用組合物的原料按照前述比例混合均勻而制得，因此本發(fā)明對所述混合的 步驟和條件無特殊要求。當所述酸中添加用緩蝕劑為水溶液時，其配制方法也可以采用常 規(guī)的配制方法，例如可以為在攪拌的條件下，將季銨鹽類化合物、硫脲、磷酸鋁和/或磷酸 二氫鋁，以及植酸和/或單寧酸在水中混合并溶解；其中將季銨鹽類化合物、硫脲、磷酸鋁 和/或磷酸二氫鋁以及植酸和/或單寧酸溶解的方式?jīng)]有特別的限定，優(yōu)選地將季銨鹽類 化合物、硫脲、磷酸鋁和/或磷酸二氫鋁以及植酸和/或單寧酸依次溶解于水中，即當前一 種成分目測完全溶解之后再加入下一種成分；所述攪拌的條件