專利名稱：易降解的水溶性熔融金屬抗氧化還原劑的制作方法
技術領域：
本發明一種金屬抗氧化還原劑，尤其是指一種易降解、環保性能好、不含鹵素的易 降解的水溶性熔融金屬抗氧化還原劑。
背景技術：
工業生產中，常會涉及到熔融一種金屬或合金，使其與另一種金屬結合或附著的 工藝。由于多數金屬與氧接觸均會氧化，如在靜態錫爐或動態波峰爐中產生的錫渣(SnO和 Sn02)即是一種工業中金屬氧化最常見的例子。在高溫環境下，尤其是在融化狀態下，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 其他金屬附著結合的工藝過程中，熔融金屬須不停的流動循環，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，即液體內部。那么氧化在 內部同樣會發生。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 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，甚至產生 外溢，污染又危險。所產生的浮渣不能正常參與融合的生產過程，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等。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， 其不足或局限性表現如下A 使用形態非常不便，因為其為粉狀物質，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，而熔融金屬液面上面一 般均有通風裝置，如播撒不當將產生飛散，造成浪費和污染。C 煙霧較大，還原粉一般為酸，堿，鹽類物質，與熔融金屬液面接觸后會與其他助 劑反應，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，對人體，設備，環境都有一定 的危害，計算其作用后還原物的節約，經濟價值不高。而采用還原顆粒(金屬)的作業原理 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(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，從其制備形態即可知，因經過了金屬熔解，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，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，反而結合與附著質量下 降。采用粘稠膠狀還原物質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，使用時倒入熔融金屬液面，經充分攪拌，擴散于液體表面，形成保護膜， 并持續發生還原作用。其局限性在于以下幾點A 擴散不夠迅速，須費力攪拌。B 油性物質粘度過大，常會附著于工件，造成產品污染，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中，附著于設備部件，導致設備循環通道堵塞、不暢，給設備維護造成不便。D 沉淀物，粘于設備部件，類似于樹脂型堅硬物質，清理非常困難。設備保養清理 非常不便，從長期看，一定會損傷設備。E 不易降解、不具環保性，其中含有的鹵素，會附著于工件，造成產品易吸潮氧化。

發明內容
針對以上提出的問題，本發明目的在于提供一種易降解、環保性能好、不含鹵素能 經濟方便地還原熔融金屬氧化浮渣的易降解的水溶性熔融金屬抗氧化還原劑。本發明通過以下技術措施實現的，一種易降解的水溶性熔融金屬抗氧化還原劑， 其組份包括吐溫-80、磷酸、磷酸二氫胺和水。上述水優選雜質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、磷酸1 6份、磷酸二氫胺 0. 5 2份、水3 15份。以上各組份的重量份額優選吐溫-80 90份、磷酸3份、磷酸二氫胺1份、水6份。在以上各組份中還可添加適量的香精。本發明還公開了制備易降解的水溶性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)待上一步驟的產物冷卻至30 50°C將磷酸和磷酸二氫胺邊攪拌邊緩慢加入 冷卻后的產物中，而后攪拌10 15分鐘后，按要求包裝成成品。本發明的有益效果有A 易降解、具水溶性、環保性能好、不含鹵素本發明公開了一種主要由吐溫-80、磷酸、磷酸二氫胺和水復合而成的易降解的水 溶性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 面活性劑，該物質的化學穩定性高，即使在高溫下也不易被強酸、強堿破壞，其中的各組份 不含有的鹵素，從而不會造成附著工件易吸潮氧化。
B:方便使用，易于操作本發明為水溶性液體，使用時倒于熔融金屬液面即可，而且本發明采用張力擴散 技術而加有表面活性物質，在兩種液體接觸時，會產生親/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，而其他現有產品則須外加機械力(攪拌) 等才能鋪滿整個液面；所以采用本發明抗氧化還原劑只要在幾個點加入即可，產品會迅速 “智能”地向未覆蓋區域擴散和流動，3 5秒后抗氧化還原劑即會鋪滿整個液面；同時，因 產品為浮于熔融液體表面持續起作用，所以加入的量不要求非常精確，這樣也便于作業。C 輔助提升結合能力使用本發明的抗氧化還原劑，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，本發明中含有的活性物質(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合或附著質量，從而使本工序所要達到的結合 或附著水平大大提高，這是本發明的一大特色。這也是現有的其他幾種還原劑或方法所不 具備或效能達不到的。D 成本低廉，性價比高因本發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。經測算，可節約金屬為該工段使用總量的50%，經濟效 益非常可觀，性價比很高。E 效果顯著，持續有效本發明采用新工藝加工而成，將其傾倒于熔融金屬液面即可，原已產生的氧化物， 會在本發明加入后擴散的同時還原消失，對后續產生的氧化物隨時分解還原，效果可以立 竿見影，并在4 5個小時持續有效。F:清潔簡便，優化工藝本發明為水溶性液體，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，起有效成分持續有效，不須反復添加。同時，因氧化物被不斷還原，故每天所產生的殘余浮渣非常少，原來每天須清理兩 次，現只須每天稍事清理，兩到三天(正常班)大清一次即可。而且所產生的灰渣為干爽性 松散物質，殘渣松散易碎，粘附在設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，清潔次數少，自然保持了環境清潔，同時優化了操作 和清潔工藝。G 應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合實施例對本發明作進一步詳細說明。實施例1 吐溫-8090 份磷酸3份
磷酸二氫胺1份去離子水6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物中，而后攪拌10 15分鐘后，按要求包裝成成品。實施例2 吐溫-8070 份磷酸1份磷酸二氫胺0. 5份水3 份香精0. 005 份制法同實施例1。實施例3:吐溫-80120 份磷酸6份磷酸二氫胺2份蒸餾水15份香精0. 005 份制法同實施例1。本發明的物理形態為水溶性液體，有別于現有還原劑，這種水溶性液體有利于使 用時操作，便于向液態的熔融金屬中添加；同時也有利于在液態熔融金屬表面快速流動擴 散。使用時，只需將本發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、分散浮渣結構，還原出有用金屬當產品加入熔融金屬液面后，產品會浸透于浮渣縫隙，產品中含有擴散/分散劑， 起到擴散浮渣結構，減小其結構張力，使得浮渣迅速分散，從不規則故態迅速變成分散的稠 狀液態，有用金屬即馬上還原流回到液槽中，繼續參與有效作業工藝。3、減小熔融金屬液面張力，提高結合附著質量因本發明中的活性成分(表面活性劑)可以改變熔融金屬液面張力，從而提高熔 融金屬的流動性和結合能力。經使用及測算，本發明還原效率可達85% 95%，并可提高結合附著流動性20% 以上，相應地可以節約30 50% /工段成本。
為了更加節約，達到更好的經濟效果，實際使用中，本發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流動，所以產生的氧化物很多。 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 的區域內，使大部分液面處于靜止，但液面以下又可以充分循環流動，不影響整個工序原有 作業方式。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容納熔融金屬的容器的不同，設計篩網，形狀為U型， 揚起的金屬液體可流入該篩網內，浮渣不能通過篩孔，可收集入在內，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。可使還原效率/效能更高，達到更好的經濟效益。以上是對本發明易降解的水溶性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，用于幫助理解本發明，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，任何未 背離本發明原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在 本發明的保護范圍之內。
權利要求
一種易降解的水溶性熔融金屬抗氧化還原劑，其特征在于組份包括吐溫-80、磷酸、磷酸二氫胺和水。
2.根據權利要求1所述的易降解的水溶性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。
3.根據權利要求1所述的易降解的水溶性熔融金屬抗氧化還原劑，其特征在于各組份 的重量份額為3份、1份、離子水6份吐溫-8070 130份；磷酸1 6份；磷酸二氫胺0. 5 2份；水3 15份。
4.根據權利要求4所述的易降解的水溶性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-8090份；磷酸3份；磷酸二氫胺1份；水6份。
5.根據權利要求1所述的易降解的水溶性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。
6.一種制備如權利要求1所述的易降解的水溶性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)待上一步驟的產物冷卻至30 50°C將磷酸和磷酸二氫胺邊攪拌邊緩慢加入冷卻 后的產物中，而后攪拌10 15分鐘后，按要求包裝成成品。
全文摘要
本發明公開了一種易降解的水溶性熔融金屬抗氧化還原劑，組份包括吐溫-80、磷酸、磷酸二氫胺和水。本發明具有易降解、具水溶性、環保性能好的優點。本發明還具有方便使用、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合能力、成本低廉、性價比高、效果顯著、持續有效、清潔簡便和優化工藝的優點。
文檔編號C23F11/08GK101838810SQ201010177050
公開日2010年9月22日 申請日期2010年5月18日 優先權日2010年5月18日
發明者嚴永農 申請人:嚴永農