專利名稱：不銹鋼的防腐處理劑及防腐處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于不銹鋼表面防腐處理劑，以及應(yīng)用這些防腐劑的防腐處理方法，特別是關(guān)于有利于提高在苛刻的環(huán)境下不銹鋼表面的耐腐蝕性的防腐處理劑以及防腐處理方法。
根據(jù)從前的技術(shù)可知，為了抑制或者防止金屬表面的腐蝕，可用無(wú)機(jī)和有機(jī)等各種腐蝕抑制劑和防腐處理劑來(lái)進(jìn)行金屬表面的防腐覆蓋或防腐蝕處理。
在金屬當(dāng)中，雖然已經(jīng)知道鉻含量高的不銹鋼具有很好的耐腐蝕性，但是即使是這樣的不銹鋼，如果在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的條件下，或者即使在弱酸或弱堿若長(zhǎng)時(shí)間放置，表面也將逐漸地被腐蝕。象這樣的不銹鋼材的腐蝕，不僅將成為導(dǎo)致材料損傷的原因，同時(shí)當(dāng)不銹鋼材料用作化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)容器或者是保存容器等時(shí)，由于腐蝕而生成的物質(zhì)也將會(huì)成為雜質(zhì)污染容器中的物質(zhì)。
羥胺鹽(NH2OH A，A是硫酸，磷酸，鹽酸等酸)，比如可以通過(guò)亞硫酸氫鈉和亞硝酸鈉在水溶液中的反應(yīng)，在生成羥胺二磺酸鈉水溶液后，加水分解可以制得，其為無(wú)論在固體狀態(tài)還是在水溶液中都穩(wěn)定的化合物。到目前為止羥胺鹽一般被用作化學(xué)反應(yīng)原料，除此之外，當(dāng)化學(xué)上非常不穩(wěn)定的羥胺在化學(xué)藥品和電子材料的加工，洗凈中有用時(shí)，根據(jù)需要，羥胺鹽也被用作調(diào)制游離羥胺。
作為鐵等防腐處理的一個(gè)方法，金屬表面通過(guò)用酸性磷酸鹽水溶液處理的磷酸鹽處理方法是已知的。比如，在美國(guó)專利第4149909號(hào)，第4865653號(hào)以及第5597465號(hào)的說(shuō)明書(shū)中；歐洲專利第0695817A1號(hào)以及第0315059A1號(hào)的公報(bào)中；以及國(guó)際專利第WO93/03198號(hào)和第WO93/20259號(hào)的公報(bào)中，都敘述了將鐵和鋅等金屬浸泡在磷酸鋅和磷酸鐵的水溶液中，在它們的表面形成磷酸鹽被膜而防止腐蝕的方法。據(jù)記載，在做這種處理時(shí)，以促進(jìn)磷酸鹽被膜的形成為目的而在磷酸鹽水溶液中加入的硫酸羥胺等羥胺鹽，最多只有幾個(gè)重量％的量。
本發(fā)明是提供在苛刻的環(huán)境下能提高不銹鋼的耐腐蝕性的有用的防腐處理劑以及使用這些防腐劑的防腐處理方法。
發(fā)明概述本發(fā)明者對(duì)于在酸和堿等苛刻環(huán)境中即使長(zhǎng)時(shí)間放置也能使不銹鋼表面不發(fā)生腐蝕的防腐處理劑以及防腐處理方法進(jìn)行反復(fù)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，用羥胺鹽的水溶液作為防腐處理劑，如果在該水溶液與不銹鋼表面接觸的狀態(tài)下加熱，發(fā)現(xiàn)能得到具有極高耐腐蝕性的不銹鋼表面，從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明是由羥胺鹽構(gòu)成的不銹鋼表面的防腐處理劑。
此外，本發(fā)明是在不銹鋼表面與上述羥胺鹽防腐劑接觸的狀態(tài)下、在50℃以上的溫度下加熱的防腐處理方法。
本發(fā)明的不銹鋼表面用羥胺鹽防腐處理劑優(yōu)選下述形態(tài)。
(1)羥胺鹽是硫酸羥胺鹽或者磷酸羥胺鹽。
(2)由含有0.2-50重量％范圍的羥胺鹽的水溶液組成的防腐處理劑。
實(shí)施本發(fā)明的最佳形態(tài)本發(fā)明的羥胺鹽防腐處理劑，一般由羥胺鹽的水溶液組成，它的濃度在0.2-50重量％范圍。優(yōu)選濃度在5-20重量％范圍。作為羥胺鹽可以舉出硫酸羥胺鹽、磷酸羥胺鹽、以及鹽酸羥胺鹽。特別優(yōu)選硫酸羥胺和磷酸羥胺。這些羥胺鹽可以通過(guò)上述眾所周知的方法進(jìn)行制備而得到。
本發(fā)明的用羥胺鹽水溶液進(jìn)行的不銹鋼防腐處理是這樣進(jìn)行的，一般用羥胺鹽水溶液浸泡不銹鋼后，在常壓下、50℃以上的溫度下進(jìn)行加熱處理。雖然處理的時(shí)間因羥胺鹽水溶液的濃度和處理溫度等的不同而有所不同，但一般來(lái)說(shuō)至少3分鐘以上，優(yōu)選1～20小時(shí)。此外，使用高壓釜等，在比沸點(diǎn)100℃高的溫度下加熱也是可行的。處理溫度一般在60℃～160℃的范圍。
可適用于本發(fā)明防腐處理的不銹鋼一般無(wú)論組成如何都是可行的，優(yōu)選鎳或鉻含量高的不銹鋼。按本發(fā)明進(jìn)行的防腐處理可以抑制不銹鋼在苛刻環(huán)境下的腐蝕，有效地防止由于腐蝕而產(chǎn)生雜質(zhì)的混入和污染。例如，對(duì)作為醫(yī)藥品和電子材料洗凈劑有用的游離(即，不稱為鹽狀態(tài))羥胺的水溶液進(jìn)行蒸餾，得到高純度的這種溶液時(shí)，預(yù)先對(duì)不銹鋼蒸餾裝置進(jìn)行上述防腐處理，就能有效地防止由腐蝕性很強(qiáng)的羥胺引起的腐蝕，從而能防止來(lái)自裝置的雜質(zhì)的混入和污染。
(1)SUS304L不銹鋼(組成鐵約73％、鎳約9％、鉻約18％)(2)SUS316L不銹鋼(組成鐵約70％、鎳約12％、鉻約16％、鉬約2％)(3)SUS310S不銹鋼(組成鐵約57％、鎳約19％、鉻約24％)在耐熱螺口玻璃瓶中，加入10重量％的硫酸，再加入經(jīng)防腐處理過(guò)的試驗(yàn)片后，將此耐熱螺口玻璃瓶在80℃的恒溫槽中放置一定的時(shí)間。然后將試驗(yàn)片取出洗凈、干燥后，通過(guò)測(cè)定試驗(yàn)片的重量來(lái)進(jìn)行耐腐蝕試驗(yàn)。為了比較，用沒(méi)有經(jīng)過(guò)防腐處理過(guò)的試驗(yàn)片也進(jìn)行同樣的耐腐蝕試驗(yàn)。所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果歸納在表1～3。
表1(1)SUS304L試驗(yàn)時(shí)間 8小時(shí)處理 24小時(shí)處理 無(wú)處理(hr) 重量(g) 重量(g)重量(g)0 16.4526 17.955818.55431 - - 18.23782416.4523 17.9557 -4416.4521 17.9556 -6816.4518 17.9554 -116 16.4517 17.9553 -164 16.4513 17.9548 -188 16.4513 17.9548 -236 16.4514 17.9554 -284 16.4516 17.9554 -380 - 17.9546 -529 - 17.9544 -表2(2)SUS316L試驗(yàn)時(shí)間 8小時(shí)處理 無(wú)處理(hr)重量(g) 重量(g)0 18.2641 18.210324 18.1244 17.673344 18.0132 -
表3(3)SUS310S試驗(yàn)時(shí)間 8小時(shí)處理 無(wú)處理(hr)重量(g) 重量(g)0 17.3690 17.54891 - 17.41918 17.3690 -23 17.3686 -47 17.3687 -71 17.3685 -95 17.3688 -11917.3686 -16117.3684 -20917.3683 -28117.3685 -32917.3681 -45517.3679 -
防腐處理后的試驗(yàn)片進(jìn)行和實(shí)施例1同樣的耐腐蝕性試驗(yàn)。所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4～6所示。
表4(1)SUS304L試驗(yàn)時(shí)間8小時(shí)處理 無(wú)處理(hr) 重量(g) 重量(g)0 15.594318.55431 - 18.237824 15.5944 -44 15.5940 -68 15.5937 -11615.5935 -16415.5931 -18815.5931 -23615.5935 -28415.5937 -38015.5930 -52915.5929 -表5(2)SUS316L試驗(yàn)時(shí)間 8小時(shí)處理 無(wú)處理(hr) 重量(g) 重量(g)0 18.2045 18.210324 18.0672 17.6733
44 17.9527-表6-1(3)SUS310S試驗(yàn)時(shí)間8小時(shí)處理 無(wú)處理(hr) 重量(g) 重量(g)0 17.790017.54891 - 17.41918 17.7901 -24 17.7897 -47 17.7897 -71 17.7895 -95 17.7898 -119 17.7896 -167 17.7892 -215 17.7894 -287 17.7895 -335 17.7888 -455 17.7889 -628 17.7887 -
表6-2(3)SUS310S試驗(yàn)時(shí)間24小時(shí)處理 無(wú)處理(hr) 重量(g) 重量(g)0 17.9786 17.54891 -17.419124 17.9787-44 17.9788-68 17.9785-116 17.9782-164 17.9784-236 17.9784-284 17.9779-335 17.9777-表6-3(3)SUS310S試驗(yàn)時(shí)間 72小時(shí)處理 無(wú)處理(hr) 重量(g)重量(g)0 17.5712 17.54891 - 17.419119 17.5713 -67 17.5710 -
11517.5711-18717.5711-23517.5707-35517.5707-52817.5706-
防腐處理后的試驗(yàn)片進(jìn)行和實(shí)施例1同樣的耐腐蝕性試驗(yàn)。所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表7所示。
表7(3)SUS310S試驗(yàn)時(shí)間 3小時(shí)處理 無(wú)處理(hr) 重量(g) 重量(g)0 17.1045 17.54891 - 17.4191124 17.1041 -
防腐處理后的試驗(yàn)片進(jìn)行和實(shí)施例1同樣的耐腐蝕性試驗(yàn)。所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表8和9所示。
表8(1)SUS304L試驗(yàn)時(shí)間 8小時(shí)處理 無(wú)處理(hr) 重量(g) 重量(g)0 17.958818.55431 - 18.237812417.9583 -表9(3)SUS310S試驗(yàn)時(shí)間 8小時(shí)處理 無(wú)處理(hr)重量(g) 重量(g)0 35.507417.54891 - 17.419112435.5066 -表1～9所示結(jié)果表明，按本發(fā)明方法進(jìn)行防腐處理過(guò)的不銹鋼在高溫的稀硫酸中浸泡數(shù)十小時(shí)乃至數(shù)百小時(shí)后，重量幾乎不變，幾乎沒(méi)有發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。另一方面，沒(méi)有進(jìn)行防腐處理過(guò)的不銹鋼在浸泡后1～24小時(shí)過(guò)程中，所有的不銹鋼表面又變黑又產(chǎn)生氣泡，發(fā)生嚴(yán)重腐蝕。從這些結(jié)果可以判明，用本發(fā)明的防腐處理劑以及防腐處理方法進(jìn)行不銹鋼的防腐蝕處理是非常有效的。
生產(chǎn)上的利用可能性本發(fā)明的羥胺鹽防腐處理劑，對(duì)于用在顯著地提高不銹鋼，特別是含鉻不銹鋼的耐腐蝕性是有用的。另外，用本發(fā)明的防腐處理方法，不銹鋼在酸或堿等苛刻的環(huán)境中即使長(zhǎng)時(shí)間放置也不會(huì)發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，從而可以有效地防止因不銹鋼表面的腐蝕而產(chǎn)生的雜質(zhì)的混入和污染。
權(quán)利要求
1.不銹鋼表面防腐處理劑，其由羥胺鹽組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的羥胺鹽防腐處理劑，其特征在于，羥胺鹽是硫酸羥胺鹽或者磷酸羥胺鹽。
3.不銹鋼表面防腐處理劑，其由含有0.2-50重量％范圍的羥胺鹽的水溶液組成。
4.不銹鋼表面的防腐處理法，其特征在于，在不銹鋼表面與權(quán)利要求1～3中任一所述的防腐處理劑接觸的狀態(tài)下，在50℃以上的溫度下加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的不銹鋼表面防腐處理法，其特征在于，在50℃～200℃的溫度下加熱。
全文摘要
通過(guò)加熱與羥胺鹽水溶液相接觸的不銹鋼表面，能實(shí)現(xiàn)不銹鋼表面的防腐處理，顯著提高不銹鋼在苛刻環(huán)境下的耐腐蝕性能。
文檔編號(hào)C23F11/08GK1429281SQ01809442
公開(kāi)日2003年7月9日 申請(qǐng)日期2001年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月24日
發(fā)明者今井是 申請(qǐng)人:日進(jìn)化工株式會(huì)社