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CN102373478A - 除锈组合物 - Google Patents

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CN102373478A
CN102373478A CN2010102610916A CN201010261091A CN102373478A CN 102373478 A CN102373478 A CN 102373478A CN 2010102610916 A CN2010102610916 A CN 2010102610916A CN 201010261091 A CN201010261091 A CN 201010261091A CN 102373478 A CN102373478 A CN 102373478A
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谢颖玮
刘颋
邱凯
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3M Innovative Properties Co
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Abstract

本发明提供了一种除锈组合物，基于组合物的总质量，其包含：10～20质量％的无机酸；1～10质量％的有机酸；1～8质量％的渗透剂，其选自C2～C4短链醚和短链醇中的至少一种；2～10质量％的磺酸和/或磺酸盐类阴离子表面活性剂；0.5～10质量％的腐蚀抑制剂；和余量的水。

Description

除锈组合物
技术领域
本发明涉及一种除锈组合物，尤其涉及一种金属除锈组合物，用于例如医疗或商用金属器械的清洗。
背景技术
医用不锈钢医疗器械在使用的过程中，经常会出现生锈腐蚀的现象，主要原因分为三类：1.器械经常会碰到消毒剂，人体的分泌物、体液及血污等有机污染物，有机污染物中所含的盐类与碘类对铬层有一定的腐蚀破坏作用，尤其是器械上干涸的有机污染物所造成的破坏更大。2.器械使用后通常都要进行化学或者物理消毒，含氯消毒液、过氧乙酸、酸性电位水以及高温高湿的环境会使器械的镍铬层乃至铁质都受到氧化腐蚀。3.器械在清洗的过程中，许多违章操作，如用钢丝球或硬毛刷洗擦器械上干涸的血液，导致器械铬层被破坏。
为了延长器械的使用寿命，降低医院支出成本，许多医院选用除锈剂对生锈器械进行除锈处理，以进行重复使用。目前面市的液体除锈剂的主要缺点是除锈效果不够理想，长时间使用对金属有腐蚀性，反而造成器械产生更严重的二次锈蚀乃至直接报废。
相关的专利及文献对除锈剂的报道主要侧重于工业用除锈剂，这些除锈剂的组成通常为一些盐酸与表面活性剂的组合物，对金属的腐蚀性较强，如US5215676。还有一些文献所报道的除锈剂为磷酸盐，表面活性剂和缓蚀剂的组合物，但除锈速度慢，除锈率一般，如US2009032058A，CN101463481A等。
因此，仍然需要开发一种具有较快除锈速度，较高除锈率，较低的对金属腐蚀性的除锈组合物。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种除锈组合物，其能够用于医疗或商用金属器械，尤其是不锈钢器械的除锈处理，其在较温和的酸性体系下，就能具有较快除锈速度和较高除锈率，并且对金属的腐蚀性较低。
由此，本发明提供了一种除锈组合物，基于组合物的总质量，其包含：
10～20质量％的无机酸；
1～10质量％的有机酸；
1～8质量％的渗透剂，其选自C2～C4短链醚和短链醇中的至少一种；
2～10质量％的磺酸和/或磺酸盐类阴离子表面活性剂；
0.5～10质量％的腐蚀抑制剂；和
余量的水。
本发明的除锈组合物(本说明书中有时将其称为“高效除锈缓蚀剂组合物”)可以有效去除金属表面的锈斑、锈蚀点及其它腐蚀性物质，尤其适用于稀释后浸泡生锈金属。另外，本发明的组合物使用之后，不会对金属表面产生严重的腐蚀，不会产生返锈的现象，可以防止金属的二次锈蚀。该组合物为水溶性除锈剂，方便稀释使用，使用安全可靠。本发明除锈组合物对于普通不锈钢医疗器械锈斑，浸泡15分钟后，除锈率能达到50％以上。
具体实施方式
本发明中，除非特别指明，术语“物理稳定”是指在室温下至少3个月不由于明显的沉淀、结晶、相分离等等，发生与初始状态不同的显著改变。
术语“短链醚”是指含2～4个C的烷基醚。
术语“短链醇”是指含2～4个C的烷基醇。
本发明提供了一种除锈组合物，基于组合物的总质量，其包含：
10～20质量％的无机酸；
1～10质量％的有机酸；
1～8质量％的渗透剂，其选自C2～C4短链醚和短链醇中的至少一种；
2～10质量％的磺酸和/或磺酸盐类阴离子表面活性剂；
0.5～10质量％的腐蚀抑制剂；和
余量的水。
无机酸
适用于本发明的无机酸优选为中强酸，包括但不限于磷酸、偏磷酸、硼酸等，这些无机酸与金属离子的反应性大，而且易于同溶出的金属形成螯合物，起掩蔽的作用，同时，这些无机酸挥发性较弱，不会产生酸雾，不会对环境造成污染和对使用者造成伤害。更优选的无机酸为磷酸或者偏磷酸，磷酸根或偏磷酸根离子对二价和三价铁离子有很好的络合能力，在不锈钢基材表面形成致密的钝态膜，防止不锈钢金属的进一步腐蚀。
本发明的无机酸在组合物中的质量百分比为10％～20％，优选15％-20％，更优选18％-20％。低于10％，不能达到预期的除锈效果；多于20％，会对金属表面造成一定的腐蚀。
有机酸
适用于本发明的有机酸优选为阴离子化合物，并且能够与多价金属离子配位，可以加速除锈及延长除锈剂的寿命。适用于本发明的有机酸的实例包括但不限于柠檬酸、草酸、氨基磺酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、羟基乙酸、醋酸、丙酸、苯甲酸、壬基苯甲酸等，更优选柠檬酸、氨基磺酸，最优选柠檬酸。在组合物中的有机酸的质量百分比为1％～10％，优选4％-10％，更优选5％-8％。
渗透剂
适用于本发明的渗透剂可为有机或无机渗透剂，其可以帮助主除锈剂快速渗入透过锈膜，并在这一过程中松脱锈膜对下面的钢表面的附着，从而促进渗透和湿化作用，增强除锈效果。适用于本发明的渗透剂的例子包括但不限于二丙二醇单甲醚、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、氯化钠、氯化镁、亚硫酸钠等。
本发明优选的渗透剂为有机脂肪醇聚醚渗透剂。在本发明组合物中，这些渗透剂在帮助除锈的同时，能与铁离子络合生成一些防腐蚀成分，同时抑制酸雾的产生。本发明最优选的渗透剂为二丙二醇单甲醚，其表面张力较低，能快速从锈层的孔隙中透过，帮助主除锈剂加快渗透。渗透剂的质量百分比为组合物总重量的1～8％，优选1％-5％，更优选2％-5％。
表面活件剂
本发明组合物还含有磺酸和/或磺酸盐类阴离子表面活性剂，优选磺酸盐类阴离子表面活性剂。磺酸和/或磺酸盐类阴离子表面活性剂的实例包括但不限于烷基磺酸，含苯磺酸及烷基磺酸盐类等。本发明更优选的阴离子表面活性剂为烷基磺酸盐表面活性剂，优选C12-C 16烷基磺酸盐表面活性剂。本发明组合物中，表面活性剂的质量百分含量为2～10％，优选4％-8％，更优选5％-6％。
腐蚀抑制剂
本发明组合物含有腐蚀抑制剂。适用于本发明的腐蚀抑制剂的例子包括但不限于铬酸盐，亚硝酸盐等无机酸盐，或者含氮有机化合物，如苯胺、吡啶、喹啉、二乙胺、环乙胺、硫脲及它的衍生物等，更优选硫脲。腐蚀抑制剂在组合物中的质量百分比为0.5～10％，优选0.5％-4％，更优选0.5％-2％。
本发明的除锈组合物可以用水稀释5～20倍后使用。
本发明的组合物优选是物理稳定的，即，在室温下至少3个月不由于明显的沉淀、结晶、相分离等等，发生与初始状态不同的显著改变。
本发明的组合物可以采用常规的混合方法配制。
本发明的优选组合物无异味，无刺激性气味溢出，无酸雾现象。
本发明组合物可以用于不锈钢医疗器械表面及关节处锈斑的去除，同时防止不锈钢的进一步腐蚀。对于普通不锈钢医疗器械锈斑，浸泡15分钟后，本发明组合物的去除率能达到50％以上，能够有效防止金属表面的氧化还原反应，减轻酸性物质对金属的腐蚀。本发明组合物可以做成透明配方，特别适用于手工除锈。
下面通过实施例对本发明进行更详尽的描述。需要指出，这些实施例仅是对本发明的举例性说明，不构成对本发明的任何限制。除非特别指明，本发明中采用的百分比、含量、比例等均以重量计，采用的温度均指摄氏度。
实施例
A.除锈率实验方法
除锈率实验采用马口铁，将马口铁切割成3cm×3cm的铁片，两面用砂纸进行抛光打擦。然后将马口铁片在盐雾箱(ASTM B117)中放置48小时，使其两面生成锈层。
将所配溶液用水稀释7倍，将处理好的马口铁片放到稀释液中浸泡15分钟。
除锈率(％)由下式表示：
a：除锈前附着有铁锈的铁片重量(g)；
b：利用试剂除锈剂进行除锈、水洗、干燥后的铁片的重量(g)；
c：未生锈时铁片的重量(g)。
除锈率数值越大，说明除锈效果越好。
B：腐蚀评分标准如下：
腐蚀评分实验采用爱色丽X-Rite 8400分光光度仪测色仪(ASTMStandard D1003混浊度和透光系数测试方法)对腐蚀情况进行判别。本测试采用日光光源，以L值(L-颜色的明度，a-颜色的绿红值，b-颜色的蓝黄值，此处不对ab进行对比)进行对比。L值越小，不锈钢片除锈后颜色越暗，说明被腐蚀的程度越大。L＜50，严重腐蚀；50＜L＜60，腐蚀；60＜L＜75，轻微腐蚀；L＞75，基本无腐蚀。
C：对照例1-2及实施例1-6
根据表1所示配方，将各组分混合搅拌，配制对照例1-2及实施例1-6中的组合物。测试结果示于表2。
表1：配方(重量％)
Figure BSA00000241280400061
表2：测试结果：
  对照例1   对照例2   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5   实施例6
  除锈   80   40   72   76   65   70   68.2   71.54
  L值   46.67   80.03   66.87   60.21   72.10   70.62   71.49   65.42
结果表明：
对照例1中使用无机酸强酸可以达到较好的除锈效果，但也会引起严重腐蚀；对照例2中无机中强酸浓度低于10％，除锈效果较差，但对金属基本无腐蚀。实施例1～6均可达到较好的除锈效果，同时不会对金属表面造成严重腐蚀。

Claims (21)

1.一种除锈组合物，基于组合物的总质量，其包含：
10～20质量％的无机酸；
1～10质量％的有机酸；
1～8质量％的渗透剂，其选自C2～C4短链醚和短链醇中的至少一种；
2～10质量％的磺酸和/或磺酸盐类阴离子表面活性剂；
0.5～10质量％的腐蚀抑制剂；和
余量的水。
2.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的无机酸选自磷酸、偏磷酸、硼酸、或其混合物。
3.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的有机酸选自柠檬酸、草酸、氨基磺酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、羟基乙酸、醋酸、丙酸、苯甲酸、壬基苯甲酸、或其混合物。
4.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的有机酸选自柠檬酸、氨基磺酸、或其混合物。
5.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的有机酸为柠檬酸。
6.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的渗透剂选自二丙二醇单甲醚、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、氯化钠、氯化镁、亚硫酸钠、或其混合物。
7.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的渗透剂为有机脂肪醇聚醚渗透剂。
8.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的渗透剂为二丙二醇单甲醚。
9.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的表面活性剂为磺酸盐类阴离子表面活性剂。
10.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的表面活性剂选自烷基磺酸，含苯磺酸，烷基磺酸盐，或其混合物。
11.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的表面活性剂为烷基磺酸盐表面活性剂。
12.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的腐蚀抑制剂选自无机酸盐、含氮有机化合物、或其混合物。
13.根据权利要求12的除锈组合物，其中所述的无机酸盐选自铬酸盐、亚硝酸盐、或其混合物。
14.根据权利要求12的除锈组合物，其中所述的含氮有机化合物选自苯胺、吡啶、喹啉、二乙胺、环乙胺、硫脲及其衍生物、或其混合物。
15.根据权利要求12的除锈组合物，其中所述的含氮有机化合物为硫脲。
16.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的无机酸在组合物中的含量为15质量％-20质量％。
17.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的有机酸在组合物中的含量为4质量％-10质量％。
18.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的渗透剂在组合物中的含量为1质量％-5质量％。
19.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的表面活性剂在组合物中的含量为4质量％-8质量％。
20.根据权利要求1的除锈组合物，其中所述的腐蚀抑制剂在组合物中的含量为0.5质量％-4质量％。
21.根据权利要求1的除锈组合物，其包含：
18～20质量％的无机酸，所述无机酸选自磷酸、偏磷酸、硼酸、或其混合物；
5～8质量％的柠檬酸；
2～5质量％的二丙二醇单甲醚；
5～6质量％的C12-C16烷基磺酸盐类阴离子表面活性剂；
0.5～2质量％的硫脲；和
余量的水。
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