防銹的方法中最簡單有效的就是使用防銹劑。防銹劑的優(yōu)點在于超級高效的合成滲透劑,它能強力滲入鐵銹、腐蝕物、油污內(nèi)從而輕松地清除掉螺絲、螺拴上的銹跡和腐蝕物,具有滲透除銹、松動潤滑、抵制腐蝕、保護金屬等性能。并可在部件表面上形成并貯存一層潤滑膜,可以抑制濕氣及許多其它化學成份造成的腐蝕。它可以在不破壞基材表面外觀的前提下實現(xiàn)防銹功能,而且在某些特定條件下還可以增加表面的光亮度。
一、防銹劑的種類
通常按照溶液的特征,防銹劑可以分為:水溶性防銹劑、油溶性防銹劑、乳化型防銹劑、氣相防銹劑和蠟膜型防銹劑等。
水作為主體溶劑,添加其它防銹物形成的水溶液。根據(jù)防銹的作用機理可具體劃分為三類。①金屬與防銹劑生成不溶而致密的氧化物薄膜,因而阻止了金屬的陽極溶解或促進金屬的鈍化,從而抑制金屬的腐蝕。這類防銹劑又稱為鈍化劑,如亞硝酸鈉、重鉻酸鉀等。應當注意的是在使用時,應保證足夠的用量。用量不足時,不能形成完整的氧化物薄膜,在未被遮蓋的很小的金屬表面上,腐蝕電流密度增大,易造成局部腐蝕嚴重。
②金屬與防銹劑生成難溶的鹽類,從而使金屬與腐蝕介質(zhì)隔離,免于銹蝕。例如:有的磷酸鹽能與鐵作用生成不溶性的磷酸鐵鹽;有的硅酸鹽能和鐵、鋁作用生成不溶性的硅酸鹽等。
③金屬與防銹劑生成難溶性的絡合物,覆蓋在金屬表面而保護金屬免于腐蝕。例如:苯并三氮唑與銅能生成螯合物Cu(C6H4N3)2,既不溶于水也不溶于油,因而能保護銅的表面。
還可以稱為油溶性緩蝕劑。大多數(shù)為具有極性基團的長碳鏈有機化合物。其分子中的極性基團依靠電荷作用緊密地吸附在金屬表面上;非極性基團長碳鏈烴則向著金屬表面的外側,并能和油類互溶在一起,從而使防銹劑分子定向排列在金屬表面,形成吸附性保護膜,使金屬不受水和氧的侵蝕。按其極性基團可分為五類:- 磺酸鹽類,化學通式為 (R—SO3)金屬表面處理劑。一般使用的是石油磺酸的堿金屬或堿土金屬鹽類,如石油磺酸鋇、石油磺酸鈉、二壬基萘磺酸鋇等。
- 羧酸及其皂類,化學通式為R—COOH及(R—COO)nMm。作為防銹劑的羧酸有動植物油的脂肪酸,如硬脂酸、油酸等,另有氧化石油脂、烯基丁二酸等合成的羧酸,還有石油產(chǎn)品環(huán)烷酸等。羧酸的金屬皂的極性比相應的羧酸強,故防銹效果較好,但油溶性較小。且遇水會水解,在油中分散時安定性較差,有時從油中析出。
- 酯類,化學通式為RCOOR′。羊毛脂、蜂蠟是天然的酯類化合物,也是較好的金屬防銹封存材料。多元醇的酯類防銹效果很好,例如單油酸季戊四醇酯、山梨糖醇酐單油酸酯(斯盤-80),都是較好的金屬防銹劑,應用較為廣泛。
- 胺類,化學通式為R—NH2,例如十八胺等。但單純的胺類在礦物油中的防銹效果不夠好,而常用的是胺類和有機酸生成的胺鹽或其他復合物,如油酸十八烷胺、硬脂酸環(huán)己胺等。
- 硫、氮雜環(huán)化合物,系含硫或含氮的雜環(huán)及某些衍生物,也是較好的金屬防銹劑,如咪唑啉的烷基磷酸酯鹽、苯并三氮唑和 α-巰基苯并噻唑等。咪唑啉類可用于黑色金屬與有色金屬防銹。
乳化型防銹劑有兩種:一種是油的微粒在水中的懸浮液,即水包油型乳化液,通常呈乳白色;另一種是水的微粒在油中的懸浮液,即油包水型乳化液,通常是透明的或半透明的液體。
乳化型防銹劑既具有防銹性能,又具有潤滑性能和冷卻性能,因此常用作金屬切削加工的潤滑冷卻液。乳化型防銹劑中的乳化劑過去常用植物油脂(如菜油、蓖麻油等)經(jīng)皂化加工而成,近年來則使用油酸三乙醇胺、磺化油或非離子表面活性劑等。為了加強防銹性能,在加水調(diào)配成乳化液時,還可加入一定量的水溶性防銹劑,如亞硝酸鈉與碳酸鈉、亞硝酸鈉與三乙醇胺等。此外,為了防止和減緩乳化液發(fā)臭變質(zhì),還可加入少量防霉劑,如苯酚、五氯酚、苯甲酸鈉等。
又稱氣相緩蝕劑,靠常溫時緩慢揮發(fā)出來的氣體在金屬表面形成保護層,達到防銹目的。它的防銹原理很像樟腦丸防蛀,特點是在常溫下自動不斷的升華,揮發(fā)成氣體,當這種氣體達到飽和狀態(tài)時就能對鋼鐵等金屬實行防銹保護。用于鋼鐵防銹的有氨水、碳酸銨等無機化合物,以及尿素、烏洛托品、碳酸環(huán)己胺等。
蠟膜防銹主要是通過石蠟、硬脂酸和長鏈脂肪銨鹽在基材表面成膜防銹。再復配羊毛脂鎂皂,易揮發(fā)溶劑油和一些酸脂。
在實際應用防銹劑時,常常將幾種防銹劑構成復合配方使用,以加強其防銹作用。
防銹劑可應用于:一般的導軌、銷軸、液壓支柱、軸承、懸掛鏈等部件的潤滑與防銹,尤其適于不能加溫固化的設備和零件上,如大型設備,非金屬基材料等。也適于露天擱置的機械,經(jīng)常接觸海水煙霧的海軍裝備(飛機、艦艇),經(jīng)常處于酸、堿、高低溫環(huán)境的機械設備的潤滑和防銹。
一些防銹劑也適合噴涂在各種碳鋼、合金鋼、銅、鋁、鎂及其合金、鑄鐵、非金屬材料等材質(zhì)的機加工表面和研磨表面,也可噴涂在經(jīng)噴砂、磷化、鈍化、陽極化、硫氮碳共滲的金屬材料工件表面。
通過對各類防銹劑的原作用原理分類和優(yōu)缺點總結,可以看到防銹劑種類較多,應用范圍也很廣泛,基本上可以滿足當前各行各業(yè)對防銹的要求。但隨著國家對五位一體的高標準嚴要求,生態(tài)文明建設也成為行業(yè)的風向標,指揮棒。同時也隨著人們對高生活質(zhì)量的不斷追求,對自身健康的高度關注。環(huán)保型防銹劑必將成為防銹劑發(fā)展和前進的方向。