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2024-08-16
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水基防锈剂、切削液的发展与应用
金属在潮湿空气中或浸于水中是很容易受到腐蚀的。但在水中加入一定量的缓蚀剂,这种水就是具有一定防锈功能的防锈水。防锈水被广泛应用于金属加工过程中工序间防锈,也可把材料浸泡在防锈水中暂时贮存。本文最后将介绍两款水基防锈剂在切削液、防冻液、水-乙二醇抗燃液压液、防锈水中的应用。
最常用的水溶性防锈剂主要有
亚硝酸钠:亚硝酸钠(NaNO2)是目前应用最广泛最廉价的水溶性防锈剂,多与碳酸钠共用。对黑色金属(钢、铁、锡)有效,对铜等有色金属无效。易溶于水、甘油,难溶于乙醇和乙醚。但在使用时最后不低于0.3%,在保护钢铁时其临界浓度为0.25%,低于0.25%时则形成腐蚀,所以最好保持在0.5%以上。在含高浓氯离子的海水中则没有防锈作用,在含氧化剂或还原剂的水中,缓蚀效果也大为降低。适用于闭封式循环系统,敞开式系统则需要更高的浓度。在常温下易产生硝化细菌营养物质而导致微生物腐蚀(在防冻液中不会,水温较高),对人和生物有害,特别是和胺类合用时形成的亚硝胺有致癌作用;缓蚀过程中会还原成氨,腐蚀某些金属材料。
无水碳酸钠:一般不单独使用,而是和亚硝酸钠复配使用。
应用举例:
亚硝酸钠3~8%,无水碳酸钠0.5~0.6%,水余量,用于全浸小零件;
亚硝酸钠3~8%,三乙醇胺0.5~0.6%,水余量,用于全浸、喷淋精密零件防锈;
亚硝酸钠15%,无水碳酸钠0.5~0.6%,甘油30%,水余量,用于中间库存防锈、成品防锈。
三乙醇胺:易溶于水,呈碱性,常和亚硝酸钠、苯甲酸钠一起复配防锈水使用,其用量一般为0.5~10%,实际用量更偏高,只对钢铁有效,对铜、铬、镍会加速腐蚀。
苯甲酸钠:溶于水和醇,配成1~1.5%防锈水即可阻止钢的腐蚀,也可减缓铜、铅的锈蚀,浓度大于40g/L时,对铝、硅钢、铸铁、钢都有明显缓蚀作用。
苯并三氮唑:是铜、银等有色金属的缓蚀剂,对抑制铜变色、腐蚀最有效,易溶于醇,微溶于水。
其它如钼酸钠、N-烷基亚氨双丙烯酸钠、六亚甲基四胺(乌洛托品)、尿素、磷酸盐、铬酸盐、硅酸钠等不再一一介绍。
近年来,国内新型水溶性缓蚀剂研究取得一些新的进展。如1-羟基苯并三唑及其碱土金属的氢氧化物、羊毛脂肪酸二乙酰胺和氨基酸、甲基肉桂酸的碱金属盐或胺盐、饱和脂肪二羧酸和聚酰胺羟膦酸盐等。一些不含亚硝酸盐的防锈水陆续投入市场。
以下内容请不要含民族主义色彩来阅读(否则请不用看下去了),日本的绿色环保意识及科技水平早于中国几十年。
日本切削液制造商组织“全国工作油剂工业组合”要求会员厂停止出售含亚硝酸钠的切削液。他们不断用以有机防锈剂为主体的切削液。渡边昭次等人研制了高性能、安全性好的切(磨)削液,对多种羧酸的胺盐进行了研究,发现苯甲酸的烷基、烷氧基、硝基和氯代衍生物的胺盐具有较好的防锈性,而溴、碘衍生物的胺盐除具有防锈性外,还具有良好的抗磨性。间宫富士雄提出了植酸(肌醇六磷酸酯)作为水溶性缓蚀剂---是植物中大量存在的有机膦酸化合物,特别存在于种子、谷物当中。因其分子结构中具有同金属配合的24个氧原子、12个羟基和6个磷酸基,与金属接触时极易在金属表面形成一层致密的有机单分子保护膜,使金属的电极电位变得和铂、金一样,从而有效阻止了金属的腐蚀。
植酸可用作管道的防蚀剂(添加钠盐、胺盐0.05%~0.2%);防冻液的缓蚀剂(添加钠盐、胺盐0.1~0.5%)。
日本第一工业制药株式会社生产的水溶性防锈剂-1,日本油脂公司的MET-ALEX.CA-2057,美国HUGHTON公司的RustVeto65等,其效果优于亚硝酸盐+三乙醇胺组合。
国内某公司引进日本人才及技术研发的Wb-r-8011及Wb-r-8012水性防锈剂近年来被多家公司广泛应用于切削液、防锈水、防冻液、水基液压液等产品中,取得良好效果。其水溶液PH8~9.
产品wb-r-8011主用于钢铁件,DIN51360PART2铁屑/滤纸试验,2%浓度溶于DIN20度GH硬水中0级;IP287铁屑/滤纸腐蚀试验,临界点2%;0.5%溶液中钢板浸泡两个月无锈;2.0%溶液中铸铁粉室温24无锈。产品Wb-r-8012主用有色金属特别是铜的缓蚀剂,也可用于气相缓蚀剂中。
其应用举例如下,只作为参考,其产品应用可在各家产品基础上研究、应用、开发,本产品信息以及所有建议基于现有经验及认识水平,本人对此不承担任何法律责任,包括已知的第三方知识产权、专利权(没查过有无此知识产权或专利),由于原料及各家配方、工艺不同,以下建议不做任何担保或保证。请参考的朋友们自行认真做好检验和测试,生产时的温度和时间及工艺很关键。

铜磨削液(代替油基磨削液,主要成份7号或5号白油)
Wb-r-801225%(有色金属缓蚀剂)
聚乙二醇40010%
苯并三氮唑0.5%
杀菌剂2%
消泡剂0.5~1%(
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水性防锈剂润滑剂在切削液配方中的应用

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