環(huán)保水基防銹劑技術(shù)開發(fā)
1防銹劑種類
鋼材防銹處理的方式很多，但防銹的效果應(yīng)從防銹時(shí)間、腐蝕環(huán)境和成本上考量。對(duì)于短期防銹（幾個(gè)月），一般采用油性防銹劑或水性防銹劑處理；對(duì)于中期防銹（幾年），一般采用有機(jī)涂料（油漆）進(jìn)行防腐處理；對(duì)于長(zhǎng)期防銹（10 年以上），一般采用熱浸鍍鋅（或鋁）進(jìn)行防腐處理。對(duì)于弱腐蝕環(huán)境，如室內(nèi)環(huán)境，可采用簡(jiǎn)單的防銹處理，對(duì)于強(qiáng)腐蝕環(huán)境，如室外工業(yè)環(huán)境和海洋性氣候，則需要采用重防腐處理。下面將成品鋼材常用的防銹方式介紹如下：
油性防銹劑：油性防銹處理又包括軟膜防銹油和硬膜防銹油。
A.軟膜防銹油：軟膜防銹油是由礦物油（如煤油、柴油、機(jī)油或潤(rùn)滑油）、油溶性緩蝕劑（如石油磺酸鋇、硬脂酸鋁）和其他添加劑組成，其特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，具有一定的防銹效果（室內(nèi)存放防銹期大約2-3月）；軟膜防銹油在實(shí)際應(yīng)用的特點(diǎn)：
1)是最終用戶在使用鋼材時(shí)，表面的防銹油去除困難，需用溶劑清洗或高壓水清洗，否則將會(huì)對(duì)鋼材表面的后續(xù)處理產(chǎn)生不良影響；2)是經(jīng)防銹處理后的鋼材在運(yùn)輸過程中，易對(duì)運(yùn)輸工具（如箱體）造成油漬污染；3)是鋼材生產(chǎn)企業(yè)在用油性防銹劑對(duì)大量鋼材進(jìn)行防銹處理時(shí)，由于油性防銹劑的揮發(fā)性和易燃性，給生產(chǎn)過程控制帶來嚴(yán)重的安全隱患。
B、硬膜防銹油：硬膜防銹油是將有機(jī)樹脂（如生漆片、醇酸樹脂、聚脂樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂等）溶解于有機(jī)溶劑（如二甲苯、丙酮、醋酸乙酯等），屬于傳統(tǒng)的有機(jī)涂層防腐處理。有機(jī)涂層是應(yīng)用最為廣泛的一種防腐方式，適用于各種腐蝕環(huán)境中的中長(zhǎng)期防腐處理。有機(jī)涂層處理具有以下特點(diǎn)：
1)與油性和水性防銹處理比較，防銹時(shí)間長(zhǎng)，可適用于不同的腐蝕環(huán)境，通過涂料的選擇，可適應(yīng)于室外工業(yè)環(huán)境，海洋環(huán)境等。
2)不可以象水性處理時(shí)用大槽子浸泡處理，只能采用噴涂、刷涂方式。由于涂料中的有機(jī)溶劑揮發(fā)速度快，容易引起火災(zāi)和爆炸，所以不能在室內(nèi)大規(guī)模施工，只能在室外通風(fēng)處施工。
3)由于涂料中的溶劑如二甲苯、醋酸丁脂、甲醛等極易揮發(fā)，對(duì)操作工人和環(huán)境影響很大，長(zhǎng)期在這種環(huán)境工作，容易使人致癌、致殘。歐美國家已經(jīng)很少使用有機(jī)涂料。
4)有機(jī)涂層處理工作量大，成本高，一般作為產(chǎn)品終極防腐而不作為產(chǎn)品加工或儲(chǔ)運(yùn)過程防銹。
2水性防銹劑
傳統(tǒng)的水性防銹處理是將亞硝酸鈉、重鉻酸鹽等按照一定濃度溶解于水中組成水性防銹液，其特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，適用于金屬加工工序間短期防銹，防銹期大約20天左右；但這種防銹劑對(duì)操作人員毒性大，環(huán)境污染嚴(yán)重。
近年來，傳統(tǒng)的防銹劑正逐步被環(huán)保型水性防銹劑取代。目前開發(fā)的環(huán)保型水性防銹劑具有以下特點(diǎn)：
1)具有不燃、無毒、環(huán)保的特點(diǎn)，屬環(huán)境友好型產(chǎn)品；2)刷涂于鋼材表面，可形成連續(xù)、致密的保護(hù)層，隔絕空氣中氧和水汽與鋼材表面的接觸，達(dá)到長(zhǎng)效防銹的目的；一般空氣環(huán)境中，防銹期可達(dá)半年以上；3)由于形成的保護(hù)膜很薄且十分致密，保持了鋼材的基體色，用戶使用時(shí)不需進(jìn)行去除，可直接進(jìn)行下一步處理。
4)與有機(jī)涂層比較，耐水性和防腐能力要差。
5)處理成本低。
6)操作簡(jiǎn)單，可以浸泡、噴涂、刷涂等方式處理。
3環(huán)保水基防銹劑實(shí)例
新型水基防銹劑
利用我國豐富的天然資源松香，合成了一種環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效的水基防銹劑。松香在165～200 oC的高溫下，與順酐發(fā)生Diels-Alder反應(yīng)生成馬來松香，馬來松香進(jìn)一步與二乙醇胺反應(yīng)，得到黃色透明的防銹劑，實(shí)驗(yàn)證明，其具有良好的水溶性和防銹性能。這是由于其極性基團(tuán)對(duì)金屬有較大的親合能力，牢固吸附在金屬表面上，形成定向吸附層，因此，具有優(yōu)良的防銹性能。
結(jié)果表明：用松香、順酐和二乙醇胺的投料比為1:0.8:2.8，加入表面活性劑(司盤-80)，加入適量潤(rùn)濕劑(甘油)，合成出來的防銹劑配成防銹水，防銹水的使用濃度一般在1.0%左右效果最佳。
KJ水基金屬防銹劑
KJ水基金屬防銹劑，以肌醇六磷酸酯為主要成份，與其它幾種無毒金屬緩蝕劑經(jīng)科學(xué)復(fù)配而成。肌醇六磷酸酯是一種從糧食作物中提取的天然無毒化工產(chǎn)品，由于其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)與理化性能，對(duì)金屬有極強(qiáng)的螫合性能，作為金屬防銹劑使用時(shí)，可在金屬表面形成一層致密的鈍化保護(hù)膜層，有效地抑制金屬的腐蝕。該劑適合于鋼鐵及各種有色金屬的工序間及長(zhǎng)期防銹處理。另外，由于該劑在金屬表面形成的鈍化膜與有機(jī)涂料有相近的化學(xué)性質(zhì)，相互間有很好的粘合性能，可替代金屬涂裝前常規(guī)的磷化處理工序，從根本上解決重金屬、亞硝酸鹽、磷酸鹽等排放污染問題，而加工成本僅為傳統(tǒng)工藝的2/3。
KJ環(huán)保型水基金屬防銹劑產(chǎn)品，經(jīng)多方檢測(cè)，各項(xiàng)防銹性能指標(biāo)均高于同類傳統(tǒng)產(chǎn)品，為我國實(shí)現(xiàn)安全無毒金屬防護(hù)處理，開辟了一條重要途徑。
環(huán)保型水基防銹劑
以肌醇六磷酸酯、丙烯酰胺、谷氨酸為主體原料，研制了一種環(huán)保型水基防銹劑，通過正交試驗(yàn)確定其最佳配比，并對(duì)其防銹時(shí)間進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明該防銹劑具有優(yōu)良的防銹性能。為提高防銹劑的成膜質(zhì)量，在其中添加了高分子成膜劑，其中的馬丙共聚物不但使防銹膜更加均勻，而且進(jìn)一步延長(zhǎng)了防銹時(shí)間，使中性鹽霧實(shí)驗(yàn)時(shí)間接近50min。
1)不含亞硝酸鹽的環(huán)保型水基防銹劑，它的主體成分有肌醇六磷酸酯、丙烯酰胺和谷氨酸。其最佳配比為：肌醇六磷酸酯1:20(體積比)，丙烯酰胺5g/L，谷氨酸10g/L。
2)從大量高分子成膜劑中篩選出馬丙共聚物并添加到防銹劑中，顯著提高了防銹劑的防銹性能，常溫下用它處理鐵片，可快速在鐵片表面形成一層均勻易干的藍(lán)色絡(luò)合物膜，中性鹽霧實(shí)驗(yàn)時(shí)間超過了亞硝酸鹽防銹劑。
環(huán)保水基防銹液
以含有特殊功能官能團(tuán)的水溶性高分子聚合物為主體，再加入其它助劑或納米粒子制備了一種用于金屬表面處理的除銹防銹液，并對(duì)其其防銹性能進(jìn)行了研究。研制出的水基防銹劑具有自干成膜，成膜堅(jiān)韌、致密等特點(diǎn)，且符合環(huán)保要求。本文在水基防銹劑中添加高分子成膜劑，以延長(zhǎng)其防銹性能。利用納米級(jí)磁性明膠復(fù)合微粒的分散性好、有強(qiáng)的磁響應(yīng)性等特點(diǎn)，針對(duì)涂層性能，獲得納米復(fù)合體系涂層，使成膜均勻、堅(jiān)韌、致密。
因此這種含磷酸60%的水基防銹除銹液具有除銹防銹能力，并有自干成膜，成膜堅(jiān)韌、致密等特點(diǎn)，而加入的納米級(jí)磁性微粒提高了防銹膜同金屬基體的附著力，改善防銹膜隔潮和隔絕空氣的性能，具有很大的研究潛力。
F-124水基防銹劑
F-124是近年來研制開發(fā)的有機(jī)復(fù)合非亞硝酸鹽型水基防銹劑，用于黑色金屬工序問及內(nèi)腔防銹，F(xiàn)-124是一種有機(jī)復(fù)合型水基防銹劑，不含亞硝酸鹽，用于鑄鐵工序間和內(nèi)腔防銹，對(duì)銅、鋁等有色金屬也有較好的適應(yīng)性，防銹膜干后無自霜，可用自來水稀釋后使用，也可以濃縮液直接使用,經(jīng)樂克泰公司和百潔公司使用3-5％的F-124水溶液能滿足鑄鐵一個(gè)星期的防銹要求，防銹膜易去除。
丁烯酸洗胺型環(huán)保水基防銹劑
以丁烯酸、順酐和二乙醇胺為原料合成了丁烯酸酰胺基非離子表面活性劑．它是一種不含亞硝酸鹽的環(huán)保型水溶性有機(jī)防銹劑,結(jié)果表明當(dāng)反應(yīng)物量和催化劑量在1:0.08～l: 0.16, pH > 9時(shí),防銹劑水溶液的表面張力趨于穩(wěn)定值39.2×10-3N/m.合成的丁烯酸酰胺型防銹劑對(duì)鋼片有良好的防銹作用。
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