防銹知識(shí)--水基防銹劑
水基防銹劑是常用的一種暫時(shí)性防銹材料，隨著制造業(yè)的發(fā)展，對(duì)其性能也不斷提出新的要求。本文介紹了水基防銹劑的基本組成、作用機(jī)理和使用方法，對(duì)近年來(lái)水基防銹劑的研究作了分析，指出了目前金屬水基防銹技術(shù)存在的問題，并期望新型的水基防銹劑應(yīng)是高效、綠色、多功能，可用于封存防銹。
水基防銹劑是一種常用的暫時(shí)性防銹材料，因其以水為介質(zhì)，使用安全、方便、易清洗，已成為金屬制品加工過程中不可缺少的暫時(shí)性防銹材料之一。
水基防銹劑的防銹性受前處理工藝、水質(zhì)、使用環(huán)境如地域、氣候、季節(jié)、濕度、大氣中的成分等條件的影響較大，同一種水基防銹劑會(huì)因使用條件不同防銹性相差甚遠(yuǎn)，因此，目前水基防銹劑主要用于金屬制品加工中的工序間防銹。
1、分類及標(biāo)準(zhǔn)
在GB 7631.6（等效采用ISO6743/8制定）中,RB、RH、RM、RP這四類均是涉及以水為介質(zhì)的防銹材料。
RB：具有薄油膜的水稀釋型液體，用作工序間防銹。
RH：具有蠟至脂狀膜的水稀釋型液體，用作庫(kù)房?jī)?nèi)成品防銹。（防銹用乳化蠟）
RM：具有蠟至干膜的溶劑或水稀釋型液體，用于保護(hù)車輛表面涂層。（防護(hù)用乳化蠟）
RP：具有可剝膜的溶劑或水稀釋型液體，用于金屬薄板防護(hù)，防止劃傷。（可剝防護(hù)涂料）
由于水基防銹劑通常是根據(jù)防銹對(duì)象和防銹目的等具體情況而配制的暫時(shí)性防銹材料，它受使用條件的影響較大，對(duì)其研發(fā)和用于封存防銹的研究遠(yuǎn)不及防銹油脂，目前尚無(wú)水基防銹劑的國(guó)標(biāo)和行標(biāo)。
2、基本組成
常用材料舉例
1.緩蝕劑:醇胺、脂肪胺(皂)、苯甲酸鹽、羧酸皂(或酰胺)、肌胺酸鹽、咪唑啉及其衍生物、植酸皂、苯駢三氮唑及其衍生物、亞硝酸鹽、鎢酸鹽、鉬酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽
2.成膜劑:合成水溶性聚合物、天然水溶性樹脂、植物油脂改性水溶性化合物
3.pH調(diào)節(jié)劑:碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、有機(jī)胺
4.稀釋劑:水、乙醇
5.其他:水質(zhì)軟化劑、著色劑、嗅覺調(diào)節(jié)劑
早期的水基防銹劑通常以亞硝酸鹽作為主防銹添加劑，加入碳酸鈉或醇胺類化合物配制而成，這種水基防銹劑成本較低，對(duì)黑色金屬有良好的防銹性，因此曾廣泛用于金屬加工行業(yè)的工序間防銹，由于亞硝酸鹽有環(huán)保嫌疑,因此，先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已先后禁用亞硝酸鹽型水基防銹劑。我國(guó)經(jīng)過多年的研究和開發(fā),目前的水基防銹劑也大多不含亞硝酸鹽。
水基防銹劑通常以濃縮劑出售，根據(jù)實(shí)際情況按比例兌適量水稀釋后使用。
3、作用原理
水基防銹劑的防銹原理，通?？蓺w納為如下幾類：
⑴在金屬表面形成致密的氧化膜。這類防銹劑中的防銹添加劑能和金屬表面發(fā)生反應(yīng)，形成一層不溶性的致密的氧化保護(hù)膜，從而阻止金屬的陽(yáng)極過程，減緩或終止腐蝕的電化學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬的保護(hù)。如含鉬酸鹽和鎢酸鹽的水基防銹劑就屬這一類。
?、圃诮饘俦砻嫔呻y溶的鹽類保護(hù)膜。這類防銹劑中的防銹添加劑能與金屬上溶下來(lái)的金屬離子作用而生成難溶的鹽，沉積在金屬的表面，形成一層致密的保護(hù)層，阻止金屬的進(jìn)一步溶解，起保護(hù)作用，如含磷酸鹽和硅酸鹽的水基防銹劑就屬于這一類。
?、巧呻y溶的絡(luò)合物覆蓋膜。這類防銹劑中的防銹添加劑中大多含有N、O、S等元素的雜環(huán)基團(tuán)，它們能與金屬表面的金屬原子或金屬表面附近的金屬離子絡(luò)合，附著在金屬的表面形成一層難溶的絡(luò)合物保護(hù)膜，阻止金屬的溶解，起防銹作用。苯駢三氮唑的水溶液對(duì)銅的防護(hù)就屬于這一類。
?、刃纬晌锢砦侥ぁ＿@類防銹劑中通常含水溶性高分子成膜劑，待水蒸發(fā)后在金屬表面形成一層較厚的保護(hù)膜，防止大氣中有害氣體對(duì)金屬基體的直接侵蝕，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬的防銹。
在水基防銹劑配方中，通常將多種防銹添加劑配合使用，利用添加劑間的正協(xié)同作用原理，從而實(shí)現(xiàn)低使用濃度下的高防銹效果，因此，上述各種防銹機(jī)理可能和諧地存在于水基防銹劑這一統(tǒng)體中。
4、評(píng)價(jià)方法
由于目前水基防銹劑尚無(wú)國(guó)標(biāo)和行標(biāo)，除密度和pH值等理化檢驗(yàn)項(xiàng)目外，防銹性能通常參照水基切削液的方法進(jìn)行（GB/T 6144或JB/T 7453），即采用一級(jí)灰口鑄鐵作靜態(tài)恒溫點(diǎn)滴防銹試驗(yàn)和疊片試驗(yàn)，或采用鑄鐵粉末法（JB/T 9189）。
5、使用方法
按防銹對(duì)象對(duì)防銹期及后續(xù)工藝的要求，可選用不同的水基防銹劑及相應(yīng)的防銹工藝，現(xiàn)以水基清洗防銹工藝舉例如下：
在水基防銹工藝中應(yīng)注意如下影響因素:
1.清洗
金屬工件上有殘留加工液（油），特別是含硫、磷、氯等極壓元素的加工液，會(huì)嚴(yán)重影響防銹性，因此必須徹底清洗除去，必要時(shí)采用雙槽或多槽脫脂清洗，確保除盡工件表面的污物。
2.漂洗
工件上經(jīng)清洗劑脫除下來(lái)的油污和清洗劑的混合物，必須經(jīng)漂洗除凈，通常采用雙槽流動(dòng)水漂洗，確保漂洗效果。防止二次污染。
3.水質(zhì)
水中的各種離子，特別是氯離子和硫酸根等對(duì)水基防銹劑的防銹性影響很大，應(yīng)采用去離子水配制水基防銹劑。若采用自來(lái)水或其它水，則應(yīng)先作相應(yīng)的防銹性試驗(yàn)。
4.包裝材料
對(duì)于工序間水基防銹，不需包裝。經(jīng)水基防銹液處理后的工件再經(jīng)適當(dāng)包封，可實(shí)現(xiàn)封存防銹，但必須采用相應(yīng)的配套防銹工藝。
6、國(guó)內(nèi)近年水基防銹劑研究狀況
水基防銹劑以水為介質(zhì)，使用安全，后處理方便，是一種重要的暫時(shí)性防銹材料，始終吸引著防銹工作者為之不懈努力，在節(jié)能、環(huán)保、綠色低碳生產(chǎn)成為人們共識(shí)的當(dāng)今，更受人們的重視，從最近幾年我們防銹行業(yè)會(huì)議論文數(shù)量比重也可見人們對(duì)水基防銹劑的強(qiáng)烈需求，近幾年公開發(fā)表的有關(guān)水基防銹劑的研究也有所增加，研究?jī)?nèi)容主要集中在水基防銹劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)、配方組成和使用目的上。
6.1化學(xué)組成
?、俸然拈L(zhǎng)鏈化合物,如二元酸、三元酸、氨肌酸鹽及其衍生物。
?、跓o(wú)機(jī)和有機(jī)混合物，如硼酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、硅酸鹽、三乙醇胺、二乙醇胺、一乙醇胺、苯甲酸鈉、BTA。
?、鬯苄愿呔畚铮缇郾┧猁}、聚丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯。
?、茈s環(huán)衍生物，如苯三唑衍生物、巰基噻二唑衍生物等。
⑤植物油脂改性物，如豆油、桐油、松香等植物油經(jīng)酸化后成酯或成鹽。
6.2使用目的
?、俟ば蜷g防銹，提高水基防銹劑的防銹性和對(duì)多金屬的適應(yīng)性，延長(zhǎng)防銹期。
②加工液，提高金屬加工液的防銹性，改善加工液的環(huán)境適應(yīng)性。
?、劢ㄖ摻睿岣呗菁y鋼等建筑鋼筋在存放期間的防銹性及與混凝土的結(jié)合力。
④表面處理，用于涂裝前防銹防護(hù)處理或磷化后的封存處理，提高防護(hù)性，改善操作環(huán)境。
?、莘獯娣冷P，部分代替防銹油，用于金屬制品封存防銹。
從文章內(nèi)容看以新添加劑合成、新配方篩選等理論性研究居多，應(yīng)用試驗(yàn)偏少，水基防銹工藝特別是水基封存防銹技術(shù)的研究很少，這可能與影響水基防銹劑防銹性的因素較多，要較系統(tǒng)地開展防銹工藝的研究，難度較大有關(guān)。
7、存在的問題
水基防銹劑伴隨著金屬加工業(yè)應(yīng)時(shí)而生，但跟不上加工業(yè)發(fā)展的步伐，特別是在綠色節(jié)能、低碳環(huán)保、清潔衛(wèi)生成為人們共識(shí)的當(dāng)今，對(duì)長(zhǎng)防銹期水基防銹產(chǎn)品的需求更加迫切，不僅有些外商要求出口金屬零配件不能用防銹油防銹，國(guó)內(nèi)一些大型裝備制造企業(yè)也紛紛要求配套產(chǎn)品供應(yīng)商采用水基防銹。然而，由于影響水基防銹劑防銹性的因素較多，如水質(zhì)、前處理、包裝方式、氣候條件、季節(jié)變化、地理位置等等，在一處用得好好的，而在另一地可能就出現(xiàn)防銹失效，給水基封存防銹材料的開發(fā)帶來(lái)了很多困難，也給標(biāo)準(zhǔn)的制訂增加了難度。
8、發(fā)展趨勢(shì)
1）高效、綠色、環(huán)保。利用添加劑的協(xié)同作用原理，實(shí)現(xiàn)低濃度下的高效防銹。利用化學(xué)改性的方法，對(duì)可再生的天然油脂進(jìn)行改性，使之成為具有防銹性的水溶性化合物，有利于節(jié)約石油資源，有利于環(huán)境保護(hù)。
2）多功能性。選用適當(dāng)?shù)奶砑觿┙M合，或采用分子設(shè)計(jì)的方法，將防銹和清洗合二為一，或?qū)⒎冷P和潤(rùn)滑融于一體，在滿足金屬加工冷卻潤(rùn)滑的同時(shí)實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的工序間防銹，實(shí)現(xiàn)一劑多用，或根據(jù)相似相溶的原理，選擇適當(dāng)?shù)姆冷P添加劑，使之與有機(jī)涂層有良好的結(jié)合力，用于漆前金屬表面處理。
3）抗大氣好、防銹期長(zhǎng)的水基防銹劑。目前的水基防銹劑大多用于一個(gè)月以內(nèi)的工序間防銹，一個(gè)月以上的防銹通常采用各種防銹油。開發(fā)抗大氣好、防銹期長(zhǎng)達(dá)數(shù)個(gè)月的水基防銹劑，可部分代替防銹油，用于工序間防銹，有利于節(jié)約石油資源，有利于環(huán)境保護(hù)，有利于降低生產(chǎn)成本。
4）水基防銹封存防銹劑及工藝。影響水基防銹劑的防銹性的因素較多，如水質(zhì)、環(huán)境、地域、包裝方式等，在某一條件下具有較好防銹性的水基防銹劑，在另一條件下可能不能實(shí)現(xiàn)有效的防銹，因此，在開發(fā)水基封存防銹材料的同時(shí)，須研究開發(fā)與之配套的防銹工藝。
亞光環(huán)保主營(yíng)：工業(yè)清洗劑、除銹劑、切削油、鈍化劑、拋光劑，水性油墨等表面處理化學(xué)制劑；
廣泛應(yīng)用于各種表面處理工藝：
3C產(chǎn)品制造業(yè)的表面處理工藝：包括CNC后清洗，拋光后清洗，研磨后清洗，噴砂后清洗，電鍍前處理，PVD前處理，陽(yáng)極前處理，研磨液，切削液，拋光蠟等等。
精密五金制造業(yè)領(lǐng)域：應(yīng)用于CNC加工后清洗，拋光后清洗，研磨后清洗，噴砂后清洗，工序間表面防護(hù)，加工切削時(shí)冷卻潤(rùn)滑，零部件表面退脫等。
在機(jī)械零部件制造業(yè)領(lǐng)域：應(yīng)用于原材料防氧化，加工切削冷卻，工序后清洗，研磨拋光。
玻璃制造業(yè)領(lǐng)域：應(yīng)用于各加工后環(huán)節(jié)清洗，CNC加工后清洗，拋光后清洗，絲印后清洗，鋼化后清洗，鍍膜后清洗，絲印后脫墨...
汽車制造業(yè)領(lǐng)域：應(yīng)用于沖壓后清洗，金屬表面除油脫脂，金屬磷化前的表調(diào)，金屬表面磷化，金屬表面磷化后電泳涂料，車身車架工序間的防銹處理...
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