防銹知識--水基防銹劑
水基防銹劑是常用的一種暫時性防銹材料，隨著制造業(yè)的發(fā)展，對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、作用機理和使用方法，對近年來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存在的問題，并期望新型的水基防銹劑應是高效、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性防銹材料，因其以水為介質，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性防銹材料之一。
水基防銹劑的防銹性受前處理工藝、水質、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因使用條件不同防銹性相差甚遠，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、分類及標準
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，用作庫房內成品防銹。（防銹用乳化蠟）
RM：具有蠟至干膜的溶劑或水稀釋型液體，用于保護車輛表面涂層。（防護用乳化蠟）
RP：具有可剝膜的溶劑或水稀釋型液體，用于金屬薄板防護，防止劃傷。（可剝防護涂料）
由于水基防銹劑通常是根據(jù)防銹對象和防銹目的等具體情況而配制的暫時性防銹材料，它受使用條件的影響較大，對其研發(fā)和用于封存防銹的研究遠不及防銹油脂，目前尚無水基防銹劑的國標和行標。
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調節(jié)劑:碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、有機胺
4.稀釋劑:水、乙醇
5.其他:水質軟化劑、著色劑、嗅覺調節(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，先進工業(yè)國家已先后禁用亞硝酸鹽型水基防銹劑。我國經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，形成一層不溶性的致密的氧化保護膜，從而阻止金屬的陽極過程，減緩或終止腐蝕的電化學過程，實現(xiàn)對金屬的保護。如含鉬酸鹽和鎢酸鹽的水基防銹劑就屬這一類。
⑵在金屬表面生成難溶的鹽類保護膜。這類防銹劑中的防銹添加劑能與金屬上溶下來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層，阻止金屬的進一步溶解，起保護作用，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，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合，附著在金屬的表面形成一層難溶的絡合物保護膜，阻止金屬的溶解，起防銹作用。苯駢三氮唑的水溶液對銅的防護就屬于這一類。
?、刃纬晌锢砦侥?。這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膜，防止大氣中有害氣體對金屬基體的直接侵蝕，實現(xiàn)對金屬的防銹。
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，從而實現(xiàn)低使用濃度下的高防銹效果，因此，上述各種防銹機理可能和諧地存在于水基防銹劑這一統(tǒng)體中。
4、評價方法
由于目前水基防銹劑尚無國標和行標，除密度和pH值等理化檢驗項目外，防銹性能通常參照水基切削液的方法進行（GB/T 6144或JB/T 7453），即采用一級灰口鑄鐵作靜態(tài)恒溫點滴防銹試驗和疊片試驗，或采用鑄鐵粉末法（JB/T 9189）。
5、使用方法
按防銹對象對防銹期及后續(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，會嚴重影響防銹性，因此必須徹底清洗除去，必要時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
工件上經清洗劑脫除下來的油污和清洗劑的混合物，必須經漂洗除凈，通常采用雙槽流動水漂洗，確保漂洗效果。防止二次污染。
3.水質
水中的各種離子，特別是氯離子和硫酸根等對水基防銹劑的防銹性影響很大，應采用去離子水配制水基防銹劑。若采用自來水或其它水，則應先作相應的防銹性試驗。
4.包裝材料
對于工序間水基防銹，不需包裝。經水基防銹液處理后的工件再經適當包封，可實現(xiàn)封存防銹，但必須采用相應的配套防銹工藝。
6、國內近年水基防銹劑研究狀況
水基防銹劑以水為介質，使用安全，后處理方便，是一種重要的暫時性防銹材料，始終吸引著防銹工作者為之不懈努力，在節(jié)能、環(huán)保、綠色低碳生產成為人們共識的當今，更受人們的重視，從最近幾年我們防銹行業(yè)會議論文數(shù)量比重也可見人們對水基防銹劑的強烈需求，近幾年公開發(fā)表的有關水基防銹劑的研究也有所增加，研究內容主要集中在水基防銹劑的化學結構、配方組成和使用目的上。
6.1化學組成
?、俸然拈L鏈化合物,如二元酸、三元酸、氨肌酸鹽及其衍生物。
?、跓o機和有機混合物，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。
③水溶性高聚物，如聚丙烯酸鹽、聚丙烯酸酯乳液、水性聚氨酯。
④雜環(huán)衍生物，如苯三唑衍生物、巰基噻二唑衍生物等。
?、葜参镉椭男晕铮缍褂?、桐油、松香等植物油經酸化后成酯或成鹽。
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多金屬的適應性，延長防銹期。
?、诩庸ひ海岣呓饘偌庸ひ旱姆冷P性，改善加工液的環(huán)境適應性。
?、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合力。
④表面處理，用于涂裝前防銹防護處理或磷化后的封存處理，提高防護性，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。
從文章內容看以新添加劑合成、新配方篩選等理論性研究居多，應用試驗偏少，水基防銹工藝特別是水基封存防銹技術的研究很少，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。
7、存在的問題
水基防銹劑伴隨著金屬加工業(yè)應時而生，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)生成為人們共識的當今，對長防銹期水基防銹產品的需求更加迫切，不僅有些外商要求出口金屬零配件不能用防銹油防銹，國內一些大型裝備制造企業(yè)也紛紛要求配套產品供應商采用水基防銹。然而，由于影響水基防銹劑防銹性的因素較多，如水質、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)帶來了很多困難，也給標準的制訂增加了難度。
8、發(fā)展趨勢
1）高效、綠色、環(huán)保。利用添加劑的協(xié)同作用原理，實現(xiàn)低濃度下的高效防銹。利用化學改性的方法，對可再生的天然油脂進行改性，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。
2）多功能性。選用適當?shù)奶砑觿┙M合，或采用分子設計的方法，將防銹和清洗合二為一，或將防銹和潤滑融于一體，在滿足金屬加工冷卻潤滑的同時實現(xiàn)較長時間的工序間防銹，實現(xiàn)一劑多用，或根據(jù)相似相溶的原理，選擇適當?shù)姆冷P添加劑，使之與有機涂層有良好的結合力，用于漆前金屬表面處理。
3）抗大氣好、防銹期長的水基防銹劑。目前的水基防銹劑大多用于一個月以內的工序間防銹，一個月以上的防銹通常采用各種防銹油。開發(fā)抗大氣好、防銹期長達數(shù)個月的水基防銹劑，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，有利于降低生產成本。
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、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現(xiàn)有效的防銹，因此，在開發(fā)水基封存防銹材料的同時，須研究開發(fā)與之配套的防銹工藝。
亞光環(huán)保主營：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制劑；
廣泛應用于各種表面處理工藝：
3C產品制造業(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，陽極前處理，研磨液，切削液，拋光蠟等等。
精密五金制造業(yè)領域：應用于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，加工切削時冷卻潤滑，零部件表面退脫等。
在機械零部件制造業(yè)領域：應用于原材料防氧化，加工切削冷卻，工序后清洗，研磨拋光。
玻璃制造業(yè)領域：應用于各加工后環(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)領域：應用于沖壓后清洗，金屬表面除油脫脂，金屬磷化前的表調，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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