水性防銹劑研究與應(yīng)用現(xiàn)狀
2022-04-28 來源:潤滑油情報(bào)
摘要:根據(jù)水性防銹劑的應(yīng)用實(shí)踐,金屬加工行業(yè)對于工件加工后的表面要求越來越高,無論是水性防銹劑單獨(dú)使用,還是添加到其他水性金屬加工液中使用,均要求使用后工件表面不能有肉眼可見殘留,且不能影響后道加工

目前金屬加工行業(yè)內(nèi)常用的防銹材料主要分為以下幾類 :
(1)無機(jī)類的,主要有亞硝酸鈉、鉬酸鹽、硼酸鹽等,其中亞硝酸鹽和鉬酸鹽屬于氧化性防銹劑,但形成的防銹膜層并不是非常致密,需要一些成膜劑輔助。
(2)有機(jī)類的,主要有醇胺、羧酸鹽(以一元酸、二元酸和三元酸為主)、硼酸酯、酰胺等,該類防銹材料在不同行業(yè)均會有所應(yīng)用。其中羧酸類是應(yīng)用最廣泛的一類防銹添加劑,使用前需要與不同類型的醇胺中和成羧酸胺使用,但該類防銹劑成本較高。硼酸酯類防銹劑不僅具有較好的抗迭印效果,還具有一定的抗菌能力,但這類防銹劑不夠穩(wěn)定,有水解的可能性。
(3)成膜助劑,目前報(bào)道較多的是聚乙二醇、聚丙烯酸鈉、水溶性樹脂等,有人曾做過試驗(yàn)驗(yàn)證,PEG1500 比 PEG400 具有更好的成膜效果。
低殘留水性防銹劑研究的專利現(xiàn)狀
根據(jù)水性防銹劑的應(yīng)用實(shí)踐,金屬加工行業(yè)對于工件加工后的表面要求越來越高,無論是水性防銹劑單獨(dú)使用,還是添加到其他水性金屬加工液中使用,均要求使用后工件表面不能有肉眼可見殘留(包括白色殘留、固體顆粒物、軟粘性殘留等),且不能影響后道加工,如裝配、焊接等。因此,針對低殘留水性防銹劑的研究,已成為眾多行業(yè)內(nèi)從業(yè)者的研究對象之一,目前已經(jīng)公開、審查或授權(quán)的研究成果或研究進(jìn)展詳見下表 1。

由表 1 可知,低殘留水性防銹劑的特點(diǎn)是主要采用有機(jī)物作為主防銹劑,如羧酸鹽、醇胺、硼酸、硼酸酯、硅烷等,同時(shí)添加一些成膜助劑增強(qiáng)成膜效果,如聚丙烯酸鈉和聚乙二醇,考慮到潤濕性和滲透性,成膜助劑也可以是一些表面活性劑或醇醚溶劑,可選用的表活主要是陽離子表面活性劑和非離子表面活性劑。其中,陽離子表面活性劑吸附在金屬表面后,烷基鏈暴露在空氣中具有一定的疏水效果,有助于隔離潮濕空氣,并保持自清潔功能,將是水性金屬防銹劑的一個(gè)重要研究方向。
水性防銹劑應(yīng)用現(xiàn)狀
熱處理行業(yè)常見的生銹問題是回火后生銹、回火后放置過程中生銹或回火并拋丸后生銹,極端情況下淬火清洗后就會出現(xiàn)生銹。目前行業(yè)內(nèi)越來越多的客戶開始使用環(huán)保型水性防銹劑,淬火后用水性清洗劑清洗并用水性防銹劑漂洗,但這類防銹劑有個(gè)缺點(diǎn),由于有效防銹成分主要是有機(jī)物,在進(jìn)行高溫回火后會產(chǎn)生一定的高溫分解,降低防銹效果,但對于低溫回火則影響不大。也有部分企業(yè)仍然使用傳統(tǒng)的無機(jī)型防銹劑,以亞硝酸鈉作為主要防銹成分,此類防銹劑在防銹效果方面很突出,但容易在工件表面產(chǎn)生結(jié)晶,甚至吸潮,影響外觀。也有客戶使用乳化型防銹劑,具有較好的抗?jié)駸嵝Ч鸵欢ǖ目果}霧能力。
在金屬工件機(jī)加工過程中,工序間防銹主要以水性防銹劑為主,而儲存防銹和長期防銹則以防銹油為主。水性防銹劑相比防銹油,具有很好的可清洗性,尤其是在金屬加工的工序間防銹,進(jìn)入下道加工前很容易被去除,或者可直接進(jìn)行加工,同時(shí),水性防銹劑一般與切削液、磨削液、清洗劑等其他水性加工介質(zhì)均具有較好的相容性。
目前,此類防銹劑主要以羧酸和胺類作為主要防銹成分,并與酰胺、硼酸鹽、表面活性劑、其他成膜助劑等進(jìn)行復(fù)配,起到協(xié)同防銹的效果,如果是多種材質(zhì)防銹,還需添加一些有色金屬緩蝕劑。受到企業(yè)規(guī)模和經(jīng)營范圍、地理位置、地方法規(guī)要求等因素影響,各企業(yè)對于水性防銹材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)也有所不同,總體來講,隨著更多企業(yè)的環(huán)保健康意識在逐步增強(qiáng),會優(yōu)先選擇使用綠色環(huán)保的水性防銹劑。但仍然有部分企業(yè),在使用具有潛在健康危害的防銹劑組分,主要是基于成本方面考慮,也有部分原因是為了滿足企業(yè)自身對于防銹時(shí)間的期望。
為了加強(qiáng)水溶性工業(yè)介質(zhì)類產(chǎn)品的防銹性能,也可將水性防銹劑加入到其他水性產(chǎn)品中以增強(qiáng)防銹能力。為了降低使用風(fēng)險(xiǎn),體驗(yàn)更好的服務(wù),水性防銹劑使用企業(yè)一般會針對上下道工序選擇同一家介質(zhì)供應(yīng)商,一方面是因?yàn)榻橘|(zhì)間的相容性更好,另一方面是可獲得整體解決方案。