隨著工業(yè)的不斷發(fā)展,鋼鐵的使用量也在日益增長,但是鋼鐵板材在生產(chǎn)過程或成品封存過程中,遇到空氣潮濕和雨天時,極易氧化生銹,影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量。這給鋼鐵的使用帶來了問題,每年因腐蝕造成的鋼鐵損失非常驚人。

據(jù)統(tǒng)計,全世界每年因腐蝕而損失的鋼鐵約相當(dāng)于年產(chǎn)量的30%。不僅如此,設(shè)備還會因腐蝕而損壞,引起停工停產(chǎn),使產(chǎn)品質(zhì)量下降,對社會財富造成巨大的損失。銹是鋼鐵的大敵,所以如何保護鋼鐵,防止其生銹變質(zhì),增加其使用年限成為了人們普遍關(guān)注的話題。

金屬分為有色金屬和黑色金屬,黑色金屬又包括鐵、錳、鉻。鐵硬而有延展性,有很強的鐵磁性,并有良好的可塑性和導(dǎo)熱性,且在地球上分布廣泛。以鐵為主體的各種合金包括鑄鐵、碳鋼、不銹鋼等等,應(yīng)用廣泛。

黑色金屬水性防銹劑是一種水基防銹溶液,可有效的保護鋼、鐵等材料,防止生銹。巨石化工的KC—F106特效防銹液就是典型的防銹效果優(yōu)良的代表產(chǎn)品。防銹過程中起核心作用的物質(zhì)是緩蝕劑,不同的緩蝕劑,緩蝕機理各異。不同的緩蝕劑搭配,防銹性能差異很大。

常見無機緩蝕劑包括亞硝酸鈉、鉬酸鈉、鎢酸鈉、硼酸、硼砂、磷酸鹽等,它們都屬于陽極氧化型緩蝕劑。有機緩蝕劑的種類更多,例如人們熟知的羧酸鹽類:一元羧酸、二元羧酸、三元酸等,除此以外還包括脂肪酸酰胺類、硼酸酯類、石油磺酸鹽類、烷基琥珀酸類、陽離子季銨鹽類等等。此類緩蝕劑含氮、磷、硫、氧等具有孤對電子的元素,可直接在金屬表面形成化學(xué)吸附層,屬于混合型緩蝕劑。

常見的絡(luò)合劑包括EDTA、磷酸鹽等,絡(luò)合劑的添加量及種類對防銹性能影響較大。

絡(luò)合劑與水中鈣鎂離子螯合,緩蝕劑則與游離的鈉、鉀離子生成鈉鹽或鉀鹽。一價鈉鹽、鉀鹽本身起泡,且吸附性能不如二價鹽,吸附性能的降低削弱了防銹性能。僅少數(shù)絡(luò)合劑能增強防銹性能。

潤濕劑起到降低表面張力的作用,提高防銹劑的潤濕性能,大部分緩蝕劑本身具有一定的表面活性,所以一般不需要另外添加潤濕劑。

黑色金屬防銹劑的剖析在防銹劑的研發(fā)中起到至關(guān)重要作用。如紅外光譜廣泛用于小分子、高分子化合物的定性分析,這是一種較為簡便、快捷的分析方法;核磁共振可以分析測試防銹劑中的緩蝕劑等; 氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀可以用來分析防銹劑樣品中的揮發(fā)性溶劑; 液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀用來定性防銹劑中極性化合物,包括:有機緩蝕劑、無機緩蝕劑、絡(luò)合劑等。液相離子色譜可以分析出水性緩蝕劑中的無機離子。

隨著機加工等行業(yè)對防銹性能、環(huán)保的要求越來越高,水性防銹劑的防銹性能也隨之提升。其中關(guān)鍵組分就是緩蝕劑的種類及組合。緩蝕劑種類多種多樣,根據(jù)單一儀器很難精確的分析,還是需要多種設(shè)備進行聯(lián)合分析,才能得到一個準(zhǔn)確的分析數(shù)據(jù)。