植酸与亚硝酸二环己胺气相缓蚀性能的比较.pdf

生产应用 植酸与亚硝酸二环己胺气相缓蚀性能的比较 齐 勇 常州永光防锈材料有限公司 江苏 常州 213119 摘 要 通过在植酸中加入氨水后不同 pH 值的气相缓蚀试验和在不同涂布量时的腐蚀失重试验 确定植酸作为气 相防锈纸缓蚀剂使用时的最佳 pH 值为 9 左右 涂布量为 20 30 g m2 以亚硝酸二环己胺为参照 通过密闭空间挥发减量 试验 气相快速甄别试验和湿热试验对其缓蚀性能进行了研究 结果表明植酸对黑色金属 镀锡钢板 镀锌钢板等缓蚀性 能良好 优于亚硝酸二环己胺 但涂布量过高或过低时 容易引起过腐蚀 是危险型缓蚀剂 关键词 植酸 气相缓蚀剂 腐蚀 测试 中图分类号 TG174 42 文献标识码 B 文章编号 1001 1560 2002 08 0044 02 Vapor Phase Inhibitive Behavior of Phytic Acid Qi Yong Changzhou YongGuang Antirust Materials Co Ltd Changzhou 213119 China Abstract Optimal pH value and content of phytic acid used for vapor phase inhibitor were determined by vapor inhibitive test and corrosion weight loss method Results compared with dicyclohexylamine nitrite showed that phytic acid was a high efficiency multifunction and green vapor phase corrosion inhibitor Key words phytic acid vapor phase inhibitor corrosion test 收稿日期 2002 03 08 1 前 言 气相缓蚀剂在常温下能迅速挥发并充满包装空间 吸附在金 属表面上 起到阻滞金属腐蚀的防锈材料 具有节约资源 减轻 劳动量 拆封即可使用及美化包装等优点 被广泛应用于军工 机 械 航空 船舶 仪表 汽车 量具 精密仪器和医疗器械等行业 作为气相防锈纸的有效化学成分 亚硝酸盐类缓蚀剂由于对钢铁 制品的长期有效防锈能力和优良的抗盐雾性能 在国内外得到了 广泛的使用 1 但是亚硝基和仲胺在人体内易合成亚硝胺 形成 一种强致癌物质 其毒性引起人们的高度重视 研究和开发高 效 低毒 多功能气相缓蚀剂是气相缓蚀剂发展的方向 2 从天 然动植物中提取分离缓蚀剂组分并进行化学改性 得到绿色缓蚀 剂 3 5 植酸存在于油类和谷类种子中 以米糠或麦麸为原料 经稀酸浸泡后过滤 用石灰和氢氧化钠中和 沉淀 再用离子交换 树脂进行酸化交换 减压浓缩 脱色和过滤得到一种淡黄色浆状 液体 植酸毒性极低 是一种少见的金属螯合剂 作为电镀添加 剂 水溶性介质中金属缓蚀剂 防腐蚀涂料添加剂 镀锌和镀锡材 料的钝化剂的应用已有报道 6 但关于植酸作为气相缓蚀剂的 研究尚未有报道 本文以亚硝酸二环己胺为参照 对植酸的气相 缓蚀性能进行了研究 2 试 验 2 1 气相快速甄别试验 称 1 g 植酸 4 份分别溶于 10 mL 水中 其中 3 份用氨水调 pH 值分别为7 9 11 另 1 份保持其 pH 值为 1 15 再分别涂布在规格 为 150mm 360mm 的中性原纸上 自然晾干 按QB1319 91附 录A 规定的方法及步骤进行试验 2 2 腐蚀失重试验 按涂布量分别为 10 15 20 25 30 35 40 g m2制得试验用防 锈纸 按 QB1319 91 附录 A 规定的方法及步骤进行试验 试验结 束后 将试样面上的腐蚀产物清理干净 用丙酮洗涤 干燥后称 量 绘制涂布量与腐蚀速率的关系曲线 并计算腐蚀速率 2 3 密闭空间挥发减量试验 分别称取 1 g 植酸和亚硝酸二环己胺 在 20 mL 水中充分溶 解 取 200 mm 200 mm 的中性原纸两张 在 50 的烘箱中烘干 15 min后在干燥器中冷却 然后称其质量 分别将 20 mL 的植酸 溶液和亚硝酸二环己胺溶液涂在干燥后的纸上 晾干后在 50 的烘箱中烘干 15 min 后在干燥器中冷却 称其质量 再将它们置 于烘箱中连续烘干 72 h 于干燥器中冷却 然后称其质量 计算失 重率 2 4 气相缓蚀性能的测试 用A3 钢制成 25 mm 50 mm 3 mm 气相快速甄别试样和 50 第 35 卷 第 8期 2002 年 8月 材 料 保 护 MATERIALS PROTECTION Vol 35 No 8 Aug 2002 44 mm 50 mm 3 mm 湿热试验试样 用砂纸打磨光亮后 用丙酮浸 洗 干燥12 h后称量备用 用镀锡钢板和镀锌钢板制成 25 mm 50mm 气相快速甄别试样和 50 mm 50 mm 湿热试验试样 用丙 酮浸洗 干燥 12 h后称量备用 按涂布量为 20 g m2制得试验用 亚硝酸 二环己 胺防锈纸 和植酸 盐防锈纸 规 格为 150 mm 120 mm 气相快速甄别试验按 QB1319 91 附录 A 规定的方法及步骤 进行 将 120 mm 150 mm 的气相防锈纸卷成圆筒 装入洗净烘 干的试管中贴附管壁 盖上橡皮塞 置于 50 2 的烘箱中恒温 2 h取出 迅速挂入试片 再置于 50 2 的烘箱中恒温2 h 同时 做空白对照试验 取出试管 分别注入蒸馏水 15 mL 再置于 50 2 的烘箱中开始试验 每天工作 8 h 然后停止运转 16 h 24 h为一周期 7 周期后试验结束 湿热试验按 QB1319 91 附录 B 规定的方法及步骤进行 将试片用防锈纸包好后 挂在湿热箱内 在 49 1 的温度和相对湿度大于 95 的条件下 每天工作8 h 然后停止运转 16 h 24 h 为一周期 7周期后试验结束 3 结果与讨论 3 1 气相快速甄别试验 通过在植酸溶液中加入氨水后不同 pH 值的气相快速甄别试 验来确定植酸作为气相缓蚀剂时的最佳 pH 值 1 g 植酸溶于 10 mL水后其 pH 值为 1 15 酸性较强 加入氨水时 溶液颜色由淡 黄色变为深褐色 同时伴随放热现象 这表明有化学反应发生 生成了植酸氨盐 用植酸作为气相防锈纸缓蚀剂 在自然状态 下 24 h 之内就有点蚀发生 用氨水调其 pH 值为 7 时 在 96 h 之 内有点蚀发生 当 pH 值为 9 时 在试验周期内有良好的气相缓蚀 性能 所以用植酸作气相缓蚀剂时 用氨水调 pH值为 9 左右 才 能发挥其良好的气相缓蚀性能 这表明氨化后的植酸气相缓蚀 性能强 3 2 腐蚀失重试验 腐蚀失重试验的目的是为了研究涂布量和失重率之间的关 系 根据 3 1 节的试验结果 将植酸溶液的 pH 值用氨水调至 9 左右 进行腐蚀失重试验 得出植酸是一种危险型气相防锈包装 纸缓蚀剂 当其涂布量低于 15 g m2或大于 30 g m2时 在24 h之 内就有点蚀发生 气相缓蚀效果比较差 失重率较大 所以用植 酸作气相防锈纸缓蚀剂时 涂布量范围应控制在 15 30 g m2之 间 3 3 密闭空间挥发减量试验 密闭空间挥发减量试验结果如表 1 所示 在密闭空间挥发 减量试验中 植酸的失重率比亚硝酸二环己胺大 由此表明植酸 在密闭空间的饱和蒸汽压比亚硝酸二环己胺大 所以用植酸作 气相防锈纸缓蚀剂时 能够迅速挥发充满包装空间 吸附到金属 表面 从而起到缓蚀作用 表 1 密闭空间挥发减量试验结果 缓蚀剂 原纸重 量 g 涂药后 重量 g 挥发 72 h 后重量 g 失重率 亚硝酸二 环己胺 16 738 117 723 617 589 213 64 植酸16 654 217 554 017 357 621 83 3 4 缓蚀性能测试 腐蚀失重试验的目的是为了研究涂布量和失重率之间的关 系 根据 3 1 节的试验结果 将植酸溶液的 pH 值用氨水调至 9 左右 进行腐蚀失重试验 由气相快速甄别试验结果可知 当涂 布量为20 g m2时 植酸对 A3钢的气相缓蚀性能较亚硝酸二环己 胺强 同时植酸对镀锡材料和镀锌材料也有良好的气相缓蚀性 能 湿热试验结果如表 2所示 由此试验结果可以确定 植酸作 为防锈包装纸缓蚀剂时耐湿热性能良好 可以在高温 高湿的环 境下使用 表 2 湿热试验结果 试样项目试验结果 A3 钢 全面腐蚀 腐蚀产物呈堆积状 亚硝酸二环己胺无腐蚀发生 植酸无腐蚀发生 镀锌材料 镀层黑变 植酸无腐蚀发生 镀锡材料 有黑锈出现 植酸无腐蚀发生 4 结 论 1 用植酸作气相缓蚀剂时 必须用氨水调 pH 值为 9 左右 才能更好的发挥其气相缓蚀剂性能 2 植酸的气相缓蚀性能比亚硝酸二环己胺的缓蚀性强 是 一种高效气相缓蚀剂 同时植酸对镀锡钢板 镀锌钢板等有色金 属也有良好的气相缓蚀性能 属于多功能气相缓蚀剂 3 在高温 高湿环境中 无毒植酸对黑色金属 镀锡钢板 镀锌钢板的气相缓蚀性能良好 4 植酸是一种危险性缓蚀剂 当涂布量过高或过低时 都 容易引起过腐蚀 参考文献 1 张大全 俞 路 陆 柱 苯甲酸吗啉盐气相缓蚀性能的研究 J 腐蚀与防护 1998 19 6 250 2 肖怀斌 气相缓蚀剂的研究与发展 J 材料保护 2000 33 1 27 3 Salch R M corrosion inhibition by naturially occuring substances the effect of aqueous extracts of some leaves fruit peal on the corrosion of steal Al Zn and Cu in