气相缓蚀剂.doc

气相缓蚀剂 腐蚀是金属材料一个极为重要的破坏因素，而其中大气腐蚀是存在最广泛的一种腐蚀形式，所造成的损失约占整个腐蚀损失的一半以上。缓蚀剂是一种防腐化学制品，将其少量加入到腐蚀介质中去，能够降低金属材料的腐蚀溶解速度。气相缓蚀剂，即挥发性缓蚀剂，能在常温下自动挥发出气体，依靠它所挥发的缓蚀分子或缓蚀基团在金属表面作用，从而阻止金属锈蚀或降低金属大气腐蚀速度。一 金属的大气腐蚀 金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是是仅仅由化学作用引起的腐蚀，如金属和干燥气体。电化学腐蚀是指当金属和电解质溶液接触时，发生电化学作用而引起的腐蚀。大气腐蚀是指大气中所含的腐蚀性气体溶解在水蒸气中，作用于金属表面所引起的腐蚀，其本质是发生在金属表面的一层电解质溶液薄膜中的电化学过程，如粗铁矿，铁为阳极，杂志为阴极。形成腐蚀电池。其腐蚀过程取决于阴极过程速度，而而阴极过程又取决于氧扩散速度。大气中除了氮气、氧气和水分以外，还有各种各样其他微量成分和污染杂质，其中，二氧化碳、臭氧、氨气、二氧化氮、硫化氢、二氧化硫、氯化氢、有机酸以及它们的溶解物，对不同金属材料有腐蚀性。此外，一些含碳酸根、氯离子、铵根、硝酸根离子、硫酸根离子、甲酸根离子、乙酸根离子等的盐类颗粒物在金属表面沉降，容易吸潮，由于化学及毛细管凝聚作用，在较低的相对湿度下金属表面即开始吸收水分，从而在金属表面形成电解质溶液薄膜。，加剧金属大气腐蚀。二 气相缓蚀剂气相缓蚀剂具有经济、有效、干净、清洁的特点，由于气体是无孔不入的,所以无论是金属制品的表面,还是内腔、沟槽甚至缝隙部位均可得到保护，所以气相缓蚀剂技术已经广泛地应用于机械、电子、仪表、汽车、军工等领域。使气相缓蚀剂及其产品得到大规模推广应用和新产品的开发已成为防止金属大气腐蚀的绿色技术发展的一个重要方向。气相缓蚀剂使用时不必直接接触金属表面，特别适合于结构复杂的金属制品与构件的非涂装性保护。长期以来,钢铁用气相缓蚀剂的基本组成为有机胺及其盐类，分子量较小且有较高的饱和蒸气压，在一定条件下容易挥发，在金属表面形成一种保护膜，或者能与酸性气体发生反应,从而抑制金属的气相腐蚀。而且，缓蚀剂的稳定性能很好，不因光、热等因素的影响而降低缓蚀剂性能，即使空气湿度增加，其缓蚀性能也不改变。亚硝酸二环己胺等是性能优异的黑色金属气相缓蚀剂，现在仍被广泛使用。现在的气相防锈材料为制造业提供了有效的保护手段,有利于满足对产品质量、环境保护、劳动者健康安全的严格要求,从而提高整个制造业的生产效率，这使得对新的缓蚀剂的开发及应用更为迫切，高效环保的气相缓蚀剂新品种开发日益受到重视。有机二胺或多胺化合物作为气相缓蚀剂的研究很多，如1, 3 2双2二乙胺基22 2丙醇(DEAP)等，这类缓蚀剂通过阻止金属活性位溶解来抑制腐蚀的阳极过程。现有的已开发的缓蚀剂商业化的很少，且无论对于人体还是环境都有一定毒害性。亚硝酸盐和铬酸盐由于对黑色金属具有突出的防锈作用, 曾被广泛使用，但后来发现亚硝酸钠和同一溶液中的有机胺盐接触生成致癌物亚硝胺，于是亚硝酸钠被禁用。铬酸盐同样存在着毒性和排放引起的环境污染问题,也被禁止使用。磷酸盐缓蚀剂因为工业污水对湖泊有富营养化作用，对环境危害极大，治理起来也较困难，一度被禁止使用。而乌洛托品在使用过程中会受热分解出有毒的氧化氮烟气，对人体伤害很大。现在广泛使用的气相缓蚀剂亚硝酸二环己胺、亚硝酸二异丙胺、碳酸环己胺等均有很大毒性。因为挥发性大，气相缓蚀剂在排放过程中很难处理，容易被人体吸入。所以，具有无毒、 易分解特点的氨基酸备受青睐，被列为重点开发方向之一。如：3 2(苯甲酰基) 2N 2(1, 1 2二甲基22 2羟乙基) 2丙氨酸( TALA) 用于汽车零配件的清洗中,以防止储运过程中产生锈蚀。三气相缓蚀剂的应用气相缓蚀剂的应用方式很多,可以将气相缓蚀剂粉末装入纱布、无纺布袋内或直接散布于机械设备的不同部位,也可以将其压制成不同形状的片、丸、锭剂,还可以制成气相防锈纸、气相防锈水、气相防锈油。传统应用中,气相缓蚀剂主要作为气相防锈包装材料应用于金属制品的储存和运输,可以直接使用,也可以将其溶解成液体使用,还可以将其涂于载体或充于包装材料使用。3.1新型缓蚀剂的应用方法有迁移法和静电喷涂法。3.1.1迁移法的典型，如有机阻锈剂MIC，利用钢筋混凝土的多孔结构进行液相和气相的扩散，进而到达钢筋混凝土的表面，形成一层均匀的表面保护膜。其使用方法的优势在于既可以涂于钢筋混凝土表面，也可以混入混凝土内，便捷高效。3.1.2静电喷涂法的典型是能够减少缓蚀剂在金属表面均匀分散的时间,使金属很快达到稳定钝化状态。气相缓蚀剂的静电喷涂使用方法扩大了气相缓蚀剂的保护范围,特别适合于很难密封的情况,用于机械设备的制造、组装和维修。3.2新型气相缓蚀剂及其应用范围气相缓蚀剂名称或组成应用范围毒性乌洛托品20 30g/ m2 , 钨酸钠815g/ m2 ,苯甲酸钠1020g/ m2 ,苯并三胺唑毒低苯甲酸吗啉盐多金属毒低4 - (N ,N - 二正丁基) - 胺甲基吗啉钢铁毒低HA - 1多金属害无公HA - 2多金属毒低双- (吗啉甲基) - 脲多金属毒低HA - 3多金属毒低2 - 甲基咪唑啉钢铁毒低2 - 乙基咪唑啉钢铁毒低2 - 异丙基咪唑啉钢铁低毒无机亚硝酸盐的多烯烃聚合物、三元取代的苯酚、熏过的SO21 - 羟基- 1 ,2 ,3 , - 苯并三氮杂茂及其盐3 - 氨基- 1 ,2 ,4 - 三唑多金属-无水钼酸盐(无水钼酸钠、无水钼酸铵) 与亚硝酸钠、苯并三氮唑混合二甲基乙醇胺、(和/ 或二乙基乙醇胺、二丙基乙醇胺)与苯甲酸(和/ 或特丁基苯甲酸、水杨酸、甲基水杨酸)按重量比40 %60 %;60 %40 %混合 癸酸、二甲基乙醇胺、苯甲酸、去离子水或蒸馏水- -咪唑啉衍生物( )铜低毒N ,N - 二乙基胺基丙腈多金属,工业和海洋大气苯甲酸钠34 % ,苯并三氮唑1 % ,六次甲基四胺24 % ,2 - 甲基咪唑啉2 %4 % ,尿素2 %4 % ,碱性离子水50 %80 %(重量比)多金属,耐海洋大气碱金属钼酸盐、碱金属亚硝酸胺、三唑、胺盐多金属大量胺盐、碱金属钼酸盐,其中也有钼酸胺或者钼酸盐与另一种成分如苯并三氮唑的混合物多金属甲基苯三唑多金属3 - 氨基- 1 ,2 ,4 苯三唑多金属双苯三唑多金属 四氮唑多金属1 - 羟基苯三唑多金属低毒1 ,2 , 4 - 三唑及其衍生物(如4 - H - 1 ,2 ,4 - 三唑,4- H - 3