防锈水的研究前言为了抑制金属腐蚀,人们采取了各种方法,其中利用缓蚀剂来改善腐蚀环境是非常重要的防蚀措施之一。

缓蚀剂就是一种在很低的浓度下能够减缓或阻止金属在介质中腐蚀的化学物质。

根据缓蚀剂水溶性和油溶性的不同,我们可制得防锈水和防锈油。

防锈水和防锈油应用于产品的防蚀处理中,基本上都属于“暂时性”保护措施。

1.防锈水的定义与优势防锈水是以水为基，加入可溶于水的缓蚀剂（即中性介质中缓蚀剂），制成防锈水。

防锈水主要用于钢铁件工序间防锈，也有用于封存的，但较少。

防锈水具有如下优点：（1）使用与去除都方便，施工场所清洁。

（2）根据需要可配成各种浓度，配制方便。

（3）适用于各种施工工艺，浸涂、浸泡、喷淋均可，冷热皆宜。

（4）节约油料。

（5）价廉。

（6）安全，不起火。

2.防锈水的组成与分类目前使用的缓蚀剂大半是无机化合物，属于阳极型缓蚀剂。

特别是亚硝酸钠，因其防锈效果优良，价廉且来源丰富，而用得最多。

但主要用于铁金属。

铬酸盐对铁及非铁金属都适用，但主要用于铜及铜合金。

而铜合金用缓蚀剂近来已多为苯并三唑所取代。

2.1工序间防锈水的使用工序防锈中，为了保持防锈水的清洁,保证防锈水的防锈效果，除了工序周转快，表面无污染的工件以外，都应先进行清洗，然后使用防锈水。

清洗时可用较稀的防锈水作为清洗液。

防锈水的使用方法有全浸、冷浸涂、热浸涂及喷淋等。

（1）全浸，在窒温下将制件全部浸入防锈水中。

只要防锈水不变质，制件就可得到防护。

大批量、尺寸小的制件多采用此法。

将制件盛入篮筐巾或将若干制件串在一起浸入。

用此工艺，要根据产量、周转期建立相应容量的全浸槽。

制件必须全部浸入溶液，不可露出掖面。

溶液不足时需即刻补充。

也有采用机台防锈的。

在机床旁置一容器盛防锈水。

工件自机床卸下来即刻进入此防锈水全浸，至工件达一定数量时转至下道工序或全浸糟。

（2）冷浸涂，将制件在室温防锈水中浸涂后取出。

制件上涂覆了防锈水而得到防护。

显然。

这层防锈水膜是很薄的，冷涂防锈水的浓度必然要求高些，且常加入一些增稠剂（如甘油、羧甲基纤维素等），增强水膜的附着性。

（3）热浸涂，防锈水加热浸涂，则制件上带有热量。

取出后水分会迅速蒸发，留下缓蚀剂的固体膜层。

当吸潮时此膜层成为防锈水层。

（4）喷淋，将防锈水用喷壶或机械喷淋到制件上，根据气候、季节、防锈水浓度等因素决定喷淋周期。

现在一些工厂在半成品库内设置机械喷淋系统，每班定期喷淋防锈水。

地上筑有沟槽，多余的防锈水可以流走，用此法可提高劳动生产率，防锈效果好。

2.2封存用防锈水的使用用防锈水作封存防锈的工艺有全浸法及包装纸法。

（1）全浸法，将制件全浸泡于玻璃瓶内的防锈水中，然后改好玻璃瓶即可。

（2）包装纸法，制件冷浸涂防锈水后，用浸有防锈水的纸包裹，再用防水的蜡纸或塑料膜包装。

2.1防锈水的配制防锈水的配制比较简单，将各组分加入水中溶解即可，甚至不需要加热也可以溶解。

防锈水的缓蚀剂的浓度按照防锈期的长短、使用工艺、季节和气候以及工件材料抗蚀性不同而变换。

例如亚硝酸钠的使用浓度为2-20%，在铸铁防锈时甚至可使用更高的浓度。

防锈水的配制中有时需要调整pH值，防锈水的配制一般可以使用自来水。

作为封存包装，防锈水只能适用于简单制件。

对于装配件，缓蚀剂进入狭缝、孔洞后不易清洗干净。

特别是有摩擦面的制品，如轴承。

2.2防锈水使用的注意事项（1）因为防锈水使用的缓蚀剂多数为阳极型缓蚀剂，使用时如果浓度不足，会造成局部腐蚀加剧。

当水中有氯离子、硫酸根离子时，缓蚀剂的用量应该更多。

（2）要调整亚硝酸钠防锈水pH值，如果过低，缓蚀剂效果降低甚至无效。

（3）需要注意防锈水对各种金属的适用性。

（4）上下工序使用油类时，不宜使用防锈水。

（5）要重视防锈水的排放问题。

（6）缓蚀剂的毒性问题要重视。

2.3一种新型防锈水的研制Y-803长效防锈水为水基型防锈剂，适用于各种形状的钢铁件在机械加工过程中的工序间防锈，特别适用于电镀表面处理厂家使用，室内防锈期可达2~3个月。

浓缩液PH值为9~10，密度为1.1-1.2g/cm3，无有害气体。

1、槽液控制Y-803：25-50%水：50-75%处理温度：常温处理时间： 2-3min处理方式：浸渍PH值：7-8工艺流程：脱脂→水洗→除锈→水洗→防锈→入库（脱脂除锈工序可用喷砂代替）2、说明1) 经防锈处理的工件，在防锈期内不能用水洗，并防止再污染。

2) 防锈期结束后，如需清除防锈层，可用水或碱性水基清洗剂清洗。

3) 本品浓度大，在存放中可能出现少量沉淀，使用前需搅拌均匀，不影响使用效果。

4) 本品不含镉、铅、汞、六价铬等重金属。

5) 防锈期越长或相对湿度越大的地区，配制浓度应高一些。

随着处理工件数量的增加，有效成份不断消耗，应及时补Y-803。

防锈处理后的工件应存放在室内，防止雨淋或沾水。

3、环境保护Y-803防锈剂在使用过程中只需根据消耗量补加，无须排放，不会污染环境。

4、设备材质槽体可用低碳钢内衬玻璃钢，或其他耐酸材料制造。

5、贮存包装Y-803应存放于室内，防止日晒。

20kg塑料桶包装。

3.防锈水存在的问题1.亚硝酸钠/尿素混液做防锈水的问题1.亚硝酸钠/尿素/苯甲酸钠混液作防锈水的来由中碱性水溶液中加入缓蚀剂，主要用于钢制件工序间与贮存期的防锈水，也可用作钢设备酸洗并漂洗后的钝化液。

这种缓蚀剂用得最多的是亚硝酸钠，因为它廉价易得，且效果较好:虽然近20年来，认为它有一定毒性，会分解出致癌的亚硝酸馁，但由于还没有较好的替代品，仍有一定量的应用。

亚硝酸钠一般常与其它缓蚀剂或助剂配合使用，以达到互补增强效果，但如使用不当，亦可能适得其反。

亚硝酸钠与尿素混合液或亚硝酸钠十尿素+苯甲酸钠混合液作为防锈水或钝化液曾在某些内部资料与正式出版的书籍上报道与推荐，但经实际使用与试验证明，并不能达到预想的效果，反而带来危害。

2尿素加入到亚硝酸钠中作用分析尿素在农业生产中被大量用作肥料，其水溶液本身对碳钢具有一定的腐蚀性。

许多资料提出将尿素与亚硝酸钠混用，设想增大它们的致钝与防锈效果这可能是尿素曾用作硝酸的缓蚀剂得到启示。

但其原理是硝酸溶解金属时存在HNO。

，通过加入尿素促使HN02迅速分解。

因此在NaNO2溶液中加入尿素，从上述原理来讲可能达不到预期目的。

如果从亚硝酸与尿素反应奔看就明白无误了。

我们可把尿素(NH2)2CO看作为碳酸按(NH4)2C03的醉，那么就可推理，它和亚硝酸作用时将放出二氧化碳并生成亚硝酸按(NH4N02)，后者很容易分解为氮气和水。

实际上除了C02、N2和H20外，可能还会生成其它产物，曾从亚硝酸钠水溶液中加入尿素并搅拌时，观察到棕色气体冒出，估计为NO，遇空气氧化变为N2。

主要反应式应是:CO(NH2)2+2HNO2~CO2+2N2+3H2O这里HNO2是氧化剂，CO(NH2)2是还原剂，在反应前后，它们的N原子的氧化数分别由+3与一3变为零。

在该反应中，亚硝酸根中的氮氧化NH。

原子团中的氮，结果两者均变为气体氮消失。

亚硝酸钠企图通过N较高的氧化数使钢铁表面达到氧化致钝的目的，由于与还原剂尿素反应，变成N。

而白白耗费了。

如亚硝酸钠的酸性水溶液与尿素作用，反应式为:2NaNO2+(NH2)2CO+2H~2N2+CO2+2Na +3H2O如果反应完全，即要2x69=138gNaNO2与609(NH2)2CO作用，如配制的防锈液重量比—亚硝酸钠:尿素=1:1，假定各加入10009，则经反应后，亚硝酸钠将完全耗尽，而尿素还剩余1000一434.7=565.39。

这样在配制好的防锈液中经反应后实际上只剩下含Na+的尿素水溶液。

由于酸性尿素溶液易使钢铁生锈，因而可明白尿素加到亚硝酸钠溶液中不但不能促进致钝防锈，反而会促进腐蚀。

此外，从亚硝酸钠钝化废液常采用尿素处理得到佐证，反应式为:2NaNO2+2HCI+CO(NH2)2~2N2+2NaCI+CO2+3 O3.苯甲酸钠加入到亚硝酸钠中作用分析苯甲酸钠虽不是氧化剂，但属阳极型缓蚀剂，用量不足，不会造成点蚀，没有危险性，适用于铁及有色金属。

其缓蚀机理是苯甲酸钠的阴离子C6H5COO-的竣基与铁发生化学键合，形成牢固的络合膜，生成的苯甲酸铁盐是不溶性的，能促进钢铁的钝化。

当苯甲酸钠加入到亚硝酸钠水溶液中，两者有互补效应，具有较好的防锈与致钝性能。

但当苯甲酸钠加入到亚硝酸钠与尿素的混合溶液中，为什么失去了防锈与致钝性能?这可能是由于上述亚硝酸钠与尿素反应，亚硝酸钠全部反应耗尽，只剩下尿素，苯甲酸钠与尿素作用，生成一种间氨基苯甲酸钠物质，而无防锈与钝化作用。

4.联氨或氨水加入到亚硝酸钠中的作用分析亚硝酸钠溶液添加联氨，试图通过联氨的碱性与脱氧作用使亚硝酸钠致钝能力提高。

但实际上联氨是一种强还原剂，它能与亚硝酸发生氧化还原反应。

NH2+HNO2~NH3+NO+H2ON2H4+2HNO2~N2+2NOH+2H2ONH4+HNO2~NH3+2H2O分别生成氨、一氧化二氮、氮、叠氮酸等，这些反应产物无助于亚硝酸钠的钝化，反而减弱其致钝作用同样，亚硝酸钠溶液中加入氨水，试图通过氨的碱性使亚硝酸钠致钝能力提高，但实际上氨具有还原性，在室温下氨的水溶液能被亚硝酸氧化，生成氮与水:NH3+HNO2~N2+2H2O生成的氮无助于钝化。

3.碳酸钠与磷酸钠加入到亚硝酸钠中的作用分析如前所述，亚硝酸钠溶液呈弱酸性，通常在微碱性条件下使用，防锈与钝化效果最好，因此常采用碳酸钠调pH至9~10。

碳酸钠与亚硝酸作用生成:Na2CO3+2HNO2~2NaNO2+CO2+H2O由于碳酸钠廉价，而且对亚硝酸钠无副作用，是最好的致钝助剂。

磷酸三钠也呈碱性，而且加入到亚硝酸钠溶液中生成的产物对钝化与防锈是有利的，因此也可以采用。

Na3PO4+3HNO2~3NaNO2+H3PO44.看法l)亚硝酸钠至今在防腐与清洗工程中，由于价廉，且防锈与钝化效果较好，在没有更好的替代品条件下，还是广泛应用的一种作为碳钢设备及零部件的防锈剂与钝化剂，但不宜用作有色金属，如对铜及铜合金会造成腐蚀，甚至应力腐蚀开裂。

2)通过试验证明及氧化还原反应原理分析，亚硝酸钠+尿素，亚硝酸钠+尿素+苯甲酸钠，或亚硝酸钠+联氨等混合溶液对碳钢防锈与致钝是不利的，建议不要再使用与推荐。

3)建议采用亚硝酸钠+碳酸钠，亚硝酸钠十磷酸三钠，或亚硝酸钠十苯甲酸钠等混合溶液作防锈剂与钝化剂，pH应控制在9一10。

4)为了保护环境，亚硝酸钠废液可以通过多种化学处理方法而排放。

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