A New Antirusting Agent with Water soluble Polymer for Steels
L I M ing x ian, Z H ANG De jun, WU Wen x iang
( L ang fang T eachers Colleg e, L ang fang 065000, China)
( 1) 防锈膜外观 25 m m 50 mm 3 m m 一 级灰口铸铁试片经防锈处理, 室内挂放 18 h 后, 观 察防锈膜的完整性、透明性和流挂情况, 以膜均匀、 透明、边缘无收缩、无明显流挂为合格。
( 2) 盐水浸泡试验 将铁片浸于防锈剂中, 10 min 后取出, 室内 挂放, 待膜干 后, 浸于 3% 的盐水
盐水浸泡试验, h 20
20
10
26
15
22
注: 表中各组分的含量均为每 300 ml 水溶液中各物质的质量( g)
显改善; 聚乙二醇( PEG) ( 分子量为 2000) 和聚乙烯 醇( PVA) 因分子链中都含有极性基团, 能与金属表 面形成一定的作用力, 可附着在金属表面形成一层 致密的薄膜, 从而防止外界大气中的有害成分对金 属基体的侵蚀, 起到防锈的效果, 两者复配使用时成 膜效果更好, 此时铁片在湿热试验中 24 h 之内无铁 锈生成, 盐水浸泡试验表明防锈效果明显得以提高。 因此选 用 聚乙 二 醇和 聚 乙烯 醇 复配 使 用 作为 成 膜剂。 2. 3 成膜剂用量对防锈剂防锈性能的影响 2. 3. 1 聚乙二醇用量对防锈性能的影响
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栗 明献等: 新型水溶性高分子基钢铁防锈剂的研制
中, 置于温度为 20 ∀ 的室内, 连续试验到规定时间, 观察试片锈蚀情况。
( 3) 湿热试验 将处理好的铁片置于底部盛有 自来水的干燥器隔板上( 不堵孔) , 合上干燥器盖后 置于已恒温到( 55 # 2) ∀ 的恒温箱中, 连续试验到 规定时间, 观察试片锈蚀情况。
Key words: film for ming ag ent ; rust pro of addit ive; antirust agent; polymer
0 引言
当前, 金属产品或制品的长期防锈大多采用防 锈油和防锈漆, 因其成 本较高、对 环境污染较为 严 重、后期 处理困 难而 给使 用带 来了诸 多 不便[ 1, 2] 。 水基防锈剂的防锈期短, 只能用于工序间的短期防 锈; 同时大多水基防锈剂都含有严重污染环境的亚 硝酸钠, 它的使用和排放均受严格限制[ 3- 5] 。
收稿日期: 2009 06 30; 修订日期: 2009 07 06 联系人: 吴文镶, 教授, lfwuw enx iang@ 126. com
磷酸、硫脲、海波、磷酸三钠、六次甲基四胺、亚 硝酸钠、三乙醇胺均为分析纯, 苯甲酸胺为化学纯, 十一碳二元酸、聚乙烯醇( 聚合度为 1700, 醇解度为 88% ) 、聚乙二醇( 分子量分别为 1000、2000、4000、 6000) 、聚丙烯酸钠均为工业级。 1. 2 试验内容
改变防锈剂 14 中苯甲酸胺的用量, 其它量保持 不变, 防锈性能如图 4 所示。
图 4 苯甲酸胺用量对防锈剂防锈性能的影响
从图 4 可知, 苯甲酸胺对防锈性能的影响是随 用量的增加而增强的, 这是因为苯甲酸胺分子能与 金属离子生成难溶的络合物薄膜, 从而阻止了金属 的溶解, 起到了缓蚀作用。 2. 3. 5 三乙醇胺用量的影响
以上两组试验结果可知, 聚乙二醇和聚乙烯醇 复配使用作为高分子成膜剂时, 较为理想的组合为: 聚乙二醇 4% , 聚乙烯醇 0. 3% 。 2. 3. 3 亚硝酸钠和 D C11 P 用量对防锈性能的影响
防锈剂 8 作为一种水基防锈剂有良好的防锈性 能, 但其使用的防锈主体亚硝酸钠有毒且对环境污 染严重。为此, 作为一种环保型的水基防锈剂必须 寻找一种新型的防锈主体, 以其减少亚硝酸钠的用 量, 甚至取代亚硝酸钠的使用。
( 4) 表面形貌观察 采 用 KYKY 2800B 扫 描 电镜对试样表面进行形貌观察。
2 试验结果与讨论
2. 1 水基防锈剂的基本组成 配制几种不同的防锈剂, 并对其防锈性能进行
比较, 如表 1 所示。
表 1 不同水基防锈剂的组成和防锈性能
防锈剂编号
六次甲基四胺, g 苯甲酸胺, g 磷酸三钠, g 硫脲, g 海波, g 三乙醇胺, g 磷酸, g 亚硝酸钠, g 湿热试验, h
第 30 卷 第 10 期 2009 年 10 月
腐蚀与防护
CO RRO SION & PRO T ECT IO N
Vo l. 30 No . 10 O ctober 2009
新型水溶性高分子基钢铁防锈剂的研制
栗明献, 张德军, 吴文镶
( 廊坊师范学院化学与材料科学学院, 廊坊 065000)
摘 要: 研制了一种新型水溶性高分子 基钢铁防锈剂。通过对水基钢铁防锈剂各种组分的选择发现: 将 聚乙烯醇与
本试验按照配液 成膜 晾干 性能测定的流 程进行。
将高分子成膜剂和一定量的水加入烧杯中, 边 搅拌边加热, 使其完全溶解, 然后将其它物质加入以 上的水溶液中, 继续搅拌, 待完全溶解后 冷却至室 温; 将表面光 洁、无锈的铁 片浸入制备好 的防锈剂 中, 静置一定时间后取出, 以膜均匀、透明、边缘无收 缩、无明显流挂为合格; 将成膜后的铁片悬挂于室内 使其自然晾干。 1. 3 性能评价
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表 2 高分子成膜剂的组成及其防锈性能
防锈剂编号
5
6
7
8
9
10
聚乙二醇, g
10
-
-
10
10
-
聚乙烯醇, g
-
聚丙烯酸钠, g -
1
-
1
-
1
-
10
-
10
10
干燥性
干膜 干膜 干膜 干膜 干膜 干膜
成膜性
均匀 均匀 均匀 均匀 均匀 均匀 透明 透明 透明 透明 透明 透明
湿热试验, h > 24 > 24 > 24 > 24 > 24 > 24
聚乙二醇两种高分子复配使用时成膜效果最好, 所 制防锈 剂防锈效 果最佳。 在水基 防锈剂 中加入 水溶性高 分子成
膜剂和防锈添加剂 DC11 P 替代亚硝酸钠后, 其防锈性能显著提高。
关键词: 成膜剂; 防锈添加剂; 防锈剂; 高分子
中图分类号: T G174. 42
文献标识码: A
文章编号: 1005 748X( 2009) 10 0717 04
改变防锈剂 8 中聚乙烯醇的用量, 其它量不变, 研究聚乙烯醇的用量对防锈性能的影响, 防锈性能
栗 明献等: 新型水溶性高分子基钢铁防锈剂的研制
按盐水浸泡试验测定, 如图 2 所示。
钠的 12 号防锈剂相比, 防锈效果更好。这可能是因 为 DC11 P 中既含有适当链长的碳氢链, 又具有极性 较强的活性官能团, 在一定条件下, 活性官能团与加 入的成膜剂相互交联, 从而获得具有网状结构的固 体防锈膜, 保护金属基体免受有害物质的侵蚀。
图 3 D C11 P 的用量对防锈剂 防锈性能的影响
由图 3 可知, 防锈 剂的防 锈性 能不 是一 直随 DC11 P 用量的增加而增强, 而是在一定用量时防锈 性能最佳。这可能是因为聚乙二醇和聚乙烯醇分子 中都 含 有 极 性 官 能 团, 故 其 耐 酸 性 均 较 差。 当 DC11 P 的用量超过这个值时, 因其用量的增多而使 溶液的 pH 值减小, 溶液显一定的酸性, 聚乙二醇和 聚乙烯醇复配形成的高分子薄膜将有所破坏, 使防 锈性能降低。 2. 3. 4 苯甲酸胺用量的影响
Abstract: A new antir usting agent w ith water soluble polymer for steels w as studied. T he rust pr oo f char acteristic
and film fo rming ability of this aqueous ant irusting agent has been improv ed by adding polyviny l alcohol and po ly ethy lene glyco l. T he w ater so luble polymer and rust pr oof additiv e DC11 P could replace sodium nitr ite and make the r ust pr oof pro per ty improv ed.
盐水浸泡试验, h
1 10 6 50 > 24 10
2 10 6 5 50 > 24 15
3 10 10 10 > 24 15
4 6 2 1 1 10 5 > 24 20
注: 表中各组分的含量均为每 300 m l 水溶液中各物质的质量( g)
表 1 可见, 与其它三种防锈剂相比, 防锈剂 4 具 有良好的防锈效果。这是因为加入的苯甲酸胺可以 与金属离子形成难溶的络合物薄膜, 三乙醇胺又能 够与苯甲酸胺复配, 起到协同防锈的作用; 磷酸三钠 与阳极溶解下来的金属离子相互作用, 形成难溶的 盐类保护层; 同时, 亚硝酸钠有较强的防腐蚀能力。
按盐水浸泡试验测 定 D C11 P 的用量 对防锈性 能的影响, 如图 3 所示。
图 2 聚乙烯醇的用量对防锈剂防锈性能的影响
从图 2 可知, 聚乙烯醇的用量达到某一值时, 其 防锈性能最佳, 若继续增加聚乙烯醇的含量, 其防锈 性能反而有所下降。这可能是因为聚乙烯醇的用量
增加到一定程度后, 聚乙烯醇中的部分活性官能团 将暴露在空气中, 使其容易受到外界杂质的影响, 减 小其与金属表面的结合力, 防锈性能降低。