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几种防锈剂在水基加工液中的应用


水基金属加工液在使用时,加工件、设备、刀具等均处在水环境中,且会受到温度(热量)、氧气(空气)、微生物(腐败产物)、其他物质(外界混入的酸性物质等)的多重影响,这就使黑色金属的防锈成为重要课题。

水性防锈剂的防锈能力与其在金属表面的吸附能力、构成屏蔽腐蚀介质的保护膜厚度、膜的致密度及在溶液中的溶解度等密切相关。为使防锈剂在较低浓度时就能充分发挥作用,防锈剂分子的极性基与非极性基之间要有适当的匹配,即极性基能牢固地吸附在金属表面上,非极性基能有效地覆盖全部的金属表面。

为了实现这一目的,除了配方整体设计,选择合适的防锈剂并采用各种添加剂的复配技术是必要的。 

水基金属加工液中常用的防锈剂有如下几类:

1、石油磺酸盐

石油磺酸盐是很典型的防锈剂,如T701、T702、T706等。

目前使用最多的是石油磺酸钠T702,其分子量在500g/mol左右时防锈能力较好,在450g/mol左右时乳化能力很好。

通过实验证实,即使采用分子量460g/mol的磺钠(含量60%),浓缩液中加入2%时就可使配方的防锈能力有很大提高,应是基于各类添加剂的复配增效。

T701和T706见于一些年代较久的切削液配方,目前仍有应用,但早已不是主流。

2、含硼添加剂

含硼添加剂主要是硼酸、硼砂、硼酸酯、硼酸铵盐、硼酸酰胺等。其中硼酸和硼砂需要和胺反应后使用。

硼酸酯是性能较好的防锈剂,三乙醇胺硼酸酯是硼酸酯的一种,具有无毒、无腐蚀性、沸点高等优点,作为一种良好的表面活性剂,其水溶性极好,具有一定的润滑性。我司生产的三乙醇胺硼酸酯无色、透明、黏度大、符合欧盟ROHS标准、完全酯化、防锈性好,高温120摄氏度烘2h无结晶。

3、长链脂肪酸

长链脂肪酸主要是C10~12的脂肪酸,这一类添加剂是目前主流的、应用最为广泛的防锈添加剂。其碳链越长,防锈能力越强,抗硬水能力越弱。

该类添加剂需要和胺反后使用,其含量越高,防锈性能越好。

3.1  癸二酸

癸二酸一般是由蓖麻油经加热皂化和热裂后分离而制得。蓖麻油是世界上深加工产品最多的一种植物油,癸二酸是其重要下游产品,广泛做为水性产品防锈剂使用。

此外,癸二酸近些年价格一路飙升,性价比已越来越低。

 3.2  十一碳二元酸、十二碳二元酸

该类添加剂性能防锈能力优异,国内亦有较多供应商,在制备工艺上,进口品采用化学合成法制造,国产品则是微生物发酵法。两者纯度无差异,细微性能差异则需根据具体配方通过实验确认。

该类产品主要用于尼龙、聚酯、热熔胶和香料行业,金属加工液用量总体占比较小,因而价格主要受其他行业行情变化影响。

  3.3  三元酸

三元酸化学名称是:2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪,采用化学合成法制造,防锈性能很好。

为了降低生产成本和供货价格,成品一般是50%或65%含量的湿饼状,可简单的通过烘干法检测其干物质含量。目前国内有数家供应商,用户也是越来越多。

对比长链二元酸与三元酸,大多数情况下两类添加剂在防锈能力上并无显著差异。三元酸含有一定含量的氯离子,但对产品防锈能力无大影响。

使用三元酸时要注意添加剂的吸湿性,包装袋口一定要密封储存。

 3.4  对叔丁基苯甲酸PTBBA

目前,对叔丁基苯甲酸已有的合成方法是氧化法合成,主要包括:无溶剂氧化法、硝酸氧化法、液相催化氧化法、高锰酸钾氧化法、微波合成法、高温气相氧化法等,这些方法都是以对叔丁基甲苯为原料的。

PTBBA防锈能力也很好,部分配方中也有所采用。

3.5  十二烯基丁二酸(T746)

十二烯基丁二酸是由叠合汽油或四聚丙烯为原料,与顺丁烯二酸酐反应而得。该类添加剂防锈虽好,但会严重降低切削液被清洗性能,因而应慎用! 

4、酰胺类添加剂

酰胺类常见的是单乙醇胺、二乙醇胺与羧酸加热生成的酰胺,是一种很有效的防锈剂,低浓度的烷基醇酰胺溶液即能防止钢铁生锈,并具有良好的耐水解性能。

该类添加剂可作为助乳化剂、防锈剂使用,使用时注意控制泡沫。

5、亚硝酸盐

亚硝酸盐是很古老的防锈添加剂,对黑色金属有极好的钝化效果,且成本极其低廉。

亚硝酸钠在一定条件下生成的亚硝胺具有致癌性,已被禁用!虽然目前还有很多厂家在使用,但应控制。


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