1. 研究目的与意义
金属因生锈每年造成巨大经济损失。目前的金属防锈技术存在很多缺点, 相比之下, 环保型水基防锈剂在金属材料保护方面有许多优点。目前, 钢铁制品的工序间和长时间的封存防锈多采用防锈油, 但后续工序需进行除油处理, 但防锈油的去除难度相当大, 随着石油资源的日益紧张和环保意识的不断增强, 再加上油质不易分解等问题的存在, 使得开发水基防锈剂的研究具有非常重要的意义。[1]水基防锈剂是指在使用过程中可以用水进行稀释的防锈剂,其主要成分是水溶性防锈化合物、水溶性助剂、溶剂和水组成,无毒或毒性很小,没有气味儿或气味儿较小,不会燃烧。使用该类产品的金属工件在进入下一道工序前无需清洗或者仅需要简单清洗,大大简化了处理工序,提高了效率,加上用水取代了有机溶剂,具有环保、防火、对操作人员危害小等优点,是防锈产品的发展方向。
我国装备制造业金属制品的锈蚀问题, 至今仍很突出。据中国腐蚀与防护学会理事长柯伟院士编著的统计, 2000 年,《中国腐蚀调查报告》我国年腐蚀损失达5 000 亿 元人民币, 约占国民生产总值的 5%。而美、英、德国家的年腐蚀损失分别只占国 民 生 产总值的2.76% 、3.5% 和3%。从发达国家的经验和数据来看,其中 1/4 以上 的 锈 蚀 损 失 可 以 通 过防腐蚀手段进行控制。我国如果持续发展防腐蚀新技术、新工艺和新产品, 提高目前的防锈包装水平,可减少锈蚀损失1 000 亿元人民币。
近年来纳米技术也开始应用到水基防锈技术中, 这无疑给防锈技术的研究和应 用开辟 了广阔 前景。近年来, 科研人员从天然植物中提取高效、低毒防锈剂, 如米 糠、芒果皮、柑桔皮、芦荟叶、石榴皮、芦苇、睡莲、黄柏、香等, 或者利用工农业的副 产品提取防锈剂, 并经复配改性处理, 提高防锈性能, 这样可变废为宝, 实现资源充分利用。多功能的水基防锈剂研究开发及应用渐成趋势, 如除油、 除锈二合一, 除油、除锈、防锈三合一的产品也日益增多, 它们通过对油层的乳化, 对锈层的渗透和转化, 起到对金属产品的保护作用。研究和开发防锈性好, 性质稳定, 价格低廉, 减少污染, 功能齐全, 使用方便的水基金属防锈剂, 应该是科研工作者今后努力的方向。
2. 国内外研究现状分析
1.国内发展
金属的锈蚀是生产中经常的问题, 全世界每年因生锈而报废的钢铁达几千万吨, 我国 2000年因腐蚀造成的经济损失达5000亿人民币。目前, 钢铁制品的工序间和长时间的封存防锈多采用防锈油, 但后续工序需进行除油处理, 但防锈油的去除难度相当大, 随着 石油资源的日益紧张和环保意 识的不断增强, 再加上油质不易分解等问题的存在, 使得开发水基防锈剂的研究具有非常重要的意义。目前的水基防锈剂多采用亚硝酸盐和铬酸盐的钝 化技术, 但所用的主体原料具有较大的毒性, 且防锈性能达不到防锈油的效果。我国在降低亚硝酸盐的用量方面虽取得了一些进展, 但防锈效果还不理想, 且未消除公害问题。环保型水基防锈剂的研制已受到国内外广泛关注。
(1)乙醇胺与酸的复配防锈剂
3. 研究的基本内容与计划
1.研究内容:本课题将分析和实验不同结构、不同链长度的有机羧酸和醇胺反应所得到的有机羧酸醇胺盐在防锈性能上的差异,挑选出防锈性能最好的有机羧酸醇胺盐。本次实验将选用的羧酸是新癸酸、异壬酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、tc-65等分别与单乙醇胺、三乙醇胺等按不同配比合成的羧酸醇胺盐,以不同浓度的稀释液,测试其防锈性能。本次实验将铁屑法单片法浸泡法叠片法顺序进行,这样能更快捷找到最佳防锈性能的配方
2.项目研究计划及预期进展
1)2012年2月-2012年3月 查阅国内外相关资料2)2012年3月-2012年4月 对各种成品水基防锈剂进行相关国家标准的测试3)2012年4月-2012年5月 根据查阅的国内外相关文献测试各种配制防锈剂的防锈性能4)2012年5月-2012年6月 根据实验对比找出最佳防锈效果的防锈剂配方
4. 研究创新点
特色:本实验的特色是节能环保,尽量使用低碳的、对环境无污染的化合物作为原料,另一方面,本实验的实用价值很高,研究出的最佳防锈性能的防锈剂可立刻应用到金属防锈市场中,减少因金属锈蚀而给工业上带来的损失。
创新:本实验的创新之处在于使用铁屑法研究防锈剂的防锈性能可在较短时间通过滤纸上的锈斑清晰地反映出铁屑锈蚀情况,从而比较不同原料、不同配比的防锈剂的防锈性能,该方法不仅节约时间,实验效果明显,工艺简单,而且工艺过程清洁,成本低,市场竞争力强,文献上少有记载。