金属水基防锈剂的制备及性能研究(2)
1.5 选题的目的和意义 6
1.6 课题的研究内容和目标 6
1.6.1 研究内容 6
1.6.2 研究目标 6
2 实验 . 7
2.1 实验原材料 7
2.1.1 实验试片与仪器 7
2.1.2 实验试剂 7
2.2 实验方案 7
2.2.1 正交试验 7
2.2.2 成膜剂的选择 9
2.3 防锈剂性能表征. 10
2.3.1 盐水浸泡实验. 10
2.3.2 中性盐雾试验. 10
2.3.3 点滴试验. 10
2.4 实验过程. 10
2.4.1 试片预处理. 10
2.4.2 水基防锈剂的配制. 10
2.4.4 点滴试验. 11
2.4.5 中性盐雾试验. 11
2.4.6 盐水浸泡实验. 11
3 实验结果及分析讨论 13
3.1 防锈膜的性能测定结果. 13
3.1.1 试样预处理时的外观特征. 14
3.1.2 点滴试验时试样的外观特征. 14
3.1.2 中性盐雾试验时试样的外观特征. 15
3.1.3 盐水浸泡试验时试样的外观特征. 16
3.2 正交实验分析结果. 17
3.3 成膜剂的成膜效果与分析. 21
4 结论 23
致谢
参考文献
1 前言
1.1 金属水基防锈剂简介 在一定条件下，金属在大气中会与氧气、水及其它杂质发生电化学作用或化学作用，从而发生金属锈蚀。水基防锈剂是指为了阻止化学或电化学作用发生，在水溶剂中加入一定量的防锈剂，经过此溶解处理过的金属能够在一定时间内防止金属生锈[1]。 防锈剂有很多种类型，比如：强力防锈切削剂[2]，NaNO2 防锈剂[3]，水基防锈剂，油基防锈剂[4]。其中，亚硝酸钠防锈剂其中含有亚硝酸盐，是国际所公认的致癌物质；强力防锈切削剂价格昂贵；采用油性类防锈剂涂于材料表面，在进行焊接、油漆、电镀前必须除油。但防锈油的去除难度相当大，而且防锈油的主要成分来自石油产品，价格昂贵，为不可再生资源，从可持续发展观点看，应尽量减少其使用。因此开发金属水基防锈剂具有很广阔的应用前景。
1.2 金属水基防锈剂的研究进展 金属防锈剂主要研究方向在国内与国外有着许多的差异。
1.2.1 国内研究进展 据李志林[5]的研究，国内的金属水基防锈剂主要类型有：多元醇酯防锈剂，金属表面自组装防锈剂，硅烷偶联防锈剂，气相防锈水等。
（1）乙醇胺与酸的复配防锈剂 乙醇胺与酸（可以是无机酸也可以是有机酸）的复配防锈剂是一种很好的防锈剂，其中包括了单乙醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺。醇胺与酸常温下复配生成醇胺盐。例如水溶性有机羧酸醇胺盐防锈剂[6]是一个例子，分子烷链长度、分子中的极性基团数目、种类对防锈性能有重要的影响。有机羧酸醇胺盐防锈剂 ATEA-1，只要 0. 25%浓度的溶液即可保持钢铁产品 2 天不生锈。单乙醇胺与二乙醇胺与羧酸加热生成的酰胺可以当作防锈剂被使用，烷基醇酰胺溶液仅需微量就能使钢铁防锈，而且使其能很好的被水溶解，它还能给防锈水增加稠密度，牢固的粘附在金属表面，防止了防锈剂的流失。烷基醇酰胺和有机羧酸醇胺盐其中的氧原子和氮原子含有可与铁等有 C 轨道的金属生成络合物膜的孤对电子，进一步的加强了水等别的分子和金属表面的接触。
（2）多元醇酯防锈剂 此类性能优良的防锈剂主要有失水山梨醇单油酸酯，季戊四醇酯、糖酯等。张玉芳[7] 等人合成了硫代磷酸酯，经过实验发现该防锈剂可以在极短时间内， 在碳钢表面形成多层膜，内层与基体金属结合力很强，为反应沉积型膜，从而有效的防止了金属锈蚀。肌醇吹冰磷酸酯的每个分子中含有能同金属配位的 12 个羟基、24 个氧原子和吹冰个磷酸基，它与金属络合时容易形成许多个稳定螯合环，并且迅速形成一层透明、致密的单分子膜在金属表面上，从而有效地组织金属锈蚀，这种配方适用于钢铁及有色金属的长期封存及工序间的防锈，防锈期可达1 年以上，它还可代替金属在涂装前的磷化处理，可以避免了含磷的废水排放带来的水污染问题。此防锈剂由于它是从种子等作物中提取出来的来，在配制时需要用去到离子水，所以生产成本可能是一个问题。
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