金属水基防锈剂的制备及性能研究(3)
（3）金属表面自组装防锈剂 一些有机物分子能自发地在溶液中吸附在金属表面，形成一层排列紧密且取向性好的疏水性单分子层， 这个单分子层有效地阻止向金属表面的传输的氧气分子、 水分子及电子，让金属基体产生氧化临界电位正移，在金属表面上的氧化还原电流会明显降低，从而起到对金属的防蚀，这个过程就称为在金属表面上的防锈剂分子自组装。目前油酸咪唑啉类是用于钢铁表面自组装修饰的主要防锈剂。李道华和忻新泉[8]发现了，过渡金属配离子WS42-和 MOS42-在金属表面的自组装，得到了彩色的优异抗蚀性能簇合物膜。此成膜机理是：基体金属与过渡金属配离子发生氧化还原反应，并 且生成非常稳定的簇合物保护膜。试验证明，MO(W)S42-离子可以在大多数过渡金属包括铁在内的氧化层上进行自组装，形成彩色防锈性的簇合物膜。
（4）硅烷偶联防锈剂 硅烷偶联防锈剂以化学结构可以分成单、双硅烷偶联剂。这二类的结构通式分别为Y-(CH2)D-Si-(OR)3 和(RO)3-Si-(CH2)D-Y-(CH2)D-Si-(OR)3，其中，Y 表示官能团，RO-表示可以水解的烷氧基。硅烷偶联防锈剂在这几年可能会替代传统的磷化与铬酸盐的钝化工艺。硅烷先水解，生成硅醇，与金属表面的氢氧化物或者氧化物发生缩合反应，同时会产生 Si-O-Me 共价键。其中 Me 表示被保护的金属，而剩余的-SiOH 基团会吸附在金属的表面，通过缩合反应，相互作用形成致密的硅烷膜[9]。通过试验发现：
1，2-二乙氧基硅酯基乙烷这类的硅烷偶联剂能够极大地提高金属耐蚀性。硅烷的种类，温度，浓度，水解程度，pH 值，膜的固化及成膜方式都能够改变硅烷膜的质量，有时偶联防锈剂会在金属表面产生倒吸附的现象，而有些偶联防锈剂在水解后产生的膜有些很厚，有些过薄，难以通过控制使膜厚度达到 50 ~ 100nm [10]。但是硅烷偶联防锈剂的价格便宜，合成容易，防锈性好，对环境保护，而且能够对铁、铝等很多金属[11]进行防锈处理，所以硅烷偶联防锈剂已经有着很大的研究发展。（5）气相防锈水 一种防锈化合物，在常温下有较大蒸气压，把它溶解在水里就可以得到气相防锈水，这类挥发后的气体吸附在金属表面后，能够有效抑制金属的阳、阴极的电化学反应，从而防止金属腐蚀，这类防锈水称为气相防锈剂。气相防锈水适用于机械加工的过程中，可以通过浸泡与喷淋在需要防锈的金属制品上。罗永秀、吴正前等人研发出了 Z-55 黑色金属水基气相防锈液[12]，在内腔防锈与室内挂片试验试验表明，Z-55 有着非常高效的防锈能力，钢片及灰口铸铁经过此防锈液浸泡 1 分钟后以室温温度悬挂放置，此防锈的效果要高于F-124 水基防锈剂，通过内腔防锈试验，实验表明，Z-55 气相防锈水可以使普通碳钢保持 8 个月不生锈。湖南大学研究出了 1-羟基苯并三唑，它是一种对多种金属都有防锈效果的气相防锈剂。在水中仅溶解 0. 05%，就对钢铁有着很好的防锈效果，与磷酸盐复配时，防锈性能会有很大的提高[13]。张大全等人合成的4-(N，N-二环己基)-胺甲基吗啉，这类防锈水对黑色金属具有较好的防锈性[14]。气相防锈水的成本低廉，防锈周期较长，使用方便， 但大多数都有毒，而且往往只适合一种金属，有的甚至会加速其它金属的腐蚀。传统气相防锈水主要用于碳钢的防腐蚀，而近年来由于铜、铝等金属及合金的应用广泛，能够用于此类金属的防锈水具有一定的发展前途[15]。
1.2.2 国外研究进展 与金属发生聚合反应并且在被保护金属表面生成致密的高分子膜[16-18]， 是美国近年来对水基防锈技术主要研究方向，近年来纳米技术[19]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。有一项美国的水基防锈剂的专利[20]，其以270g 氢氧化钾，180g 辛酸，20g 乙二胺四乙酸钠的四水合物，30g 十二烷基二元羧酸，14g 脂肪酸钾及适量甲苯基三唑混合于 440g 蒸馏水中。在它被使用前可以用蒸馏水稀释50 倍再使用。这个防锈水环保，防锈强，而且对人体没有毒性，可以用于铜、铝和钢铁的防锈，也可加入到别的金属切削液与防锈漆中复合，增强防锈剂的性能，但其需要非常清洁得蒸馏水。Honda[16]发明的一种可溶性的且含有能自动沉降的树脂，作用于金属表面上。金属会发生反应并生成金属离子能进一步的将防锈剂在金属表面形成一层树脂膜，再经过后处理，与胺基树脂和胺基化合物的水溶液在金属表面形成一层高效，致密的防锈膜。
上一篇：栀子花香精的调配研究