环保型水基防锈剂的研制

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1、第29卷第7期Vol.29No.72006年07月July.2006环保型水基防锈剂的研制李志林1,韩立兴1,陈泽民2（1.河北大学化学与环境科学学院，河北保定071002；2.廊坊师范学院化学与材料科学学院，河北廊坊065000）[摘要]以肌醇六磷酸酯、丙烯酰胺、谷氨酸为主体原料，研制了一种环保型水基防锈剂，通过正交试验确定其最佳配比,并对其防锈时间进行了测试，结果表明该防锈剂具有优良的防锈性能。为提高防锈剂的成膜质量，在其中添加了高分子成膜剂，其中的马丙共聚物不但使防锈膜更加均匀，而且进一步延长了防锈时间，使中性盐雾实验时间接近50min。[关键词]水基防

2、锈剂；正交实验；高分子成膜剂；环保型[中图分类号]TG174.42[文献标识码]A[文章编号]1003-5095(2006）07-0013-03钢铁生锈给国民经济造成巨大损失，因此防锈液将成膜后的试片置于底部盛有自来水的干燥器的研究对钢铁材料的保护具有重要作用。过去使用的的隔板上（不要堵孔），合上干燥器盖，置于已恒温到金属水基防锈液大多数都含有亚硝酸钠，亚硝酸盐型55±2℃恒温箱中，测试出现锈迹时所需时间。水基防锈液具有价廉、效果良好及使用方便等明显优1.3.2盐水浸泡实验点，故被广泛使用，但近来证明亚硝酸盐能转化成致将成膜后的试片浸泡于3%的盐水中，置于温度

3、癌物而使其使用和排放受到严格限制。防锈油防锈性为20℃的室内，连续实验到出现锈迹，记录所需时虽好，但成本高，而且给钢铁制品后期处理带来困难。间。近几年，环保型水基防锈剂的研究得到国内外的广泛1.3.3中性盐雾实验[1]关注，特别是长效水基防锈剂的研制已成为一种趋将3%的食盐水以细雾状喷射，使其均匀落在试势。因此本实验研究了一种不含亚硝酸盐的环保型水片表面，并不断维持液膜更新，直到出现锈迹为止，记溶性有机防锈剂，并首次把高分子成膜剂马丙聚合物录所用时间。用于防锈剂中，显著提高了防锈剂的综合性能，可快2实验结果与讨论速在铁件表面形成一层具有良好防锈性能的蓝色络2.

4、1主要成分及处理温度[2-4]合物膜。肌醇六磷酸酯1∶20－1∶60(体积比)；丙烯酰1实验内容胺5.0－20.0g/L；谷氨酸2.5－10.0g/L；1.1实验仪器和材料温度20－40℃。实验仪器：电热恒温干燥箱；干燥器；盐雾箱；秒2.2正交实验表。2.2.1正交实验方案实验材料：50mm×30mm×2mm的A3型冷轧根据初选实验得出的水基防锈剂的成分及使用钢板试片，二合一除油除锈剂（自配）。温度,设计正交实验方案如表1(防锈处理时间对膜实验试剂：肌醇六磷酸酯（工业级），丙烯酰胺（化的性能影响很小，故不把处理时间列为正交实验因学纯），谷氨酸（化学纯），马丙共

5、聚物（工业级），聚乙素)[5]。表1L4)正交实验因素－水平二醇（工业级），聚乙烯醇（工业级），OP-1（05%）。9(31.2实验步骤温度肌醇六磷酸丙烯酰胺谷氨酸/℃酯（体积比）/g·L-1/g·L-1铁片除油除锈→水洗→防锈液浸泡→晾干ABCD成膜→性能测试。1201∶2052.51.3性能评价2301∶401051.3.1湿热实验3401∶602010[收稿日期]2006-05-31根据表1所列实验因素及水平，设计正交实验方[作者简介]李志林（1956-），男，副教授，主要从事纳米材料案如表2。制备和金属表面工程研究。·14·河北化工第7期表2正交实验方

6、案从表4中的极差R分析可知：因素B对综合得分实验号ABCD影响最大，因素D对综合得分影响最小，这说明肌醇11111六磷酸酯对防锈膜的形成起主要作用,而这可从肌醇21222六磷酸酯独特的分子结构得到说明，它的一个分子中3133342123含有能同金属配位的24个氧原子、12个羟基和6个52231磷酸基，每个磷酸基上有两个羟基，每个羟基都可电62312离出一个氢离子，结果使肌醇六磷酸酯水溶液显酸73132性，铁在酸性条件下生成亚铁离子，并与肌醇六磷酸83213酯络合形成多个稳定螯合环。丙烯酰胺分子中的氮原93321子和氧原子上都有孤对电子，可与金属原子或离子的依据

7、表2所列正交实验方案和1.2实验步骤，进空轨道形成配位键，并且由于共轭效应，碳原子间双行正交实验，其结果列于表3。键π电子也会部分转移到酰基氧原子上，使得氧原表3正交实验结果序号湿热实验/h盐水浸泡/h中性盐雾实验/min外观/级子周围电子云密度增大，从而可与铁原子或离子的空1＞2431359轨道形成较强的配位键。同时，丙烯酰胺分子、肌醇六241046磷酸酯分子和谷氨酸分子间具备形成氢键的条件，彼341046此间交联成网状，进一步增强了防锈膜的疏水隔氧作4＞24263095131857用。从表4数据分析可知，只有B的K1、K2和K3是单63926调递减，说明肌

8、醇六磷酸酯是主要的成膜剂。谷氨酸721