第八章 防锈剂.ppt

第八章 防锈剂 据统计，世界上冶炼得到的金属中约有三分之一由于生锈在工业中报废。通常把黑色金属在大气中的腐蚀称为锈蚀。 防锈剂就是添加到润滑油中起到防止锈蚀作用的添加剂，可制成防锈油使用。防锈剂在石油产品添加剂中品种最多，目前应用的有几百种。防锈油通常是矿物油添加油溶性添加剂等成分构成，防锈油的效果取决与防锈剂的性能。矿物油的防锈能力只有4小时左右。而加有防锈剂的防锈油可达1000小时以上。 一、 金属锈蚀的原理 大气腐蚀是最普通而且最重要的腐蚀。世界上所有地方的大气中均含有水蒸 气，在相对湿度未达到饱和时就能在金属表面形成极薄的吸附水膜，随着湿度增大，在金属表面形成较厚的水膜和凝露，致使金属表面潮湿。 钢铁等金属表面总是粘附着各种灰尘，沙土等赃物。在潮湿的大气中，铁质成为阳极，杂质主要是无机物，因为不易失去电子往往构成阴极，通过水膜或水滴电解液，组成许多微电池。此时，铁原子变成二价铁离子进入溶液，放出两个电子通过金属本身作导体流向杂质阴极。 即：Fe -2e Fe2+ 阳极反应 1/2O2 + H2O+2e 2OH- 阴极反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3（铁锈） 二、防锈剂的作用机理 从上述钢铁锈蚀机理可以看出，要防止锈蚀，从金属材料外部看，可以在金属表面涂覆一层屏蔽膜。排除水、空气等腐蚀介质与金属接触，起到覆盖或钝化腐蚀电极的作用。在金属表面涂防锈油就是这种作用。另外防锈剂还有许多作用，总结为： 1. 防锈剂分子在金属表面形成吸附性保护膜 防锈剂是一种表面活性物质，其分子中有一个极性基团，称为疏油基，与金属表面有很强的吸附能力。另一端是非极性基团，叫亲油基，有排斥水的性质。在油中，防锈剂分子的亲油基在油中是朝外排向，疏油基是朝里排向，聚集在一起形成胶束或教团溶于油中，在金属表面上，防锈剂分子离开胶束转而吸附在金属表面上，形成一层吸附性的保护膜，这种膜就起到隔绝外部空气、水和其它杂质的作用，从而保护了金属不受侵蚀。 防锈剂作用机理示意图 2. 防锈剂对水和酸的极性物质有增溶作用。 水是引起钢铁锈蚀的主要原因之一，酸的存在也易对钢铁有腐蚀，尤其是无机酸。防锈剂分子能对水、酸等极性物质有增溶作用，即将水、酸等物质增溶到防锈剂分子形成的胶束中央，起到分散、减活的作用。从而消除水、酸对金属表面的侵蚀。 3. 防锈油对水的置换性能 防锈油能将金属表面的水置换成防锈剂或油分子，从而使水脱离金属表面，保护了金属免收腐蚀。这一点对金属加工过程很重要。 4.油效应 防锈油是由基础油添加防锈剂组成的。虽然基础油没有什么防锈效果，但配成防锈油后，防锈性大为提高。但单独用防锈剂时却没有效果，有时还稍微加快腐蚀。当加入少量基础油后，则显示出良好的防锈性，这种现象称为油效应。这是因为油分子深入吸附的添加剂分子之间，增加与添加剂分子中烃基的吸引力，共同堵塞空隙，使吸附膜更完整更密实，从而提高了防锈性。 三、防锈剂的种类和应用 1.磺酸盐 几乎用于所以防锈油中。包括石油磺酸盐、合成磺酸盐。其中钡盐最多，其次是钠盐、钙盐、胺盐 常用：二壬基萘磺酸钡，重烷基苯磺酸钡，石油磺酸钡。 性能：具有优良的抗潮湿、抗盐雾、抗盐水性能。以及优良的水置换性，酸中和性。对多种金属有优良的防腐性能。 磺酸钠具有防锈和乳化性能，用于金属切削油和切削液中，分子量越大防锈性越好。 磺酸盐很少单独使用，与其它防锈剂复合后，防锈剂会大大增强。 2.羧酸及其盐类 长链脂肪酸具有一定防锈性，脂肪酸金属盐通常比原来脂肪酸的防锈性要强一些。长链脂肪酸及其金属盐几乎都难溶与矿物油中。一元酸如油酸、硬脂酸由于防锈作用较弱，所以仅在一些有限的油品中使用，而使用最多的二元酸中的烯基丁二酸及有机酸胺盐。 （1）十二烯基丁二酸，T746。以十二烯与丁烯二酸酐反应而得，该剂油溶性好，是油品防锈效果最佳品种之一。 （2）N-油酰基肌氨酸十八胺盐，T711。 该剂具有良好的抗潮湿性、抗盐雾性和酸中和性。对钢铁、铜的防锈性比石油磺酸钡好。 （3）环烷酸锌，T704。 油溶性好，对黑色金属和有色金属均有防锈效果，通常以2～3%与石油磺酸钡复合使用。用于封存防锈油中。 3.酯类 （1）司本-80 山梨糖醇单油酸酯，是一种常用的防锈剂，也是乳化剂。有一定的抗盐雾性能，一般不单独使用，与石油磺酸钡复合，效果很好。 山梨糖醇 （2）羊毛酯及羊毛酯皂 羊毛脂是羊身上分泌出附着在羊毛上的一种复杂酯状物，在毛纺前羊毛必须经过脱脂，洗去羊毛脂。从清洗液中回收，脱臭、脱色、干燥后可得到黄褐色酯状物，可作防锈剂。 羊毛酯皂是将羊毛酯皂化，得到羊毛酯的铝皂、