标题：水性防锈剂
背景
一、背景
钢材在生产、储运过程中，如不经防锈处理，在较短时间内就会产生锈蚀，对成品钢材的外观和性能产生不良影响，锈蚀严重的甚至会造成钢材报废。钢铁生锈给国民经济造成巨大损失，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，因此防锈液的研究对钢铁材料的保护具有重要作用。过去使用的金属水基防锈液大多数都含有亚硝酸钠，亚硝酸盐型水基防锈液具有价廉、效果良好及使用方便、易去除等明显优点，故被广泛使用，但人们证明亚硝酸盐能转化成致癌物而使其使用和排放受到严格限制。由于环保等原因，多年来人们一直在致力于非亚硝酸盐环保型水基防锈剂的研究，取得了较大的进展。防锈油防锈性虽好，但成本高，而且给钢铁制品后期处理带来困难。近几年，环保型水基防锈剂的研究得到国内外的广泛关注，特别是长效水基防锈剂的研制已成为一种趋势。
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、松香等，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。
简介
性能特点: 
1 具有优秀的防锈性。
2 使用方便,可浸泡操作。
3 对黑色金属或有色金属都是优良选择,尤其是铸铁工件,不会玷污零件表面。
4 完全水溶性,无毒无味,不燃烧,安全可靠。
5 成本低廉,可代替防锈油。
6 工件美观,不留痕迹,不影响精度。
理化性质
外观无色至淡黄色液体沸点 100摄氏度蒸汽压（100摄氏度）760PA比重（25摄氏度）1.1溶解度与水混溶PH值趋于中性粘度（25摄氏度）7.20

防锈剂特性
1、以水为分散介质，环保性能优秀，不燃不爆、无污染；不含甲苯、乙苯、二甲苯等苯系物，无刺激性气味，对人体无毒害； 
2、使用简单方便，可在常温下以浸涂、喷淋、刷涂等多种方法。
3、具有优良的施工性能 ，基材表面没处理干净的锈转化成有用的钝化膜更有利于防锈涂装操作。涂刷本产品后可直接涂刷防锈底漆或面漆
4、提高基材的附着力，使面漆与基材结合的更牢固不易脱落。
5、使用过程中对金属本身无任何腐蚀，处理后的工件不需再用清水清洗，待表面干燥后可直接进行下一步工序。
安全性
使用防锈剂避免长时间或反复同皮肤接触，严禁吞服。 
眼睛：立即用干净的水冲洗20min以上，后用氯霉素眼膏擦拭；
皮肤：用干净水冲洗10 min以上；
吞入：立即送入医院急救。
存 储
通风阴凉干燥处，避免日光直晒。[1]
防锈剂施工参考
1、基材处理：用电动或手动工具清除基材表面的浮锈及异物，达到表面处理等级ST3；如果基材表面油污较厚较多可先用清洗剂清洗，如果油污较少可直接涂刷处理剂；
2、施工方法：将处理剂直接采用喷涂、浸涂或者刷涂方法，均匀地涂刷在被涂物表面。如果被涂物表面锈层严重，建议采用浸涂工艺，具体工艺如下：
浸渍法浸渍法一般在车间内进行，存放处理液须用耐酸槽。施工时应戴橡胶手套及口罩。 
1、首先应用致密坚硬的钢丝刷清除钢铁工件表面的严重浮锈、油脂、泥灰等。 
2、将工件表面用压缩空气吹净或用毛刷、抹布清理干净。
3、将工件浸入槽液，槽液在常温条件下（15 ℃-35℃）通常需浸泡35-10分钟，除重锈或氧化皮浸泡时间要适当延长。 
4、处理后的工件需放置在通风干燥处，待其完全干燥后方可涂装底漆面漆或存储，干燥过程中不可用手触摸工件表面，也不可让工件表面沾水。
5、干燥时间：干燥时间随气候条件不同有较大差距。一般在气温25℃的晴天，表干时间为3-8小时，实干为24小时。
喷淋、涂刷法此法常用于室外钢铁工件的防腐处理。施工时应戴橡胶手套及口罩。 
1、先除掉浮锈，再将处理剂喷淋或刷涂在已清理过的工件表面，通常喷、刷两遍效果更好（第一遍干燥后再喷、刷第二遍），对腐蚀严重部位应用力来回多涂刷几次。
3、钢铁工件表面未完全干燥时不得涂底漆，否则会降低磷化膜与工件的附着力，影响防腐效果。 
4、干燥时间：干燥时间随气候条件不同有较大差距。一般在常温下晴天涂刷完处理剂间隔2-4小时后可涂刷防锈底漆，低温时应适当延长干燥时间。
注明：由于浸泡时间、涂刷轻重、锈蚀厚薄等因素造成转化膜表面出现发黑、发黄的锈转化产物或有白色结晶粉末属于正常现象，不影响防腐效果。
包装与储存
1、阴凉通风干燥处，储存温度为5-35℃。
2、包装规格：20㎏/桶，50㎏/桶，200㎏/桶。 
注意事项：
1、 施工现场通风良好；
2.、产品有效期12个月，超过有效期，可按上述技术指标检验，如符合技术指标要求，仍可使用。
环保水基防锈剂
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。市面常见几种使用较好的防锈剂作简单介绍。
乙醇胺与酸的复配防锈剂乙醇胺包括单乙醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺，与他们复配的酸可以是无机酸和有机酸。醇胺与酸常温下复配生成醇胺盐。蒋海珍等合成并研究了水溶性有机羧酸醇胺盐防锈剂，表明其防锈性与分子烷链长度、分子中的极性基团种类及数目有关，并据此合成出了有机羧酸醇胺盐防锈剂ATEA-1，其0.25%的水溶液可使钢铁制品48h不锈。单乙醇胺与二乙醇胺与羧酸加热生成的酰胺也是一种很有效的防锈剂，很稀的烷基醇酰胺溶液即能防止钢铁生锈，并具有良好的耐水解性能，同时对防锈水有增稠作用，从而避免了防锈剂从金属表面流失，并使防锈剂在金属表面牢固附着。有机羧酸醇胺盐和烷基醇酰胺分子中的氮原子和氧原子都有孤对电子，可与铁等有空轨道的金属表面作用生成络合物膜，阻止氧、水等分子与金属表面接触。
多元醇酯防锈剂失水山梨醇单油酸酯是一种性能优良的防锈剂，其他还有季戊四醇酯、糖酯等。张玉芳等人合成了硫代磷酸酯并用于碳钢的防锈处理，结果表明该防锈剂可在很短时间内在碳钢表面形成多层膜，内层为反应沉积型膜，与基体金属结合力较强，从而有效防止了金属的生锈。肌醇六磷酸酯一个分子中含有能同金属配位的24个氧原子、12个羟基和六个磷酸基，它与金属络合时易形成多个稳定螯合环，并在金属表面迅速形成一层致密的透明单分子膜，从而有效地抵抗金属的腐蚀，防锈期可达1a以上，适合于钢铁及有色金属的工序间及长期封存防锈处理，还可代替金属涂装前的磷化处理，避免了含磷废水排放引起的水质污染。该防锈剂由于它是从粮食作物中提取而来，同时配制时需要用去离子水，所以生产成本是一个问题。
自组装防锈剂有些有机物分子在溶液中能自发地吸附在金属表面，形成一层取向性好、排列紧密的疏水性单分子层，可有效阻止水分子、氧分子及电子向金属表面的传输，使基体金属发生氧化的临界电位正移，金属表面的氧化-还原电流显著降低，从而起到对金属的保护作用，这个过程就是防锈剂分子在金属表面的自组装。铁电极表面经正癸烷基硫醇自组装修饰后，能有效抵抗SO2的腐蚀，目前用于钢铁表面自组装修饰的防锈剂主要是油酸咪唑啉类。李道华和忻新泉研究了过渡金属配离子MOS4和WS4在金属表面的自组装，获得了具有优异抗腐蚀性能的彩色簇合物膜。其成膜机理是过渡金属配离子与基体金属发生氧化还原反应生成稳定的簇合物保护膜。试验表明MO (W) S4离子能在包括铁在内的大多数过渡金属氧化物层上自组装形成彩色防锈性的簇合物膜。
硅烷偶联防锈剂硅烷偶联剂按其化学结构可分为两大类：单硅烷和双硅烷偶联剂，二者的结构通式分别为Y-(CH2)n-Si-(OR)3和(RO)3-Si- (CH2)n-Y- CH2)n-Si-(OR)3，其中，Y 为官能团，RO-为可水解的烷氧基。近年来，硅烷偶联剂被用于金属材料的防锈剂，并有望替代铬酸盐钝化和传统的磷化工艺。当用于防锈剂时，先让硅烷进行水解，生成的硅醇与金属表面的氧化物或氢氧化物发生缩合反应产生Si-O-Me共价键，Me代表被保护的金属，而吸附在金属表面的剩余的-SiOH基团彼此间进行缩合反应而形成致密的硅烷膜。研究发现：1,2-二乙氧基硅酯基乙烷等硅烷偶联剂可明显提高金属的防锈性。影响硅烷膜质量的因素很多，如硅烷的种类，硅烷溶液的浓度，硅烷的水解程度，溶液的pH值，成膜方式、膜的固化方式及温度等，有时偶联剂与金属表面产生倒吸附，有些在水解后与金属表面作用形成的膜太薄或太厚，难以控制达到50 ~ 100nm 的最佳厚度，尽管如此，由于硅烷偶联剂价廉易得，环保性好，防锈性能优良，可处理铁、铝等很多金属，所以对它的研究与应用已显示出巨大的潜力。
气相防锈水气相防锈剂是在常温下有较大蒸气压的防锈化学品，把它溶解在水中即得气相防锈水，挥发后的气体吸附在金属表面后，能抑制金属的阴、阳极的电化学反应，从而防止金属​生锈。它适用于机械加工过程中，对需防锈的金属制品进行工序间浸泡或喷淋。罗永秀、吴正前等人研制出Z-55黑色金属水基气相防锈液，室内挂片试验及内腔防锈试验表明，Z-55具有很好的防锈效果，灰口铸铁和钢试片在该防锈液中浸泡1min后室温挂放，防锈效果优于F-124水基防锈剂，内腔防锈试验结果表明，Z-55气相防锈水可使普通碳钢保持8个月不锈，可用于铁制品的工序间特别是内腔防锈。湖南大学研制的1-羟基苯并三唑是一种对多种金属都有防锈效果的气相防锈剂，它的水溶液在0.05%时对钢铁有较好的防锈作用，与磷酸盐复配时防锈性进一步提高。张大全等人合成的4-（N,N-二环己基）-胺甲基吗啉，对黑色金属具有良好的防锈性。气相防锈水防锈周期较长，使用方便，成本低廉，但其中的防锈剂大多有毒，而且往往只适用于一种金属，而对其它金属没有防锈作用，甚至加速它们的腐蚀。传统的气相防锈水主要用于碳钢的防锈，近年来由于铝、铜等金属及合金的广泛应用，能用于此类金属的防锈水的研究也得到了重视。
理化性质外观:无色至淡黄色液体​
沸点:100℃
蒸汽压:760PA(100℃)
熔点:无
比重:1.1(25℃)
溶解度:与水混溶
PH:趋于中性
粘度:7.20mPa.S(25℃)
健康和安全,急救措施使用防锈剂​避免长时间或反复同皮肤接触,严禁吞服。
眼睛:立即用干净的水冲洗20分钟以上,后用氯霉素眼膏擦拭。
皮肤:用干净水冲洗10分钟以上。
吞入:立即送入医院急救.
存储: 
通风阴凉干燥处,避免日光直晒。
水性防锈剂配方示例
组分投料量（g/L）磷　磷酸（浓度85%）200~300硝　硝酸（浓度65%）0~20盐　盐酸（浓度36.5%）10~30柠檬酸钠50~100亚硫酸钠20~30乌洛托品5~20十二烷基苯磺酸钠20~50硫酸锌50~100水余量