由于大气温度和湿度等条件的变化,金属制品在运输存储过程中,表面会形成一层水膜而遭受腐蚀。据统计,我国每年因大气腐蚀所造成的损失约占国民经济的 2. 5%。金属在腐蚀过程中所发生的化学变化,从根本上来说就是金属单质被氧化形成化合物。这种腐蚀过程一般有两种: 化学腐蚀和电化学腐蚀。为减缓或尽量避免金属的腐蚀,人们采用很多方法来保护金属,使用气相缓蚀剂就是一个行之有效的方法。
一、缓蚀防锈机理
1、气相缓蚀剂缓蚀机理
气相缓蚀剂( 简称 VPI) ,又叫挥发性缓蚀剂或气相防锈剂,是气相防锈纸的核心成分。VPI 在常温下具有一定的蒸汽压,在密封包装内能够自动挥发,到达金属制品表面后与金属离子发生物理或化学吸附,进而通过改变金属表面电极电位、pH 环境、形成络合膜或钝化膜等方式来达到防止金属锈蚀的目的。由于 VPI 能缓慢释放缓蚀成分,只需加入少量的 VPI,就可依靠它所挥发的缓蚀成分饱和整个空间,又因 VPI 有较高的自由度,所以,无论是金属制品表面,还是内腔、沟槽甚至缝隙部位均可得到有效的保护,且被保护的金属在使用前表面通常不需经过清洗除尘等处理。因此,气相缓蚀剂要比使用防蚀涂层、垫衬以及防蚀涂料更有优势。
2、气相防锈纸作用机理
气相防锈纸即含浸或涂覆气相缓蚀剂的纸,它是靠纸中浸渍或纸面上涂布的一种叫气相缓蚀剂的化学物质,在常温下缓慢地散发出缓蚀气体,这种气体能使空气中的水分、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢等腐蚀性介质游移到金属表面,生成一种肉眼看不见的稳定的致密保护膜,起钝化作用,保护金属材料和制品免于锈蚀或降低锈蚀速率。气相防锈纸的种类有很多,常用的缓蚀剂有: 亚硝酸二环己胺、苯甲酸钠、辛酸二环乙胺、乌洛托品、尿素和苯甲乙醇胺等。
二、气相防锈纸的性能特点及应用
1、气相防锈纸性能特点
参考观研天下发布《2018年中国气相防锈纸市场分析报告-行业深度分析与发展前景研究》
气相防锈纸作为防锈包装有很多优点,包括防锈期长,用它包装的金属制品,一般能封存 3 ~ 5 年,有的甚至可封存 10 年以上; 即便不直接接触金属也能实现有效防锈,尤其适合用于结构复杂的金属制品防蚀。与其他防锈包装材料相比,气相防锈纸生产费用低廉、使用方法简单,可实现无油包装、无涂抹及脱脂处理,节约资源。气相防锈纸用于防蚀干净清洁、无害无毒、环保安全,且兼具防锈与包装双重功效。
2、气相防锈纸的应用
气相防锈纸问世之初最先用于军械器材的长期封存包装,之后,其应用扩大到汽车、拖拉机、机床、电机、轴承、量具、刃具、金属工具乃至手术刀片、缝衣针、钟表元件的防锈包装。20 世纪 80 年代以后,国内外冶金工业产品中的冷轧、冷拔薄板带、管材、线材均相继采用气相防锈纸作为内包装材料。目前,气相缓蚀纸已成为防止大气腐蚀的主要方法之一。
三、气相防锈纸的研发趋势
现阶段气相防锈纸的研发方向主要有高效低毒、通用型两种。
1、新型高效低毒气相防锈纸的研发
国外对苯并三氮唑及其衍生物、咪唑衍生物、2,3-二氮杂萘及其衍生物等作为气相缓蚀剂使用的研究较为详尽[15-17],且大部分缓蚀剂为高效低毒型,对其缓蚀机理研究也比较详尽。总体来说,我国在生产绿色、易生物降解的环境友好型缓蚀剂方面要比国外落后很多。所以,在借鉴创新外国经验的基础上,研发新型高效低毒气相防锈纸用缓蚀剂就成为气相防锈纸研发的新方向。
2、通用型气相防锈纸的研发
在实际应用中,被保护的金属构件大部分为多金属组合件,即使是单金属器件,纯度也不可能达到 100% ,或多或少都含有其他金属杂质。因此,开发对黑色金属和有色金属同时适用的通用型气相防锈纸,将成为我国气相防锈纸的重点研发方向。
四、结语
目前,国外关于气相防锈纸的研究较国内详尽,且以纸张浸渍或涂覆高效、低毒型缓蚀剂制成气相防锈纸为主。我国关于气相防锈纸的研究主要集中在新型环保气相缓蚀剂和多组分气相防锈纸上。由于单独使用一种气相缓蚀剂往往不能满足气相防锈纸的某种要求,所以,气相缓蚀剂的研究中大部分以缓蚀剂的改性和多种缓蚀剂的联用来弥补单一使用某种缓蚀剂的不足,且相对于单一气相缓蚀剂涂覆的气相防锈纸来说,多组分气相缓蚀剂涂覆的气相防锈纸可应用到更多种金属或合金的防锈保护中。我国在环保低毒型气相防锈纸上的研究虽落后于国外,但在植物型水性无毒气相缓蚀剂、多组分通用型环保气相防锈纸的研究领域较为突出。鉴于此,无毒、通用的气相防锈纸依然是今后气相防锈纸的研究方向。由于气相防锈纸的研究和应用还不够成熟,一些法规和相关的规定还不够完善,应该在对气相防锈纸进行深入研究的同时及时完善相关的法规。
【版权提示】观研报告网倡导尊重与保护知识产权。未经许可,任何人不得复制、转载、或以其他方式使用本网站的内容。如发现本站文章存在版权问题,烦请提供版权疑问、身份证明、版权证明、联系方式等发邮件至kf@chinabaogao.com,我们将及时沟通与处理。