影响传统的和新的Biobased防锈剂临时涂料| 2018-05-07

临时防腐的金属组件和表面在装运期间,存储和/或制造工艺之间各种全球产业的关键。一个常见的例子是汽车零部件,这可能需要临时防腐几天,几周或几个月。防锈剂液体经常用来完成这一任务。

当选择一个临时的防锈剂产品,多个必须考虑。除了有效的腐蚀防护,产品应该提供几乎没有干扰金属表面,或部分的功能,还应该是安全的和友好的环境和工人们使用它。最后,易于去除需要考虑。传统上,石油和溶剂型产品已用于保护金属在装运期间,存储或进程之间。虽然这些产品可能提供足够的防腐,他们通常含有有害成分,不容易生物降解。^1、2环境和处置法规越来越严格,对“绿色”的渴望缓蚀剂正在增加。³biobased产品的使用,最近来自植物油及其酯类,被发现提供同等或更好的防腐性能,相比石油提炼物相识甚至于没有差别。²

有三个主要的要求有效的临时防锈剂。首先,必须将自己绑定到金属表面的物质。第二,防锈剂应该提供一个对水分屏障。最后,防锈剂应该有效地,均匀地覆盖在金属表面。传统的临时锈preventatives利用油含有脂肪酸等有机化合物。这些化合物形成物理屏障之间的金属衬底和腐蚀性环境。⁴脂肪酸分子有很长的研发烃尾部和头部,金属表面有很强的亲和力。^5、6然而,随着时间的推移,水分将扩散到金属表面的油层。为了解决这一问题,最近的配方的铁锈preventatives将形成一层和防锈期延长。金属生锈preventatives提供腐蚀保护,而承运人保证高效完成金属表面传播。⁷

不同的方法可以用来创建一个环境友好型防锈剂系统。最常见的方法是更换溶剂或油性载体与水性配方技术。第二个选择是用溶剂来取代石油航空公司从生产环境友好的可再生资源。这是通过蒸汽腐蚀抑制剂(vci)结合soy-derived和油菜籽油,为许多不同的应用程序创建防腐产品配方。最后一个方法是利用生物可降解VCI化学构建块在传统溶剂运营商。²

本文将重点讨论第一种方法。实验室测试结果,以及传统防锈preventatives经济和环境的影响,将小说相比,水/ biobased产品。本研究的目的是表明biobased产品可能抑制腐蚀以及传统的石油和溶剂型的同行,没有任何的负面环境方面的考虑。

经济研究

2015年估计有300000吨防锈剂液体使用在世界各地,包括金属加工液总量的大约12%的市场。亚洲使用世界上大约一半的铁锈preventatives供应,在很大程度上由巨大的金属部件在中国的出口行业。剩下的市场是美洲和欧洲之间关于平分秋色。欧洲市场,在那里可以更严格的环保法规,使用比例较高(约40%)的水性防锈preventatives。亚洲市场使用溶剂型或油性液体几乎完全保护。这些液体也在美国市场占据主导地位,约占80%的市场份额。⁸

表1显示了经济分析,考虑的总成本biobased商用和溶剂型产品,从产品数据收集表。

表1”防锈剂总成本每升。

根据执行成本分析:

市场产品的价格;
处理成本,基于产品分类垃圾数量;
运输成本,基于100升的产品;
仓储成本。

经济分析表明,计算总成本,包括成本每升、处理、运输和仓储最低防锈剂INH1,和最高的防锈剂INH4。应该注意的是,INH1 biobased,而INH4溶剂型。Biobased防锈剂INH1显示较低的总成本比四个测试溶剂型产品(INH2、INH3 INH4, INH5),这使得它是最具成本效益的临时防腐产品,同时也最环保的。

实验研究

在实验研究中,进行了一系列的分析来评估biobased和石油锈preventatives。第一个实验分析是使用湿度箱加速腐蚀试验,以模拟条件在运输和航运。第二,每个防锈剂除尘度评估。容易去除确保治疗金属部件可以快速使用,减少停机时间和最大限度地提高产量。最后分析电化学测试通过极化技术,决定了腐蚀抑制作用的效率。

材料和样品制备

五种即食锈preventatives进行评估:一个biobased相结合与气相缓蚀剂成膜添加剂(VpCI)和四个传统溶剂和石油产品,而在金属表面留下一个临时的蜡质保护膜。的属性测试锈preventatives表2中给出。

表2”测试锈preventatives属性从产品数据表。

碳钢样品,尺寸x100x1 60毫米,用砂纸抛光(240粒),在甲醇浸泡5分钟,浸泡在锈preventatives 30分钟,然后允许空气干燥24小时后测试。

湿度箱测试

湿度箱进行测试根据ISO 6270 - 2(修改ASTM D 1748),持续时间为600小时。这种测试的目标是确定不同的抗锈preventatives常数的气氛冷凝湿度、RH 100%和40±3°C,代表仓库和/或运输环境。测试是在一个英国大东电报局湿度进行内阁,AB5模型。表3显示了膜厚度测量结果用重量法应用锈preventatives后干燥。最大的膜厚度大约10µm测量了防锈剂INH2,而其他铁锈preventatives左低得多的膜厚度,2µm。

表3”锈preventatives的厚度测量。

除尘力

防锈剂后电影应该有的放矢,它必须被移除,通常使用碱性除油清洁剂。干净的防锈剂的性能是至关重要的后续处理步骤喜欢画画,磷化镀锌或焊接。⁸评价除尘力的铁锈preventatives由Lubrizol corp .)内部清洗测试。板涂防锈剂允许完全干燥,然后浸入一半5%碱性清洁解决方案7.5分钟45°C。之后,面板是用水冲洗和浸入硫酸铜镀的解决方案。成功删除防锈剂允许更多统一的面板表面镀铜。电镀Harder-to-clean锈preventatives显示空白,表明防锈剂不被清洁。

电化学研究

生锈的电化学研究preventatives根据ASTM g - 94进行。处理样品沉浸在新鲜水,1小时和5天,分别在(23±2)°C。测量进行了一个标准的三电极测试细胞相对于饱和甘汞电极的引用(SCE)与已知的相互作用势+ 0242 V与标准氢电极(她)。极化曲线登记后30分钟的水溶液,为了让腐蚀电位(Ecorr)稳定。potentiodynamic测量期间,工作电极极化±250 mV的潜力相对腐蚀电位和电流响应测量。抑制剂效率计算从保护和保护碳钢的腐蚀速率测量样本。

结果与讨论

抵抗恒湿凝结的气氛

期间和之后的600小时湿度箱测试,通过/失败的治疗小组进行评估根据ASTM D 1748。标准,测试表面应当通过如果它包含不超过三个点的腐蚀,没有其中一个直径大于1毫米,然而,测试表面将失败,如果它包含一个或多个点锈的直径大于1毫米或如果它包含四个或更多的点的大小。腐蚀发生在1/8”的面板中,或在1/8”下面挂孔不计算在内。湿度测试结果在图1中给出。

图1”阻力评价不同锈蚀preventatives恒湿凝结的气氛。

原料的产品相比,biobased防锈剂显示优良的防腐,在1748年修改ASTM D 600小时后测试。防锈剂INH2虽然厚,没有通过测试,由于重要的局部腐蚀观察100小时后测试湿度室。

除尘力评估

除尘力测试执行确定每个防锈剂的效率可以从金属表面移除。防锈剂电影难以去除的不一定与最好的防腐。⁸删除时间和精力会导致成本增加,失去的时间。图2显示了一个评价除尘力测试结果。锈preventatives INH1和INH4显示有效的除尘力,防锈剂INH2显示温和洁净。相反,锈preventatives INH3和INH5除尘力不足,这意味着清洗过程必须重复。评估是基于通过/失败标准进行的。

图2”评估锈preventatives除尘力的。

偏振测量

图3和图4显示了potentiodynamic极化曲线(塔费尔图)的未受保护的碳钢,与五锈preventatives,经过1小时和120小时后淡水。偏振测量提供重要的阳极和阴极反应的动力学信息。⁹腐蚀参数,即腐蚀电位(E_相关系数),腐蚀电流密度(j_相关系数),腐蚀速率(v_相关系数),阳极和阴极塔费尔斜坡(b_一个b_c表4和5中列出)。

图3»极化曲线测试锈preventatives,而不受保护的碳钢在淡水1小时后测试。

表4»极化测试结果在淡水1小时后,在一个温度(23±2)°C。

表5»极化测试结果在淡水120小时后,在一个温度(23±2)°C。

图4»极化曲线测试锈preventatives相比,不受保护的碳钢在淡水120小时后测试。

根据提供的数据,腐蚀电流密度降低的铁锈preventatives相比无保护碳钢样品。相当大的腐蚀电位的转变更高尚的价值观与应用程序的所有生锈preventatives观察,bio -石油,这表明测试锈preventatives大大影响了阳极反应。¹⁰然而,添加生锈preventatives也修改了阴极极化曲线,表明测试锈preventatives展出阴极和阳极抑制效果。因此,研究锈病preventatives作为混合型缓蚀剂,减少阳极溶解和弱智氢进化。^11、12为了评估抑制行为,一个实验没有防锈剂之外也执行。空白曲线表现出更多的阴极电位和电流密度高。

经过120小时的暴露在淡水,所有测试锈preventatives显示类似的腐蚀保护在塔费尔相等的电压电流的位置和形状图,图4。只有防锈剂INH4显示略高潜力的转变。腐蚀行为曝光之初相比,120小时后测试锈preventatives显示抑制效率提高,这可以归因于较长时期在金属表面成膜。

腐蚀抑制效率(h)后1和120小时的测试计算使用的关系(1):

h_我=(V_相关系数)_倪——(V_相关系数)我•100%

(V_相关系数)_倪

(1)[3]

在哪里(v_相关系数)_倪和(v_相关系数)_我分别是不羁和抑制腐蚀速率,获得potentiodynamic极化曲线。增加h值表明,抑制更为明显。基于测量保护而保护碳钢的腐蚀速率,抑制效率测试锈preventatives计算和结果在图5中。最大抑制效率获得potentiodynamic极化与铁锈preventatives INH3, INH2和INH1分别,而锈preventatives异烟肼5和异烟肼4显示一些低1小时后抑制接触淡水。120小时后,所有测试锈preventatives显示抑制效率99%以上。INH1,水/ biobased防锈剂,显示持续的抑制效率测试开始和结束的,这表明快速膜吸附特性。溶剂型的防锈剂INH5显示最低的改善耐腐蚀生锈preventatives在所有测试。然而,耐蚀性提高了近1000倍,比未受保护的样本。