Giới thiệu chung về phụ gia phòng ngừa rỉ sét.
Để lại lời nhắn
Rỉ sét là hỗn hợp của các oxit và hydroxit hình thành trên bề mặt kim loại do tác dụng của oxy và nước, đôi khi có chứa cacbonat hình thành do tiếp xúc với carbon dioxide trong không khí.
Ví dụ:
- Chất gỉ sắt chính là oxit sắt, chủ yếu bao gồm oxit sắt hydrat và hydroxit sắt, thường có màu đỏ.
- Rỉ đồng thường bao gồm cacbonat đồng cơ bản, là thành phần chính của rỉ sét màu xanh lá cây được tạo ra trên bề mặt đồng. Nó là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học Cu2(Ồ)2ĐỒNG3.
Vấn đề ăn mòn kim loại đang lan rộng trong các ngành công nghiệp khác nhau của nền kinh tế. Ăn mòn kim loại có thể làm hỏng đáng kể hiệu suất và giá trị hàng hóa của các sản phẩm kim loại, thậm chí gây ra trục trặc nghiêm trọng, dẫn đến việc loại bỏ thiết bị. Để tránh rỉ sét, người ta đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau và dầu chống rỉ sét là phương pháp bảo vệ phổ biến nhất để bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn. Trong các lĩnh vực công nghiệp, vấn đề rỉ sét sắt thép cần được quan tâm nhiều nhất. Rỉ sét là vấn đề cực kỳ nghiêm trọng gây hư hỏng các sản phẩm thép và thiết bị cơ khí.
Ở đây chúng tôi chủ yếu thảo luận về các chất phụ gia chống gỉ cho thép.
Phụ gia phòng ngừa rỉ sét còn được gọi bằng một số tên khác, bao gồm:
- Phụ gia chống gỉ Ani
- Chất chống rỉ sét
- Phụ gia ức chế ăn mòn
- Phụ gia ức chế ăn mòn
- Chất ức chế rỉ sét và ăn mòn
Tóm tắt lịch sử củaPhụ gia phòng ngừa rỉ sét
- Ban đầu, con người sử dụng bơ, lanolin và lipid dầu mỏ để chống gỉ kim loại
- Vào những năm 1930, chất ức chế rỉ sét tổng hợp dần dần được phát triển. chất ức chế rỉ sét sulfonate hòa tan trong dầu xuất hiện, tiếp theo là axit cacboxylic như axit alkyl hoặc alkenyl succinic và chất ức chế rỉ sét axit photphat. Các chất ức chế rỉ sét loại axit cacboxylic như axit alkyl hoặc alkenyl succinic được sử dụng rộng rãi trong dầu tuabin.
- Sau Thế chiến thứ hai, dầu chống gỉ và phụ gia chống gỉ phát triển nhanh chóng và được sử dụng rộng rãi trong việc chống gỉ các sản phẩm kim loại.
- Vào những năm 1950, nhiều chất ức chế rỉ sét như este axit béo polyol, amin hữu cơ, muối amin hữu cơ, hợp chất dị vòng, dầu mỏ bị oxy hóa, sáp parafin bị oxy hóa và muối kim loại của nó, và benzotriazole đã xuất hiện.
Phụ gia chống gỉ hoạt động như thế nào?
Chất ức chế rỉ sét chủ yếu là các chất phân cực và cấu trúc phân tử của chúng được đặc trưng bởi:
-
Một đầu là nhóm chức có tính phân cực cao, có đặc tính ưa nước, cường độ phân cực có tác dụng ngăn ngừa rỉ sét;
-
Đầu còn lại là nhóm alkyl không phân cực có đặc tính kỵ nước, độ dài của chuỗi alkyl cũng ảnh hưởng đến khả năng chống gỉ của nó.
Khi các sản phẩm dầu có chứa chất ức chế rỉ sét tiếp xúc với kim loại, các nhóm cực trong phân tử chất ức chế rỉ sét có lực hấp phụ mạnh trên bề mặt kim loại, tạo thành lớp bảo vệ đơn phân tử hoặc đa phân tử chặt chẽ trên bề mặt kim loại, ngăn chặn môi trường ăn mòn. khỏi tiếp xúc với kim loại, do đó đóng vai trò chống rỉ sét.
Chất ức chế rỉ sét còn có tác dụng hòa tan trong nước và một số chất ăn mòn. Bằng cách hòa tan các chất này trong các mixen, chúng có tác dụng phân tán hoặc vô hiệu hóa các chất ăn mòn, từ đó loại bỏ sự ăn mòn kim loại bởi các chất ăn mòn. Tất nhiên, chất ức chế rỉ sét có tính kiềm còn có tác dụng trung hòa các chất có tính axit, giúp kim loại không bị ăn mòn bởi axit.
Có hai hình thức hấp phụ chất ức chế rỉ sét trên bề mặt kim loại:hấp phụ vật lýVàhấp phụ hóa học:
- Lưỡng cực của các phân tử phân cực của chất ức chế rỉ sét chịu lực hút tĩnh điện với bề mặt kim loại, tạo thành sự hấp phụ vật lý, chẳng hạn như sulfonate;
- Nếu các phân tử bị hấp phụ có thể phản ứng hóa học với kim loại thì sự hấp phụ hóa học sẽ được hình thành, chẳng hạn như axit alkenylsuccinic.
Các loại chất ức chế rỉ sét chính
Các chất ức chế rỉ sét thường được sử dụng được chia thành năm loại dựa trên cấu trúc của chúng:
- sunfonat
- axit cacboxylic và dẫn xuất của axit cacboxylic
- este
- photphat hữu cơ và muối
- amin hữu cơ
- và các hợp chất dị vòng.
Sulfonat
Sulfonatlà chất ức chế rỉ sét sớm được sử dụng.
Các sulfonate kim loại thường chọn muối bari, canxi hoặc natri. Các hợp chất phân cực này có thể tăng cường khả năng chống gỉ và làm ướt bề mặt kim loại, đồng thời tạo thành lớp phủ hoàn chỉnh và đồng nhất hơn. Sulfonate có ái lực với kim loại và có thể loại bỏ nước khỏi bề mặt kim loại. Sulfonate kim loại cũng hỗ trợ hòa tan sáp và sáp bị oxy hóa trong chất lỏng.
Bari sulfonatevà canxi sulfonate mang lại hiệu quả thoát nước tốt nhất, trong khi natri sulfonate là chất thích hợp nhất để sản xuất chất ức chế rỉ sét dạng nhũ tương (gốc nước).
Các sulfonate kim loại có đầu ưa nước (cực), đuôi kỵ nước (không phân cực) bám dính (hấp phụ hóa học) vào bề mặt kim loại và đuôi mở rộng di chuyển ra khỏi kim loại và tạo ra một lớp màng chắn. Bản thân các sulfonate kim loại tạo ra một rào cản giữa bề mặt kim loại và môi trường bên ngoài.
Đuôi kỵ nước của sáp hoặc các phân tử sáp bị oxy hóa vướng vào các phân tử sulfonate, tạo thành một màng bền hơn và kỵ nước hơn so với sulfonate hoặc sáp đơn thuần.
Ví dụ: trong cùng một môi trường thử nghiệm
Dung môi chứa 10% sulfonate hoặc sáp oxy hóa có thể bảo vệ chống ăn mòn trong 30 ngày trong hộp ẩm;
Tuy nhiên, sự kết hợp giữa 10% sáp và sulfonate có thể bảo vệ chống ăn mòn hơn 60 ngày trong hộp ẩm.
Natri Sulfonatcó đặc tính chống gỉ và nhũ hóa và thường được sử dụng trong các loại dầu nhũ hóa chống gỉ (chất lỏng). Nó được sử dụng để chống gỉ trong quá trình sản xuất và đóng vai trò bôi trơn, làm mát, chống gỉ và làm sạch trong chất lỏng cắt kim loại.
Nói chung, trọng lượng phân tử của natri sulfonate càng lớn thì hiệu quả chống gỉ của nó càng tốt.
Bari dầu mỏ Sulfonatelà chất ức chế rỉ sét sớm nhất và được sử dụng rộng rãi nhất ở Trung Quốc. Nó có khả năng chống gỉ tốt, chống ăn mòn tuyệt vời đối với các kim loại khác nhau, cũng như khả năng dịch chuyển nước và trung hòa axit tuyệt vời, đặc biệt là khả năng chống ăn mòn nước mặn vượt trội.
Nói chung, các sulfonate trung tính, bazơ thấp hoặc bazơ trung bình được sử dụng làm chất ức chế rỉ sét. Sulfonate có tính kiềm cao thường được sử dụng làm chất tẩy rửa trong dầu động cơ, đóng vai trò trung hòa và tẩy rửa. Điều này là do giá trị bazơ của sulfonate càng cao thì hiệu quả chống gỉ của chúng càng kém.
| Mục | Tổng số bazơ, mgKOH/g | Ngày phòng ngừa rỉ sét |
| Canxi Dầu mỏ Sulfonate A | 0 | ﹥50 |
| Canxi Sulfonate B tổng hợp | 0 | ﹥50 |
| Canxi Dầu mỏ Sulfonate C | 22 | ﹥50 |
| Canxi Sulfonate D tổng hợp | 27 | ﹥50 |
| Canxi Dầu mỏ Sulfonate E | 305 | 14 |
| Canxi Sulfonate tổng hợp F | 400 | 8 |
Dinonyl Naphtalen Sulfonatlà một loại sulfonate tổng hợp khác, có thể được phân thành nhiều loại: muối bari, muối canxi, muối kẽm và muối amoni.
Bari Dinonyl Naphtalen Sulfonatcó khả năng hòa tan dầu tốt và chống gỉ, nhưng khả năng chống nước mặn của nó không tốt bằng bari dầu mỏ sulfonate. Công dụng của nó tương tự như bari dầu mỏ sulfonate, và nó đặc biệt thích hợp để điều chế các loại dầu chống gỉ màng cứng và màng mềm. Nó cũng thường được sử dụng trong mỡ bôi trơn và là một loại chất ức chế rỉ sét quan trọng.
Một số muối bari của Dinonyl Naphthalene Sulfonate cũng có đặc tính chống nhũ hóa, chẳng hạn như muối bari trung tính của Dinonyl Naphthalene Sulfonate.
Axit cacboxylic, muối cacboxylat và dẫn xuất của chúng
Axit béo chuỗi dàicó khả năng chống gỉ nhất định và muối kim loại của axit béo thường có khả năng chống gỉ mạnh hơn axit béo ban đầu.
Chất ức chế rỉ sét loại axit cacboxylic có khả năng chống ẩm tốt và hiệu quả thử nghiệm tiếp xúc với hộp thông gió cũng tốt, nhưng chúng thiếu hiệu suất trung hòa axit và khả năng chống ăn mòn đối với chì và kẽm kém.
Muối kim loại của nó có khả năng chống ăn mòn tốt đối với kim loại.
Hầu hết các axit cacboxylic hoặc muối kim loại của axit cacboxylic có khả năng chống nước muối và dịch chuyển nước kém.
Có nhiều chất ức chế rỉ sét dựa trên axit cacboxylic và hiệu quả của chúng rất khác nhau tùy theo cấu trúc khác nhau. Axit nonylphenoxyacetic là chất ức chế rỉ sét kim loại đen có khả năng hòa tan trong dầu tốt, muối amin và muối imidazolin của nó cũng là chất ức chế rỉ sét tốt;
Ví dụ,N-oleoyl sarcosinvà muối imidazolin muối octaammonium của nó cũng là chất ức chế rỉ sét hiệu quả cho kim loại màu và kim loại màu. Đây là các chất ức chế rỉ sét axit monocarboxylic, cũng như các chất ức chế rỉ sét có chứa hai axit cacboxylic. Đại diện chính và chất ức chế rỉ sét được sử dụng rộng rãi có chứa hai axit cacboxylic là axit alkenyl hoặc alkyl succinic, chủ yếu làaxit dodecenyl succinic. Đặc điểm của nó là khả năng chống gỉ tốt, liều lượng thấp và không nhạy cảm với nước. Nó chủ yếu được sử dụng trong dầu tuabin, và cũng được sử dụng rộng rãi trong dầu thủy lực và dầu ray dẫn hướng.
Trong số các chất ức chế rỉ sét cacboxylat, chất quan trọng hơn làKẽm naphtenatVàXà phòng magiê Lanolin. Kẽm naphthenate có khả năng hòa tan dầu tốt và có tác dụng chống gỉ trên cả kim loại đen và kim loại màu. Nó thường được sử dụng kết hợp với bari dầu mỏ sulfonate với liều lượng từ 2% đến 3% (khối lượng)) để bịt kín dầu chống gỉ.
Este
Axit adipic và axit benzoic có tác dụng chống gỉ trong nước. Nếu chúng được este hóa, có thể thu được chất chống gỉ hòa tan trong dầu.
Sản phẩm đại diện bao gồmsorbitol monooleat(Span-80), pentaerythritol monooleate, dodecenylsuccinate và lanolin.
Khoảng cách-80là chất ức chế rỉ sét thường được sử dụng và chất hoạt động bề mặt kết hợp các đặc tính chống gỉ và nhũ hóa. Nó có kết quả tốt trong các thử nghiệm hộp cửa chớp và có đặc tính chống ẩm và đẩy nước. Nó được sử dụng trong các loại dầu cắt và niêm phong khác nhau.
The rust resistance of different fatty acid sorbitol esters varies, generally oleic acid esters>stearic acid esters>este axit lauric.
Hiệu suất chống gỉ của monoester và tryester là tương tự nhau, và các este khác nhau có tính ăn mòn nhất định đối với chì.
So với tryster, monoester có tính ăn mòn kẽm cao hơn.
Nửa este của axit dodecenylsucciniccó đặc tính chống gỉ và chống nhũ hóa tốt và thích hợp cho dầu tuabin chống oxy hóa và chống gỉ.
Lan Lâmlà một chất lipid phức tạp do cơ thể cừu tiết ra và bám vào len. Trước khi kéo sợi, len phải được tẩy nhờn và giặt để loại bỏ lanolin. Thu hồi, khử mùi và khử màu khỏi dung dịch tẩy rửa, sau khi sấy khô thu được chất béo màu vàng nâu gọi là lanolin, có thể dùng làm chất ức chế rỉ sét.
Lanolin là một loại chất béo tự nhiên, mặc dù có tác dụng ức chế rỉ sét cổ xưa nhưng vẫn được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay. Lanolin không chỉ là chất chống gỉ mà còn là vật liệu tạo màng cho dầu chống rỉ màng mềm.
Đặc tính nhiệt độ thấp và độ bám dính của lanolin và các dẫn xuất của nó như chất ức chế rỉ sét là tuyệt vời. Lanolin có khả năng chống oxy hóa không khí, độ ổn định tốt của lớp phủ, đồng thời có đặc tính nhũ hóa và giữ nước.
Do khả năng hút ẩm mạnh và khả năng hòa tan dung môi kém của lanolin, giá trị hydroxyl có thể giảm trong phạm vi không làm giảm khả năng chống gỉ.
Chất ức chế rỉ sét dựa trên lanolin thường có khả năng chống gỉ tốt, đặc biệt là trong nước biển và nước mặn, với khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Tuy nhiên, chúng có ái lực mạnh với kim loại và hiệu suất tẩy dầu mỡ kém.
Sự kết hợp giữa lanolin và sulfonate có thể đạt được đặc tính chống gỉ và tẩy dầu mỡ tuyệt vời nhờ tác dụng hiệp đồng. Làm xà phòng kim loại từ lanolin có thể cải thiện khả năng dịch chuyển nước và mồ hôi tay, đồng thời có thể được sử dụng để sản xuất dầu chống gỉ loại dịch chuyển.
Phốt phát hữu cơ và muối của nó
Phốt phát hữu cơ chủ yếu là orthophosphate, phốt pho và phốt pho.Orthophotphatchủ yếu được sử dụng như một chất ức chế rỉ sét.
Chất ức chế rỉ sét loại photphat bao gồm:
Muối isopropanolamine dodecyl phosphate dodecoxypropyl đơn hoặc kép, có đặc tính chống oxy hóa, chống gỉ và chống mài mòn;
Muối Alkyl imidazoline phosphate có đặc tính chống gỉ và chống mài mòn.
Este photphat cũng có thể được sử dụng làm chất phụ gia chống mài mòn cực áp và thường được sử dụng trong chất bôi trơn và dầu gia công kim loại. Nó có thể tạo ra hiệu quả chống gỉ tuyệt vời khi được sử dụng kết hợp với sulfonate dầu mỏ và monoesters sorbitol anhydride.
Amin hữu cơ, muối và hợp chất dị vòng của chúng
Các muối amin thường được sử dụng ở Trung Quốc bao gồmAxit N-oleic muối sarcosine octadecylamineVàheptadenyl imidazoline succinate. Chất ức chế rỉ sét amin hữu cơ có khả năng chống ẩm, chống thấm nước và trung hòa axit tốt, nhưng kết quả thử nghiệm hộp trăm lá rất kém, ăn mòn chì nhiều hơn và ăn mòn nhất định đối với đồng và kẽm. Khi áp dụng, cần thận trọng.
Benzotriazollà chất ức chế rỉ sét được sử dụng phổ biến nhất trong số các hợp chất dị vòng. Nó là một chất ức chế ăn mòn và chống đổi màu tuyệt vời cho đồng kim loại màu và hợp kim của nó, đồng thời cũng có tác dụng chống gỉ nhất định đối với thép.
Tuy nhiên, benzotriazole không tan trong dầu khoáng và tan trong nước. Nói chung, khi thêm dầu khoáng, nên thêm một chất đồng dung môi: trước tiên nó có thể được hòa tan trong ethanol, propanol hoặc butanol, sau đó thêm vào dầu khoáng; Nó cũng có thể được hòa tan trong các đồng dung môi như butyl phthalate, dioctyl phthalate, tributyl phosphate hoặc cresyl phosphate trước khi thêm dầu khoáng.
Các hợp chất dị vòng cũng bao gồm các hợp chất dị vòng chứa nitơ, chẳng hạn như1,3,4-thiadiazole và các dẫn xuất của nó. Cấu trúc phân tử của các hợp chất này tương đối nhỏ gọn. Khi hấp phụ trên bề mặt kim loại, nó có lợi cho việc tăng cường độ bền của màng dầu và ức chế hiệu quả sự ăn mòn của các nguyên tố lưu huỳnh và phốt pho trong dầu bôi trơn. Là một nhóm các hợp chất dị vòng chứa nitơ, 1,3,4-thiadiazole và các dẫn xuất của nó, cặp electron đơn độc của các nguyên tử dị vòng trong phân tử có thể hấp phụ hóa học với kim loại, tạo thành màng thụ động màng dầu dày đặc trên bề mặt kim loại . Màng thụ động này có thể cô lập sự phân hủy xúc tác kim loại và ngăn chặn các sản phẩm có tính axit ăn mòn kim loại, do đó nó có thể được sử dụng làm chất phụ gia chống ăn mòn cho dầu bôi trơn.
