一元羧酸防锈剂的应用_凯茵工业添加剂

背景^[3]

钢铁是我们日常生活中使用多的金属，特别是随着工业化社会进步以后人类对钢铁的使用量与日俱增。但是，钢铁在地球上的储备含量是有限的，而人类的矿产开采量不断上升。每年因腐蚀造成的钢铁损失非常惊人，造成大量资源的浪费。防止钢铁生锈的常用的方法是使钢铁与氧隔绝，钢铁使用的环境中水与空气是氧的主要来源，所以保持钢铁表面的干燥和避免直接接触空气。通常采取的措施是：在钢铁表面涂覆油脂、油漆、搪瓷、塑料等，还可以用电镀等方法涂覆一层不易腐蚀的金属，但成本较高。

随着技术的进步，越来越多采用防锈剂对钢铁表面进行处理得到防锈的表面，防锈剂对钢铁表面能达到的防锈效果是决定于对钢铁表面保护的程度，所以对钢铁表面进行防锈就是阻止水汽、氧气和其他腐蚀品对钢铁表面的人侵。日本表面化学(株)研制出同时具有洗净和防锈功能的水溶性洗净防锈剂，适合用于汽车金属部件加工工序间的防锈处理。

水溶性洗净防锈剂组成中，含有羧酸类化合物、烷醇胺类化合物和二胺类化合物等。羧酸及羧酸衍生物也是防锈剂领域中常用的试剂，一元羧酸防锈剂即一元羧酸及其衍生物为R-COOH 和多元羧酸包括三元羧酸防锈剂(R-COO)_nMm。

羧酸及羧酸的衍生物广泛存在自然界中含有多种组分，可以用于钢铁表面处理得到防锈保护面的试剂也有很多种，可以分为脂肪羧酸类和芳香羧酸类，常用的有：动植物油的脂肪酸、硬脂酸、油酸、肉桂酸、蚁酸、丙酸、石油脂、巴豆酸、马来酸、草酸、富马酸、安息香酸、萘甲酸、邻二甲酸、间二甲酸、烯基丁二酸、甲基丁酸、乙基戊酸、环丙烷甲酸、2 – 甲基环戊烷羧酸、反- 1-环己烷二羧酸、4-氯甲酸、邻溴甲酸、间硝基甲酸等。这些羧酸都是廉价易得并且对钢铁表面处理都都能得到防腐防锈的效果，而且还有抗氧化老化的效果，所以广受欢迎用于防锈剂中。

应用及制备^[1][2]

有研究开发了一种环保型微乳化一元羧酸防锈剂及其制备方法，该环保型微乳化防锈剂按以下方法制备：按摩尔比C12-C18 —元羧酸：尿素2-4。称取C12-C18 —元羧酸和尿素备用；将100份C12-C18 —元羧酸、10-20份司盘80、10-20份石油磺酸钠、1 0 -20份正戊醇、1 0 -20份烷基酚聚氧乙烯醚依次加人搅拌器中，加热至50-80益，充分搅拌至溶液透明，制得混合物A；将尿素溶于占总混合物重量2 5 – 4 0 %的水中，充分搅拌溶解，制得混合物B；将混合物B 加人混合物A 中充分搅拌反应，即得环保型微乳化防锈剂母液；将制得的母液，按重量比加人10-5 0 倍水充分搅拌，即得环保型微乳化防锈剂工作液。

本发明的环保型微乳化防锈剂防锈效果优异，其作为优良的工序间防锈剂使用，长防锈时间可达3 个月，且节能减排和环保。还有研究开发了一种水溶性洗净防锈剂组成中，含有羧酸类化合物、烷醇胺类化合物和二胺类化合物等。组成物中的羧酸类化合物是碳原子数4～l2的单羧酸（一元羧酸防锈剂/二羧酸类化合物。如果碳原子数低于4，则会降低防锈性能；如果碳原子数高于12，则会发生组成物的分离和起泡等问题。

适宜的单羧酸类化合物有戊酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十二酸、2一乙基己酸等脂肪酸以及安息香酸、丁基安息香酸等芳香酸。适宜的二羧酸类化合物有己二酸、癸二酸、十二二羧酸等。羧酸类化合物浓度为5～20 (质量比，下同)。如果羧酸类化合物浓度低于5 ，则会降低防锈性能；如果浓度高于20/5，则会发生组成物的分离问题。

市售产品举例如fsail 2128是一种磺酰胺基酸型的防锈单剂（一元羧酸防锈剂），其本身不溶于水，但其有机胺盐或碱性盐于水的。用碱/醇胺中和后是对铁、铸铁和铁合金非常有效的腐蚀抑制剂，可以用于所有类型的水基体系金属加工液 (半合成和合成液)。与usail 7042（铜缓蚀剂）有相互增效作用；与三类杀菌剂复合使用，在防腐性能上有增效作用。

应用于金属加工液、工业清洗剂、水基液压液、水处理过程 海上石油/天然气钻探用润滑剂 发动机防冻液(冷却液)、水基淬火液水-乙二醇抗燃液压液(hfc)、平整液。无味，水相挥发后无粘性残留物，低泡，抗硬水能力＞2000ppm 不会造成铝变色，不会生成亚硝胺，比金属皂具有更好的热稳定性（水基淬火液适用）。一般宜用三胺调整ph>8.5以提高溶解度，辅以适当加热（<80℃）加速溶解。 若需定量，则取45wt%fsail 2128与55wt%三—胺在70℃搅拌至透明即可。建议与usail 7042金属减活剂搭配使用，可起协同作用。

主要参考资料

[1] 何丹丹.发明专利申请中的防锈剂的技术.科技创新与应用，2018

[2] 蔡积庆. 水溶性洗净防锈剂[J]. 腐蚀与防护, 2003, 24(8): 363-364.