金属防锈知识--缓蚀剂
1、 概述
在长期与金属锈蚀抗争的生产实践中,人们发现一些物质能在腐蚀性介质中抑制金属腐蚀，这些物质就叫缓蚀剂（也叫腐蚀抑制剂或阻蚀剂）。在ASTM-G15中将缓蚀剂定义为：“缓蚀剂是一种当其以适当的浓度和形式存在于介质中时，可防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物。” 用缓蚀剂防止金属锈蚀，设备简单，使用方便，成本低，效果显著，已广泛用于金属防腐蚀领域。对于暂时性防锈材料中所用的缓蚀剂，人们习惯称其为防锈添加剂。 2 2、缓蚀剂的分类
缓蚀剂的种类较多，作用原理也不尽相同，并且有的还一剂多功能，因此，很难按某一具体的方式既能严格地将众多缓蚀剂分门别类，又能反映出缓蚀剂的内在结构和缓蚀机理。因此，通常从不同的侧面对它们进行分类，常见的分类方法有： ⑴按化学成分分类：无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。 ⑵按电化学作用机理分类：阳极抑制型缓蚀剂、阴极抑制型缓蚀剂和混合抑制型缓蚀剂。 ⑶按介质的pH值分类：酸性介质缓蚀剂、中性介质缓蚀剂和碱性介质缓蚀剂。 ⑷按被保护金属分类：黑色金属缓蚀剂、铜及铜合金缓蚀剂、铝及铝合金缓蚀剂等。 ⑸按物理状态分类：水溶性缓蚀剂、油溶性缓蚀剂和气相缓蚀剂。
3、 暂时性防锈材料中常用的缓蚀剂
所谓暂时性防锈材料，并非指这些材料的防锈有效期短，而是在必要时，可容易将它们从金属表面去除掉。 常用的暂时性防锈材料主要有：水基防锈剂、防锈油脂和气相防锈材料。为方便起见，下面就按水溶性缓蚀剂、油溶性缓蚀剂和气相缓蚀剂的分类方法对常用的缓蚀剂作简要介绍。
水溶性缓蚀剂 水溶性缓蚀剂就是能溶解于水中的一类缓蚀剂。金属在潮湿的大气中或浸在水中是极易发生锈蚀的，原因是在金属表面形成水膜，为电化学腐蚀提供了条件，若在水中加入少量特定的水溶性缓蚀剂，就可抑制电化学过程，就可减缓或防止金属锈蚀。常见的这类缓蚀剂如表2-1所示：
表2-1常用的水溶性防锈添加剂
名称 分子式 简要说明
钨酸钠 NaWO4 用于水基防锈剂和水基切削液，有钝化作用
钼酸钠 NaMoO4 用于水基防锈剂和水基切削液，有钝化作用
无水碳酸钠 Na2CO3 常与其它缓蚀剂复合使用，调节溶液的pH值
磷酸钠 Na3PO4 常与其它复合，用于水基防锈剂和合成切削液
三聚磷酸钠 Na5P3O10 常与其它复合，用于水基防锈剂和合成切削液
硅酸钠 Na2SiO3 用于铝、铁,但在中性介质中的稳定性较差,易析出
苯甲酸钠 C6H5COONa 有防锈和防腐作用
一乙醇胺 HOCH2CH2NH2 常与脂肪酸、硼酸、苯甲酸等复合使用
二乙醇胺 (HOCH2CH2)2NH 常与脂肪酸等生成酰胺后使用
三乙醇胺 (HOCH2CH2)3N 可单独使用也可复合使用，常用于切削液和水基防锈
癸二酸 C10O4H18 常与三乙醇胺等醇胺类水溶性缓蚀剂复合使用
十一碳烯二酸 C11O4H18 常与醇胺类水溶性缓蚀剂复合使用
尿素 CO(NH2)2 常与其它水溶性缓蚀剂复合使用，使用浓度较高
苯骈三氮唑 C6H5N3 用于铜及其合金，50ppm即有较好的缓蚀效果
水溶性缓蚀剂的防锈原理可分三类：
⑴在金属表面形成致密的氧化膜。这类缓蚀剂能和金属表面发生反应，形成一层不溶性的致密的氧化保护膜，从而阻止金属的阳极过程，减缓或终止腐蚀的电化学过程，实现对金属的保护。这类缓蚀剂也可能吸附在金属表面的活性点，降低金属表面的反应活性而起缓蚀作用,如钼酸盐和钨酸盐就属这一类缓蚀剂。
⑵在金属表面生成难溶的盐类保护膜。缓蚀剂分子能与金属上溶下来的金属离子作用而生成难溶的盐，沉积在金属的表面，形成一层致密的保护层，阻止金属的进一步溶解，起保护作用，如磷酸盐和硅酸盐就属于这一类缓蚀剂。
⑶生成难溶的络合物覆盖膜。这类缓蚀剂的分子中大多含有N、O、S等元素的杂环基团，它们能与金属表面的金属原子或金属表面附近的金属离子络合，附着在金属的表面形成一层难溶的络合物保护膜，阻止金属的溶解，起缓蚀作用。苯骈三氮唑对铜的缓蚀就属于这一类。
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1、 概述
在长期与金属锈蚀抗争的生产实践中,人们发现一些物质能在腐蚀性介质中抑制金属腐蚀，这些物质就叫缓蚀剂（也叫腐蚀抑制剂或阻蚀剂）。在ASTM-G15中将缓蚀剂定义为：“缓蚀剂是一种当其以适当的浓度和形式存在于介质中时，可防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物。” 用缓蚀剂防止金属锈蚀，设备简单，使用方便，成本低，效果显著，已广泛用于金属防腐蚀领域。对于暂时性防锈材料中所用的缓蚀剂，人们习惯称其为防锈添加剂。 2 2、缓蚀剂的分类
缓蚀剂的种类较多，作用原理也不尽相同，并且有的还一剂多功能，因此，很难按某一具体的方式既能严格地将众多缓蚀剂分门别类，又能反映出缓蚀剂的内在结构和缓蚀机理。因此，通常从不同的侧面对它们进行分类，常见的分类方法有： ⑴按化学成分分类：无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。 ⑵按电化学作用机理分类：阳极抑制型缓蚀剂、阴极抑制型缓蚀剂和混合抑制型缓蚀剂。 ⑶按介质的pH值分类：酸性介质缓蚀剂、中性介质缓蚀剂和碱性介质缓蚀剂。 ⑷按被保护金属分类：黑色金属缓蚀剂、铜及铜合金缓蚀剂、铝及铝合金缓蚀剂等。 ⑸按物理状态分类：水溶性缓蚀剂、油溶性缓蚀剂和气相缓蚀剂。
3、 暂时性防锈材料中常用的缓蚀剂
所谓暂时性防锈材料，并非指这些材料的防锈有效期短，而是在必要时，可容易将它们从金属表面去除掉。 常用的暂时性防锈材料主要有：水基防锈剂、防锈油脂和气相防锈材料。为方便起见，下面就按水溶性缓蚀剂、油溶性缓蚀剂和气相缓蚀剂的分类方法对常用的缓蚀剂作简要介绍。
水溶性缓蚀剂 水溶性缓蚀剂就是能溶解于水中的一类缓蚀剂。金属在潮湿的大气中或浸在水中是极易发生锈蚀的，原因是在金属表面形成水膜，为电化学腐蚀提供了条件，若在水中加入少量特定的水溶性缓蚀剂，就可抑制电化学过程，就可减缓或防止金属锈蚀。常见的这类缓蚀剂如表2-1所示：
表2-1常用的水溶性防锈添加剂
名称 分子式 简要说明
钨酸钠 NaWO4 用于水基防锈剂和水基切削液，有钝化作用
钼酸钠 NaMoO4 用于水基防锈剂和水基切削液，有钝化作用
无水碳酸钠 Na2CO3 常与其它缓蚀剂复合使用，调节溶液的pH值
磷酸钠 Na3PO4 常与其它复合，用于水基防锈剂和合成切削液
三聚磷酸钠 Na5P3O10 常与其它复合，用于水基防锈剂和合成切削液
硅酸钠 Na2SiO3 用于铝、铁,但在中性介质中的稳定性较差,易析出
苯甲酸钠 C6H5COONa 有防锈和防腐作用
一乙醇胺 HOCH2CH2NH2 常与脂肪酸、硼酸、苯甲酸等复合使用
二乙醇胺 (HOCH2CH2)2NH 常与脂肪酸等生成酰胺后使用
三乙醇胺 (HOCH2CH2)3N 可单独使用也可复合使用，常用于切削液和水基防锈
癸二酸 C10O4H18 常与三乙醇胺等醇胺类水溶性缓蚀剂复合使用
十一碳烯二酸 C11O4H18 常与醇胺类水溶性缓蚀剂复合使用
尿素 CO(NH2)2 常与其它水溶性缓蚀剂复合使用，使用浓度较高
苯骈三氮唑 C6H5N3 用于铜及其合金，50ppm即有较好的缓蚀效果
水溶性缓蚀剂的防锈原理可分三类：
⑴在金属表面形成致密的氧化膜。这类缓蚀剂能和金属表面发生反应，形成一层不溶性的致密的氧化保护膜，从而阻止金属的阳极过程，减缓或终止腐蚀的电化学过程，实现对金属的保护。这类缓蚀剂也可能吸附在金属表面的活性点，降低金属表面的反应活性而起缓蚀作用,如钼酸盐和钨酸盐就属这一类缓蚀剂。
⑵在金属表面生成难溶的盐类保护膜。缓蚀剂分子能与金属上溶下来的金属离子作用而生成难溶的盐，沉积在金属的表面，形成一层致密的保护层，阻止金属的进一步溶解，起保护作用，如磷酸盐和硅酸盐就属于这一类缓蚀剂。
⑶生成难溶的络合物覆盖膜。这类缓蚀剂的分子中大多含有N、O、S等元素的杂环基团，它们能与金属表面的金属原子或金属表面附近的金属离子络合，附着在金属的表面形成一层难溶的络合物保护膜，阻止金属的溶解，起缓蚀作用。苯骈三氮唑对铜的缓蚀就属于这一类。
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