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几种模具防锈剂在水基加工液中的应用
来源:www.krambigram.com 发表时间:2017-10-04

  水基金属加工液在使用时,加工件、设备、刀具等均处在水环境中,且会受到温度(热量)、氧气(空气)、微生物(腐败产物)、其他物质(外界混入的酸性物质等)的多重影响,这就使黑色金属的防锈成为重要课题。

  水性模具防锈剂的防锈能力与其在金属表面的吸附能力、构成屏蔽腐蚀介质的保护膜厚度、膜的致密度及在溶液中的溶解度等密切相关。为使模具防锈剂在较低浓度时就能充分发挥作用,模具防锈剂分子的极性基与非极性基之间要有适当的匹配,即极性基能牢固地吸附在金属表面上,非极性基能有效地覆盖全部的金属表面。

  为了实现这一目的,除了配方整体设计,选择合适的模具防锈剂并采用各种添加剂的复配技术是必要的。

  水基金属加工液中常用的模具防锈剂有如下几类:

  1 石油磺酸盐

  石油磺酸盐是很典型的模具防锈剂,如T701、T702、T706等。

  目前使用最多的是石油磺酸钠T702,其分子量在500g/mol左右时防锈能力较好,在450g/mol左右时乳化能力很好。

  通过实验证实,即使采用分子量460g/mol的磺钠(含量60%),浓缩液中加入2%时就可使配方的防锈能力有很大提高,应是基于各类添加剂的复配增效。

  T701和T706见于一些年代较久的切削液配方,目前仍有应用,但早已不是主流。

  2 含硼添加剂

  含硼添加剂主要是硼酸、硼砂、硼酸酯、硼酸铵盐、硼酸酰胺等。其中硼酸和硼砂需要和胺反应后使用。

  下图是仅使用硼酸作为模具防锈剂(含量为相对于浓缩液的含量)、稀释液浓度3%、pH均为9.5、35℃×24h时的铸铁粉末实验结果,可见单纯用含硼添加剂作为防锈组分获得的防锈能力非常一般,因此实际往往会与脂肪酸类模具防锈剂复配使用。

  硼酸酯是性能较好的模具防锈剂,但是其经济性不如硼酸,在应用时最好也与长链羧酸类添加剂复配。一些比较简单的水性模具防锈剂就是使用硼酸酯和长链脂肪酸制作的。

  3 长链脂肪酸

  长链脂肪酸主要是C10~12的脂肪酸,这一类添加剂是目前主流的、应用最为广泛的防锈添加剂。其碳链越长,防锈能力越强,抗硬水能力越弱。

  该类添加剂需要和胺反后使用,其含量越高,防锈性能越好。

模具防锈剂

  3.1 癸二酸

  癸二酸一般是由蓖麻油经加热皂化和热裂后分离而制得。蓖麻油是世界上深加工产品最多的一种植物油,癸二酸是其重要下游产品,广泛做为水性产品模具防锈剂使用。

  此外,癸二酸近些年价格一路飙升,性价比已越来越低。

  3.2 十一碳二元酸、十二碳二元酸

  该类添加剂性能防锈能力优异,国内亦有较多供应商,在制备工艺上,进口品采用化学合成法制造,国产品则是微生物发酵法。两者纯度无差异,细微性能差异则需根据具体配方通过实验确认。

  该类产品主要用于尼龙、聚酯、热熔胶和香料行业,金属加工液用量总体占比较小,因而价格主要受其他行业行情变化影响。

  3.3 三元酸

  三元酸化学名称是:2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪,采用化学合成法制造,防锈性能很好。

  为了降低生产成本和供货价格,成品一般是50%或65%含量的湿饼状,可简单的通过烘干法检测其干物质含量。目前国内有数家供应商,用户也是越来越多。

  对比长链二元酸与三元酸,大多数情况下两类添加剂在防锈能力上并无显著差异。三元酸含有一定含量的氯离子,但对产品防锈能力无大影响。

  使用三元酸时要注意添加剂的吸湿性,包装袋口一定要密封储存。

  3.4 对叔丁基苯甲酸PTBBA

  目前,对叔丁基苯甲酸已有的合成方法是氧化法合成,主要包括:无溶剂氧化法、硝酸氧化法、液相催化氧化法、高锰酸钾氧化法、微波合成法、高温气相氧化法等,这些方法都是以对叔丁基甲苯为原料的。

  PTBBA防锈能力也很好,部分配方中也有所采用。

  3.5 十二烯基丁二酸(T746)

  十二烯基丁二酸是由叠合汽油或四聚丙烯为原料,与顺丁烯二酸酐反应而得。该类添加剂防锈虽好,但会严重降低切削液被清洗性能,因而应慎用!

  4 酰胺类添加剂

  酰胺类常见的是单乙醇胺、二乙醇胺与羧酸加热生成的酰胺,是一种很有效的模具防锈剂,低浓度的烷基醇酰胺溶液即能防止钢铁生锈,并具有良好的耐水解性能。

  该类添加剂可作为助乳化剂、模具防锈剂使用,使用时注意控制泡沫。

  5 亚硝酸盐

  亚硝酸盐是很古老的防锈添加剂,对黑色金属有极好的钝化效果,且成本极其低廉。

  亚硝酸钠在一定条件下生成的亚硝胺具有致癌性,已被禁用!虽然目前还有很多厂家在使用,但应控制。

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