防锈油的应用

背景及概述^[1]

大多是以石油润滑油为基础油，加入各种防锈剂制得的油品，常用的防锈剂有烯基丁二酸或其盐类、羧酸盐、石油磺酸盐、酯类、胺类及磷化物等。防锈油能在金属表面上形成牢固的薄膜，使金属与锈蚀物质(包括水分、空气、二氧化碳、酸、碱、盐等)隔绝，从而防止锈蚀的产生。主要用于金属制的短期防锈。按其用途包括：机床试车防锈油、铝制品防锈油、金属板材防锈油等。按组成特点分为溶剂稀释型防锈油、石油腈型防锈油、水溶性防锈油及气相接触防锈油(含气相防锈剂)等。

防锈机理^[2]

防锈油脂是在石油类基本组分中加入一种或多种防锈添加剂(又称油溶性缓蚀剂)及其它辅助添加剂等组成，多用于金属制品(主要是钢铁制品)的工序间、运输或贮存时的暂时防锈。它具有效果好、使用方便、成本低廉、易施工、操作简单和易去除等优点，因而在整个防锈工作中占有重要的地位，是金属产品表面保护的重要手段，目前国内外都在大量生产和使用。

1）防锈油中基础油的增效作用

基础油是防锈油的主要成分，没有防锈剂的基础油防锈性能很差，但没有基础油的油溶性缓蚀剂防锈效果同样不好。

2）防锈剂(油溶性缓蚀剂)的吸附作用

金属表面是具有多个活性中心的高能晶体结构，极易在水、氧的存在下发生电化学腐蚀。

3）防锈油对极性物质的中和置换和增溶作用

防锈油中碱性防锈剂可与酸性腐蚀介质进行中和反应；高分子羧酸皂除了部分游离的羧酸能中和碱外，还可与腐蚀性酸发生复分解反应生成新盐和高分子羧酸，使有些防锈油对极性物质具有中和置换和增溶作用。

4）防锈油的水置换和溶剂化作用

防锈油中的油溶性缓蚀剂是具有不对称结构的表面活性物质，当其分子极性比水分子极性更强，与金属的亲和力比水更大时，便可以将金属表面的水膜置换掉，从而减缓金属的锈蚀程度，当防锈剂的浓度超过临界胶束浓度时，防锈剂分子就会以极性基团朝里，非极性基团朝外的“逆型胶束”状态溶存于油中，吸附和捕集极性的腐蚀性物质，并将其封存于胶束之中，使之不与金属接触，起到防锈作用。

应用^[2]

国外防锈油是在第二次世界大战中由美国首先发展起来的，并于1952年订出了完整的MIL-P-116B标准，共20个品种(即P系列)，分为溶剂稀释型、防锈脂型(包括石油脂型和皂基润滑脂型)、润滑油型(包括矿物油型和合成油型)、指纹去除型、气相型等五类。

国内防锈油脂是随着钢铁和机械工业的发展而发展起来的，60年代开始出现产品。武汉材料保护研究所制订了GB4879-85“防锈包装”标准，列出了国产防锈油的种类和指标；北京石油化工科学研究院等单位，在调查和分析的基础上，参考日本JISK2246-1980规格标准根据我国国情制订了我国的防锈油脂规格标准。近20年来，发展比较快，每年都有各种类型的新产品问世。下面是近几年来防锈油的热点研究方向及其应用。

1. 薄层防锈油

目前，我国机械行业在制造、贮运及使用过程中大多还使用落后的原型防锈油脂进行油封防锈，此类产品既不利于后清洗工艺，又造成不必要的浪费，而且还污染环境。因此，为改变目前这种现状，研制了GF型溶剂型薄层防锈油，经多个大中型机械制造企业的各种不同工艺进行生产性使用，证明产品对各类金属材料具有良好的防锈性能，同时易涂覆，色泽浅亮，溶剂挥发少，用量省，为厚层防锈油的三分之一以下，故节约生产成本三分之二以上，产品可用于工序间防锈，也可用于室内封存防锈。

2. 蜡膜防锈油

在溶剂稀释型防锈油或超薄层防锈油中加入某些油溶性蜡，可以获得含蜡的防锈保护膜，能明显地提高油膜的抗盐雾和耐大气性能。然而常温下蜡是固态或半固态，在油品中极易析出，影响油品的外观和质量，甚至难以获得理想的防锈效果。以高级脂肪酸和长链烷胺的复合物为基本成膜材料，添加适当的油溶性缓蚀剂，研制了SM-1蜡膜防锈油。其具有油膜薄、防锈性好、油基稳定和工艺简单、使用方便等特点，可广泛用于机床、金属零部件及军械装备的封存与保护，是一种性能优良的防腐蚀包装材料。

3.硬膜防锈油

硬膜防锈油具有涂层美观、油膜稳定性好和防锈期长等特点，已在国防、航天和机械等工业部门得到了广泛应用。

4.水溶性防锈油

我国目前常用的防锈油基本都是以汽油、煤油或机械油作为溶剂的。汽油、煤油和机械油都是石油分馏出来的产物，目前因无法使含在石油里面的芳香烃脱出来，所以汽油、煤油和机械油都含有芳香烃。使用汽油、煤油做溶剂油，一是它的闪点低，易着火；二是污染环境，有害于人的身体健康。

5.多功能重质气相防锈油

多功能重质气相防锈油可用于发动机、大型压缩机、专用齿轮箱的防锈，主要适用于密闭内腔系统的防锈。它不仅对黑色金属钢铁制件起防锈作用，而且对多种有色金属制件也起防锈作用。

6.其他防锈油

一般防锈油在应用时，金属表面必须经过除锈、清洗和干燥的预处理。而脱水防锈油在应用时，金属表面只需除锈、清洗，无需干燥，减少了一道工序，提高了工作效率。文献[10]研制的常温脱水防锈油脱水速度快，防锈效果好，防锈时间为1～1.5年，经常温脱水防锈油涂覆的试片表面油膜厚度不大于4μm，油膜干燥性不大于6h，油膜连续，且性质稳定，可用于工序间防锈，也可用于成品防锈。

主要参考资料

[1] 化工产品辞典

[2] 防锈油的研究开发与应用

[3] 防锈油的研究进展