国家材料腐蚀与防护科学数据中心
National Materials Corrosion and Protection Data Center
中文 | Eng 数据审核 登录 反馈
金属腐蚀的现象分类及常用的缓蚀剂介绍
2018-10-25 13:22:35 作者:本网整理 来源:拓新化工

1.jpg

 

    用马口铁罐和铝罐封装的气雾剂产品都存在着罐的腐蚀问题,特别是许多气雾剂产品被改为水基型配方,以二甲醚为抛射剂的情况下,罐的腐蚀问题益趋严重。


    二甲醚为优良溶剂,能使金属罐内涂的环氧树脂层发生溶胀,结果不仅暴露金属表面发生腐蚀,而且剥落的树脂可污染气雾剂并阻塞阀门和喷头,以至于二甲醚一水系统的气雾剂产品不能用内涂的金属罐。


    同时,由于二甲醚具良好的水溶解度和高挥发度,在罐内的气相部分带入较多的水,加剧罐内的气相腐蚀。气雾剂产品的腐蚀问题及其腐蚀控制问题为人们所关注,而阐明腐蚀作用机理,寻找其腐蚀控制方案,则是解决气雾剂产品腐蚀问题的关键。


    一、金属罐的腐蚀作用机理


    金属罐的腐蚀现象,金属罐封装的气雾剂产品具备发生腐蚀过程的环境和条件。按腐蚀性质可分化学腐蚀和电化学腐蚀,按腐蚀形态可分为全面腐蚀和局部腐蚀。前者阴、阳极区既微小又不固定。腐蚀分布相对地均匀,危害相对较小。后者又可细分,对气雾剂产品来说有缝隙腐蚀,包括沉积极腐蚀、孔腐蚀和电偶腐蚀,这类既普通(占整个腐蚀现象的85%)又危害严重。


    (一)局部腐蚀过程中,阴阳极区彼此分开,所谓大阴极小阳极,结果腐蚀高度集中在局部位置上,造成严重危害。缝隙腐蚀金属与金属间、金属与非金属(橡胶垫圈和塑料)之间以及金属与沉积物之间形成的缝隙,所发生的金属腐蚀,皆属此类腐蚀。气雾罐的结构特征,有利于此类腐蚀的发生。


    (二)缝隙  腐蚀过程的发生,溶液中的氧和氯离子起着着重作用,对于应用含游离氯(或其他卤素)离子的消毒剂,杀虫剂的水基气雾剂来说,可能会造成严重腐蚀。


    缝隙外的金属表面发生阴极氧化还原,使缝隙内金属发生溶解,造成正电荷过剩;为保持电荷平衡而吸引缝隙外的氯离子迁入,使缝隙内的氯离子浓度增加达3至10倍,与金属离子反应生成氯化物,接着水解成氢氧化物和氢离子,使溶液的PH值降至3左右,这有进一步加速了缝隙内金属阳极的溶解,如此循环地进行着自催化的缝隙腐蚀过程。三片马口铁罐的上,下双缝尤其易于发生缝隙腐蚀。


2.jpg

 

    (三)孔蚀 孔蚀是局部在小孔或斑点小而积上的腐蚀,可看作以自身的孔蚀构成的缝隙而进一步发生缝隙腐蚀的过程,其作用机理与缝 隙腐蚀雷同。气雾剂铝罐发生的腐蚀多数是孔蚀。


    (四)电偶腐蚀  异种金属相接触,又都处于相通的电解质溶液中, 由于存在电位差而使电位较负的金属加速腐蚀者,即为电偶腐蚀。三片马口铁罐中存在着铁、铜和锡三种金属,所以一般以马口铁包装的水基产品,即使是不含有氧和卤素离子,在不添加缓蚀剂的情况下也 会发生腐蚀。


3.jpg

 

    二、气雾剂产品的腐蚀控制


    气雾剂罐制的腐蚀主要是电化学机理,因而可以用电化学方法进行腐蚀控制。例如铁在水溶液中的腐蚀控制,可用电位一PH图说明。


    第一种方法是阴极极化法,使铁的电位负移,进入不腐蚀区(a 线);它处于热力学稳定态,不发生腐蚀。第二种方法是阳极极化法,使铁的电位正移,进入钝化区(b线);在此区间虽然在热力学上处于 不稳定态,但在动力学上处于反应速度极度滞慢状态,以致于难于发 生腐蚀。第三种方法是提高PH值,消除电极过程所生成的氢离子, 在不改变电位的情况下进入钝化区(c线),达到控制腐蚀的目的。


    气雾罐的腐蚀控制,最简洁而有效的方法是使用缓蚀剂,缓蚀剂的用最一般为几ppm至千分之几,按其电化学机理可分为阴极缓蚀 剂、阳极缓蚀剂和混合型缓蚀剂。阴极缓蚀使阴极极化电位负移,阳 极缓蚀剂则使电位正移,使金属表而钝化(又称钝化剂)都为上所述达 到腐蚀控制的目的,混合型缓蚀剂造成阴、阳极极化变化,腐蚀电位 虽然移动不大,但相应的腐蚀电流(正比于腐蚀速度)降低而达到腐蚀控制目的。


    三、常用的缓蚀剂


    (一)缓蚀剂按其属性来分又可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂①无机缓蚀剂  氧化性缓蚀剂使金属钝化:NaN02, Kmn04;缓蚀剂形成难溶化合物而钝化金属表而:NaOH,Na2C03, Na2HP04, Na3P04, NaBO2, Na2B407, Me04型阴离子是另一类重要无机缓蚀剂:Cr04, Mn04, V04, ff04, MeOL②有机缓蚀剂   有机缓蚀剂通过和金属间的吸附达到缓蚀作用。物理吸附:有机胺阳离子在金属界面吸附成膜;化学吸附;有机缓蚀剂在金属界面转化,反应和敖合形成保护膜,近来受到重视。


    (二 )缓蚀剂的协同作用  利用缓蚀剂的协同作用,研制成多元组分配方,实现用较少最的缓蚀剂获得较好的腐蚀控制效应。


    (三)常用的缓蚀剂


    NIC-V 是一款聚乙氧基化铵的水性缓蚀添加剂。其在水性体系添加能抑制对马口铁、镀锡铁制品、镀锌铁制品与铝材的侵蚀。具有极佳的水分散性、能溶于醇类、油及碳氢化合物、能与阴离子、非离子、阳离子及两性表面活性剂相容,相容性佳。


    由于NIC-V具有较强的乳化分散性及抗腐蚀特性,适用于气雾剂与清洗剂产品中,尤其适用于水基型气雾剂和油包水乳化体系。


    NIC-V在水基型气雾剂体系中具有较强的乳化分散性,当摇匀后,其与配方的其它活性组分共同分散在抛射剂中极易形成气相状态。


    NIC-V具有较强的抗腐蚀性,在水相体系中是非常好的缓蚀剂。


    四、结束语


    含氯离子和以二甲醚为抛射剂的水基气雾剂的腐蚀问题,是当前气雾剂产品防腐蚀研究的一个重要课题,研究结果迄今尚未能令人满意。


    缓蚀剂的研究发展方向着重于有机缓蚀剂的开发,其中包括有机缓蚀剂的吸附机理及其影响因素(电子效应、立体效应、相容性以及硬软酸碱原理)的研究。高分子聚合物膜的形成及效应,以及有机螯合剂表面络合反应研究等,研究工作方兴未艾。

 

更多关于材料方面、材料腐蚀控制、材料科普等方面的国内外最新动态,我们网站会不断更新。希望大家一直关注国家材料腐蚀与防护科学数据中心http://www.ecorr.org

免责声明:本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有,如果涉及侵权,请第一时间联系本网删除。

关于国家科技资源服务平台

国家科技基础条件平台中心是科技部直属事业单位,致力于推动科技资源优化配置,实现开放共享,其主要职责是:承担国家科技基础条件平台建设项目的过程管理和基础性工作;承担国家科技基础条件平台建设发展战略、规范标准、管理方式、运行状况和问题的研究,以及国际合作与宣传、培训等工作;承担科技基础条件门户系统的建设与运行管理工作;参与对在建和已建国家科技基础条件平台项目的考核评估和运行监督工作。

国家科技资源服务平台相关网站


国家材料腐蚀与防护科学数据中心

国家高能物理科学数据中心

国家基因组科学数据中心

国家微生物科学数据中心

国家空间科学数据中心

国家天文科学数据中心

国家对地观测科学数据中心

国家极地科学数据中心

国家青藏高原科学数据中心

国家生态科学数据中心

国家冰川冻土沙漠科学数据中心

国家计量科学数据中心

国家地球系统科学数据中心

国家人口健康科学数据中心

国家基础学科公共科学数据中心

国家农业科学数据中心

国家林业和草原科学数据中心

国家气象科学数据中心

国家地震科学数据中心

国家海洋科学数据中心