何丹丹

摘 要：文章分析了近年來(lái)已公開的防銹劑發(fā)明專利申請(qǐng)，對(duì)上述專利申請(qǐng)進(jìn)行了技術(shù)分類，介紹了新型防銹劑的各種應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)階段常用的由磺酸類、羧酸與羧酸衍生物類、酯類、有機(jī)膦酸及鹽類、有機(jī)胺及雜環(huán)化合物類組成的防銹劑，均能對(duì)鋼鐵表面進(jìn)行防護(hù)，防止其受到侵害而造成損失；其中制作防銹劑的技術(shù)一直在不斷改進(jìn)，向著提高防護(hù)層性能，降低生產(chǎn)成本的方向進(jìn)行；文章最后還對(duì)除銹劑的發(fā)展前景進(jìn)行了展望，提供了專利技術(shù)的支持?jǐn)?shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：防銹劑；鋼鐵；表面；防蝕；磺酸鹽；羧酸；酯類；有機(jī)磷酸；有機(jī)胺

中圖分類號(hào)：TG174 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）19-0020-02

Abstract： This paper analyzes the patent application for antirust agent invention which has been published in recent years， classifies the above patent application， and introduces the various applications and advantages of the new antirust agent. At present， common antirust agents composed of sulfonic acid， carboxylic acid and carboxylic acid derivatives， esters， organic phosphonic acid and salts， organic amines and heterocyclic compounds can protect the surface of iron and steel from being damaged and cause losses. Among them， the technology of making antirust agent has been continuously improved， towards the direction of improving the performance of protective layer and reducing the production cost. Finally， the prospect of the development of antirust agent is prospected， and the supporting data of patent technology are provided.

Keywords： antirust agent； iron and steel； surface； corrosion protection； sulfonate； carboxylic acid； esters； organophosphoric acid； organic amine

引言

鋼鐵是我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂米疃嗟慕饘?，特別是隨著工業(yè)化社會(huì)進(jìn)步以后人類對(duì)鋼鐵的使用量與日俱增。但是，鋼鐵在地球上的儲(chǔ)備含量是有限的，而人類的礦產(chǎn)開采量不斷上升。每年因腐蝕造成的鋼鐵損失非常驚人，造成大量資源的浪費(fèi)。防止鋼鐵生銹的最常用的方法是使鋼鐵與氧隔絕，鋼鐵使用的環(huán)境中水與空氣是氧的主要來(lái)源，所以保持鋼鐵表面的干燥和避免直接接觸空氣。通常采取的措施是：在鋼鐵表面涂覆油脂、油漆、搪瓷、塑料等，還可以用電鍍等方法涂覆一層不易腐蝕的金屬，但成本較高。隨著技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多采用防銹劑對(duì)鋼鐵表面進(jìn)行處理得到防銹的表面，防銹劑對(duì)鋼鐵表面能達(dá)到的防銹效果是決定于對(duì)鋼鐵表面保護(hù)的程度，所以對(duì)鋼鐵表面進(jìn)行防銹就是阻止水汽、氧氣和其他腐蝕品對(duì)鋼鐵表面的入侵。

本文對(duì)最新公開的防銹劑技術(shù)的發(fā)明專利申請(qǐng)作出了分析，并對(duì)上述專利申請(qǐng)進(jìn)行了技術(shù)分類，闡述了各個(gè)發(fā)明對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出的貢獻(xiàn)，以使所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)防銹劑最新技術(shù)有深入了解。

1 磺酸鹽類防銹劑的研究

磺酸鹽是防銹劑領(lǐng)域中最常用的試劑組分，可以進(jìn)一步細(xì)分為石油磺酸鹽以及合成磺酸鹽，化學(xué)通式為-R-SO3。該組分在防銹劑中可以達(dá)到優(yōu)良的防銹性能，并且抗鹽霧效果很好?；撬猁}油溶性乳化劑類型的試劑，將它配置成防銹乳化油會(huì)獲得防銹和清洗性均好的效果。國(guó)外生產(chǎn)防銹劑的廠家很多，?？松綪aranox 30、德士古公司TLA-107、雪佛龍公司OLOA2501G等都是屬于磺酸鹽防銹劑。

中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司長(zhǎng)春市福田精細(xì)化工有限公司[1]公開一種用于零件內(nèi)腔除銹防銹的方法，具體步驟如下：依據(jù)零件的形狀、大小、表面腐蝕的程度，在罐內(nèi)按次序稱取磷酸、檸檬酸、聚醚2010、烏洛托品、工業(yè)酒精、余量為水，加入對(duì)硝基苯酚；再進(jìn)入下一步的反應(yīng)罐，在反應(yīng)罐里面依次稱取C6H18O24P6、三乙醇胺、精制石油磺酸鈉、剩余組分為水，加熱攪拌，然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO3）、聚乙二醇6000雙硬脂酸酯、檸檬酸等試劑、加入水，最后加入Na2MoO4，用NaOH作為pH調(diào)節(jié)劑，使得總體溶液的pH值到9.0，溶液為透明液體。最后將零件放入其中進(jìn)行防銹處理，該方法得到的防銹劑適用于變速箱殼體、中橋或后橋殼體、轉(zhuǎn)向機(jī)殼體等運(yùn)動(dòng)零件的表面處理，由于這些零件被腐蝕后會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)狀況產(chǎn)生不良影響，經(jīng)過(guò)該除銹液的處理后，零件的形狀、大小、尺寸沒(méi)有出現(xiàn)改變，也對(duì)后續(xù)工作情況不常用影響；并且經(jīng)過(guò)實(shí)際工業(yè)使用，達(dá)到良好的收益，節(jié)約了大量的成本。

2 羧酸及羧酸衍生物類防銹劑的研究

羧酸及羧酸衍生物也是防銹劑領(lǐng)域中常用的試劑，羧酸及其衍生物為R-COOH和（R-COO）nMm。羧酸及羧酸的衍生物廣泛存在自然界中含有多種組分，可以用于鋼鐵表面處理得到防銹保護(hù)面的試劑也有很多種，可以分為脂肪羧酸類和芳香羧酸類，常用的有：動(dòng)植物油的脂肪酸、硬脂酸、油酸、肉桂酸、蟻酸、丙酸、石油脂、巴豆酸、馬來(lái)酸、草酸、富馬酸、安息香酸、萘甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、烯基丁二酸、甲基丁酸、乙基戊酸、環(huán)丙烷甲酸、2-甲基環(huán)戊烷羧酸、反-1，3-環(huán)己烷二羧酸、4-氯苯甲酸、鄰溴苯甲酸、間硝基苯甲酸等。這些羧酸都是廉價(jià)易得并且對(duì)鋼鐵表面處理都都能得到防腐防銹的效果，而且還有抗氧化老化的效果，所以廣受歡迎用于防銹劑中。

上海源育節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰綶2]發(fā)明環(huán)保型微乳化防銹劑及其制備方法，該環(huán)保型微乳化防銹劑按以下方法制備：按摩爾比C12-C18一元羧酸∶尿素=2-4∶1稱取C12-C18一元羧酸和尿素備用；將100份C12-C18一元羧酸、10-20份司盤80、10-20份石油磺酸鈉、10-20份正戊醇、10-20份烷基酚聚氧乙烯醚依次加入攪拌器中，加熱至50-80℃，充分?jǐn)嚢柚寥芤和该?，制得混合物A；將尿素溶于占總混合物重量25-40%的水中，充分?jǐn)嚢枞芙猓频没旌衔顱；將混合物B加入混合物A中充分?jǐn)嚢璺磻?yīng)，即得環(huán)保型微乳化防銹劑母液；將制得的母液，按重量比加入10-50倍水充分?jǐn)嚢瑁吹铆h(huán)保型微乳化防銹劑工作液。本發(fā)明的環(huán)保型微乳化防銹劑防銹效果優(yōu)異，其作為優(yōu)良的工序間防銹劑使用，最長(zhǎng)防銹時(shí)間可達(dá)3個(gè)月，且節(jié)能減排和環(huán)保。

3 酯類防銹劑的研究

酯類在自然界中廣泛存在，其化學(xué)通式為-RCOOR′。常用作化學(xué)試劑中的有羊毛脂、蜂蠟、乙酸芐酯、乳酸乙酯、糖酸甲酯、反-3-甲基巴豆酸甲酯、糠酸乙酯、硝酸異山梨酯、單硝酸異山梨酯、單油酸季戊四醇酯、己二酸二乙酯、十二酸乙烯酯、2-氨基苯甲酸甲酯等等都是廣泛使用的金屬防銹劑組分，此外酯類組分還具有芳香的氣味，可以使得防銹劑獲得良好的氣味，減少表面處理時(shí)候的人員不適應(yīng)性。

安徽省繁昌縣皖南閥門鑄造有限公司[3]提供了一種含有聚異丁烯酸甘油酯的金屬防銹油，其是由下述重量份的原料制得：120號(hào)溶劑油110-120、羊毛脂1.8-3.3、聚異丁烯酸甘油酯2.1-3.4、硅烷偶聯(lián)劑KH560 1-2，硬脂酸鋁0.3-0.4、異丁醇0.1-0.2、抗氧劑168 0.2-0.3，抗氧劑264 0.1-0.2，聚丙二醇二縮水甘油醚0.1-0.2，環(huán)烷酸鎂0.1-0.2，苯并三氮唑0.9-1.2，2-氨乙基十七烯基咪唑啉0.7-1.2，氫化牛脂胺0.5-1、聚異丁烯基丁二酰亞胺0.4-0.5、十二烷基硫酸鈉0.3-0.8、復(fù)合成膜材料5-7、改性納米水滑石粉1-2。該發(fā)明具有優(yōu)異的接觸防銹性能以及很好的氣相防銹效果，對(duì)鋼類以及黃銅具有良好的氣相防銹效果以及接觸防銹效果。

4 有機(jī)磷酸及鹽類防銹劑的研究

有機(jī)磷酸常用試劑有三乙基膦酸、一乙基膦酸、植酸。例如，深圳市潔立龍精細(xì)化工有限公司[4]申請(qǐng)了一項(xiàng)名為環(huán)保磷化金屬防銹劑的專利申請(qǐng)，其指出：現(xiàn)行的鋼鐵表面防銹處理都是采用比較古老的磷化防銹處理，使用含有較高磷含量的試劑，這些試劑使用后，會(huì)對(duì)環(huán)境水體造成污染。因此，更新升級(jí)現(xiàn)有磷處理劑變得十分迫切，該公司發(fā)明了一種環(huán)保的磷化防銹劑，可用于涂裝前處理或直接用于金屬防銹，其含有三個(gè)組分：一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙基三胺五乙酸鈉；三乙基膦酸、一乙基膦酸或植酸；二價(jià)及三價(jià)金屬離子化合物，該三種組分的質(zhì)量比為10-45∶10-45∶1-10。該發(fā)明提供的環(huán)保磷化金屬防銹劑對(duì)各種金屬表面都能產(chǎn)生良好的效果，比同類產(chǎn)品的各種性能提高一個(gè)量級(jí)，并且磷化膜的厚度只有常規(guī)厚度幾十分之一，綜合成本低于常規(guī)處理成本。

5 有機(jī)胺及雜環(huán)化合物類防銹劑的研究

有機(jī)胺在防銹劑中常見的組分，化學(xué)通式為-R-NH2，常見的有機(jī)胺有：十八胺、仲銨、硬脂胺、環(huán)己基丙二胺、松香胺、硬質(zhì)基丙二胺、N-可可基-1，3'-二氨基丙烷。但單獨(dú)使用胺類防銹不佳，需要用有機(jī)酸進(jìn)行復(fù)配使用，常用復(fù)配試劑為：脂肪酸、油酸十八烷胺、月桂酸、硬脂酸、松香酸、硬脂酸環(huán)己胺、四氫松香酸等。

啟東尤希路化學(xué)工業(yè)有限公司及上海尤希路化學(xué)工業(yè)有限公司[5]申請(qǐng)了一項(xiàng)復(fù)合防銹劑的專利，使用了有機(jī)胺和有機(jī)酸進(jìn)行復(fù)配，可以用于清洗金屬表面，可以獲得優(yōu)良的防銹性能，進(jìn)行處理后的金屬表面沒(méi)有板面銹蝕和色斑問(wèn)題，同時(shí)金屬表面有潤(rùn)滑性。這種防銹劑可以在2分鐘內(nèi)形成防銹膜。含有下列重量組分：有機(jī)酸5～35%、有機(jī)胺5～35%、緩蝕劑2～20% 、成膜劑2～20%、成膜促進(jìn)劑1～10% 、表面活性劑0.1～1%、余量為水； 其中有機(jī)酸可以選擇的是對(duì)叔丁基苯甲酸、對(duì)硝基苯甲酸；有機(jī)胺選自：乙醇胺、異丙醇胺、嗎啉等；緩蝕劑、成膜劑、成膜促進(jìn)劑、表面活性劑都是常規(guī)的選擇；解決的鋼板黃斑問(wèn)題，避免了使用亞硝酸，提供了環(huán)保的防銹劑。

6 結(jié)束語(yǔ)

為了提高金屬的使用壽命，減少不必要的腐蝕，節(jié)約成本，提高鋼鐵的使用壽命，防銹劑領(lǐng)域的研究人員們都不斷努力進(jìn)取，改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，發(fā)現(xiàn)新方法，以獲得技術(shù)優(yōu)勢(shì)，搶占市場(chǎng)份額得到經(jīng)濟(jì)利益。專利申請(qǐng)就可以從旁證明防銹劑領(lǐng)域的不斷進(jìn)步和改進(jìn)，從專利總體情況來(lái)看，國(guó)內(nèi)企業(yè)申請(qǐng)量比國(guó)外企業(yè)申請(qǐng)量少，急需投入更多力量，這對(duì)于防銹劑技術(shù)發(fā)展具有積極意義[6，7]。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)專利申請(qǐng)：CN101514459A，公開日2009-08-26.

[2]中國(guó)專利申請(qǐng)：CN103114291A，公開日2013-05-22.

[3]中國(guó)專利申請(qǐng)：CN103160834A，公開日2013-06-19.

[4]中國(guó)專利申請(qǐng)：CN101684560A，公開日2010-12-29.

[5]中國(guó)專利申請(qǐng)：CN101092693A，公開日2007-12-26.

[6]中國(guó)專利申請(qǐng)：CN105803448A，公開日2016-07-27.

[7]中國(guó)專利申請(qǐng)：CN1066893A，公開日1992-12-09.