氣相防銹紙的制備與研究

　　摘要：現階段，隨著經濟的發展，我國的現代化建設的發展也日新月異。對氣相防銹紙的定義、核心成分、應用、緩蝕機理和生產工藝進行了介紹。氣相防銹紙是一種對金屬制品腐蝕具有防護作用的特殊功能性包裝紙.氣相防銹紙系采用優質防銹原紙及高效復配的專用氣相緩蝕劑，經由特殊工藝加工精制而成。在密封包裝空間里，紙體內含有的氣相緩蝕劑在常溫常壓下揮發出防銹氣體因子，擴散滲透至被防銹物品表面并吸附其上，形成單分子厚的致密保護膜層，從而達到防銹的目的。

　　關鍵詞：氣相防銹紙;制備措施;研究分析

　　1.特征優點以及相關注意事項

　　1.實現無油包裝，無涂抹及脫脂、清洗程序，省工省時，節約成本。2、高性能的氣相緩蝕劑均勻包含于防銹紙內部，包裝后迅速發揮防銹效能。3、即便不直接接觸金屬也能實現有效防銹，尤其適合表觀復雜的金屬件。4、兼具防銹與包裝雙重功效。5、與真空包裝相比，費用低廉、使用簡單。6、干凈清潔、無害無毒、環保安全。通過SGS認證，符合RoHS指令要求;適用金屬：鐵金屬、合金鋼、鑄鐵、銅、黃銅、青銅、電鍍金屬、鋅及合金、鉻及合金、、錫及合金、鋁及合金等各種金屬材料及制品。廣泛用于軍工、機械、汽配、電工、五金等行業產品防銹。在貯存和運輸前先將金屬部件清洗干燥后，可采用單體全覆蓋包裝(氣相防銹紙使用面積近似金屬外表面積)，也可通過把氣相防銹紙做為內襯和隔離墊層而采用整體包裝方式。但如外包裝無防水密封包裝，建議采用復合PE的氣相防銹紙后用膠帶密封。7.氣相防銹紙與被防銹物品表面應盡量緊密接觸，在兩者之間不能有障礙物阻隔。8.包裝前被防銹物品表面應處于潔凈、干燥、無異物狀態;9.若被防銹物品表面規則，可采用單體全覆蓋方式(氣相防銹紙使用面積與物品表面積近似)，并密封接口處。也可在密封包裝單元內(周轉箱、塑料袋等)將氣相防銹紙作為內襯或隔層墊紙使用。10.包裝時應戴干凈手套操作，不要用裸手接觸被防銹物品。

　　2.氣相防銹紙的制備與研究

　　2.1環保型氣相緩蝕劑的制備

　　2.1.1單組分和多組分防銹實驗

　　操作步驟進行單組分和多組分氣相防銹甄別實驗為期3d。A、B、C分別表示苯甲酸鈉、六亞甲基四胺、苯并三氮唑。與空白實驗相比，單一組分雖然具有防銹能力，但是3天靜態防銹試驗都未能通過，不能單獨作為防銹劑使用;雙組分實驗中，AB和AC腐蝕缺陷面積較大，比單一組分防銹能力稍強，但復配后效果并不理想，BC表面光亮基本無銹與單一組分實驗相比，大大提高了防銹能力，起到了一定的協同作用;三組分實驗鋼鐵表面光亮無銹，防銹效果較好。

　　2.1.2植酸胺在不同pH下對10#鋼防銹性能的影響

　　得出不同pH值下的植酸胺防銹效果在大范圍pH下的植酸胺防銹性能，研究表明未調pH的植酸是一種危險的氣相防銹劑，中性到堿性才具有緩蝕能力;實驗6～12深入探究了植酸在pH=8.43～10.41條件下的防銹性能，研究表明pH在9以上，植酸胺表現出較好的單組分緩蝕能力;pH值在9.8～10.41之間時，隨著植酸胺pH值的升高，試片表面光亮無銹并基本趨于穩定，沒有明顯變化，考慮到防銹效果和經濟方面，以pH=10時防銹性能最佳。直接以質量比為m(苯甲酸鈉):m(烏洛托品):m(苯并三氮唑):m(植酸胺)=5∶2∶2∶1進行復配，與三組分ABC進行500mL體積下總量1g的7d氣相防銹甄別試驗，實驗2是基于植酸的四組分配方七天試驗，分析可知:實驗2較實驗1防銹性能更好，鋼鐵表面光亮無銹。在前3d兩種配方都能夠起到優異的防銹性能，光亮無銹，為了防銹效果對比更加明顯，進行七天實驗。從實驗結果可以確定環保型復配配方在防銹方面是合理可行的。

　　2.2環保型氣相防銹紙的制備

　　將苯甲酸鈉、烏洛托品、苯并三氮唑、植酸胺以5∶2∶2∶1進行配比制備防銹液，取1mL防銹液涂布在總面積A=25×11=275cm2的防銹紙上，每種涂布量涂布6張，隨機選2張，取有效面積為11×11=121cm2進行2組防銹實驗，用減重法計算防銹液涂布量(g/m2)。

　　2.3氣相防銹紙微觀形貌

　　中性牛皮紙和氣相防銹紙微觀形貌通過掃描電子顯微鏡分析，制備的氣相防銹紙與未涂布中性牛皮紙相比，其纖維形狀并沒有明顯的變化，單根紙張纖維表面上的細小紋理被完全遮擋，但纖維間的間隙仍清晰可見。從氣相緩蝕劑組成來看，低分子量的有機物不具備類似高分子聚合物的成膜特性，因此不能完整在紙面上形成連續相的覆膜，從而呈現出氣相緩蝕劑粒子在表面的簡單覆蓋、堆積和填充，氣相緩蝕劑與粒子之間和氣相緩蝕劑和紙張纖維之間沒有明顯的相互作用，僅僅依靠較弱的分子間作用力相互吸收而留存于紙張表面，這種分布方式使氣相緩蝕劑粒子不是成膜固化于紙張纖維中，它與紙面纖維的弱吸附有利于氣相緩蝕劑粒子與空氣接觸后能易于離開紙面，快速揮發至氣相中，吸附于金屬材料表面，起到充分的緩蝕防銹作用，這正是氣相防銹紙的氣相防銹機制所在。

　　苯甲酸鈉25℃飽和蒸氣壓為0.0122mmHg，烏洛托品25℃飽和蒸氣壓為0.019mmHg，苯并三氮唑30℃飽和蒸氣壓0.04mmHg，其72h失重率為3.49%，與苯并三氮唑作對比的植酸同等條件下失重率為5.66%，說明植酸飽和蒸氣壓高于苯并三氮唑，與其相近。苯甲酸鈉、烏洛托品、苯并三氮唑毒理學數據(LD50)分別為4070，9200，560mg/kg，50%植酸水溶液的毒理學數據(LC50)為4192mg/kg。一次經口LD50為500～5000mg/kg時為低毒，大于5000mg/kg時為微毒。

　　3氣相防銹包裝技術

　　3.1氣相緩蝕劑

　　所謂氣相防銹包裝技術就是用氣相緩蝕劑(揮發性緩蝕劑)，在密封的包裝容器內對金屬制品進行防銹的技術。氣相緩蝕劑是一種能減慢或停止金屬在腐蝕性介質中的破壞過程的物質，在常溫下即具有揮發性。它在密封包裝容器中，在很短時間內揮發或升華出的緩蝕氣體就能充滿整個包裝容器內的每個角落和縫隙，同時吸附在金屬制品的表面，從而起到抑制大氣對金屬銹蝕的作用。

　　環境論文投稿刊物：《裝備環境工程》(雙月刊)創刊于1983年，由中國兵器工業第五九研究所和國防科技工業自然環境試驗研究中心共同主辦，面向國內外公開發行。辦刊方針：打造具有前瞻性、學術性、實用性、指導性、權威性的，“以軍為主，軍民結合”的環境工程領域綜合性學術期刊。

　　3.2氣相防銹機理

　　氣相緩釋劑的防銹機理有吸附緩蝕、成膜緩蝕、電極過程緩蝕3種情況。1)吸附緩蝕機理氣相緩蝕劑的分子結構和表面活性劑相似，是由極性基和非極性的疏水基2部分組成。由于電子給予體的極性基和金屬表層配位，形成化學或物理吸附，是金屬表面生成雙電層結構，而非極性基則作定向排列，形成疏水層，使腐蝕介質難以接近金屬，腐蝕反應受到抑制。2)成膜緩蝕機理氣相緩蝕劑分子在腐蝕介質中能和金屬互相作用，生成不溶或難溶的化合物膜，保護金屬免遭腐蝕介質的作用。3)電極過程緩蝕機理金屬在電解質或潮濕空氣中主要發生電化學腐蝕，氣相緩蝕劑經揮發而吸附在金屬表面能抑制陽極或陰極過程，從而減小腐蝕電流而達到緩蝕的目的。

　　參考文獻:

　　[1]梁彩鳳，侯文泰.大氣腐蝕與環境[J].裝備環境工程，2004，1(2):49-52.

　　作者：周紅

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