防錆添加剤の概要。
ご伝言
さびは、酸素と水の作用によって金属表面に形成される酸化物と水酸化物の混合物であり、空気中の二酸化炭素との接触によって形成される炭酸塩を含む場合もあります。
例えば：
- 主な鉄さびは酸化鉄で、主に酸化第二鉄水和物と水酸化鉄から構成され、通常は赤色です。
- 銅錆は一般に塩基性炭酸銅で構成されており、銅の表面に発生する緑錆の主成分です。 化学式Cuの無機化合物です。2（おお）2共3.
金属腐食の問題は、経済のさまざまな産業に広がっています。 金属腐食は、金属製品の性能や商品価値を大きく損なうだけでなく、重大な故障を引き起こし、機器の廃棄につながる可能性があります。 錆を防ぐために人々はさまざまな方法を採用してきましたが、金属を腐食から守る最も一般的な保護方法は防錆油です。 産業分野において最も注意すべきは鉄鋼の錆です。 錆は鉄鋼製品や機械設備にダメージを与える極めて深刻な問題です。
ここでは主に鉄鋼用の防錆添加剤について説明します。
防錆添加剤は、次のような別の名前でも知られています。
- 防錆添加剤
- 防錆剤
- 腐食防止添加剤
- 腐食防止添加剤
- 防錆剤および腐食防止剤
の簡単な歴史防錆添加剤
- 当初、人間は金属の錆び防止にバター、ラノリン、石油脂質を使用していました。
- 1930 年代になると、合成防錆剤が徐々に開発されました。 油溶性の石油スルホン酸塩防錆剤が出現し、続いてアルキルまたはアルケニルコハク酸などのカルボン酸および酸性リン酸塩防錆剤が登場しました。 タービン油にはアルキルコハク酸やアルケニルコハク酸などのカルボン酸系防錆剤が広く使用されていました。
- 第二次世界大戦後、防錆油や防錆添加剤が急速に発展し、金属製品の防錆に広く使用されました。
- 1950年代には、ポリオール脂肪酸エステル、有機アミン、有機アミン塩、複素環式化合物、酸化石油、酸化パラフィンワックスおよびその金属塩、ベンゾトリアゾールなどの数多くの防錆剤が登場しました。
防錆添加剤はどのように作用するのでしょうか？
防錆剤はほとんどが極性物質であり、その分子構造は次のような特徴があります。
-
片端は親水性を有する極性の高い官能基であり、極性の強さが防錆に影響します。
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もう一方の端は疎水性を持つ非極性のアルキル基であり、アルキル鎖の長さも防錆性に影響します。
防錆剤を含む油製品が金属と接触すると、防錆剤分子の極性基が金属表面に強力な吸着力を持ち、金属表面に単一分子または多分子の緻密な保護層を形成し、腐食媒体の侵入を防ぎます。金属との接触を防ぎ、防錆の役割を果たします。
防錆剤は、水や一部の腐食性物質を可溶化する効果もあります。 これらの物質をミセルに可溶化することにより、腐食性物質の分散または不活性化作用を発揮し、腐食性物質による金属の侵食を防ぎます。 もちろん、アルカリ性防錆剤には酸性物質を中和する効果もあり、酸による金属の腐食を防ぎます。
金属表面への防錆剤の吸着には 2 つのタイプがあります。物理吸着そして化学吸着:
- 防錆剤の極性分子の双極子は金属表面と静電引力を受け、スルホン酸塩などの物理吸着を形成します。
- 吸着された分子が金属と化学反応できる場合、アルケニルコハク酸などの化学吸着が形成されます。
主な防錆剤の種類
一般的に使用される防錆剤は、その構造に基づいて 5 つのカテゴリーに分類されます。
- スルホン酸塩
- カルボン酸およびカルボン酸誘導体
- エステル
- 有機リン酸塩および塩
- 有機アミン
- および複素環式化合物。
スルホネート
スルホネート初期防錆剤を使用しております。
金属スルホン酸塩は通常、バリウム、カルシウム、またはナトリウム塩を選択します。 これらの極性化合物は、防錆性と金属表面の湿潤性を高め、より完全で均一なコーティングを形成します。 スルホン酸塩は金属と親和性があり、金属表面から水を除去できます。 金属スルホン酸塩は、液体中のワックスおよび酸化ワックスの溶解にも役立ちます。
スルホン酸バリウムスルホン酸カルシウムとスルホン酸カルシウムは最高の排水性能を発揮しますが、スルホン酸ナトリウムは乳化（水ベース）防錆剤の製造に最適です。
金属スルホン酸塩は、親水性 (極性) 頭部、金属表面に付着 (化学的に吸着) する疎水性 (非極性) 尾部、および金属から離れてバリア フィルムを提供する拡張尾部を持っています。 金属スルホン酸塩自体は、金属表面と外部環境との間に障壁を提供します。
ワックスまたは酸化ワックス分子の疎水性尾部はスルホン酸塩分子と絡み合い、スルホン酸塩またはワックス単独よりも強力で疎水性の高い膜を形成します。
たとえば、同じテスト環境で
10% のスルホン酸塩または酸化ワックスを含む溶剤は、湿気の多いボックス内で 30 日間の腐食保護を提供します。
ただし、10% のワックスとスルホン酸塩を組み合わせると、湿気の多いボックス内で 60 日間以上の腐食防止効果が得られます。
スルホン酸ナトリウム防錆作用と乳化作用があり、防錆用乳化油（液体）としてよく使用されます。 製造工程での防錆に使用され、金属切削液の潤滑、冷却、防錆、洗浄の役割を果たします。
一般にスルホン酸ナトリウムは分子量が大きいほど防錆性能が高くなります。
石油スルホン酸バリウム中国で最も古く、最も広く使用されている防錆剤です。 防錆性に優れ、各種金属に対する耐食性に優れ、水置換性能、酸中和性能も優れており、特に耐塩水腐食性には優れています。
一般に、中性、低塩基、または中塩基スルホン酸塩が防錆剤として使用されます。 高塩基性スルホン酸塩は、エンジン オイルの洗浄剤としてよく使用され、中和および洗浄の役割を果たします。 これは、スルホン酸塩の塩基価が高くなるほど防錆性能が低下するためです。
| アイテム | 総塩基価、mgKOH/g | 防錆の日 |
| 石油スルホン酸カルシウムA | 0 | ﹥50 |
| 合成スルホン酸カルシウムB | 0 | ﹥50 |
| 石油スルホン酸カルシウムC | 22 | ﹥50 |
| 合成スルホン酸カルシウムD | 27 | ﹥50 |
| 石油スルホン酸カルシウムE | 305 | 14 |
| 合成スルホン酸カルシウムF | 400 | 8 |
ナフタレンスルホン酸ジノニルは別のタイプの合成スルホン酸塩であり、バリウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩、アンモニウム塩のいくつかのタイプに分類できます。
ジノニルナフタレンスルホン酸バリウム油溶性が良く、錆びにくいですが、耐塩水性は石油スルホン酸バリウムには及びません。 石油スルホン酸バリウムと同様の用途であり、特に硬質皮膜および軟質皮膜の防錆油の調整に適しています。 また、潤滑グリースにも一般的に使用されており、重要なタイプの防錆剤です。
ジノニルナフタレンスルホン酸の中性バリウム塩など、いくつかのジノニルナフタレンスルホン酸バリウム塩には、抗乳化特性もあります。
カルボン酸、カルボン酸塩およびそれらの誘導体
長鎖脂肪酸はある程度の防錆性を持っており、一般に脂肪酸金属塩は本来の脂肪酸よりも強い防錆性を持っています。
カルボン酸系防錆剤は耐湿性に優れ、ルーバーボックス暴露試験効果も良好ですが、酸中和性能に欠け、鉛や亜鉛に対する耐食性が劣ります。
その金属塩は金属に対して優れた耐食性を持っています。
ほとんどのカルボン酸またはカルボン酸金属塩は、塩水および水置換に対する耐性が不十分です。
カルボン酸ベースの防錆剤は数多くあり、その性能は構造によって大きく異なります。 ノニルフェノキシ酢酸は油溶性の良い黒色金属防錆剤であり、そのアミン塩やイミダゾリン塩も優れた防錆剤です。
例えば、N-オレオイルサルコシンおよびそのオクタアンモニウム塩イミダゾリン塩も鉄および非鉄金属の効果的な防錆剤です。 これらは、モノカルボン酸防錆剤と 2 つのカルボン酸を含む防錆剤です。 2つのカルボン酸を含む主な代表的で広く使用されている防錆剤は、主にアルケニルまたはアルキルコハク酸です。ドデセニルコハク酸。 優れた防錆性、低線量、耐水性が特徴です。 主にタービン油として使用されており、作動油やガイドレール油としても広く使用されています。
カルボン酸系防錆剤の中で、より重要なものは次のとおりです。ナフテン酸亜鉛そしてラノリンマグネシウム石鹸。 ナフテン酸亜鉛は油溶性が良く、鉄金属、非鉄金属の両方に防錆効果があります。 通常、防錆油を封入する目的で、石油スルホン酸バリウムと2～3％（質量）の割合で配合して使用されます。
エステル
アジピン酸と安息香酸は水中での防錆効果があります。 エステル化すると油溶性防錆剤が得られます。
代表的な製品としては、モノオレイン酸ソルビトール(スパン-80)、モノオレイン酸ペンタエリスリトール、ドデセニルコハク酸、ラノリン。
スパン-80は一般的に使用される防錆剤であり、防錆効果と乳化特性を兼ね備えた界面活性剤です。 ルーバーボックス試験でも良好な成績を収めており、防湿性、水置換性にも優れています。 各種シール油や切削油に使用されています。
The rust resistance of different fatty acid sorbitol esters varies, generally oleic acid esters>stearic acid esters>ラウリン酸エステル。
モノエステルとトリエステルの防錆性能は似ていますが、異なるエステルは鉛に対して一定の腐食性を持っています。
トリエステルと比較して、モノエステルは亜鉛に対する腐食性が高くなります。
ドデセニルコハク酸ハーフエステル防錆性、耐乳化性に優れ、酸化防止、防錆タービン油に適しています。
ラノリン羊の体から分泌され羊毛に付着する複雑な脂質物質です。 紡績する前に、ウールを脱脂し、洗浄してラノリンを除去する必要があります。 洗浄液を取り出し、脱臭、脱色し、乾燥すると黄褐色の脂肪物質、すなわちラノリンが得られ、防錆剤として使用できます。
ラノリンは天然脂肪であり、古くからある防錆剤ですが、今日でも広く使用されています。 ラノリンは防錆剤であるだけでなく、軟膜防錆油の皮膜形成材料でもあります。
ラノリンおよびその誘導体の防錆剤としての低温特性と付着力は優れています。 ラノリンは空気に対する抗酸化力があり、塗膜の安定性が良く、乳化力や保水力にも特徴があります。
ラノリンは吸湿性が強く、溶剤溶解性が低いため、防錆性を低下させない範囲で水酸基価を下げることができます。
ラノリンベースの防錆剤は一般に、特に海水や塩水中で良好な防錆性を示し、優れた耐食性を示します。 しかし、金属との親和性が強く、脱脂性能が劣ります。
ラノリンとスルホン酸塩の組み合わせにより、相乗効果により優れた防錆力と脱脂力が得られます。 ラノリンから金属石鹸を作ると水置換性や手汗置換性が向上し、置換型防錆油を製造することができます。
有機リン酸塩及びその塩
有機リン酸塩は主にオルトリン酸塩、亜リン酸塩、およびホスホン酸塩です。オルトリン酸塩主に防錆剤として使用されます。
リン酸塩系防錆剤には次のようなものがあります。
シングルまたはダブルドデシルリン酸ドデコキシプロピルイソプロパノールアミン塩。酸化防止、防錆、耐摩耗特性があります。
アルキルイミダゾリンリン酸塩は、防錆性と耐摩耗性の特性を持っています。
リン酸エステルは極圧耐摩耗添加剤としても使用でき、潤滑剤や金属加工油によく使用されます。 石油スルホン酸塩、ソルビトール無水物モノエステルと併用すると優れた防錆効果が得られます。
有機アミンおよびその塩、複素環式化合物
中国で一般的に使用されるアミン塩には次のものがあります。N-オレイン酸サルコシンオクタデシルアミン塩そしてヘプタデニルイミダゾリンコハク酸塩。 有機アミン防錆剤は、耐湿性、水置換性、酸中和特性に優れていますが、百葉箱テストの結果は悪く、鉛に対する腐食が大きく、銅と亜鉛に対してはある程度の腐食が見られます。 適用する場合は注意が必要です。
ベンゾトリアゾール複素環化合物の中で最も一般的に使用される防錆剤です。 非鉄銅およびその合金の優れた腐食防止剤および変色防止剤であり、鋼に対しても一定の防錆効果があります。
しかし、ベンゾトリアゾールは鉱物油には不溶で、水には溶けます。 一般に、鉱油を添加するときは、共溶媒を添加する必要があります。まず共溶媒をエタノール、プロパノール、またはブタノールに溶解してから、鉱油に添加します。 鉱油を添加する前に、フタル酸ブチル、フタル酸ジオクチル、リン酸トリブチル、リン酸クレジルなどの共溶媒に溶解することもできます。
複素環式化合物には、次のような窒素含有複素環式化合物も含まれます。1,3,4-チアジアゾールおよびその誘導体。 これらの化合物の分子構造は比較的コンパクトです。 金属表面に吸着すると、油膜の強度が増し、潤滑油中の硫黄元素やリン元素の腐食を効果的に抑制します。 含窒素複素環化合物の一種である 1,3,4- チアジアゾールとその誘導体は、分子内のヘテロ原子の孤立電子対が金属に化学吸着し、金属表面に緻密な油膜不動態膜を形成します。 。 この不動態皮膜は金属の触媒分解を遮断し、酸性生成物による金属の腐食を防ぐことができるため、潤滑油の防食添加剤として使用できます。
