水性防锈剂润滑剂在切削液配方中的应用.doc

水基防锈剂、切削液的发展与应用
  金属在潮湿空气中或浸于水中是很容易受到腐蚀的。但在水中加入一定量的缓蚀剂，这种水就是具有一定防锈功能的防锈水。防锈水被广泛应用于金属加工过程中工序间防锈，也可把材料浸泡在防锈水中暂时贮存。本文最后将介绍两款水基防锈剂在切削液、防冻液、水-乙二醇抗燃液压液、防锈水中的应用。
最常用的水溶性防锈剂主要有
亚硝酸钠：亚硝酸钠（NaNO2）是目前应用最广泛最廉价的水溶性防锈剂，多与碳酸钠共用。对黑色金属（钢、铁、锡）有效，对铜等有色金属无效。易溶于水、甘油，难溶于乙醇和乙醚。但在使用时最后不低于0.3%，在保护钢铁时其临界浓度为0.25%，低于0.25%时则形成腐蚀，所以最好保持在0.5%以上。在含高浓氯离子的海水中则没有防锈作用，在含氧化剂或还原剂的水中，缓蚀效果也大为降低。适用于闭封式循环系统，敞开式系统则需要更高的浓度。在常温下易产生硝化细菌营养物质而导致微生物腐蚀（在防冻液中不会，水温较高），对人和生物有害，特别是和胺类合用时形成的亚硝胺有致癌作用；缓蚀过程中会还原成氨，腐蚀某些金属材料。
无水碳酸钠：一般不单独使用，而是和亚硝酸钠复配使用。
应用举例：
亚硝酸钠3~8%，无水碳酸钠0.5~0.6%，水余量，用于全浸小零件；
亚硝酸钠3~8%，三乙醇胺0.5~0.6%，水余量，用于全浸、喷淋精密零件防锈；
亚硝酸钠15%，无水碳酸钠0.5~0.6%，甘油30%，水余量，用于中间库存防锈、成品防锈。
三乙醇胺：易溶于水，呈碱性，常和亚硝酸钠、苯甲酸钠一起复配防锈水使用，其用量一般为0.5~10%，实际用量更偏高，只对钢铁有效，对铜、铬、镍会加速腐蚀。
苯甲酸钠：溶于水和醇，配成1~1.5%防锈水即可阻止钢的腐蚀，也可减缓铜、铅的锈蚀，浓度大于40g/L时，对铝、硅钢、铸铁、钢都有明显缓蚀作用。
苯并三氮唑：是铜、银等有色金属的缓蚀剂，对抑制铜变色、腐蚀最有效，易溶于醇，微溶于水。
其它如钼酸钠、N-烷基亚氨双丙烯酸钠、六亚甲基四胺（乌洛托品）、尿素、磷酸盐、铬酸盐、硅酸钠等不再一一介绍。
近年来，国内新型水溶性缓蚀剂研究取得一些新的进展。如1-羟基苯并三唑及其碱土金属的氢氧化物、羊毛脂肪酸二乙酰胺和氨基酸、甲基肉桂酸的碱金属盐或胺盐、饱和脂肪二羧酸和聚酰胺羟膦酸盐等。一些不含亚硝酸盐的防锈水陆续投入市场。
以下内容请不要含民族主义色彩来阅读（否则请不用看下去了），日本的绿色环保意识及科技水平早于中国几十年。
日本切削液制造商组织“全国工作油剂工业组合”要求会员厂停止出售含亚硝酸钠的切削液。他们不断用以有机防锈剂为主体的切削液。渡边昭次等人研制了高性能、安全性好的切（磨）削液，对多种羧酸的胺盐进行了研究，发现苯甲酸的烷基、烷氧基、硝基和氯代衍生物的胺盐具有较好的防锈性，而溴、碘衍生物的胺盐除具有防锈性外，还具有良好的抗磨性。间宫富士雄提出了植酸（肌醇六磷酸酯）作为水溶性缓蚀剂---是植物中大量存在的有机膦酸化合物，特别存在于种子、谷物当中。因其分子结构中具有同金属配合的24个氧原子、12个羟基和6个磷酸基，与金属接触时极易在金属表面形成一层致密的有机单分子保护膜，使金属的电极电位变得和铂、金一样，从而有效阻止了金属的腐蚀。
植酸可用作管道的防蚀剂（添加钠盐、胺盐0.05%~0.2%）；防冻液的缓蚀剂（添加钠盐、胺盐0.1~0.5%）。
日本第一工业制药株式会社生产的水溶性防锈剂-1，日本油脂公司的MET-ALEX.CA-2057,美国HUGHTON公司的Rust Veto65等，其效果优于亚硝酸盐+三乙醇胺组合。
国内某公司引进日本人才及技术研发的Wb-r-8011及Wb-r-8012水性防锈剂近年来被多家公司广泛应用于切削液、防锈水、防冻液、水基液压液等产品中，取得良好效果。其水溶液PH8~9.
产品wb-r-8011主用于钢铁件，DIN51360PART2铁屑/滤纸试验，2%浓度溶于DIN20度GH硬水中0级；IP287铁屑/滤纸腐蚀试验，临界点2%；0.5%溶液中钢板浸泡两个月无锈；2.0%溶液中铸铁粉室温24无锈。产品Wb-r-8012主用有色金属特别是铜的缓蚀剂，也可用于气相缓蚀剂中。
其应用举例如下，只作为参考，其产品应用可在各家产品基础上研究、应用、开发，本产品信息以及所有建议基于现有经验及认识水平，本人对此不承担任何法律责任，包括已知的第三方知识产权、专利权（没查过有无此知识产权或专利），由于原料及各家配方、工艺不同，以下建议不做任何担保或保证。请参考的朋友们自行认真做好检验和测试，生产时的温度和时间及工艺很关键。

铜磨削液（代替油基磨削液，主要成份7号或5号白油）
Wb-r-8012             25% (有色金属缓蚀剂）
聚乙二醇400          10%
苯并三氮唑            0.5%
杀菌剂                   2%
消泡剂                   0.5~1%（酌量）
水                          余量

合成切削液
wb-r-8011          25% （黑色金属防锈剂）
Wb-r-8012          10%  (铜缓蚀剂）
聚乙二醇或聚醚       3~5%
杀菌剂               2%
消泡剂               1%（酌量）
EDTA钠              1~2%
水                   余量

微乳切削液
wb-r-8011                           25%（黑色金属防锈剂）
Wb-r-8012                           5%   (铜缓蚀剂）
Wb-r-8010                           20%(一种自乳化合成润滑酯，具润滑、防锈作用，可在乳化液中调整PH值及乳化)
T702石油磺酸钠                   2%
太古油（70%磺化蓖麻油）   1%
水溶性聚醚（PAG)                2~3%
消泡剂                                   1%（酌量）
杀菌剂                                    2%
EDTA4钠                             1~2% 
水                                         余量

一种低成本微乳切削液（5%水溶液防锈较好，接近乳化液状态）
 Wb-r-8010A                           20%(一种自乳化合成润滑酯，具润滑、防锈作用，可在乳化液中调整PH值及乳化)
太古油（70%磺化蓖麻油）      1~2%（表面活性剂、黑金缓蚀剂、依表面清亮度调整）
T702（石油磺酸钠）               2.5%
TMTC（多元醇酯）                 25~5%
消泡剂                                     2%
杀菌剂                                    1.5%
水                                            余量

乳化切削液（乳化油）
wb-r-8010B                  13.5%            (混酯）
T702(石油磺酸钠）      2.2%  
太古油 （70%）           4.2%          
T8010                           3%（增强乳化及提高PH值）
杀菌剂 BIT20                2%
消泡剂                          0.1%
32#机械油（150SN）  余量