铝的缓蚀剂_下_

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1、铝的缓蚀剂( 下)余存烨( 上海石化股份有限公司机械研究所, 上海 200540)5 铝在碱液中的缓蚀剂 1铝及铝合金在氢氧化钠、 氢氧化钾、 氢氧化钡和硫化钠介质中耐蚀性相当差, 而氨和硫化钙对铝不腐蚀1 在 Surrey 腐蚀数据中,记录有在 100 300 g/ kg 的碳酸钠、 碳酸钾 及氢氧化钙介质中, 温度为24 100 e , 铝的腐蚀率为 1127 mm/ a1Roebuck 介绍, 可以用硅酸盐或铬酸盐来抑制小于 011 g/ kg 的氢 氧化钠或氢氧化钾溶液对铝的腐蚀 1 二氧化硅对碱比为 0167B3122的硅酸钠能成功地抑制碳酸钠溶液的腐蚀, 已发现用 60 g/ kg

2、 硅酸盐, 在碳酸钠溶液中, 每 0157 m2的铝表面 约需 120 mg 二氧化硅, 用氟硅酸钠也得到同样的结果 1 在碱洗液中可用重硅酸钠作为铝的缓蚀剂 1 高比率( 硅酸盐/ 碳酸氢钠) 的硅酸盐也可用于碱洗液中, 以及含有胺类、 碳酸 盐类和磷酸盐类的肥皂、 牙膏也可作铝的缓蚀剂 1 在三乙醇胺中加入 10 g/ kg 的偏硅酸钠或半倍硅酸钠也是有效的1 Crudberr 和 Kiermeier 报道, 1B25 比例的Na2OBSiO2可防止铝在 80 e pH 11 溶液中的 腐蚀, 对较高温 度需要更 多的硅酸盐1 经检测显示铝上的保护膜为非集聚的硅 酸盐 1日本 K. Ho.

3、 riguchi 等在 pH 1015 介质中采用 B -双酮作铝的缓蚀剂, 这是一种带有大的疏水性和电负性的化合物, 该物质被认为可形成铝的螯合物覆盖在表面上 1 俄国 Kyazimoy 发现对 D16T 合金( 相当于 2017) 采用环烷酸钠盐, 酰胺和通过胺与氨基乙醇中和环烷酸得到的产物在 pH 13 水溶液中能抑制腐蚀 1 他介绍从/ 石油蒸馏水0 中得到的环烷酸盐不能抑制腐蚀, 并认为采用从内燃机燃料获取的环烷酸中被合成的酰胺在 014 mol/ L 氢氧化钠, pH 13 溶液中能 保护铝, 最佳的缓蚀剂浓度范围为 5 15g/ kg, 添加量取决于碱浓度1西村次雄介绍4, 可采

4、用硅酸钠、 葡萄糖、 明胶、 石花菜和阿拉伯树胶等作为铝在碱 溶液中的缓蚀剂16 铝在防冻液中缓蚀剂 1Twiss 和 Buttenplan 报道, 用相似于汽 车散热器用的包铝片在中性水和汽车防冻液中, 以一定流速进行缓蚀剂选用试验 1 试验用缓蚀剂为聚磷酸钠、 酒石酸、 硼酸钠、 安息 香酸钠、 亚硝酸钠、 磷酸二氢钠、 硅酸钠、 一种含有钠和铬的未鉴别的缓蚀剂、 一种由 250g/ kg 磷酸三钠和 250 g/ kg 油水组成的油乳剂、 重铬酸钠、 由 55% ( 体积分数) 2 mol/ L 磷 酸二氢钾和 45% ( 体积分数) 2 mol/ L 氢氧化钠组成的缓 冲液、 330

5、g/ kg 可溶 性油和670 g/ kg缓冲液( 同上) 组成的缓蚀剂 1 表 4收稿日期: 1995 -08 -28第 13 卷 第 4 期化 学 清 洗Vo1. 13 No. 4 1997 年 8 月CHEM ICAL CLEANINGAug. 1997示出用 4 种缓蚀剂通过试验筛选的结果 1 磷酸二氢钠在醇类溶液中使包层铝产生点腐 蚀, 试验证明硅酸钠也不适用, 试验证明可溶性油溶液在高速水中十分有效, 在低速水中不太好, 在静水中有害 1 在体积比为 1B1 的水/ 乙二醇中, 可溶性油缓冲缓蚀剂可使铝腐 蚀减少至 01 可溶性油溶液在 pH= 6 中是有效的, 在 pH= 8 中

6、令人满意, 但在 pH= 10 中是无效的, 因此, 当采用可溶性油作铝缓蚀剂时, 必须进行 pH 调整 1表 4 在防冻液中添加缓蚀剂对铝的保护(1)缓蚀剂及浓度/ g1kg- 1失重/ mg水水和乙 二醇水和异 丙醇硅酸钠30104( 2)二氯酸钠61250600溶性油和 TPS30830磷酸二氢钠01317030注: (1)试验溶液) ) Royal oak tap水试验时间) ) 50 h速度 ) ) 2 000 r/min 温度) ) 8212 e(2)缓蚀剂不适合于醇类溶液根据 Leonard C. Rowe 报道, 由通用摩托公司开发的防冻液产品含有下列缓蚀剂组分 ( 按防冻液的

7、质量分数) : 0121NaNO3、 0198Na2B4O7#5H2O、 0117 Na2SiO3#5H2O、 0143Na3PO4#12H2O、 0155 MBT 钠盐的 50% ( 质量分数) 水溶液、 0119 NaOH1上述组分中每种化学品均有专用目的:1) 硝酸盐保护铝与焊料; 2) 硼酸盐起缓冲作用, 保持碱性和保护铁金属;3) 硅酸盐一般保护所有金属;4) 磷酸盐保护铁金属与铝, 同时起缓冲作用;5) MBT 保护铜与黄铜; 6) NaOH 保持碱性;7) 硅酸盐与磷酸盐能有效阻止空蚀1上述配方的防冻液在体积分数为 44%的溶液中显示出优良的防腐性能 1 曾用 10 部轿车经 2

8、 年试用, 每部车累计里程数为3212 4102 104公里, 证明该产品具有良好的稳定性、 良好的适用性、 及良好的耐温性和良好的防止空蚀性能1 汽车工业采用 ASTM 泵空蚀试验, 在评价加缓蚀剂的防冻液的防止空蚀性能时, 发现不同产品的结果差别较大, 但这些结果未 发表 1 确证磷酸盐和硅酸盐对铝水泵具有有效阻止空蚀的性能 1 一般防冻液中常采用磷酸盐, 因为在较高浓度的防冻液中它比硅酸盐更为稳定17 铝在氯化钠水溶液和海水中的缓蚀剂 1, 3Samuls. Sotoupeh 和 Folley3采用浸泡法与线性极化等试验方法对 2024 ) T3铝合金在 011 mol/ L 氯化钠水溶

9、液中添加各种化 合物以测定它们的缓蚀率与点蚀情况, 结果见表 51试验结果表明: 1) 铬酸钠具有完全的保护作用, 是所有化合物中抑制能力最强的, 曾用放射性示踪剂研究其抑制机理, 证实铬酸盐是一种氧化性缓蚀剂, Cr2O3被结合进钝化膜 1 硝酸盐 在浓度较高时是一种有效的缓蚀剂, 但在一定浓度或在一定的 Cl-/ NO3-比例下, 它会加速腐蚀 1 高氯酸盐在高浓度下还能提供轻缓的保护作用, 但在低浓度时没有保护作 用1硫酸盐也能抑制铝的腐蚀12) 柠檬酸盐与酒石酸盐的阴离子易于与铝形成可溶的螯合物加速腐蚀1第 4 期 余存烨: 铝的缓冲剂( 下)# 29 # 表 5 各种不同浓度的化合物

10、在 011 mol/ L 氯化钠溶液中的缓蚀率化合物种 类不同浓度/ mol1L- 1下的缓蚀率01501160110106010501012 501010100 50100301002 501001Na2CrO4 99% 99% 99%99%97%93%NaNO395%86%58%8 CR( 1)8 CR2 CR NaClO434%8%9%1 CR1 CR1 CR Na2SO478%70%70%60%69%49%柠檬酸钠11 CR6 CR1. 5 CR 1. 1 CR1 CR 酒石酸钠17 CR7 CR1. 1 CR8. 4%4. 2%醋酸钠69%39%14%1 CR 苯酸钠98%62%53

11、%58%29%12%草酸钠52%57%62%55%49% 杜鹃花酸50%35%64%苯并三唑51% 喹哪酸52% 铜铁灵98%86%59%11%草酰胺21% 红氨酸54%注: (1)CR) ) 011 mol/L NaCl溶液中该铝合金的腐蚀率3) 苯酸钠, 醋酸钠和草酸钠均是缓蚀剂, 其中苯酸钠效果最好 14) 杜鹃花酸对铝是一种缓蚀剂; 苯并三唑也是一种缓蚀剂, 铜铁灵与喹哪酸可以和铝生成不溶的化合物, 故有缓蚀作用 1 草酰胺与红氨酸能在铝表面上形成浅绿色胶膜,有一定的缓蚀作用1 但上述化合物的缓蚀率受到其溶解性的严格限制 1Billyd Oakes 报道1, 海水淡化闪蒸设备中 5 种

12、 铝 合 金 的 缓 蚀 剂 试 验, 试 验 在12119 e 的有溶解氧的海水中进行 1 五种合金为 5052、 1100、 3003、 5554 和 60611 其中只有 5052 在没有添加缓蚀剂时显示出较高的耐蚀性 1 如添加 50 mg/ L 重碳酸盐离子,1100 合金可满足脱盐工艺条件( 需调节 pH值) 1 添加 100 mg/ L 铬酸盐离子, 对 1100、3003 和 5554 合金在 12119 e 海水中具有很 好的耐蚀性1DOW 化学公司用铬酸盐- 重碳酸盐缓蚀剂控制 1100、 3003、 5052、 5554 和 6061 铝合金的腐蚀, 大都具有低的腐蚀率

13、1 在含有1100 合金的添加铬酸盐- 重碳酸盐的动态试验中、 腐蚀率从 2154 mm/ a 减少到 01254mm/ a, 无疑缓蚀剂是优良的 1 几次 NACE会议已发表了该公司资料 1 在 淡 水 系 统 中, 重 铬 酸 锌 盐 ( 如ZnCr2O7) 对保护铝很有效, 可减轻在同一系统中由于铝与异金属偶接而引起的问题, 它 能有效抑制铝同铜偶接引起的电偶腐蚀与溶解铜引起的加速腐蚀1 重铬酸锌盐甚至能成功地减少高铜铝合金( 如 2024) 的侵蚀 1 也有报道, 2 -巯基苯并噻唑与 2 -巯基苯并咪唑能抑制铝在水中的腐蚀18 铝缓蚀剂汇总表 1Roebuck 和 Pritchete

14、 综述了铝的大量有关缓蚀剂的资料 1 凝胶型缓蚀剂, 例如琼脂阻碍了阴极反应, 产生了显著的阴极极化 1 胺缓蚀剂也影响阴极反应, 可能在酸性介质中是有用的 1NiCrO4比 KCrO4更有效, 铬酸镍有效性是由于 Ni2+离子和 NiCrO4分子的几何形状, 不是由于它们的氧化能力 1 他们# 30 #化 学 清 洗 第 13 卷 将从大量的缓蚀剂试验与应用中得到的数据加以汇总 1 如表 61表 6 铝在腐蚀介质中的缓蚀剂环境缓蚀剂种类及其用量环境缓蚀剂种类及其用量盐酸 1 mol/ L01003 mol/L 苯基吖啶 B -萘醌, 硫脲 或 2 -苯基喹啉三溴甲烷 氯化钙, 饱和 四氧化碳

15、胺 碱金属硅酸盐 0102% 0105% 甲酰胺盐酸 1 mol/ L 盐酸 1 mol/ L盐酸 2 mol/ L 硝酸 2% 5% 硝酸 10% 硝酸 10% 硝酸 20% 硝酸, 发烟丹宁酸或松香 015 g/ L 吖啶, 110 g/L 硫脲 或烟酸 0106% 吖啶 0105% 六次甲基四胺 011% 六次甲基四胺 011% 碱金属铬酸盐 015% 六次甲基四胺 016% 六氟磷酸盐氯化烃 氯水 工业酒精热酒精 乙醇或乙 二醇011% 210% 硝基氯苯 硅酸钠 0103% 碱金属碳酸盐 乳酸盐、 醋酸盐、 硼酸盐 重铬酸钾 1% (NaNO2+ 钼酸钠) 1% ( NaNO2+ 钨

16、酸钠) 或1% ( NaNO2+ 硒酸盐)磷酸 20% 磷酸 20% 80% 浓硫酸 醇, 无水015% 铬酸钠 110% 铬酸钠 510% 铬酸钠 痕量H2O乙二醇 乙二醇 乙二醇 乙二醇- 水钨酸钠或钼酸钠 碱金属硼酸盐或磷酸盐 0101% 110% 亚硝酸钠 2% 肉桂酸钠+ 011% 连四硅醇, 无水痕量H2O30: 70( 体积比)酸钠+ 磷酸 到 pH= 915过氧化氢碱金属亚硝酸盐 醇(防冻剂) (甲醇和乙醇)亚硝酸钠和钼酸钠过氧化氢偏硅酸钠氨, 冷凝气H2S过氧化氢碱性硅酸钠 铅粉涂料亚油酸盐, 月桂酸盐氯化钠 315%1% 铬酸钠 填充剂或 铅肥皂或蓖麻醇酸酯氢氧化钠 10 g/kg碱性硅酸盐氯氧化镁铬酸钠氢氧化钠 10 g/kg3% 4% 高锰酸钾甲醇或 乙二醇0101% 2% 苯并三唑+ 011% 2% 钼酸钠或砷酸盐或次砷 酸盐+ 015% 215% 缓冲液到