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植酸在金属材料中的作用

浏览: 来源: 时间:2020-07-21
  植酸是水溶介质中铜、锡、锌和钢等金属材料的优良缓蚀剂。

  植酸是水溶介质中铜、锡、锌和钢等金属材料的优良缓蚀剂。

  电化学法测定表明植酸及其盐是比铜材常用缓蚀剂苯并噻唑及其衍生物更有效的铜腐蚀阻止剂。铜的点蚀在供水系统和制冷系统中十分常见,加入植酸能十分有效地阻止这种腐蚀。有人模拟热水供应系统,测定了铜管内表面腐蚀电位。当水中含Cl-3mg/l,温度为60℃时,铜的点蚀电位为+150mV。如向水中加入植酸,腐蚀电位突然降低,再加入Cl-亦是如此,此时,铜管表面为一层兰绿色物质所覆盖。当热水中的植酸浓度维持在0.01~0.1%时,就能抑制热水供应系统中对铜管的腐蚀。植酸及其盐不仅能阻止供水系统中对铜材的腐蚀,还能有效地阻止制冷系统中的铜材的腐蚀。如向制冷剂中加入0.1%N2H2和1%的植酸就能阻止铜的腐蚀,腐蚀损失率仅为1.28×10-7g/m2*h。

  植酸及其盐对铜合金亦有较强的抗蚀能力。有人对黄铜腐蚀行为进行了研究,发现在pH为4.43的HAc-NaAc缓冲的0.5mol/LNaCl空气饱和的水溶液中,阻止铜、锌溶解能力,植酸>硫代乙醇酸>苯并噻唑。

  植酸及其盐对铜及其合金缓蚀作用与介质的pH值有一定关系。在硼酸及其钠盐水溶液中,当pH>9.2时,植酸对铜和铜锌合金均有缓蚀作用,当pH<9.2时,只对铜有缓蚀作用,而对铜锌合金不仅没有缓蚀作用,反而会加快腐蚀;如用植酸钙盐作缓蚀剂,无论对铜,还是对铜锌合金在全部pH值范围内均有缓蚀作用。

  此外,人们还研究了植酸对铁、锡、铝、锌、普钢和镀锡板等的缓蚀作用。发现植酸及其盐均有不同程度的缓蚀能力。就普钢和镀锡板而言,植酸盐缓蚀能力大于植酸,植酸钠作缓蚀剂时,最佳用量为0.02%~0.5%。

  3.3在镀锌板防蚀中的应用

  早在80年代初就有人研究了植酸用于热镀锌板、铸铁和钢材表面处理,发现有杂环化合物(如巯基并噻唑)、氟化物、氯化物或硼酸盐和植酸或植酸盐(其中植酸用量为30g/l)组成的处理液于80℃浸渍后,130℃烘干。处理后的金属材料经盐雾实验24h,未发现有锈蚀现象发生。

  日本专利JP6256598公开了一种用于合金化镀锌板表面处理组合物,处理液主要由植酸组成,它能在金属表面形成一层保护膜,处理后的合金化镀锌板既美观又具有优越的抗蚀性能。

  镀锌板发黑处理也可使用植酸及其盐,方法是将镀锌板浸渍在以植酸为螯合剂的处理液(pH<3.03、NO3->0.1mol/L、PO4-3/NO3->1.5)中,发黑合金元素有Ni、Co、Fe、Cu、Cr、Mo或Sn等。处理后的镀锌板呈均匀的暗黑色,具有很高的抗蚀能力,是汽车、电子设备、家俱和建筑等理想材料。

  镀锌板经植酸处理后,在提高其抗蚀性同时,又提高了其表面与有机涂料之间的粘接力。美国专利US4341558公开了一种非铬金属表面处理剂,该处理剂由钛或锆化合物、植酸、硅胶或成膜剂组成。处理后的金属材料,可不需水洗,直接于120℃干燥,最后涂以醇酸树脂密胺漆。经盐雾实验发现,该有机涂层附着力和金属材料抗蚀性远优于常规的铬酸盐处理法。该专利提供用于镀锌板的表面处理剂为:(NH4)2TiF61.0%、50%植酸溶液为1.6%、硅胶2003.0%、去离子水94.4%。