水基金屬加工液在使用時(shí)，加工件、設(shè)備、刀具等均處在水環(huán)境中，且會(huì)受到溫度（熱量）、氧氣（空氣）、微生物（腐敗產(chǎn)物）、其他物質(zhì)（外界混入的酸性物質(zhì)等）的多重影響，這就使黑色金屬的防銹成為重要課題。

 

　　水性防銹劑的防銹能力與其在金屬表面的吸附能力、構(gòu)成屏蔽腐蝕介質(zhì)的保護(hù)膜厚度、膜的致密度及在溶液中的溶解度等密切相關(guān)。為使防銹劑在較低濃度時(shí)就能充分發(fā)揮作用，防銹劑分子的極性基與非極性基之間要有適當(dāng)?shù)钠ヅ?，即極性基能牢固地吸附在金屬表面上，非極性基能有效地覆蓋全部的金屬表面。

 

　　為了實(shí)現(xiàn)這一目的，除了配方整體設(shè)計(jì)，選擇合適的防銹劑并采用各種添加劑的復(fù)配技術(shù)是必要的。

 

　　水基金屬加工液中常用的防銹劑有如下幾類：

 

　　1 石油磺酸鹽

 

　　石油磺酸鹽是很典型的防銹劑，如T701、T702、T706等。

 

　　目前使用最多的是石油磺酸鈉T702，其分子量在500g/mol左右時(shí)防銹能力較好，在450g/mol左右時(shí)乳化能力很好。

 

　　通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，即使采用分子量460g/mol的磺鈉（含量60%），濃縮液中加入2%時(shí)就可使配方的防銹能力有很大提高，應(yīng)是基于各類添加劑的復(fù)配增效。

 

　　T701和T706見于一些年代較久的切削液配方，目前仍有應(yīng)用，但早已不是主流。

 

　　2 含硼添加劑

 

　　含硼添加劑主要是硼酸、硼砂、硼酸酯、硼酸銨鹽、硼酸酰胺等。其中硼酸和硼砂需要和胺反應(yīng)后使用。

 

　　下圖是僅使用硼酸作為防銹劑（含量為相對于濃縮液的含量）、稀釋液濃度3%、pH均為9.5、35℃×24h時(shí)的鑄鐵粉末實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可見單純用含硼添加劑作為防銹組分獲得的防銹能力非常一般，因此實(shí)際往往會(huì)與脂肪酸類防銹劑復(fù)配使用。

 

　　硼酸酯是性能較好的防銹劑，但是其經(jīng)濟(jì)性不如硼酸，在應(yīng)用時(shí)最好也與長鏈羧酸類添加劑復(fù)配。一些比較簡單的水性防銹劑就是使用硼酸酯和長鏈脂肪酸制作的。

 

　　3 長鏈脂肪酸

 

　　長鏈脂肪酸主要是C10~12的脂肪酸，這一類添加劑是目前主流的、應(yīng)用最為廣泛的防銹添加劑。其碳鏈越長，防銹能力越強(qiáng)，抗硬水能力越弱。

 

　　該類添加劑需要和胺反后使用，其含量越高，防銹性能越好。

 

　　3.1  癸二酸

 

　　癸二酸一般是由蓖麻油經(jīng)加熱皂化和熱裂后分離而制得。蓖麻油是世界上深加工產(chǎn)品最多的一種植物油，癸二酸是其重要下游產(chǎn)品，廣泛做為水性產(chǎn)品防銹劑使用。

 

　　此外，癸二酸近些年價(jià)格一路飆升，性價(jià)比已越來越低。

 

　　3.2  十一碳二元酸、十二碳二元酸

 

　　該類添加劑性能防銹能力優(yōu)異，國內(nèi)亦有較多供應(yīng)商，在制備工藝上，進(jìn)口品采用化學(xué)合成法制造，國產(chǎn)品則是微生物發(fā)酵法。兩者純度無差異，細(xì)微性能差異則需根據(jù)具體配方通過實(shí)驗(yàn)確認(rèn)。

 

　　該類產(chǎn)品主要用于尼龍、聚酯、熱熔膠和香料行業(yè)，金屬加工液用量總體占比較小，因而價(jià)格主要受其他行業(yè)行情變化影響。

 

　　3.3  三元酸

 

　　三元酸化學(xué)名稱是：2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪，采用化學(xué)合成法制造，防銹性能很好。

 

　　為了降低生產(chǎn)成本和供貨價(jià)格，成品一般是50%或65%含量的濕餅狀，可簡單的通過烘干法檢測其干物質(zhì)含量。目前國內(nèi)有數(shù)家供應(yīng)商，用戶也是越來越多。

 

　　對比長鏈二元酸與三元酸，大多數(shù)情況下兩類添加劑在防銹能力上并無顯著差異。三元酸含有一定含量的氯離子，但對產(chǎn)品防銹能力無大影響。

 

　　使用三元酸時(shí)要注意添加劑的吸濕性，包裝袋口一定要密封儲(chǔ)存。

 

　　3.4  對叔丁基苯甲酸PTBBA

 

　　目前，對叔丁基苯甲酸已有的合成方法是氧化法合成，主要包括：無溶劑氧化法、硝酸氧化法、液相催化氧化法、高錳酸鉀氧化法、微波合成法、高溫氣相氧化法等，這些方法都是以對叔丁基甲苯為原料的。

 

　　PTBBA防銹能力也很好，部分配方中也有所采用。

 

　　3.5  十二烯基丁二酸（T746）

 

　　十二烯基丁二酸是由疊合汽油或四聚丙烯為原料，與順丁烯二酸酐反應(yīng)而得。該類添加劑防銹雖好，但會(huì)嚴(yán)重降低切削液被清洗性能，因而應(yīng)慎用！

 

　　4 酰胺類添加劑

 

　　酰胺類常見的是單乙醇胺、二乙醇胺與羧酸加熱生成的酰胺，是一種很有效的防銹劑，低濃度的烷基醇酰胺溶液即能防止鋼鐵生銹，并具有良好的耐水解性能。

 

　　該類添加劑可作為助乳化劑、防銹劑使用，使用時(shí)注意控制泡沫。

 

　　5 亞硝酸鹽

 

　　亞硝酸鹽是很古老的防銹添加劑，對黑色金屬有極好的鈍化效果，且成本極其低廉。

 

　　亞硝酸鈉在一定條件下生成的亞硝胺具有致癌性，已被禁用！雖然目前還有很多廠家在使用，但應(yīng)控制。