表面活性剂与水溶性防锈剂相互作用的研究

　收稿日期:2001204212　通讯联系人:王洪斌

文章编号:100128719(2002)022*******

表面活性剂与水溶性防锈剂相互作用的研究

RESEARCH ON INTERACTION BETWEEN SURFACTANTS AN D

WATER SOL UB L E RUST INHIBIT ORS

王洪斌1,张二水2,刘顺涛2

WAN G Hong 2bin 1,ZHAN G Er 2shui 2,L IU Shun 2tao 2

(11中国石油大庆润滑油一厂,大庆163352;21石油化工科学研究院,北京100083)

(11No 11of Daqi ng L ubricati ng Oil Factory ,Pet roChi na ,Daqi ng 163352,Chi na ;

21Research Instit ute of pet roleum Processi ng ,Beiji ng 100083,Chi na )

摘要:水基金属加工液、水基金属清洗剂中表面活性剂对水溶性防锈剂的防锈作用有一定的影响。利用锈蚀试验、电化学测试技术及现代物理分析方法考察了水溶性表面活性剂对水基金属加工液中防锈剂作用的影响。结果表明,,羧酸盐比硼酸盐能更有效地防止锈蚀的发生,且在一定范围内,羧酸盐抗锈蚀的能力随其碳数的增加而增加。

关　键　词:表面活性剂;水溶性防锈剂;防锈作用;电化学方法中图分类号:TQ42311 文献标识码:A

Abstract :The interfering effects of surfactants on the effectiveness of water 2soluble rust inhibitors in water 2base metal working fluids and water 2base metal cleaners were investigated.Experiments were conducted with cast coupon rust test.It was found that carboxylates used as the rust inhibitor could effectively prevent the occurrence of rust.Carboxylate showed better performance than borate at pres 2ence of water 2soluble surfactants.It was also found that effectiveness of carboxylates to prevent rust rose with its carbon number increasing.Results of electrochemical test showed that destructive poten 2tial and polar resistance could qualitatively reflect the abilities of antirust of rust inhibitors .Analytical results of cast coupon surface characterized by SIMS and AES were also discussed.K ey w ords :surfactants ;water 2soluble rust inhibitor ;rust inhibition ;electrochemical test

水基金属加工液(通常包括乳化液、合成液、微乳液等)是金属加工过程中使用的冷却、润滑、清洗

介质。它主要由大量的水、油、表面活性剂、水溶性防锈剂及各种助剂组成。在机电、冶金行业中被广泛使用,我国全年用量约为30～40kt 浓缩液,在实际使用中常用水将其稀释成20～50倍的工作液。

水基金属清洗剂是一种以水溶性表面活性剂为主要成分并添加各种助剂、水溶性防锈剂、消泡剂所形成的工作介质。它能有效地清除金属表面上各种油污、积垢。它们的组成中均含有大量的水,因此在使用中极易引起金属的腐蚀,特别是黑色金属的锈蚀。

上述两类产品中都含有相当数量的水溶性表面活性剂,在产品的开发与研制[1、2]

过程中,发现水溶性表面活性剂与水溶性防锈剂之间存在着相互作用,产品中添加少量的水溶性表面活性剂就严重影响其防锈性能(见表1)。

2002年4月

石油学报(石油加工)

ACTA PETROL EI SINICA (PETROL EUM PROCESSIN G SECTION ) 第18卷第2期

表1　表面活性剂对水溶性防锈剂防锈性能的影响

T able 1　The influence of surfactants on rust inhibiting properties of w ater 2saluble rust inhibitor 3

No.Surfactant 1)

p H Single chip rusting rate/min

1-9～11>14402OP 2219203OP 2109204Pregal 9205Polyester 19406Polyester 2914407Aqua Cleen 9208VR 30069144091227

8～92010Sodium alkylbenzene sulfonate

948011Sulfonated oil 9144012

Triethanolamine oleate

9

1440

3The test sample is 0.6BM solution.

1)The amount of surfactant is 0.1%

尽管在应用中多数水溶性表面活性剂对水溶性防锈剂的防锈作用有很大的影响,但迄今尚未发现有关这一领域较完整的研究报道。而解决这个难题又是研制开发者、生产者不可回避的问题。因此,开展表面活性剂对水溶性防锈剂作用影响的研究具有一定的理论和现实意义。

1　实验部分

111　表面活性剂与水溶性防锈剂

试验所用的表面活性剂分别为大连旅顺化工厂、德国H üls 公司、上海助剂厂生产以及自制的产品,见表2。

表2　试验用表面活性剂

T able 2　Surfactants for testing

Chemical name

Code name Formulae

Company Polyethylene glycol monooleate OE 29-L üshun chemical plant Sorbitol polyethylene glycol monooleate T 280-L üshun chemical plant

Fatty alcohol polyoxyethylene ether 24/30RO (CH 2CH 2O )5H

H üls Nonyl phenolpolyoxyethylene ether NP 25C 9H 19(C 6H 4)O (CH 2CH 2O )5H H üls Nonyl phenolpolyoxyethylene ether NP 210C 9H 19(C 6H 4)O (CH 2CH 2O )10H H üls Nonyl phenolpolyoxyethylene ether NP 220C 9H 19(C 6H 4)O (CH 2CH 2O )20H

H üls Sodium alkylbenzene sulfonate

ARL

C 12H 25(C 6H 4)SO 3Na

H üls

Sulfonated oil Shanghai assistants plant

Triethanolamine oleate

Self 2synthysized

红外分析结果表明,表面活性剂多为混合物,它们的结构比较复杂,这使研究表面活性剂对水溶性防锈剂防锈作用的影响产生一定困难。试验所用的水溶性防锈剂均由笔者自己合成,见表3。

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9第2期 表面活性剂与水溶性防锈剂相互作用的研究