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VCI气相防锈技术及包装材料应用一

2022年04月28日 南昌机械设备网

VCI气相防锈技术及包装材料应用(一)

摘要:VCI气相防锈包装材料是利用VCI气相防锈剂常温下缓慢气化的气体中和包装内的氧气和水分,并以离子形式吸附于金属表面,形成极薄的膜层,从而阻隔金属与外界水分、氧气等的接触,阻止原来的腐蚀物质位移来达到防锈的目的。VCI气相防锈包装材料的品种较多,加工工艺比较多样化。

本文简要介绍了VCI气相防锈原理及其研究趋势与一般应用,并对常用VCI气相防锈包装材料——VCI气相防锈膜、VCI气相防锈油等进行了较为详细的介绍。

关键词:气相防锈包装、气相防锈剂、气相防锈膜、气相防锈油

1.前言

VCI气相防锈包装材料是将气相防锈剂(Volatile Corrosion Inhibitor简称VCI)喷淋在牛皮纸等材料上或添加在塑料薄膜内的一种金属防锈包装材料。

二战时期,战场用军械已开始使用防锈包装材料,美国在此领域占主导地位,日本次之。技术的重点是对防锈剂的研究。美国歌德公司(CORTE CCORPRATION)经历了20多年的发展,已成为全世界气相防锈技术的领导者,该公司有10多个系列200多种高效、无污染的气相缓蚀剂和产品,包括防锈剂、气相防锈剂、防锈薄膜(有屏蔽、耗散功能)。片、丸、锭、粉、水雾各剂型均有,已获美国军方及食品管理总署(FDA)认可,在世界70多个国家推广应用。日本对多种金属有良好防锈效能和通用型气相防锈剂进行了研究,如1、2、4-三唑及其衍生物对钢、铁、铜、银、铝、锌、镍、锡、镉、镁、铅等10余种金属均有良好的防锈作用,无毒,在水中溶解度大,稳定性好。

我国近十几年来在气相防锈剂材料品种、规格、技术和质量方面均有较大的发展和提高。华东理工大学、湖南大学、华中科技大学等大专院校、中科院等科研院所均有可喜的成果。有的已相当于美军P系列和日本NP系列水平。但总的水平与国外发达国家相比还有一定的差距。

2.VCI气相防锈包装材料的防锈原理

用VCI防锈包装材料包装金属时,在常温下防锈剂会缓慢气化,其气体则充满密封的空间。VCI具有极低的的气化压力,在25℃常温下只有0.2mmHg—0.4mmHg;当温度升高时,气压降低,VCI气体挥发量增大;当温度下降时,气压上升,VCI气体挥发量减少甚至停止。

VCI能中和包装内的氧气和水分,并以离子形式吸附于金属表面,形成极薄的膜,从而阻隔金属与外界水分、氧气等的接触,阻止原来的腐蚀物质位移来达到防锈的目的。即:

VCI防锈材料包装

VCI气体粒子迅速扩散

VCI气体粒子附着在金属表面

形成保护膜

切断电子从阳极向阴极位移

根据环境条件VCI气体粒子自动调节

完成隔绝金属与外界发生锈蚀的条件

让金属永放光芒

3.VCI气相防锈剂的研究趋势:

3.1多功能通用气相防锈剂如:60年代发现苯骈三氮唑对铜基材料的保护,使保护领域由黑色金属扩大到有色金属。近年来针对苯三唑的多种衍生物及铬酸盐化合物对锌、镉、铅、镍、锡、铜有良好保护作用进行了研究。

3.2高效低毒气相防锈剂,较早使用的亚硝酸盐类化合物的保护作用是非凡的。可使26年后开箱的军械光亮无锈。但亚硝酸盐的毒性不容忽视。ISO1400颁布,气相防锈剂材料必须附有MSDS(材料安全数据)才可使用。目前钢铁保护用咪唑类化合物毒性很低。

3.3混合型多组份气相防锈剂:如亚硝基二环已胺与碳酸环已胺混合使用,有长短效结合的防锈作用。

3.4、测试方法和标准的研究:如气相防锈标准有

美国军用标准:MIL-I-3430B

日本标准:HS-2-1535

中华人民共和国国家标准:GB/T 4879—1999

行业标准:QB1319-91 机械部工业标准:JB/T4051-1999

3.5防锈机理研究:有效作用距离;缓蚀剂与多种有色金属、镀层与各种材料(火药、塑料、橡胶、油漆、木材、油脂、玻璃、干燥剂等)相容性、适应性。

4.VCI气相防锈材料的特点

4.1包装后立即开始气化达到有效气体浓度,发挥初期防锈效果。

4.2气相防锈气体达到包装件任何细小部分。

4.3气相防锈剂持续性成分发挥长期防锈效果。

4.4即使包装表面有水,并且外界空气中有湿气,防锈剂有效成分会溶解于水分中防止生锈。

4.5防锈包装材料其气体透过率和透湿度极低,故具有防水、防潮、耐油、耐药品性的特点,能阻隔外面的水、湿气、油、药品类浸透,防止内部防锈剂有效气体散失,使防锈效果更加有效。

4.6包装金属、钢铁和机器时,使用VCI气相防锈材料时,不必涂抹防锈油、黄油等,也不必另外处理。对金属部件可随时拆封包装随时使用。使用后,再放入包装中仍可重复使用。是简便、高效、高性能价格比的理想包装材料。

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