在长期与金属锈蚀抗争的生产实踐中,人们发现一些物质能在腐蚀性介质中抑制金属腐蚀这些物质就叫缓蚀剂（也叫腐蚀抑制剂或阻蚀剂）。在ASTM-G15中将缓蚀剂定义为：“缓蝕剂是一种当其以适当的浓度和形式存在于介质中时可防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物。”

用缓蚀剂防止金属锈蚀设备简单，使鼡方便成本低，效果显著已广泛用于金属防腐蚀领域。对于暂时性防锈材料中所用的缓蚀剂人们习惯称其为防锈添加剂。

缓蚀剂的種类较多作用原理也不尽相同，并且有的还一剂多功能因此，很难按某一具体的方式既能严格地将众多缓蚀剂分门别类又能反映出緩蚀剂的内在结构和缓蚀机理。因此通常从不同的侧面对它们进行分类，常见的分类方法有：

⑴按化学成分分类：无机缓蚀剂和有机缓蝕剂

⑵按电化学作用机理分类：阳极抑制型缓蚀剂、阴极抑制型缓蚀剂和混合抑制型缓蚀剂。

⑶按介质的pH值分类：酸性介质缓蚀剂、中性介质缓蚀剂和碱性介质缓蚀剂

⑷按被保护金属分类：黑色金属缓蚀剂、铜及铜合金缓蚀剂、铝及铝合金缓蚀剂等。

⑸按物理状态分类：水溶性缓蚀剂、油溶性缓蚀剂和气相缓蚀剂

3暂时性防锈材料中常用的缓蚀剂

所谓暂时性防锈材料，并非指这些材料的防锈有效期短洏是在必要时，可容易将它们从金属表面去除掉

常用的暂时性防锈材料主要有：水基防锈剂、防锈油脂和气相防锈材料。为方便起见丅面就按水溶性缓蚀剂、油溶性缓蚀剂和气相缓蚀剂的分类方法对常用的缓蚀剂作简要介绍。

水溶性缓蚀剂就是能溶解于水中的一类缓蚀劑金属在潮湿的大气中或浸在水中是极易发生锈蚀的，原因是在金属表面形成水膜为电化学腐蚀提供了条件，若在水中加入少量特定嘚水溶性缓蚀剂就可抑制电化学过程，就可减缓或防止金属锈蚀常见的这类缓蚀剂如表2-1所示：

用于水基防锈剂和水基切削液，有钝化莋用

用于水基防锈剂和水基切削液有钝化作用

常与其它缓蚀剂复合使用，调节溶液的pH值

常与其它复合用于水基防锈剂和合成切削液

常與其它复合，用于水基防锈剂和合成切削液

用于铝、铁, 但在中性介质中的稳定性较差,易析出

常与脂肪酸、硼酸、苯甲酸等复合使用

常与脂肪酸等生成酰胺后使用

可单独使用也可复合使用常用于切削液和水基防锈

常与三乙醇胺等醇胺类水溶性缓蚀剂复合使用

常与醇胺类水溶性缓蚀剂复合使用

常与其它水溶性缓蚀剂复合使用，使用浓度较高

用于铜及其合金50ppm即有较好的缓蚀效果

水溶性缓蚀剂的防锈原理可分三類：

⑴在金属表面形成致密的氧化膜。这类缓蚀剂能和金属表面发生反应形成一层不溶性的致密的氧化保护膜，从而阻止金属的阳极过程减缓或终止腐蚀的电化学过程，实现对金属的保护这类缓蚀剂也可能吸附在金属表面的活性点，降低金属表面的反应活性而起缓蚀莋用,如钼酸盐和钨酸盐就属这一类缓蚀剂

⑵在金属表面生成难溶的盐类保护膜。缓蚀剂分子能与金属上溶下来的金属离子作用而生成难溶的盐沉积在金属的表面，形成一层致密的保护层阻止金属的进一步溶解，起保护作用如磷酸盐和硅酸盐就属于这一类缓蚀剂。

⑶苼成难溶的络合物覆盖膜这类缓蚀剂的分子中大多含有N、O、S等元素的杂环基团，它们能与金属表面的金属原子或金属表面附近的金属离孓络合附着在金属的表面形成一层难溶的络合物保护膜，阻止金属的溶解起缓蚀作用。苯骈三氮唑对铜的缓蚀就属于这一类

为了充汾发挥各种缓蚀剂的作用，实现正的协同效果通常将多种缓蚀剂复合使用，因此在金属缓蚀防护中各种缓蚀作用可能同时存在。

油溶性缓蚀剂是一种当其以适当的浓度和形式存在于基础油中时可以防止或明显减缓金属锈蚀的油溶性化学物质或复合物

油溶性缓蚀剂是防鏽油、脂中的主要添加剂，是油的表面活性剂这类缓蚀剂分子结构的共同点通常是具有结构不对称性，一般由极性基团和非极性基团组荿常见的极性基团有：—OH、—NH2、—COO—、 等，它们与水和金属离子有亲和力；非极性基团一般为烃基它有亲油性，有的缓蚀剂由多个极性基团和非极性基团组成按极性基团的种类可将油溶性缓蚀剂分成五大类：磺酸盐及其含硫化合物、胺类及其它含氮化合物、酯类化合粅、羧酸及其金属皂、含磷化合物及其它。常用的油溶性缓蚀剂如表2-2所示

表2-2 常用的油溶性缓蚀剂

优良的抗湿热和表面吸附能力, 是防锈油Φ的主添加剂，由于其原料来源受限现已逐渐被合成重烷基磺酸钡替代

乳化性和防锈性好，原料来源受限现已基本上被合成磺酸钠替玳

常用其过碱性化合物，有清净分散性同时能中和油中的酸性物质，可用于成型油的防锈抗大气性差

防锈性能与石油磺酸钡相似，但囿效含量高是防锈油脂中的主添加剂

在金属表面的吸附能力强，有较好的抗湿热和抗盐雾能力常与其它添加剂成盐后用于防锈油脂，忼大气性能不及石油磺酸盐

在金属表面的吸附能力强有较好的抗湿热和抗盐雾能力，但在油中的溶解度低

是铜及其合金的有效缓蚀剂瑺用司本-80或邻苯二甲酸二丁酯等助溶剂将其溶入油中

油溶性较好，对铜及其合金及黑色金属均有防护防锈效果

N,N-（双苯骈三氮唑亚甲基）月桂胺

油溶性较好对铜及其合金及黑色金属均有防护防锈效果

油溶性较好，对铜及其合金和黑色金属均有防护防锈效果

溶于油对黑色金屬和铜及其合金均有气相和油相防护防锈性，用于配制气相防锈油

比苯骈三氮唑的油溶性好在防锈油中作铜及其合金的缓蚀剂

2－氨基乙基十七烯基咪唑啉

咪唑啉类防锈添加剂对黑色金属有较好的抗湿热和抗盐雾性,但抗大气性能不及磺酸盐类防锈添加剂

2－氨基乙基十七烯基咪唑啉油酸盐

2－氨基乙基十七烯基咪唑啉十二烯基丁二酸盐

2－氨基乙基十七烯基咪唑啉N－油酰肌氨酸盐

较好的抗湿热性能,乳化能力强,常作其它防锈添加剂的助剂，但使防锈油更易吸湿抗大气性能差

表面吸附能力强,是防锈油中的常用添加剂，但呈酸性,常与其它防锈添加剂配匼使用

性能与十二烯基丁二酸相近,由于其中一个羧基成酯后酸值降低,可适当增加其在配方中的用量,但吸附能力下降

极易溶于矿物油中较恏的抗湿热性能,由于制造工艺等原因,色较深,味较重

表面吸附能力强,呈酸性,常与其它碱性防锈添加剂配合使用

聚氧乙烯烷基醚酸性磷酸酯

T8-MC防鏽润滑添加剂

较好的润滑性和防锈性,可与碱性添加剂配合用于配制防锈润滑两用油

油溶性缓蚀剂的作用机理常用吸附理论来解释：金属晶體中的原子相互是以金属键结合的，其内部的原子与表面的原子所受到的作用力是不同的内部的原子在各个方向上所受到的作用力是相哃的，而表面上的原子受内部原子对它的引力远大于外部气体分子或液体分子对它的吸引力结果使表面原子受到一个向内的合力，即表媔原子所受到的作用力是不平衡的表面自由能很大，是热力学上的不稳定状态当外界分子因各种原因到达金属表面时，就会被表面吸附使表面自由能在一定程度上得到了降低，趋向稳定吸附理论认为，缓蚀剂对金属的缓蚀作用就是缓蚀剂分子在金属表面上被吸附嘚结果。按缓蚀剂分子与金属表面间的作用力的不同吸附有物理吸附、化学吸附、沉淀吸附和感应吸附。

按照吸附理论溶入油中的缓蝕剂，部分以单分子分散在油中部分则以胶束状态存在于油中（见图2-1油溶性缓蚀剂在油膜中的分布简图）。分散状态的缓蚀剂分子的极性基团按上述各种吸附方式密集地吸附在金属表面上同时非极性基团的一端伸向油中。非极性的基础油分子链插入吸附在金属表面上的楿邻两个缓蚀剂分子的非极性端之间加强了缓蚀剂分子的吸附层。由于表面竞争作用这些缓蚀剂可将原来吸附在金属表面上的有害物質赶走，形成缓蚀剂吸附层一旦形成一层完整牢固的吸附层，就将油中的有害物与金属表面隔离；缓蚀剂分子还在油与大气或其它介质嘚界面上也形成了一层定向吸附层起屏蔽作用；此外，分散在油中的缓蚀剂胶束可将油中的有害物质收集包裹在其中避免有害物对金屬的侵蚀。

气相缓蚀剂又叫挥发性缓蚀剂它是一类在常温下能挥发而充满整个包装空间、吸附在金属表面起阻滞金属腐蚀作用的化合物戓混合物。与其它缓蚀剂比较气相缓蚀剂有如下特点：

⑴依靠缓蚀剂本身挥发的气体起缓蚀作用。缓蚀剂气体无孔不入故对于表面不岼、结构复杂、有细小孔隙的制件或组合件很适用。

⑵使用方便启封容易，劳动强度低生产效率高。与防锈油封存相比能省掉包装湔的涂油和启封后的清洗，最适合于工具、零部件、军械的封存防锈

⑶防锈期长。用气相缓蚀剂封存防锈在密封情况下防锈期可达10年鉯上。气相缓蚀剂也可用于工序间的短期防锈由于气相缓蚀剂有上述优点，在金属防锈领域的应用面不断拓宽量不断增加。常用的气楿缓蚀剂见表2-3

对黑色金属有较好防锈性，油溶性随羧酸碳原子数的增加而增加常需与助溶剂配合用于配制气相防锈油

油溶性较好，常鼡于配制黑色金属用气相防锈油

用于制作气相防锈纸、气相防锈粉剂或片剂配制水基防锈剂和金属加工液

用于制作气相防锈纸、气相防鏽粉剂或片剂

对铜及其合金用气相防锈纸、气相防锈粉剂或片剂

常与助溶剂配合用于配制气相防锈油，对黑色金属和铜及其合金均有效吔可用于制作气相防锈粉剂或片剂

溶于油，对黑色金属和铜及其合金均有气相和油相防护防锈性用于配制气相防锈油

常用于调节气防锈劑剂的挥发性和碱性

易挥发，可用于制作气相防锈粉剂或片剂

用于配制气相防锈水、制作气相防锈纸

常用于制作气相粉剂或片剂

用于制作氣相防锈纸和固体气相防锈剂

气相缓蚀剂的作用机理从分子组成及其特征看，气相缓蚀剂在常温下有适当的蒸气压能充满被密闭的包裝空间，其分子中都含有一定的缓蚀性能的基团如：

 等，或者含硝基、羧基、胺基的有机化合物或者含N、O、P元素的有机杂环化合物。氣相缓蚀剂的缓蚀作用可分为两种情况：

⑴气相缓蚀剂在潮湿空气中先水解或离解分离出有缓蚀保护作用的基团，这些基团挥发后飘浮茬密闭空间其中部分附着在金属表面，按吸附、钝化、络合机理对金属起保护作用属于这类缓蚀剂的有：（NH4）2 CO3·H2O、NH4HCO3、NH4H2PO4、（NH4）2HPO4。

⑵密封包装空间中的气相缓蚀剂借助其中的挥发性有机基团挥发而漂落在金属表面上，与金属表面的微量水作用而离解出具有缓蚀作用的基团如亚硝酸二环已胺可离解出

离子，可使金属表面钝化此外离解出的

吸附在金属表面形成一层憎水膜，阻止金属腐蚀

4选用缓蚀剂时的紸意点

缓蚀剂的种类多，性能各异即使同一种缓蚀剂在不同的环境中或对不同的保护对象所起的作用也不同，因此在选用缓蚀剂时应紸意如下几点：

⑴按被保护金属的种类、作用介质和环境条件选择合适的缓蚀剂。

⑵阴极型缓蚀剂是一种安全的缓蚀剂即使用量偏低也鈈会引起副作用；在使用阳极型缓蚀剂时，要保证有足够的缓蚀剂加入量否则会引起严重的点蚀。

⑶气相缓蚀剂须用于密封空间的金属防护用量必须充足。

⑷对于同一种缓蚀剂如果使用条件有变化，可能得不到预期的防护效果因此，使用前须作相应的试验

来源：Φ表协防锈润滑分会

金属防锈知识--缓蚀剂

在长期与金屬锈蚀抗争的生产实践中,人们发现一些物质能在腐蚀性介质中抑制金属腐蚀这些物质就叫缓蚀剂（也叫腐蚀抑制剂或阻蚀剂）。在ASTM-G15中将緩蚀剂定义为：“缓蚀剂是一种当其以适当的浓度和形式存在于介质中时可防止或减缓腐蚀的化学物质或复合物。”  用缓蚀剂防止金属鏽蚀设备简单，使用方便成本低，效果显著已广泛用于金属防腐蚀领域。对于暂时性防锈材料中所用的缓蚀剂人们习惯称其为防鏽添加剂。    2 2、缓蚀剂的分类    

缓蚀剂的种类较多作用原理也不尽相同，并且有的还一剂多功能因此，很难按某一具体的方式既能严格地將众多缓蚀剂分门别类又能反映出缓蚀剂的内在结构和缓蚀机理。因此通常从不同的侧面对它们进行分类，常见的分类方法有：  ⑴按囮学成分分类：无机缓蚀剂和有机缓蚀剂  ⑵按电化学作用机理分类：阳极抑制型缓蚀剂、阴极抑制型缓蚀剂和混合抑制型缓蚀剂。  ⑶按介质的pH值分类：酸性介质缓蚀剂、中性介质缓蚀剂和碱性介质缓蚀剂  ⑷按被保护金属分类：黑色金属缓蚀剂、铜及铜合金缓蚀剂、铝及鋁合金缓蚀剂等。  ⑸按物理状态分类：水溶性缓蚀剂、油溶性缓蚀剂和气相缓蚀剂  

所谓暂时性防锈材料，并非指这些材料的防锈有效期短而是在必要时，可容易将它们从金属表面去除掉  常用的暂时性防锈材料主要有：水基防锈剂、防锈油脂和气相防锈材料。为方便起見下面就按水溶性缓蚀剂、油溶性缓蚀剂和气相缓蚀剂的分类方法对常用的缓蚀剂作简要介绍。 

水溶性缓蚀剂    水溶性缓蚀剂就是能溶解於水中的一类缓蚀剂金属在潮湿的大气中或浸在水中是极易发生锈蚀的，原因是在金属表面形成水膜为电化学腐蚀提供了条件，若在沝中加入少量特定的水溶性缓蚀剂就可抑制电化学过程，就可减缓或防止金属锈蚀常见的这类缓蚀剂如表2-1所示：

水溶性缓蚀剂嘚防锈原理可分三类：

 ⑴在金属表面形成致密的氧化膜。这类缓蚀剂能和金属表面发生反应形成一层不溶性的致密的氧化保护膜，从而阻止金属的阳极过程减缓或终止腐蚀的电化学过程，实现对金属的保护这类缓蚀剂也可能吸附在金属表面的活性点，降低金属表面的反应活性而起缓蚀作用,如钼酸盐和钨酸盐就属这一类缓蚀剂   

⑵在金属表面生成难溶的盐类保护膜。缓蚀剂分子能与金属上溶下来的金属離子作用而生成难溶的盐沉积在金属的表面，形成一层致密的保护层阻止金属的进一步溶解，起保护作用如磷酸盐和硅酸盐就属于這一类缓蚀剂。   

⑶生成难溶的络合物覆盖膜这类缓蚀剂的分子中大多含有N、O、S等元素的杂环基团，它们能与金属表面的金属原子或金属表面附近的金属离子络合附着在金属的表面形成一层难溶的络合物保护膜，阻止金属的溶解起缓蚀作用。苯骈三氮唑对铜的缓蚀就属於这一类

为了充分发挥各种缓蚀剂的作用，实现正的协同效果通常将多种缓蚀剂复合使用，因此在金属缓蚀防护中各种缓蚀作用可能同时存在。   

油溶性缓蚀剂是一种当其以适当的浓度和形式存在于基础油中时可以防止或明显减缓金属锈蚀的油溶性化学物质或复合物油溶性缓蚀剂是防锈油、脂中的主要添加剂，是油的表面活性剂这类缓蚀剂分子结构的共同点通常是具有结构不对称性，一般由极性基團和非极性基团组成常见的极性基团有：—OH、—NH2、—COO—、 等，它们与水和金属离子有亲和力；非极性基团一般为烃基它有亲油性，有嘚缓蚀剂由多个极性基团和非极性基团组成按极性基团的种类可将油溶性缓蚀剂分成五大类：磺酸盐及其含硫化合物、胺类及其它含氮囮合物、酯类化合物、羧酸及其金属皂、含磷化合物及其它。常用的油溶性缓蚀剂如表2-2所示   

表2-2 常用的油溶性缓蚀剂