气相防锈法包装技术和应用

气相防锈法包装技术及其应用一、防锈包装技术机电设备在储运过程中不允许发生锈蚀，否则就会影响到其使用功能。

通用的防锈包装方法包括涂层法、干燥剂法、气相防锈法。

1、涂层法是将防锈油脂刷涂或喷涂在金属制品表面。

因为涂层法事后要进行专门处理，不利于环境保护，所以这种方法现在在国外已经很少使用。

而气相防锈法在机电设备的出口运输包装中没有干燥剂法使用得多。

2、干燥剂一般选用硅胶，是将适量的干燥剂装入纸袋或布袋中，然后悬挂在密封的包装容器或热封起来的塑料薄膜内的适当部位，保证能对整个密封空间吸湿，降低空气相对湿度，防止在整个储运过程中机电设备表面形成凝固水膜而锈蚀。

干燥剂必须自由悬挂在包装内窨并均匀分布，不得直接放置在内装物上。

同时要保证密封空间仙的空气相够循环流动，即整个薄膜表面不允许贴在内装物上。

封闭起来的薄膜不能有裂缝或小孔。

3、气相防锈法的原理是将一种特殊的固体材料混入载体中，这种材料在储运过程中会释放出一种气体分子覆盖在金属表面，形成一种保护层，从而阻止氧气和水分与金属发生化学反应，保证机电设备不会锈蚀。

机电产品出口运输包装中最常用的是气相防锈薄膜。

它即含有气相防锈材料，又可以作为普通的塑料膜来使用。

该防锈材料可用于汽车零件、大小型机电产品等的运输包装中。

这种方法有其优点，它的密封通常不象干燥剂法要求那么高。

有时为了防止底座上的薄膜积水，甚至可以在气相防锈薄膜的最低处划几道小缝。

二、气相防锈包装的方法（一）气相缓蚀剂的使用方法.气相缓蚀剂的使用方法目前主要有以下几种：1、粉末法。

这种方法包括: 1将气相防锈剂粉末直接散布在金属的表面上密封包装；2将气相防锈剂粉末盛于具有透气性的纸袋或布袋中；或其粉末压成片剂，放在包装容器内金属制品的周围等。

缓蚀剂距离金属制品不得超过其作用有效半径（一般不超过30㎝）。

其用量主要根据缓蚀剂的种类、性质（如蒸汽压大小）和包装条件及封存期的长短来确定。

使用时为了使缓蚀剂能迅速发挥作用，以防金属制品锈蚀，单独使用蒸汽压较低的缓蚀剂时，包装金属制品后应在40-60℃的条件下保持几个小时，或者将几种不同蒸汽压的缓蚀剂混合使用。

2、气相防锈纸法。

应用较普遍,很有发展前途。

这种方法是将气相防锈剂溶解于水或有机溶剂中，然后浸涂在纸上凉干后就得“气相防锈包装纸”。

用这种气相防锈包装纸包装金属制品可长期封存。

但用于制造气相防锈包装纸的原纸应是中性，Cl-或SO4-的含量不得超过0.05%(按NaCl或Na2SO4计算）。

气相缓蚀剂在纸上的涂布量一般为5-30g/㎡。

在防锈纸的制造中一般还可加入粘合剂（如骨胶）、扩散剂（如六偏磷酸钠）及防霉剂等。

气相防锈纸涂布时，一般是将缓蚀剂涂于厚纸的反面，正面涂以石蜡。

使用时涂缓蚀剂面向内装金属制品，外层再用包装材料（如石蜡纸、塑料袋、金属箔或复合包装材料等）密封包装。

如果包装窨较大，气相防锈纸与金属制品的距离超过20㎝时，必须在包装内增加适量防锈纸片或粉末。

气相防锈纸的防锈期与所用厚纸有一定关系，在常用厚纸中，沥青与石蜡纸的封存期大于普通牛皮纸。

3、溶液法。

这种方法是将气相缓蚀剂溶于水或有机溶剂中组成一定浓度的溶液，将此溶液喷淋在金属制品的表面上，然后用蜡纸或塑料袋密封包装，或用溶液浸包装箱内衬板和减震材料包装密封。

粘合剂成份主要为丙稀酸的聚合物,气相缓蚀剂为辛酸、二环己胺,气相油法则是在防锈油中加入气相缓蚀剂.涂布液配方有数十种,如用于制品封存的防锈纸,涂液配方:亚硝酸钠11份;尿素11份;苯甲酸单乙酸胺22份;蒸溜水88份,有效期10年.4、气相防锈塑料薄膜法:这种方法是把含有气相防锈剂的粘合剂涂布于聚丙稀等合成树脂的薄膜上，使用这种气相薄膜封贴金属材料可以长期防锈，需要时可随时剥除不影响加工性能。

也可将此薄膜制成包装袋，盛装金属制品密封包装。

在封存期间由于树脂膜有较高的透明度，可用肉眼直接观察到金属表面的情况。

气相薄膜法具有隔绝腐蚀因素和气相防锈的双重作用，具有优良的耐候性、耐湿性、耐盐水性、及溶剂性、耐热性和耐寒性。

其粘合剂和树脂薄膜的结合力强，因而在剥时金属表面还残有粘合剂，同时也有较好的耐老化性。

所用的薄膜为聚丙稀、聚氯乙稀、聚乙稀。

（二）气相缓蚀剂的防锈期与包装材料的关系。

1、使用气相缓蚀剂进行的密封包装，其防锈期与包装材料有着直接的关系，见表1所列。

表1 气相防蚀包装的防蚀期与包装材料的关系（统P431）2、用量计算式：w=k(w O+v t) w=缓蚀剂用量(g) k=保险系数(2-3) w O=使包装空间内挥发性气体得到包和浓度所需用量(约0.5-1克/米3包装容积) V=25℃或某温度包装容器的漏损量(克/年) T=封存年数三、气相防锈剂气相防锈包装技术就是用气相防锈剂（挥发性缓蚀剂）在密封的包装容器中对金属制品进行防锈的技术。

气相防锈剂具有很高的饱和蒸气压，在常温下能慢慢挥发，挥发出来的气体对金属表面起保护作用。

因此，使用时无需与被保护物直接接触即可起到防锈效果。

气相防锈剂挥发出来的气体对金属表面起保护作用。

因此，使用时无需与被保护物直接接触即可起到防锈效果。

气相防锈剂挥发出来的气体无孔不入，可到达一般防锈剂不易涂到的缝隙、盲孔、死角等处，且同时吸附在金属制品的表面，从而起到了抑制大气对金属锈蚀作用。

包装起封后不需去掉防锈剂即可使用，故用于异型复杂的零部件及设备尤其合适。

气相防锈剂应用时要求包装的密封性要好，否则有效防锈成分要散失，达不到预期的防锈效果。

由于气相防锈包装技术不需在金属制品的表面上涂层，所以这种防锈蚀包装方法不影响金属制品的外观，使用制品时也省略了对制品的剥离手续，同时也不污染包装。

它的防锈期长，有效防锈期可达3年～5年，有的可达10年以上。

但是它对手汗锈的抑制能力差，许多气相防锈剂不能用于多种金属的组合件，并且刺激性气味较大。

气相防锈剂应具备下列条件：1常温下要有一定的蒸气压，以保证适当的挥发速度；2蒸气要有一定的扩散速度，能较快地充满包装空间；3化学稳定性好，在使用时不分解不变质；4能溶于油、有机溶剂或水，以适应不同包装技法的要求。

（一）气相防锈机理1、气相防锈剂的共同特性（1）化合物分子结构中，与水作用时能分离出具有缓蚀作用的基团，如：NO2-、CrO42-、OH-、PO43-、C6H5COO-、以及带—NO2、—COOH、—NH2的有机化合物。

能电离出有机阳离子的化合物等。

（2）在常温下具有一定的挥发性，所谓气相防锈剂就是它的防锈作用较短时间内就能充满包装内部空间并能表现出来。

仅具有缓蚀性基团而在常温下不能挥发的就能起气相防锈作用。

因此作为气相防锈剂的物质必须有一定的蒸气压，且大小适中，若蒸气压过大，虽然能很快充满包装内部，但因包装容器很难做到绝对密封，所以会消耗较快，影响防锈有效期；反之如果蒸气压过低，包装后内部空间不能在较少短时间内达到有效浓度，金属制品很可能因受不到保护而锈蚀。

实践证明气相防锈剂的蒸气压在133.3×10-3Pa～133.3×10-4Pa时比较适宜（见表2）化合物蒸气压的大小主要取决于它的分子结构，一般是在分子量大小近似的化合物间，极性越强，蒸气压越低。

极性强弱相同的分子间，分子量越大蒸气压越小。

对于蒸气压过高或过低的气相防锈剂应采取混合使用的方法加以调节。

此外还要求气相防锈剂在水中具有一定的溶解度（一般应＞1%），以便于实际应用，同时还应具有较好的化学稳定性，在一般光热等因素作用下不分解失效，不生成有害物质。

表2 部分气相防锈剂在21℃时的蒸气压（1）在金属表面起阳极钝化作用，以阻滞阴极的电化学过程，具有钝化作用的基团如NO2-、OH-等；（2）带较大非极性基团的有机阳离子定向吸附在金属表面上形成憎水性膜，既平了腐蚀介质的作用，同时也降低了金属的电化学反应能力，这类基团有亚硝酸二不己胺的阳离子[C6H11）2NH2+]；（3）与金属表面配位键结合成稳定的络合物膜，增加金属的表面电阻，从而保护了金属，如苯骈三氮唑对负的防护。

上述几点是气相防锈剂的几种主要作用，实际上防锈作用往往是多种因素综合作用的结果。

3、气相防锈剂的防锈作用是在其到达金属表面后才发生的，也就是说只有防锈基团与金属表面接触时才能发挥作用。

防锈基团到达金属表面主要有两种形式：（1）气相防锈剂在潮湿空气作用下发生水解或离解，生成挥发性的保护性基团，这种基团借自己的挥发作用到达金属表面。

（2）防锈剂分子整体挥发到达金属表面后，在潮气的影响下，金属表面上水解或电离出保护基团。

许多实验证明，气相防锈剂对金属的保护作用与其在金属表面上的吸附物性有很大关系，在防锈剂中放置时间越长，金属表面吸附防锈剂的量也就越多；另外防锈剂的浓度越大金属表面吸附防锈剂的的量也就越多。

金属表面气相防锈剂的化学吸附层，也并非就是可靠的保护膜，它会因外界因素的影响而使电位重新向负的方向变化，叫作解吸附现象。

例如当把经气相防锈剂钝化了的钢移入无防锈剂的环境中，其电位就会迅速下降，只有在保持一定浓度的防锈剂气氛中金属才能保持钝态。

（二）气相防锈剂的主要使用形式1、固体形式:将气相防锈剂直接洒于金属表面后密封包装；将粉末盛于有透气性的布袋或纸袋内，或将粉末压成片剂，置于包装内金属制品周围。

一般与金属表面距离不大于30㎝，用量一般不低于30g/m3。

2、浸渍或涂覆形式:将气相防锈剂制成水溶液或将其溶于有机溶剂中，然后用此溶液浸渍或涂刷在纸、布表面，干燥后即制得气相防锈纸或布。

使用时将涂有防锈剂的一面向内包装金属制品，外层再用石蜡纸、金属箔、塑料袋或复合材料密封包装；若包装空间过大，可填加适量防锈纸片或粉末。

3、制成气相防锈塑料薄膜:可以在气相防锈剂溶液中加入塑料用粘合剂，然后将其涂覆在塑料薄膜上，或将气相防锈剂与树脂一起成型制成气相防锈薄膜或制成包装容器。

它们的特点是透明、美观、使用方便，可热焊封，有长期稳定的防锈效果。

无论何种气相防锈方法，都必须配以密封性较高的外包装材料，包装时包装内相对湿度要低，必要时可辅以干燥剂，并防止光、热作用或酸、碱接触，以免防锈剂分解失效。

（三）常用气相防锈剂具有气相缓蚀作用的化合物很多，到目前已经发现的有二三百种。

这些物质主要是无机酸或有机酸的胺盐、酯类、硝基化合物及其胺盐和杂环化合物等。

在使用中要根据不同的保护对象正确地选用气相防锈剂。

常用的气相防锈剂有：1、黑色金属气相防锈剂 :黑色金属防锈剂的共同特点是借氨或有机胺的阳离子起防锈作用。

（1）亚硝酸二环己胺（VPI-260）。

常温下为白色至淡黄色结晶状物质，熔点175℃。

在熔点温度既发生分解。

能溶于水及一些有机溶剂。

在水中的溶解度随温度的升高而增大。

其水溶液的pH值约等于7。

亚硝酸二环己胺的蒸气压较低，25℃时为266.6×10-4Pa，它的挥发速度在同一温度下受风速和包装条件的影响。