第16讲：防锈剂的作用机理、主要品种及应用

黄文轩

中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院

本文介绍了防锈剂的作用机理、主要品种、主要应用及国内防锈剂的发展情况，展望了防锈剂的发展趋势。

概述

所谓的“锈”，是一种由于氧和水作用在金属表面生成的氧化物和氢氧化物的混合物，有时其也含有由于与空气中的二氧化碳接触而生成的碳酸盐。铁锈是红色的，铜锈是绿色的，而铝和锌的锈称为白锈。从工业上看，最应受到重视的是铁和钢的锈。锈对钢铁制品和机械设备的损害是极其严重的问题。防锈剂（Anti-rust additive）主要是用来防止钢铁的生锈[1]。金属锈蚀问题遍及国民经济各行各业，金属锈蚀会使金属制品的性能和商品价值受到极大的损害，甚至会引起重大故障而使设备报废。据统计，每年由于金属锈蚀所造成的直接经济损失约占国内生产总值GDP的2%～4%。也有报道称，世界上冶炼得到的金属中约有1/3由于生锈而在工业中报废。为避免锈蚀，人们采取了各种各样的方法，用防锈油来保护金属制品便是目前最常见的防护方法之一[2]。

国外最早使用牛油、羊毛脂、石油脂类进行金属防锈，20世纪30年代才逐渐发展了合成防锈剂。20世纪30年代初，出现了油溶性石油磺酸盐防锈剂，其后又出现了烷基或烯基丁二酸等羧酸以及酸性磷酸酯（Acid phosphate）防锈剂，而烷基或烯基丁二酸等羧酸型防锈剂广泛用于汽轮机油。第二次世界大战后防锈油、防锈剂得到迅速发展，并广泛应用于金属制品的防锈。20世纪50年代又出现了多元醇脂肪酸酯（Polyatomic alcohol fatty acid ester）、有机胺（Organic amine）、有机胺盐金属盐（Organic amine salt）、杂环化合物（Heterocyclic compound）、氧化石油脂、氧化石蜡及其金属盐、苯并三氮唑（Benzotriazole）等众多的防锈剂品种，到20世纪60年代，国外报道的防锈剂品种达百种以上。

防锈剂作用机理

防锈剂多是一些极性物质，其分子结构的特点是：

◇一端是极性很强的基团，具有亲水性质，极性的强弱对防锈性有影响；

◇另一端是非极性的烷基，具有疏水性质，烷基链的长短对防锈性也有影响。

当含有防锈剂的油品与金属接触时，防锈剂分子中的极性基团对金属表面有很强的吸附力，在金属表面形成紧密的单分子或多分子保护层，阻止腐蚀介质与金属接触，故起到防锈作用。

防锈剂还对水及一些腐蚀性物质有增溶作用，通过把这些物质增溶于胶束中，起到了对腐蚀性物质的分散或减活作用，从而消除腐蚀性物质对金属的侵蚀。当然，碱性防锈剂对酸性物质还有中和作用，使金属不受酸的侵蚀。

磺酸盐的溶解状态与极性化合物的增溶溶解如图1所示[3]。

防锈剂在金属表面的吸附有物理吸附和化学吸附2种：

◇由于防锈剂的极性分子的偶极与金属表面发生静电吸引而形成物理吸附，如磺酸盐；

◇如果吸附的分子能够与金属起化学作用，则形成化学吸附，如烯基丁二酸。

防锈剂的主要品种

常用的防锈剂按结构分为磺酸盐、羧酸及羧酸衍生物、酯类、有机磷酸及盐类和有机胺及杂环化合物五大类。

磺酸盐

磺酸盐是使用得较早的防锈剂。按原料来源，可分为石油磺酸盐和合成磺酸盐；按金属类型，可分为钡盐、钙盐、镁盐、钠盐和锌盐，作为清净剂的磺酸盐用得最多的是钙盐，其次是镁盐，而作为防锈剂的磺酸盐用得最多的是钡盐，其次是是钠盐和钙盐，除金属磺酸盐外，还有铵盐；按碱值来分，可分为中性磺酸盐和碱性磺酸盐。

金属磺酸盐通常选择钡盐、钙盐或钠盐。这些极性化合物能够提高防锈的能力，润湿金属表面，形成一个更完整、更均匀的涂层。磺酸盐对金属的亲和力可以排出金属表面的水。金属磺酸盐还协助溶解在液体中的蜡和氧化蜡。磺酸钡和磺酸钙提供最好的排水性能，而磺酸钠是最适合制作乳化（水基）防锈剂的。金属磺酸盐有亲水性（极性）的头，黏附（化学吸附）在金属表面的疏水性尾巴（非极性），伸出的尾远离金属并且提供了一个屏障膜（图2）。金属磺酸盐本身提供金属表面与外界环境之间的屏障，但这个薄膜离开暴露表面，零件可能有缺陷。蜡或氧化蜡分子与磺酸盐分子的疏水性的尾巴纠缠在一起，形成一个比单独磺酸盐或蜡有更强大的、疏水性更好的膜。例如，含有10%的磺酸盐或氧化蜡的溶剂在潮湿箱中可提供30 d的保护（一个共同的测试环境），然而10%的蜡和磺酸盐的复合可以提供超过60 d的保护[4]。

磺酸钠具有防锈和乳化性能，多用于防锈乳化油（液），用于工序间防锈，在金属切削油和切削液中起润滑、冷却、防锈和清洗作用。磺酸钠的相对分子质量越大，其防锈性能越好。磺酸钠的平均相对分子质量与生锈程度的关系见图3[3]。

石油磺酸钡是国内使用最早及产量较大的防锈剂品种。它的防锈性较好，对多种金属具有优良的防腐性能，以及优良的水置换性、酸中和性，特别是抗盐水性能比较突出。石油磺酸钡或石油磺酸钠均是以润滑油馏分为原料，经磺化制得磺酸，再经金属化后再精制而成，其生产工艺流程见图4[5]。中性磺酸钡结构见图5[6]。

一般中性、低碱性或中碱性磺酸盐作为防锈剂使用。而高碱值的磺酸盐作为清净剂多用于发动机油，起中和及清净作用，这是因为磺酸盐的碱值越高，其防锈性就越差。磺酸钙的碱值与防锈性的关系见表1[3]。

二壬基萘磺酸盐是另一种合成磺酸盐，其制备是先将叠合汽油切割，得到以壬烯为主的（或丙烯三聚体）原料，然后与萘进行烃化，制取二壬基萘，再磺化、金属化而制得。二壬基萘磺酸盐的品种有钡盐、钙盐、锌盐和铵盐几种。以二壬基萘磺酸钡为例，其结构式见图6。

二壬基萘磺酸钡的油溶性很好、防锈性好，抗盐水性能不如石油磺酸钡，其用途与石油磺酸钡相似，特别适用于调制硬膜及软膜防锈油，也多用于润滑脂中，是一个很重要的防锈剂品种。有的二壬基萘磺酸钡盐还有抗乳化性能，如中性二壬基萘磺酸钡盐。二壬基萘磺酸盐的应用见表2[7]。

表1 磺酸钙的碱值与防锈性的关系

随着燃气轮机使用条件越来越苛刻，对润滑油的防锈性能提出了更高的要求。曲胜等用8%（质量分数）石油磺酸钙与0.5%（质量分数）苯并三氮唑复合加入环烷基基础油中制备了燃气轮机润滑油防锈剂，有效改善了润滑油的防锈性能，以解决燃气轮机使用过程中的轴承锈蚀问题。

试验结果显示，在试验开始后0.5 h，表面涂覆不加防锈剂的润滑油的试件就发生了锈蚀现象；而表面涂覆加有防锈剂的润滑油的试件直到140 h后表面才出现锈蚀现象，防锈剂的加入显著增强了润滑油的防锈能力，能够为金属部件提供长时间的防锈保护。添加研制的防锈剂的润滑油性能考察结果见表3[8]。

羧酸、羧酸盐及其衍生物

长链脂肪酸具有一定的防锈性，而脂肪酸金属盐通常比原来的脂肪酸的防锈性能更强。羧酸型防锈剂具有较好的抗潮湿性能，百叶箱暴露试验效果也较好，但缺乏酸中和性能，对铅、锌的防腐蚀能力较差。它的金属盐对金属有较好的抗腐蚀性能。大多数羧酸或羧酸金属盐的抗盐水、水置换性能较差。含羧酸基防锈剂很多，随着结构不同，性能有很大差别。羧基直接连在烃基上，如脂肪酸防锈效果较差，但是，如果通过次甲基或乙撑基再接到极性基，最后接到烃基上，则显示出很好的防锈性。如壬基苯氧乙酸是黑色金属防锈剂，油溶性好，它的胺盐、咪唑啉盐也是很好的防锈剂；又如N-油酰肌氨酸及其十八铵盐咪唑啉盐也是黑色、有色金属有效的防锈剂。这些是单羧酸防锈剂，还有含2个羧酸的防锈剂。含2个羧酸防锈剂的主要代表及应用得较多的是烯基或烷基丁二酸，主要是十二烯基丁二酸。它的特点是防锈性好、用量少、对水不敏感，主要应用于汽轮机油，还广泛应用于液压油、导轨油，添加0.02%（质量分数）左右，就能通过液相锈蚀试验；可以0.5%～3%（质量分数）加剂量与石油磺酸钡（或二壬基萘磺酸钡）复合调制各种防锈油。烯基丁二酸与磺酸钡的重量比一般在1∶3～1∶5为好。复合后的抗潮湿性能和百叶箱暴露试验效果好，对钢、铸铁和铜合金都有良好的防锈效果，但对铅的防腐性能差。烯基丁二酸的制取：通常用叠合汽油切割得到十二烯为主的馏分，或丙烯四聚体与马来酐进行加合反应，再沉降、水洗、常压蒸馏、水解、干燥后得到烯基丁二酸产品。制取烯基丁二酸的反应式和制造工艺分别见图7及图8。

表2 二壬基萘磺酸盐的应用

羧酸盐防锈剂中，比较重要的有环烷酸锌和羊毛脂镁皂。环烷酸锌的油溶性好，对黑色金属和有色金属均有防锈效果，通常以2%～3%（质量分数）的加剂量与石油磺酸钡复合使用，用于封存防锈油中。

酯类

己二酸和安息酸在水中具有防锈效果，如果把它们酯化，就可得到油溶性的防锈剂。代表性产品有山梨糖醇单油酸酯（又名司本-80，Span-80）、季戊四醇单油酸酯、十二烯基丁二酸半酯和羊毛脂等。

司本-80是常用的一种防锈剂，也是兼具防锈性、乳化性的表面活性剂，在百叶箱试验中有较好的效果，并具有防潮、水置换性能，用于各种封存油和切削油中。其制备是用等摩尔的山梨糖醇与油酸加热脱水酯化，反应过程中发生分子内脱水，产生山梨糖醇酐，再进一步脱水，最后只剩下一个羟基，进一步提高防锈性能。不同的脂肪酸山梨糖醇酯的防锈性有差异，一般是油酸酯＞硬脂酸酯＞月桂酸酯。单酯与三酯的防锈性能差不多，不同酯对铅均有一定的腐蚀性。单酯与三酯相比，对锌有较大的腐蚀性。

表3 添加防锈剂的润滑油性能考察结果

十二烯基丁二酸半酯是在十二烯基丁二酸的基础发展起来的。由于十二烯基丁二酸本身的酸值很高，加入油品中会影响润滑油的酸值，使其应用受到限制。十二烯基丁二酸半酯是用二元醇与十二烯基丁二酸反应制得。其酸值低（酸值只有十二烯基丁二酸的一半，约180 mgKOH/g），具有较好的防锈性能与抗乳化性能，适用于抗氧防锈汽轮机油。

羊毛脂是羊身体分泌的附着在羊毛上的一种复杂的脂状物。在毛纺前羊毛必须经过脱脂，洗去羊毛脂。从清洗液中间回收、脱臭脱色，干燥后得到黄褐色脂状物，即羊毛脂，可以作为防锈剂。因此，羊毛脂是一种天然的脂，虽然是古老的防锈剂，但至今仍在广泛使用。羊毛脂既是防锈剂，也是溶剂稀释型软膜防锈油的成膜材料。羊毛脂系及其衍生物防锈剂的低温特性及附着性优异，这是因为它结构上含酯键与羟基，是非结晶性的化合物。羊毛脂对空气具有抗氧化能力，涂膜的稳定性好，也具有乳化力和水分保持性的特点。由于羊毛脂吸湿性强、对溶剂溶解性差的缺点，在不降低防锈性的范围内，可以降低羟值。羊毛脂系防锈剂一般显示出良好的防锈性，特别是在海水和盐水中的抗腐蚀性优异，但对金属富有亲和性，脱脂性差。羊毛脂与磺酸盐复合使用，由于协合效应，可得到优异的防锈性和脱脂性。把羊毛脂制成金属皂，能提高水置换性和手汗置换性，可用于生产置换型防锈油。

羊毛脂的主要成分是高级脂肪酸、高级脂肪醇，构成羊毛脂的脂肪酸的95%是饱和脂肪酸，其中90%以上具有支链，含有约30%的羟基酸。羊毛脂脂肪酸的组成见表4[9]。

有机磷酸及其盐类

有机磷酸盐主要是正磷酸盐、亚磷酸盐和膦酸盐。实际上，用作防锈剂的主要是正磷酸盐。正磷酸盐的制作比较简单，通常用高级醇和五氧化二磷在不高的温度下进行反应，生成烷基磷酸，再用十二胺或烷基取代咪唑啉中和成盐，这种防锈剂具有防锈、抗磨性能。磷酸盐型防锈剂有：

◇单或双十三烷基磷酸十二烷氧基丙基异丙醇胺盐，它具有抗氧、防锈和抗磨性能；

◇烷基磷酸咪唑啉盐，具有防锈和抗磨性能。

磷酸酯也可作为极压抗磨剂使用，经常用在润滑油和金属加工油中。其与石油磺酸盐、山梨糖醇酐单酯复合使用，可产生优良的防锈效果。

有机胺及其盐类和杂环化合物

有机胺可分为单胺、二胺和多胺化合物。直链脂肪胺要比支链脂肪胺的防锈效果好，这类化合物主要用于冶金、化工和石油企业作为抗酸缓蚀剂。一般直链脂肪胺不溶于矿物油，因此，直链脂肪胺与油溶性的N-油酸肌氨酸、壬基苯氧乙酸、烷基磷酸或石油磺酸等有机酸中和成盐后，可大大提高其油溶性。国外的脂肪胺产品有硬脂酸胺、油胺、大豆油胺；国内的胺盐有N-油酸肌氨酸十八胺盐、十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐。有机胺防锈剂有较好的抗潮湿、水置换、酸中和性能，但百叶箱试验效果较差，对铅腐蚀性较大，对铜和锌也有一定的腐蚀性，应用时要慎重。

表4 羊毛脂脂肪酸的组成

杂环化合物防锈剂中要数苯并三氮唑用得最多。它是有色金属铜及其合金的出色的缓蚀剂、防变色剂，对钢也有一定的防锈效果。但苯并三氮唑难溶于矿物油中，溶于水，一般加入矿物油中要加助溶剂：可先溶于乙醇、丙醇或丁醇后，再加入矿物油；也可先溶于邻苯二甲酸丁酯、二辛酯、磷酸三丁酯或磷酸三甲酚酯等助溶剂中，再加入矿物油。

杂环化合物还包括含氮杂环化合物，如1,3,4-噻二唑及其衍生物。这类化合物的分子结构比较紧凑，吸附于金属表面时，有利于油膜强度的增大，并能有效抑制润滑油中硫、磷元素的腐蚀。作为一类含氮杂环化合物，1,3,4-噻二唑及其衍生物，分子中杂原子的孤对电子可以与金属作用发生化学吸附，在金属表面形成致密的油膜-钝化膜。该钝化膜能够起到隔离金属催化分解和阻止酸性产物腐蚀金属的作用，因此可以作为润滑油抗腐蚀添加剂使用。宋春雪等按照GB/T 5096—85测定了含4种1,3,4-噻二唑及其衍生物[T1（5-氨基-1,3,4-噻二唑-2-硫基乙酸异戊酯）、T2（5-氨基-1,3,4-噻二唑-2-硫基乙酸正庚酯）、T3（5-氨基-1,3,4-噻二唑-2-硫基乙酸正癸酯）、T4（5-氨基-1,3,4-噻二唑-2-硫基乙酸正十二酯）]添加剂分别按0、0.1%、0.5%、1.0%（质量分数）加剂量加入液体石蜡中在120 ℃和12 h测试条件下的铜片抗腐蚀性能。液体石蜡中加入T1、T2、T3、T4后在120 ℃条件下加热3h、12h的铜片腐蚀结果见表5，液体石蜡中加入T1后在120℃条件下加热3 h、12 h的铜片表面的腐蚀情况分别见表 6、表 7[10]。

从表5～表7可以看出，在120 ℃条件下：

◇加热3 h后，铜片的腐蚀级别为1b～1a，加添加剂比不加添加剂只优越半级。

◇加热12 h后，铜片的腐蚀级别为3a～1b，不加添加剂的铜片腐蚀级别为3a，有比较重的腐蚀，而加添加剂的铜片腐蚀级别为1b，说明4种1,3,4-噻二唑及其衍生物添加剂具有较好的抗腐蚀能力。

不同类型的防锈剂对防锈性能的影响

极性基的影响

Baker等采用ASTM D665对76种化合物进行评定，发现磺酸盐、羧酸盐（金属盐、胺盐）具有较好的防锈性，羧酸、磷酸酯次之，单胺效果较差，醇、酚、酯、酮、腈基类最差。多元醇部分酯，如山梨糖醇单油酸酯具有良好的防锈性。虽然它具有防锈弱的醇基基酯基，但分子中含有5个羟基和1个酯基，综合起来就显出较强的防锈性。

表5 液体石蜡中加入T1、T2、T3、T4后在120℃条件下加热后的腐蚀结果

表6 液体石蜡中加入T1后在120 ℃条件下加热3 h的铜片表面的腐蚀情况

亲油基的影响

防锈剂分子在金属表面吸附的同时，其分子间（主要指烃基）依靠范德华力把它们紧密吸引在一起。烃基之间的引力不可忽视，它占总吸附能的40%。

从实践经验知道，对于相同极性基的防锈剂，烃基大的比烃基小的防锈性好，直链烃基比支链烃基防锈性好。如十七烯基丁二酸比十二烯基丁二酸的防锈性好，直链烯基丁二酸比支链烯基丁二酸的防锈性要好（表8）。烃基太大，亲油基增加，减弱了金属表面的吸附性，因此，许多性能优良的防锈剂，烃基的碳数大多数在14～20左右[11]。

基础油的增效作用

基础油是防锈油的主要成分，其主要起载体作用和油效应作用。前者使各种功能性添加剂在油中充分分散和发挥作用，后者是在极性分子吸附少的金属表面进行物理吸附，并深入到定向吸附的防锈剂分子之间，借助范德华力与防锈剂分子共同堵塞孔隙，使吸附膜更加完整和形成紧密的多分子层，并使吸附不够牢固的极性分子不易脱落，从而更有效地保护金属[8]。油分子通过使防锈剂分子定向地排列在金属表面，形成了吸附保护膜，保护金属不受水与氧的侵蚀，如图9所示[12]。

表8 不同烯烃原料制取的烯基丁二酸的防锈结果

防锈剂的应用

油溶性防锈剂的应用对象是调制防锈油脂。防锈油脂按其用途，可分为封存防锈油和防锈润滑油2类。封存防锈油主要用来封存机械加工过程中半成品、零部件、组件或整机，用作储存和运输机械加工过程中的防锈。防锈润滑油可分为以防锈为主、润滑为辅的防锈润滑油和以润滑为主、防锈为辅的润滑防锈油。根据SH/T 0692《防锈油》，把防锈油分成除指纹型防锈油、溶剂稀释型防锈油、防锈脂、润滑油型防锈油和气相防锈油5种类型。

除指纹型防锈油

除指纹型防锈油又称为置换型防锈油。置换型防锈油的特点是能置换已沾附在金属表面上的手汗，即原来已沾附在金属表面上的手汗因涂覆置换型防锈油而自金属表面被排斥，让位给置换型防锈油，因而使金属免于被手汗腐蚀。涂了置换型防锈油以后，也可防止金属表面因与人手接触而沾染手汗。另外，在金属制件封存以前，还可用置换型防锈油清洗制件表面沾染的手汗及类似污物。机械制造过程中，工件的加工、转移等难免与人手接触，为了防止金属因手汗而导致锈蚀，工序间必须使用置换型防锈油防锈。置换型防锈油一般以具有强吸附性的磺酸盐为主的防锈剂，黏度要求低，常以煤油或汽油稀释，故使用场所应具备通风、防火等安全生产设施。F-23置换型防锈油适用于有色及黑色金属加工的工序间防锈及短期油封，其配方见表9。

溶剂稀释型防锈油

溶剂稀释型防锈油是以适当馏分的石油溶剂为溶解介质，再配以成膜材料、防锈剂等调制而成的防锈油，常温涂覆在金属表面，待溶剂挥发后形成一层均匀的防锈膜层，对黑色金属和有色金属均有较好的耐盐雾、抗湿热性，适用于机械制品、军械武器零部件、工具仪表等的长期封存防锈。根据油膜的性质，其又分硬膜防锈油和软膜防锈油2种。

硬膜防锈油

硬膜防锈油的特点是溶剂挥发后留下一种干燥而坚硬的固态薄膜，防锈期长，可存放在室外，适用于大型加工件、管线等大型钢件。这种硬膜可用汽油或煤油清除掉。对于硬膜防锈油，成膜材料有沥青、氧化沥青、氧茚树脂、石油树脂、叔丁酚甲醛树脂；防锈剂有磺酸盐（磺酸钡和磺酸钙）、氧化石油脂钡皂和羊毛脂等；溶剂有溶剂汽油（120号、200号汽油）。74-2硬膜防锈油的组成见表10。

软膜防锈油

软膜防锈油的特点是溶剂挥发后留下一种软脂状膜，不流失，不黏手，具有较好的防锈性能，适合室内较长时间的封存防锈。软膜很容易用溶剂汽油洗去。对于软膜防锈油，成膜材料有羊毛脂、石蜡、凡士林、蜡膏、氧化蜡膏钡皂、钙皂等；防锈剂有磺酸盐（磺酸钡和磺酸钙）、司本-80等；溶剂有120号、200号溶剂汽油和少量醇醚。2号软膜防锈油的组成见表11。

表9 F-23置换型防锈油配方

表10 74-2硬膜防锈油的组成

防锈脂

防锈脂分为石油脂型和皂基脂型。防锈脂耐盐雾，抗湿热性强，防护期长，高温不流失，低温不开裂，油膜透明柔软，涂覆性好，主要用于转动轴承类高精度机械加工表面的封存防锈。石油脂型防锈脂主要作封存防锈，由石蜡、地蜡、凡士林稠化矿物润滑油及羊毛脂、氧化石油脂（或743钡皂）、磺酸钡及磺酸钙、羊毛脂镁皂等防锈剂组成。皂基防锈脂主要用于润滑，是由皂基润滑脂加入一些不能破坏皂基结构骨架的防锈剂制得，如磺酸钠、磺酸钡、磺酸钙、司本-80、743钡皂、苯三唑、咪唑啉等。663防锈脂可用于精密多金属构件的长期封存防锈，稀释后用于中间防锈，其组成见表12。

润滑油型防锈油

润滑油型防锈油以各种润滑油馏份为基础油，加入适当防锈剂调配而成，分为一般金属材料和内燃机内部防锈两大类。其主要用于金属材料及其制品室内短期封存防锈，在应急情况下可对机械运转起短期润滑作用。该类产品是防锈油中用途最广、用量最大的品种，按其用途分为封存防锈油和防锈润滑两用油。

表11 2号软膜防锈油的组成

表12 663防锈脂组成

封存防锈油

封存防锈油的品种很多，由基础油和多种防锈剂调合而成。封存防锈油中有时也加有水置换性或指纹中和置换性防锈剂，以除去加工过程中残留的切削液和指纹、手汗等腐蚀物。封存防锈油主要用于工序间零部件、半成品、组件和成品整机封存，以及运输中的防锈。501特种防锈油是一种封存防锈油，其配方组成为：4%（质量分数）石油磺酸钡、2%（质量分数）环烷酸锌、1%（质量分数）石油磺酸钠、93%（质量分数）15号车用机油（650SN）。

防锈润滑两用油

防锈润滑两用油除基础油和防锈剂外，还要加入抗磨剂和抗泡剂等添加剂，主要用于试车后不排油，直接留在机内作封存防锈。防锈润滑两用油主要包括内燃机防锈油、液压设备封存防锈油、防锈仪表油、防锈汽轮机油等。如用于内燃机防锈封存和润滑的72号发动机防锈油的配方组成为：91.9%（质量分数）10号车用机油（500SN）、4.6%（质量分数）二壬基萘磺酸钡、2.8%（质量分数）司本-80、0.28%（质量分数）降凝剂、0.46%（质量分数）ZDDP（二烷基二硫代磷酸锌）和10 mg/kg硅油。

气相防锈油

气相防锈油是加有气相防锈剂并在常温下能汽化的防锈剂油。由于气相防锈油添加有气相防锈剂，而气相防锈剂在常温时能够慢慢挥发，挥发的气体对金属起防锈作用，因此使用时无需直接涂覆在被保护的金属表面也可以达到保护的目的。气相防锈油可对设备内腔裸露金属起防锈作用，防护期较短，主要用于内燃机、传动设备、齿轮箱、滚筒油压等密闭式润滑设备或体系中起到润滑防锈作用。1号气相防锈油的配方组成为：1%（质量分数）辛酸三丁胺、1%（质量分数）苯三唑三丁胺、0.5%（质量分数）石油磺酸钠、0.5%（质量分数）石油磺酸钡、1%（质量分数）司本-80、96%（质量分数）32号机械油。

含水型防锈液

含水型防锈液包括乳化防锈油和水基防锈液，具有环保、节能、无污染的特点，受到国内外的广泛关注。

乳化防锈油

乳化防锈油是一种含有乳化剂的防锈油品，使用时用水稀释，成为乳化液。如 “乳-1” 乳化防锈油的配方组成为：11.5%（质量分数）环烷酸锌、11.5%（质量分数）石油磺酸钡、12.7%（质量分数）磺化油（DAH）、3.5%～5%三乙醇胺油酸皂（10∶7）、余量为10号机械油。该油在使用时配制成2%～3%（质量分数）的水溶液用于工序间防锈。

水基防锈液

水基防锈液是用水溶性防锈剂与水配制成的防锈液，具有良好的防锈性能。几种水溶性防锈剂单独使用及复合后的防锈性能见表13[13]。

从表13可以看出，单独使用亚硝酸钠、硼酸盐BM和羧酸盐CM的效果并不好，只有复配后才能加强其防锈性能。虽然亚硝酸钠与三乙醇胺复配后也能得到较好的防锈性能，但是亚硝酸钠是一种致癌物质，国内外早已禁用。将硼酸盐BM和羧酸盐CM以7∶6（质量比）复合配制的合成型切削液防锈液既有较好的防锈性能，又无毒，是亚硝酸钠理想的替代品。

表13 几种防锈剂单独使用及复合后的防锈性能

国内防锈剂的品种

国内典型的防锈剂产品如下：

◇T 701（石油磺酸钡），具有优良的抗潮湿、抗盐雾、抗盐水和水置换性能，对多种金属具有优良的防锈性能，适用于防锈油脂中作防锈剂，如配制置换型防锈油、工序间防锈油、封存防锈油和润滑防锈两用油及防锈脂等。

◇T 701B（合成磺酸钡），棕色、半透明稠状液体，具有优良的抗潮湿、抗盐雾、抗盐水和水置换性能，对多种金属具有优良的防锈性能，适用于防锈油脂中作防锈剂，如配制置换型防锈油、工序间防锈油、封存防锈油和润滑防锈两用油及防锈脂等。

◇BD C010（中性合成磺酸钙），用于调制工业润滑油，可替代二壬基萘磺酸钡，同时具有一定破乳化性能，是一种环保型防锈剂。

◇BD C020（低碱值合成磺酸钙），主要用于生产防锈油，可替代钡类产品，也可用于发动机油。

◇T702（石油磺酸钠），具有较强的亲水性、较好的防锈及乳化性能，适用于配置切削乳化油及防锈油脂。

◇T702B（合成磺酸钠），具有较强的亲水性、较好的防锈及乳化性能，与石油磺酸钠性质相似，适用于切削乳化油和润滑油脂等油品。

◇T705（碱性二壬基萘磺酸钡），具有良好的防锈和酸中和性能，特别对黑色金属防锈性能更好，适用于防锈油和润滑脂中，也可用于发动机燃料油中作为防锈剂。

◇T705A（中性二壬基萘磺酸钡），具有优良的的防锈和破乳化性能。适用于防锈油和润滑脂中，也可用于抗磨液压油及液压汽轮机油中作为防锈剂和破乳剂。

◇T704（环烷酸锌），对钢、铜、铝均有良好的防锈性能，但对铸铁的防锈性差，用于调制各种防锈油、润滑脂及切削油。

◇T743（氧化石油脂钡皂），具有良好的油溶性、防锈性和成膜性，对黑色金属和有色金属有较好的防锈性，用于军工器械、枪支、炮弹及各种机床、配件、工卡量具等的防锈，可用作稀释型防锈油的成膜剂。

◇T746（十二烯基丁二酸），能在金属表面形成牢固的油膜，保护金属不被锈蚀和腐蚀，但对铅和铸铁的防腐性差，适用于汽轮机油、液压油和齿轮油等。

◇AN防锈剂（含氮化合物），具有优良的防锈性能，适用于防锈油、防锈润滑脂和工业润滑油。

◇T747（十二烯基丁二酸半酯），性能与十二烯基丁二酸相当，但酸值低，加入后对油品的酸值影响小，适用于汽轮机油、液压油和防锈油脂等。

◇T747A（十二烯基丁二酸半酯），性能与十二烯基丁二酸相当，但酸值低，加入后对油品的酸值影响小，适用于汽轮机油、液压油和齿轮油等。

◇司本-80（山梨糖醇单油酸酯），具有防锈和乳化性能，用于工序和封存防锈，可作为金属加工液的乳化剂和淬火油的辅助光亮剂。

◇T706（苯并三氮唑），对铜、铝及其合金等有色金属具有优良的防锈性能和缓蚀性能，适用于调制防锈润滑油和润滑脂，亦可作为乳化油、气相防锈剂和工业循环水中的主要缓蚀剂。

◇POUPC 3001（氮硼酸酯），是具有优良的抗氧、防锈、抗腐蚀性能，且无毒无臭的添加剂，适用于内燃机油、润滑脂、自动变速箱油、减速器油、齿轮油、压缩机油和液压油。

◇POUPC6001（噻二唑类衍生物），具有良好的抑制铜腐蚀性、抗氧化性及一定的极压、减摩性能，适用于内燃机油、抗磨液压油、工业齿轮油和汽轮机油。

防锈剂的发展趋势[14，15]

☆近几年，为了克服目前水基防锈剂防锈效果差、含亚硝酸盐等有毒物质以及成本较高等缺点，环保型水基防锈剂的研究得到国内外的广泛关注，特别是长效水基防锈剂的研制已成为一种趋势。

☆近年来市场上出现了一种多功能的防锈剂，可以适应多种条件下金属制品的防护和使用需要。这种防锈剂除了具有良好的防锈性能外，还具有润滑、清洗、减振等功效。现已研制出的润滑防锈两用剂已被广泛应用于内燃机和军工行业，可以不经除膜而直接使用，市场对于这类防锈剂的需求越来越大。

☆随着环保法规要求越来越严格，以及人们保护环境意识的提高，对防锈剂的组成及使用也提出了相应的要求，因此采用符合环保要求的防锈材料，开发具有可生物降解性的防锈剂产品逐渐成为防锈剂发展的主流。