評價防鏽油脫水性能的測試方法
2023-05-30 11:45:26
專利名稱：評價防鏽油脫水性能的測試方法
技術領域：
本發明涉及一種評價防鏽油脫水性能的測試方法。
背景技術：
機械加工行業在機械製造和維修過程中，使用切削液、清洗劑等含水介質，這些工藝使加工的零件不可避免地接觸到 水或切削液。另外相關加工後的零部件需要用清洗劑對加工表面汙潰進行清洗，所以零部件在接觸到水或含水介質後，在零部件的溝、槽、縫、孔、結合面、手接觸面、停放面或是產品較粗糙表面(尤其是鑄鐵件表面孔隙較多)，很容易存在微量的水，塗防鏽油後這部分水分被防鏽油遮蓋在裡面，必然會引起零件的鏽蝕。脫水防鏽油就是對使用水溶性切削液加工或水基清洗劑處理後的零部件表面進行脫水(或稱水膜置換)處理，防止零部件表面殘留水分影響後道塗覆防鏽油工序的防護效果。其機理為利用脫水防鏽油中添加劑的極性基團對金屬表面的吸附作用和非極性基團對水分子的排斥作用，從而把水從金屬表面置換出來，達到脫水的效果，然後使防鏽添加劑的極性基團更牢固地吸附在金屬表面，緊密整齊地排列成為一層薄膜，基礎油則利用碳氫鏈之間的範德華力增強界面間的吸附能力，從而更有效地增強了脫水、防鏽效果。所以作為使用水溶性切削液加工和水基清洗劑後處理工藝使用的脫水防鏽油，在生產過程中已得到了較為廣泛的應用。《材料工程》，1989年I期，32 34頁，公開介紹了目前國內外常用的評定脫水劑或脫水防鏽油脫水性能的試驗方法，包括以試片是否生鏽作為評定依據的脫水性測試方法、以置換試片水膜直徑的大小作為評定依據的脫水性測試方法、脫水時間測量法。以試片是否生鏽作為評定依據的脫水性測試方法有美軍標MIL-C-16173D、MIL-C-85054、MIL-C-0081309C脫水性的評定試驗法、英國標準BSl 133中脫水性的評定試驗法、日本JISK2246-1989《防鏽油》中5. 29條水置換性試驗方法、國內石化行標SH/T0036-90《防鏽油水置換性試驗法》。其中美軍標MIL-C-16173D、MIL-C-85054、MIL-C-0081309C和英國標準BS1133中的脫水性的評定試驗法是先在試片上覆蓋上一層均勻的含水介質膜，再浸入脫水劑中或讓脫水劑沿試片流延成膜，取出試片觀察其鏽蝕狀態並以此來間接評定脫水劑的脫水效果。而日本JISK2246-1989《防鏽油》中5. 29條水置換性試驗方法和國內石化行標SH/T 0036-90《防鏽油水置換性試驗法》是將試片先浸潰到含水介質，然後再浸潰到脫水防鏽油和含水介質的混合溶液中，取出觀察其鏽蝕狀態並以此來間接評定脫水防鏽油的脫水效果。該類方法測試簡單，但是該類方法存在兩大缺點。缺點之一是該方法不能有效區分脫水防鏽油的實際脫水效果，實際操作中，產品只要粘度夠低，並且含有一定量的防鏽劑，測試結果都為合格；缺點之二是試驗周期長，通常完成測試需要3個小時以上，因此不能滿足產品研究開發和實際生產的需要；缺點之三是該檢測方法中試驗材料的鏽蝕狀態不僅僅取決於防鏽油的脫水性能，產品本身的防鏽性能也會在檢測中起到很大幹擾作用，也就是說產品的防鏽性在一定程度上也會掩蓋脫水性能的真實表現，不能做到較全面公正的評價。而且在實際生產中，如果有球墨鑄鐵類型的材料，由於材料表面的疏鬆孔隙與毛細管吸水作用，有時候產品的真實脫水性更能決定產品的防鏽結果，因此在實際生產中經常會出現實驗室檢測結果與現場使用脫水效果不對應性的情況。以置換試片水膜直徑的大小作為評定基礎法(依據美聯邦標準)是將一打磨處理好的試片浸入水中(水高出試片1mm)，然後滴加脫水劑到水膜上，觀察其排開水膜直徑的大小來評判脫水性的優劣。該方法簡單易行，但是對於控制試樣表面的水膜均勻高出Imm的要求很難精確定量；另外脫水劑的水溶性、憎水性、試樣表面粗糙度以及室內氣流等都會影響試驗結果，造成偏差。在國內一些技術人員的實際操作中，往往就在一玻璃片上(非標準試片)沾滿水層，然後滴加脫水劑，看吸水速度的快慢(液滴移動速度的快慢判斷)。該法重複性差，很難做到金屬表面脫水的實際模擬效果。脫水時間法是將試片浸入脫水劑後，用秒表記錄試樣表面水膜收縮的時間及脫淨時間。該方法重複性較好，但是試驗設備及條件複雜，不利於實際生產中的快速準確定量檢測應用。為了解決快速測試脫水防鏽油的脫水性能的要求，業內也有人採取用棉花球吸水 後再浸潰到脫水防鏽油中觀察防鏽油的脫水速度的。該方法直觀、快速，對於脫水性相差較大的脫水防鏽油產品，有很好的區分度。但是該方法的缺點之一是棉花球的製作和測試過程很難保證球體的鬆緊程度，而棉花球的鬆緊程度直接影響到吸水量的多少以及受浮力大小的影響，因此試驗誤差很大，也較難做到定量檢測。缺點之二是該方法的吸水材料是採用棉花球，檢測的結果是脫水防鏽油置換棉花纖維空隙和棉花纖維表面水分的能力，而不是置換金屬表面水分子的能力，與脫水防鏽油的實際工況使用狀況(金屬表面的水置換)不完全一樣。因此，對於脫水防鏽油來說，脫水測試一直以來都是行業內的一項難題，目前還沒有通用、快速、可靠的脫水測試方法。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是現有技術存在不能快速、準確、定量地測定防鏽油脫水性能的問題，提供一種新的評價防鏽油脫水性能的測試方法。該方法不僅可以簡單、快速定性的了解防鏽油在各種金屬材料表面的水分子置換性能，並且可以根據脫出的水量，準確、定量地評價防鏽油的脫水性能，具有測試時間短、操作方便、測試結果準確的特點。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下一種評價防鏽油脫水性能的測試方法，包括以下步驟a)將金屬吸附材質包裹在至少一層濾膜內，得到金屬荷包；b)將金屬荷包在含水介質中充分浸潤吸附，然後浙幹；c)將浙幹的金屬荷包浸入待測防鏽油中，使其懸在待測防鏽油中；d)從金屬荷包完全浸入待測防鏽油的瞬間開始計時，根據脫出第一滴水的時間和單位時間的脫水量評價待測防鏽油的脫水性能。上述技術方案中，所述金屬吸附材質為金屬粉末或金屬屑中的至少一種；其中金屬粉末的粒度優選範圍為0. 01 I毫米，更優選範圍為0. I I毫米；金屬屑的粒度優選範圍為I 20毫米，更優選範圍為I 10毫米。所述濾膜孔徑優選範圍為0. 01 100毫米，更優選範圍為0. 01 5毫米。所述含水介質為自來水、去離子水、蒸餾水、優質水、礦泉水、純淨水、礦化水、軟化水、脫鹽水、純水、超純水、地下水、地表水或清洗液中的至少一種。所述金屬荷包在含水介質中的浸潤吸附時間為5 300秒,優選範圍為30 180秒。所述金屬荷包在含水介質中浸潤吸附後，浙幹時間為I 300秒，優選範圍為2 60秒。所述濾膜選自濾紙、無紡布、紗布或棉布中的至少一種。金屬吸附材質與待測脫水防鏽油的重量比為I : 20 I : 200，優選範圍為I : 50 I : 150。本發明中，金屬吸附材質選自金屬粉末或金屬屑中的至少一種。金屬粉末有較好的空隙空間，具有較好的水膜吸附能力，可較好地模擬金屬表面及孔徑間的水膜置換效果。而金屬屑是金屬切削下來的碎屑，有一定的幾何外形和大小，金屬屑間有疏鬆的空隙，具有較大的孔容，有較強的吸附能力。金屬的材質可以是黑色金屬或有色金屬；優選方案為選自黑色金屬，更優選方案為選自黑色金屬中的鑄鐵、碳鋼、合金鋼、不鏽鋼或工具鋼中的至少一種。本發明中，荷包濾膜起到固定金屬吸附材質的作用。過濾膜所選用的材質應當保證水、其它含水介質(例如清洗劑)、脫水防鏽油都可以通過，並且能將評定油品後的鏽蝕結果狀況示於其上。根據這個要求，過濾膜選自濾紙、無紡布、紗布或棉布中的至少一種。其中，所述濾紙選自定性或定量快速濾紙、定性或定量中速濾紙、定性或定量慢速濾紙中的至 少一種；所述無紡布選自水刺無紡布、熱合無紡布、漿柏氣流成網無紡布、溼法無紡布、紡粘無紡布、熔噴無紡布、針刺無紡布或縫編無紡布中的至少一種；所述棉布選自原色棉布(坯布)、色布或色織布中的至少一種。本發明中，可以用測試吊帶將金屬荷包吊起來，使金屬荷包垂直懸在待測脫水防鏽油中。所述測試吊帶選自棉線、絲線、尼龍線、金屬絲、生料帶或聚合物中空纖維膜中的至少一種。金屬荷包形狀為球形、圓錐形、圓臺形、橢球形、圓柱形或立體多邊形，優選方案為球形、圓錐形、圓臺形或橢球形。本發明中所述含水介質為自來水、去離子水、蒸餾水、優質水、礦泉水、純淨水、礦化水、軟化水、脫鹽水、純水、超純水、地下水、地表水或清洗液中的至少一種。其中，清洗液是指含有陰離子、陽離子、非離子或兩性離子表面活性劑的清洗液，濃度是0. 01 20重量％。本發明中，根據脫出第一滴水的時間和和單位時間的脫水量評價待測脫水防鏽油的脫水性能。其中，脫出第一滴水的時間是指從開始計時起，即從金屬荷包完全浸入待測防鏽油的瞬間起，至第一滴水滴下落的時間。脫水量的測量可以使用一個下端帶有計量管的脫水槽。該脫水槽頂部敞口，由上至下依次包括槽體和計量管，槽體下部收縮，收縮至計量管頂部最小，方便少量水分刻度的讀數。使用時，脫水槽內注入一定量的待評定防鏽油，然後將吸附了水(或者其他含水介質)的金屬荷包垂直緩慢地放入脫水槽中，金屬荷包完全浸入待測樣品中後，開始計時。脫水量可以通過計量管中的水量讀數來體現。本發明方法通過將吸附了含水介質的金屬荷包放入待測防鏽油中，通過測試金屬荷包的脫水時間和單位時間的脫水量，來評價防鏽油的脫水性能。金屬荷包中的金屬空隙能吸收並固定住一部份水，能較好地模擬金屬工件的水置換效果。由於防鏽油中添加劑的極性基團對金屬表面的吸附作用和非極性基團對水分子的排斥作用，從而把水從金屬表面置換出來，達到脫水的效果。脫水效果越好，其單位時間內置換出的水量也會越多。總之，採用本發明方法，選擇不同的金屬吸附材料製作金屬荷包，不僅可以簡單、快速地定性了解防鏽油在各種金屬材料表面的水分子置換性能，完成脫水測試過程僅需3 15分鐘；並且可以根據脫水量準確、定量地評定防鏽油的脫水性能，取得了較好的技術效果。下面通過實施例對發明作進一步的闡述。
圖I為本發明方法測試防鏽油脫水性能時所用裝置的結構示意圖。圖I中，I為支架立柱，2為支架底座，3為橫梁，4為吊帶支架，5為槽體，6為計量管，7為金屬吸附材質,8為荷包濾膜,9為測試吊帶。圖I中所示裝置,包括支架、脫水槽和金屬荷包；支架包括立柱I和底座2,立柱I中部設置有橫梁3，立柱I頂部設置有吊帶支架4 ;脫水槽頂部敞口，由上至下依次包括槽體
5和計量管6，槽體5下部收縮，收縮至計量管6頂部最小，槽體5放置於橫梁3上；金屬荷包包括金屬吸附材質7和荷包濾膜8,金屬吸附材質7包裹於荷包濾膜8內；金屬荷包上系有測試吊帶9，測試吊帶9的另一端吊在吊帶支架4上。使用時，脫水槽內注入一定量的待評定防鏽油，然後將浸潤了含水介質的金屬荷包垂直緩慢地放入脫水槽中。金屬荷包完全浸入待測樣品中後，開始計時，並將測試吊帶固定在吊帶支架上。下面通過實施例對發明作進一步的闡述。
具體實施例方式實施例I 8將金屬吸附材質包裹在濾膜內，得到金屬荷包。將金屬荷包在水中充分浸潤吸附60秒後，浙幹30秒。將浙幹的金屬荷包浸入400克待測防鏽油中，使其懸在待測防鏽油中。從金屬荷包完全浸入待測防鏽油的瞬間開始計時，記錄脫水時間和脫水量。各金屬荷包具體見表I，試驗結果見表2。
權利要求
1.一種評價防鏽油脫水性能的測試方法，包括以下步驟 a)將金屬吸附材質包裹在至少一層濾膜內，得到金屬荷包； b)將金屬荷包在含水介質中充分浸潤吸附,然後浙幹； c)將浙幹的金屬荷包浸入待測防鏽油中，使其懸在待測防鏽油中； d)從金屬荷包完全浸入待測防鏽油的瞬間開始計時，根據脫出第一滴水的時間和單位時間的脫水量評價待測防鏽油的脫水性能。
2.根據權利要求I所述評價防鏽油脫水性能的測試方法，其特徵在於所述金屬吸附材質為粒度為0. Ol I毫米的金屬粉末或粒度為I 20毫米的金屬屑中的至少一種。
3.根據權利要求2所述評價防鏽油脫水性能的測試方法，其特徵在於金屬粉末的粒度為0. I I毫米，金屬屑的粒度為I 10毫米。
4.根據權利要求I所述評價防鏽油脫水性能的測試方法，其特徵在於所述濾膜孔徑為0. 01 100毫米。
5.根據權利要求4所述評價防鏽油脫水性能的測試方法，其特徵在於濾膜孔徑為0. 01 5暈米。
6.根據權利要求I所述評價防鏽油脫水性能的測試方法，其特徵在於所述含水介質為自來水、去離子水、蒸懼水、優質水、礦泉水、純淨水、礦化水、軟化水、脫鹽水、純水、超純水、地下水、地表水或清洗液中的至少一種。
7.根據權利要求I所述評價防鏽油脫水性能的測試方法，其特徵在於所述金屬荷包在含水介質中的浸潤吸附時間為5 300秒；浸潤吸附後，浙幹時間為I 300秒。
8.根據權利要求7所述評價防鏽油脫水性能的測試方法，其特徵在於浸潤吸附時間為30 180秒，浙幹時間為2 60秒。
9.根據權利要求I所述評價防鏽油脫水性能的測試方法，其特徵在於濾膜選自濾紙、無紡布、紗布或棉布中的至少一種。
10.根據權利要求I所述評價防鏽油脫水性能的測試方法，其特徵在於金屬吸附材質與待測防鏽油的重量比為I : 20 I : 200。
全文摘要
本發明涉及一種評價防鏽油脫水性能的測試方法，主要解決現有技術存在不能快速、準確、定量地測定防鏽油脫水性能的問題。本發明通過採用包括以下步驟a)將金屬吸附材質包裹在至少一層濾膜內，得到金屬荷包；b)將金屬荷包在含水介質中充分浸潤吸附，然後瀝乾；c)將瀝乾的金屬荷包浸入待測防鏽油中，使其懸在待測防鏽油中；d)從金屬荷包完全浸入待測防鏽油的瞬間開始計時，根據脫出第一滴水的時間和單位時間的脫水量評價待測防鏽油的脫水性能的技術方案較好地解決了該問題，可用於防鏽油的配方研究和產品質量檢驗中。
文檔編號G01N30/00GK102759581SQ20111010966
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者嚴麗珍, 傅樹琴, 張志東, 王靖宇, 鄧象賢, 黃勁松 申請人:中國石油化工股份有限公司