水基金属加工液在使用时，加工件、设备、刀具等均处在水环境中，且会受到温度（热量）、氧气（空气）、微生物（腐败产物）、其他物质（外界混入的酸性物质等）的多重影响，这就使黑色金属的防锈成为重要课题。

 

　　水性防锈剂的防锈能力与其在金属表面的吸附能力、构成屏蔽腐蚀介质的保护膜厚度、膜的致密度及在溶液中的溶解度等密切相关。为使防锈剂在较低浓度时就能充分发挥作用，防锈剂分子的极性基与非极性基之间要有适当的匹配，即极性基能牢固地吸附在金属表面上，非极性基能有效地覆盖全部的金属表面。

 

　　为了实现这一目的，除了配方整体设计，选择合适的防锈剂并采用各种添加剂的复配技术是必要的。

 

　　水基金属加工液中常用的防锈剂有如下几类：

 

　　1 石油磺酸盐

 

　　石油磺酸盐是很典型的防锈剂，如T701、T702、T706等。

 

　　目前使用最多的是石油磺酸钠T702，其分子量在500g/mol左右时防锈能力较好，在450g/mol左右时乳化能力很好。

 

　　通过实验证实，即使采用分子量460g/mol的磺钠（含量60%），浓缩液中加入2%时就可使配方的防锈能力有很大提高，应是基于各类添加剂的复配增效。

 

　　T701和T706见于一些年代较久的切削液配方，目前仍有应用，但早已不是主流。

 

　　2 含硼添加剂

 

　　含硼添加剂主要是硼酸、硼砂、硼酸酯、硼酸铵盐、硼酸酰胺等。其中硼酸和硼砂需要和胺反应后使用。

 

　　下图是仅使用硼酸作为防锈剂（含量为相对于浓缩液的含量）、稀释液浓度3%、pH均为9.5、35℃×24h时的铸铁粉末实验结果，可见单纯用含硼添加剂作为防锈组分获得的防锈能力非常一般，因此实际往往会与脂肪酸类防锈剂复配使用。

 

　　硼酸酯是性能较好的防锈剂，但是其经济性不如硼酸，在应用时最好也与长链羧酸类添加剂复配。一些比较简单的水性防锈剂就是使用硼酸酯和长链脂肪酸制作的。

 

　　3 长链脂肪酸

 

　　长链脂肪酸主要是C10~12的脂肪酸，这一类添加剂是目前主流的、应用最为广泛的防锈添加剂。其碳链越长，防锈能力越强，抗硬水能力越弱。

 

　　该类添加剂需要和胺反后使用，其含量越高，防锈性能越好。

 

　　3.1  癸二酸

 

　　癸二酸一般是由蓖麻油经加热皂化和热裂后分离而制得。蓖麻油是世界上深加工产品最多的一种植物油，癸二酸是其重要下游产品，广泛做为水性产品防锈剂使用。

 

　　此外，癸二酸近些年价格一路飙升，性价比已越来越低。

 

　　3.2  十一碳二元酸、十二碳二元酸

 

　　该类添加剂性能防锈能力优异，国内亦有较多供应商，在制备工艺上，进口品采用化学合成法制造，国产品则是微生物发酵法。两者纯度无差异，细微性能差异则需根据具体配方通过实验确认。

 

　　该类产品主要用于尼龙、聚酯、热熔胶和香料行业，金属加工液用量总体占比较小，因而价格主要受其他行业行情变化影响。

 

　　3.3  三元酸

 

　　三元酸化学名称是：2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪，采用化学合成法制造，防锈性能很好。

 

　　为了降低生产成本和供货价格，成品一般是50%或65%含量的湿饼状，可简单的通过烘干法检测其干物质含量。目前国内有数家供应商，用户也是越来越多。

 

　　对比长链二元酸与三元酸，大多数情况下两类添加剂在防锈能力上并无显著差异。三元酸含有一定含量的氯离子，但对产品防锈能力无大影响。

 

　　使用三元酸时要注意添加剂的吸湿性，包装袋口一定要密封储存。

 

　　3.4  对叔丁基苯甲酸PTBBA

 

　　目前，对叔丁基苯甲酸已有的合成方法是氧化法合成，主要包括：无溶剂氧化法、硝酸氧化法、液相催化氧化法、高锰酸钾氧化法、微波合成法、高温气相氧化法等，这些方法都是以对叔丁基甲苯为原料的。

 

　　PTBBA防锈能力也很好，部分配方中也有所采用。

 

　　3.5  十二烯基丁二酸（T746）

 

　　十二烯基丁二酸是由叠合汽油或四聚丙烯为原料，与顺丁烯二酸酐反应而得。该类添加剂防锈虽好，但会严重降低切削液被清洗性能，因而应慎用！

 

　　4 酰胺类添加剂

 

　　酰胺类常见的是单乙醇胺、二乙醇胺与羧酸加热生成的酰胺，是一种很有效的防锈剂，低浓度的烷基醇酰胺溶液即能防止钢铁生锈，并具有良好的耐水解性能。

 

　　该类添加剂可作为助乳化剂、防锈剂使用，使用时注意控制泡沫。

 

　　5 亚硝酸盐

 

　　亚硝酸盐是很古老的防锈添加剂，对黑色金属有极好的钝化效果，且成本极其低廉。

 

　　亚硝酸钠在一定条件下生成的亚硝胺具有致癌性，已被禁用！虽然目前还有很多厂家在使用，但应控制。