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环保型金属包装用气相防锈纸的研究

时间:2010-09-17来源:作者:黄颖为、曹磊

  在金属的防锈包装技术中高保真印刷,气相防锈纸是使用最广泛的气相防锈包装材料之一。气相防锈纸是靠涂布于纸面上的一种叫做气相缓蚀剂的化学物质,在常温下,能够缓慢地散发出一种气体,这种气体能与空气中的水份、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢等腐蚀性介质游移到金属表面,生成一种肉眼看不见的稳定的保护膜过度包装,起钝化作用,保护被包装金属材料和产品免于锈蚀。作为气相防锈纸缓蚀剂的有效化学成分,目前亚硝基类缓蚀剂仍占有重要的地位,但是亚硝基和仲胺在人体内极容易生成亚硝胺,这是一种强致癌物质;另外使用后废弃的气相防锈纸也极易对环境产生污染。因此研究开发无毒、低毒、对环境友好、防锈性能优良的气相防锈纸具有重要的意义。
  1 试验
  1.1材料及仪器
  主要材料及仪器有:钨酸钠、乌洛托品、尿素、碳钢(A3与45钢)试片、80g/m2竹浆牛皮纸、市售气相防锈纸、180#~240#砂纸、丙酮、恒温恒湿箱、数显电子天平等。配方主要选用药品(化学纯)及原因如下:
  1)钨酸钠(Na2WO4):钨酸钠为中性介质缓蚀剂UV印刷,缓蚀性能好,对环境、人体和作物没有危害,不会引起微生物的繁殖,属环境友好型缓蚀剂[7]。其缓蚀机理如亚硝酸盐、铬酸盐、硝酸盐等类缓蚀剂,它们作为氧化剂雅昌,当在一定的密闭包装空间内,能够挥发并与金属发生化学作用,使金属表面生成具有保护作用的氧化膜或钝化膜,从而起到将金属产品表面与外界环境隔开的作用[8]。 平装无线胶订联动线装机量调查
  2)乌洛托品(C6H12N4):乌洛托品白色结晶粉末,无毒惠普,其吸潮后生成氨与甲醛,甲醛氧化后生成甲酸,甲酸与分解放出的氨反应生成的甲酰胺均是黑色金属优良的气相体缓蚀剂,其反应方程式如下:
立体印刷

油墨

  3)尿素:尿素无嗅、无味、无毒,在空气中能吸收水分而潮解设备操作,吸潮后有氨气放出,而氨气对黑色金属具有很好的缓蚀作用[5],并且与其它缓蚀剂共同使用有良好的协同效应。
  2.2方法
  1)本试验利用恒温恒湿箱模拟湿热环境,然后进行快速气相防锈甄别试验。将φ30 mm×3 mm的碳钢试片用180#至240#砂纸逐级打磨至光滑,用去离子水清洗大族冠华,用酒精棉球脱脂、晾干。裁取10cm×10cm大小的竹浆牛皮纸并且浸润药品,晾干,将打磨好的碳钢试片包好。用尼龙绳将封包好的试片十字交叉捆紧,放置于温度为(49±1)℃,相对湿度约为95%的恒温恒湿箱内。定时观察其锈蚀情况并记录试验数据。
  2)确定单组分实验的各药品用量范围。
  3)采用正交试验法进行多组分、多因素试验上光,筛选最佳配方。再根据JB4051.1标准进行快速气相防锈甄别试验,与市售气相防锈纸做对比,评定其性能。
  4)失重率及缓蚀效率计算公式如下:  CTP在中国
  式中:υ为腐蚀速率(g/(m2·h));W0为试样原始质量(g);W1为试样腐蚀后质量(g);S为试样表面积(m2);t为试验周期(h)。包装总论

供墨

  式中:η为缓蚀效率%;υ为加气相缓蚀剂情况下金属失重时的腐蚀速度;υ0为不加气相缓蚀剂情况下金属失重时的腐蚀速度。
  3 结果与讨论
  3.1单组分试验结果与讨论数码印刷

 
图1 缓蚀剂涂布量与缓蚀效率关系图拼版


黄颖为专栏

总访问量:34990 更新时间:2010-09-17 15:23:57

现任职务:西安理工大学印包学院包装工程系教授,硕士生导师
主要经历:曾主讲“包装印刷质量控制”、“印刷机原理与结构”、“特种印刷”、“包装机械”等多门课程,主要从事包装印刷质量控制及防伪技术的研究,主持参与科研项目20多项(其中主持省(部)级3项),获得专利2项。在国内外学术刊物、国际学术会议发表论文40余篇。出版教材专著3部,分别为《特种印刷》、《包装机械结构与设计》、《印刷机与印后加工设备》等,主编《特种印刷》被列为"十一五"国家级规划教材,获校优秀教材一等奖,2010年主持的《包装工艺学精品课程》获得陕西省精品课程。

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