水性体系下有机添加剂对钕铁硼永磁材料防锈性影响的研究*

张芒芒，李广宇，**，刘 戈

（1.沈阳理工大学，辽宁 沈阳 110159；2.沈阳鹿森润滑技术有限责任公司，辽宁 沈阳 110179）

水性体系下有机添加剂对钕铁硼永磁材料防锈性影响的研究*

张芒芒1，李广宇1，2**，刘 戈2

（1.沈阳理工大学，辽宁 沈阳 110159；2.沈阳鹿森润滑技术有限责任公司，辽宁 沈阳 110179）

采用了IP287防锈实验法评定了苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑钠、癸二酸、双十一酸、NEUF485这5种有机添加剂在水性体系下对钕铁硼永磁材料防锈性的影响，并通过扫描电子显微镜(SEM)观察了金属表面形态。结果发现，癸二酸对钕铁硼永磁材料的防锈效果最差；苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑钠在较高浓度时对钕铁硼永磁材料有一定的防锈效果；双十一酸对钕铁硼永磁材料的防锈效果较好；NEUF485对钕铁硼永磁材料的防锈效果最优。

有机添加剂；钕铁硼永磁材料；防锈性

引言

钕铁硼（NdFeB）属第三代稀土永磁材料，其具有质量轻、体积小和磁性强等特点，从而适应了当今电子产品轻、薄、小的发展趋势，是迄今为止性价比最高的磁体，在磁学界被誉为磁王[1]。

钕铁硼永磁材料本身含有稀土元素，化学性质活泼、粉末冶金体有空隙、不同金属间易形成原电池反应等[2]；并且钕铁硼永磁材料加工过程中生成活性很强的新表面[3]。故在环境中没有保护，钕铁硼永磁材料易氧化生锈，发生严重的腐蚀，造成巨大的经济损失。所以研究添加剂对钕铁硼永磁材料防锈性能的影响有重要意义。本文选择了苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑钠、癸二酸、双十一酸、NEUF485这5种有机添加剂，考察了这5种有机添加剂对钕铁硼永磁材料防锈性的影响。

1 实验部分

1.1 实验方法

采用IP287防锈实验法，在滤纸上称取2g钕铁硼屑，均匀铺展，放入培养皿内，使配制溶液液面超过钕铁硼屑。将培养皿盖上，室温下放置2h。之后移走滤纸，除去其上的钕铁硼屑，观察滤纸上的锈迹面积。以锈蚀面积的大小来评价有机添加剂对钕铁硼的防锈性的影响[4]。

此法评价防锈性，具有用时短、结果准确性高、设备简单、操作简便等优点[5]。

1.2 实验材料

钕铁硼屑，滤纸（中性，慢速，Ф70mm），培养皿（90mm）。

1.3 实验药品

（1）苯并三氮唑（BTA）：相对分子质量为119.13，微黄色至白色晶体，广泛应用于金属的防锈剂和缓蚀剂。

（2）2-巯基苯并噻唑钠（2264）：相对分子质量为189.25，工业中常配制为50%的2-巯基苯并噻唑钠水溶液。

（3）癸二酸：相对分子质量为202.25，为饱和二元脂肪酸。

（4）双十一酸：相对分子质量为216，为饱和二元脂肪酸。

（5）NEUF485：固体，有机杂环多元酸。

2 结果与讨论

2.1 有机添加剂的浓度与防锈面积的关系

由表1、图1可得，在实验浓度范围内，随着有机添加剂浓度的增大，锈迹面积呈减少的趋势。

表1 不同有机添加剂的锈迹面积Table 1 The rust area of different organic additives

图1 锈迹面积与有机添加剂质量分数关系曲线Fig.1 The relation curve of rust area with mass fraction of organic additives

苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑钠稀释液随着浓度的增加，防锈效果改善不明显；浓度在0.27%时，锈迹面积减少为40%。苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑钠分子中有N、S极性基团，可以吸附在钕铁硼永磁材料金属表面，但金属表面吸附有机添加剂的分子少，不紧密，不能阻挡腐蚀介质与金属表面的接触，故起不到良好的防锈作用。稀释液中，随着癸二酸浓度的增大，防锈效果基本没有改善，当浓度为0.27%时，锈迹面积仍有80%；随着浓度的增加，双十一酸可以很好地改善防锈效果，浓度0.18%～0.27%，锈迹面积约20%；相同的条件下NEUF485防锈作用最好，浓度为0.24%时，锈迹面积已经减少为2%，浓度为0.27%时，完全没有锈迹。双十一酸防锈效果优于癸二酸，这是由于双十一酸烃基中碳原子数目较多，吸附膜较厚，可以更好地阻止腐蚀介质侵蚀金属表面，从而起到较好的防锈效果[6,7]；NEUF485防锈作用最好，由于它是多元羧酸，抗硬水性好，一个分子中有多个极性基团吸附在金属表面，可以形成致密的保护膜，可见有机添加剂中极性基团个数多的防锈性能好。由此可见：本文选用的这5种有机添加剂中，NEUF485对钕铁硼永磁材料的防锈效果最优，是最合适钕铁硼永磁材料的防锈剂。

2.2 有机添加剂对金属表面形貌的影响

Study on the Effects of Organic Additives on the Anti-rust Property of NdFeB Permanent Magnet in Aqueous System

ZHANG Mang-mang1,LI Guang-yu1,2and LIU Ge2
（1.Shenyang Ligong University,Shenyang 110159,China;2.Shenyang Lusan Lubrication Technology Company,Shenyang 110179,China）

The effects of some organic additives（such as benzotriazole,2-mercaptobenzothiazole sodium salt,sebacic acid,double undecanoic acid and NEUF485）on the anti-rust property of NdFeB permanent magnet in aqueous system are evaluated through IP287 rust protection experimental method.And the morphology of metal is observed by SEM.The results show that sebacic acid has the least antirust effect on the NdFeB permanent magnet;the benzotriazole and 2-mercaptobenzothiazole sodium salt with relatively high concentrations has certain antirust effect;the double undecanoic acid has better antirust effect;and the NEUF485 has the best antirust effect on the NdFeB permanent magnet.

Organic additive;NdFeB permanent magnet;antirust property

TQ423.4

A

1001-0017（2015）05-0337-03

2015-07-14 *基金项目：沈阳市科技创新专项资金-工业科技攻关专项（编号：F14-033-2-00）

张芒芒（1990-），女，山东菏泽人，在读硕士研究生，从事润滑剂及相关精细化产品研究。

**通讯联系人：李广宇（1971-），男，辽宁沈阳人，博士，副教授，主要从事润滑剂及相关精细化学品的研究。E-mail：lgych@163.net。