气相防锈包装材料在汽车行业的应用现状

魏士礼，徐伟

（苏州启阳新材料科技股份有限公司，苏州 215138）

气相防锈包装材料在汽车行业的应用现状

魏士礼，徐伟

（苏州启阳新材料科技股份有限公司，苏州 215138）

随着汽车行业的快速发展，汽车零部件的防护问题突出。由于汽车行业的生产特点是零部件分散生产，整车集中装配，因此运输过程中的防锈措施显得很重要。气相防锈包装材料是通过其中的防锈因子气相挥发附着在金属表面形成分子保护层而起作用的，具有很好的防锈效果，使用简单方便，在汽车行业得到越来越广泛的应用。本文详细介绍了实际应用情况以及应用过程中存在的问题，解决方法。展望了气相防锈包装材料在汽车行业的应用前景及发展方向。

气相防锈包装；汽车；金属零部件；绿色包装

1 气相防锈包装材料

近两年汽车行业的飞速发展，带动汽车零配件产业快速发展。汽车行业的生产特点是：零部件分散生产，运往世界各地，整车集中装配[1]。汽车零部件以金属制品为主，在零部件生产地到集中装配使用的运输、存贮过程中金属制品零部件很容易发生腐蚀。有时候汽车零部件生产出来是合格的产品，但在运输途中发生生锈，客户无法使用就会退货或者返厂二次处理，造成成本的上升。还有在客户使用过程中生锈，造成客户生产成本的增加，更重要的是汽车零部件的锈蚀会影响汽车的整体性能，灵敏度，安全性以及汽车的使用寿命。因此汽车零部件生产厂家非常注重零部件的防锈包装问题，气相防锈包装很好的解决了中间过程金属零部件锈蚀的问题，使用方便，效果好，越来越来多的汽车零部件生产厂家认可并使用。

气相防锈包装材料是气相缓蚀剂通过一定的载体，在密闭包装的空间里，自由挥发附着在金属表面进而形成一层保护层，保护金属零部件不发生锈蚀。气相缓蚀剂是20世纪40年代出现的一种防锈新材料，最开始是用于军械器材的防护[2]。因为气相缓蚀剂具有使用方便、高效、不受物件形状的限制、保护周期长等特点，所以对它的研究很多，发展特别快，现已成为防止金属大气腐蚀的主要材料之一。气相缓蚀剂是一种或几种化学物质的复配，只需要放在金属物体附近，通过挥发或者升华到达金属表面，从而形成保护膜，防止金属表面发生腐蚀[3]。一般用饱和蒸汽压来衡量其挥发性，气相缓蚀剂的饱和蒸汽压一般在0.0133～133.332 Pa。气相缓蚀剂的饱和蒸汽压太大，挥发的快，则防锈周期短；饱和蒸汽压小，防锈周期长，但诱导期时间较长。

气相防锈包装材料在不断的发展中，其种类越来越丰富：气相防锈纸、气相防锈塑料薄膜/袋、气相防锈拉伸膜、气相防锈剂（粉/丸/片）、气相防锈气泡膜、气相防锈胶带、气相防锈油/液等。其中最常用的是气相防锈纸类产品和气相防锈塑料薄膜系列产品（如图1/2/3所示）。

2 气相防锈包装材料在汽车行业的应用

我国汽车行业发展速度非常快，2009年中国汽车销量首次超越美国成为世界第一，到2014年中国汽车产、销量双双突破2300万辆，约占世界汽车产销量的1/4。汽车产业的发展大大带动了气相防锈包装材料行业的快速发展。

汽车零部件种类繁多，结构复杂，形状各异，传统的防护方法主要是通过涂抹防锈油或者防锈油脂来达到防锈效果。首先，这种方法工艺流程相对繁琐，增加防护包装环节，并且使用前必须先经过去油，清洗等过程，成本和使用成本相对增加。其次，这种方法过程中会产生大量的清洗液造成环境污染，废液的处理造成成本增加。采用气相防锈包装不仅能降低成本，还能简化工艺流程，节省人力资源，进而提高生产效率[4]。

图1 气相防锈纸

图 2 气相防锈粉

图3 气相防锈塑料薄膜

不同的汽车零部件，处理工艺不同，采用的气相防锈包装方式不同，例如大型零部件或形状不规则、结构复杂的零件多采用气相防锈袋或者气相防锈气泡膜等；单个且形状较规则的零件多采用气相防锈纸加外用塑料薄膜作为包装材料。运输距离，储运环境的不同采用的包装材料和包装方式也不同。例如国内某配件厂生产的缸套，要进行海运出口国外，其包装工艺为：浸涂防锈油——气相防锈袋包装——装箱，向内提前套入大的气相防锈袋，每层之间垫有瓦楞纸，每层都放有干燥剂，最后将大防锈袋封口，然后封箱。当前市场上以防锈纸和防锈膜/袋为主要的气相包装材料，气相防锈粉/剂为辅助包装材料或者特定环境下使用，例如腔、筒状器件等多采用防锈粉剂包装。不同的零部件要求的防锈包装等级也不同，大型精密设备或配件要求包装等级较高，一般用气相防锈铝塑复合膜（抗静电）；一些需要缓冲保护或者尖锐零部件一般采用气相防锈气泡膜包装或者气相拉伸缠绕膜包装；简单的小零部件一般采用气相防锈纸。部分防锈包装实例如图4/5/6/7所示。

图 4 防锈包装实例

图 5 防锈包装实例

图6 防锈包装实例

图7 防锈包装实例

有用户反馈，即使包装完好的金属零部件有时也会有生锈现象。据我们调研发现，这与包装时是否配合使用干燥剂有关系以及运输环境有关系。36℃时环境中饱和蒸气压下的水蒸气量是42.0g/m3[5]，若相对湿度为80%时，则空气中水蒸气量为42.0＊80%=33.6 g/m3。25℃时环境中饱和蒸气压下的水蒸气量是22.0 g/m3[5]，则相对湿度为80%时就有22.0＊80%=17.6 g/m3的水蒸气存在。当环境温度由36℃下降到25℃时，每立方米的空间内就会有33.6-17.6=16 g的水蒸气转化成液态水沉降在物体表面。一般包装的外层都会有层PE塑料薄膜，有时候为了防止外界空气的进入特意选用一些致密的薄膜，但有些地方昼夜温差较大，包装内部的空气很容易造成水汽凝结在产品表面或者附着在包装的内壁上，从而造成锈蚀。防锈纸的使用成本相对于防锈膜/袋要低很多，因此很多零部件生产厂家采用气相防锈纸包装产品。采用防锈纸包装的时候，要注意一个问题：因为防锈纸具有吸潮的作用，当外部环境空气湿度大的时候，防锈纸吸潮，其接触的金属很有可能发生锈蚀。因此建议在采用气相防锈包装的时候最好配合使用一定量的干燥剂。

3 存在的问题

第一，对含有多种金属及合金的集成产品采用气相防锈包装时有时候不能完全达到防锈效果。第二，市售大部分气相防锈包装材料，特别是国内生产的气相防锈包装材料多含有对环境或者人体有危害的物质。第三，气相防锈包装材料在使用过程中的一些问题，例如包装使用规范没有统一标准，包装材料能否多次使用及废弃材料的处理问题，特别是薄膜类包装材料。第四，气相防锈包装材料与零部件上非金属材料的适应性。第五，现在的气相防锈包装还需要人工包装，包装效率较低，包装存在差异化。

4 展望

汽车行业的快速发展，带动了气相防锈包装材料的发展。气相防锈包装材料只有更好更快的向前发展才能更好的服务于汽车行业，优化汽车生产流程，提高汽车生产效率，促进汽车行业的发展。国家大力倡导绿色包装设计，气相防锈包装材料应该朝着绿色、高效、通用、自动化的方向发展[6]。

气相防锈包装材料的核心技术是气相缓蚀剂的应用。新型气相缓蚀剂的开发应该以环保、高效、通用型为方向，在气相缓蚀剂的复配协同作用与载体材料的适应性方面加大研发力度。

增加对气相防锈包装材料种类的开发设计，丰富产品种类，满足不同汽车零部件的防护要求。设计出可以用于自动化包装的防锈产品。开发可以循环使用或者易回收易处理的气相防锈包装材料。在保证防锈效果的同时开发较低包装成本的气相防锈包装材料。

气相防锈包装材料已成为汽车行业金属零部件防护的主流方向，希望未来越来越多的人才进行气相防锈材料的研究，尽早实现气相防锈包装材料的绿色化、高效化、通用自动化包装。

[1]陈晨伟,杨福馨,李立.汽车零部件气相防锈包装方案优化研究[J].包装工程,2013,(17):60-63.

[2]刘朝辉,李树金.VCI材料在汽车零部件包装上的应用[J/OL].中国包装工业,2016,(04):62-63.

[3]田永,方瑛,廖兵.汽车金属部件防腐原理与措施[J].汽车实用技术,2014,(09):97-100.

[4]孙凯,周红.一种新型气相防锈包装材料——POP结构气相防锈材料[J].塑料包装,2015,(03):55-60.

[5]胡林林. 汽车制造中防锈技术的现状与展望[J]. 材料保护,2000,(04):49-50.

[6]沈萍,赵玉凯,孟素媚,唐艳秋,周红.气相防锈热收缩包装技术及应用[J].橡塑技术与装备,2017,(02):63-65.

The Application of VCI Antirust Packaging Materials in Automobile Industry

WEI Shi-li, XU Wei

With the rapid development of automobile industry, the protection of auto parts is outstanding.Since the characteristics of the auto industry production is the scattered parts production and vehicle assembly, the rust prevention measures seem to be very important in the process of transportation. The antirust factor in the VCI antirust packaging material can be used to form the protective layer of molecules through the gas phase volatilization. It displays excellent antirust effect with easy operation, and has been widely used in automobile industry. This paper introduces the practical application and the problems existing in the application process. The application prospect and development direction of VCI antirust wrapping materials in automotive industry are prospected.

VCI antirust packaging; auto industry; metal parts; green packaging

TB484

A

1400 (2017) 11-0033-04

10.19362/j.cnki.cn10-1400/tb.2017.11.001

魏士礼（1990-），男（汉族），河南商丘人，苏州启阳新材料科技股份有限公司技术研发部副经理，从事气相防锈包装材料的研究，邮箱地址：wesley@chinakeysun.cn。