人们一直担心气相缓蚀剂的挥发性组分会对人体健康产生危害。通常,气相防锈包装材料所含气相缓蚀剂很少,正常使用条件下不会大量释放到环境空气中。但对于存放金属配件的库房,如果采用气相缓蚀剂封存,室内空气质量是否会因此下降,目前没有这方面的研究报道。
根据GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》,市内空气中氨(NH3)≤0.2mg/m3,总挥发性有机物(TVOC)≤0.6mg/m3。所以,在使用气相防锈材料时,应佩戴口罩,做好个人防护。
此外,气相缓蚀剂配方中大量采用有机胺盐或无机铵盐,以及亚硝酸盐。在适当的条件下,亚硝酸盐和二级胺、三级胺会合成N-亚硝基化合物。大量试验表明,亚硝胺类化合物是强致癌物。亚硝胺的结构通式为R2(R1)N—N=O。R1与R2可以相同也可以不同,当R1等于R2时,称为对称性亚硝胺,当R1不等于R2时,称为非对称性亚硝胺。
亚硝胺的分子量不同,表现为蒸气压的不同,通常称可以被水蒸气蒸馏,且不经衍生化直接由气相色谱测定的亚硝胺为挥发性亚硝胺,否则为非挥发性亚硝胺。
ARCHER等通过气相色谱和质谱的方法考察了一些气相防锈产品中亚硝胺的含量,通过二氯甲烷萃取证明吗啉亚硝酸盐中含有超过3000mg/L吗啉亚硝胺,采用仲胺和亚硝酸盐的商品气相防锈塑料中约含有100mg/L亚硝胺,这可能对制造和使用者产生危害。
我国也证实亚硝酸二环己胺具有弱致癌性,可以导致动物细胞的多种肿瘤发生。目前主要通过以下两种方法预防亚硝胺的危害:一是减少形成亚硝胺的前体物质仲胺和亚硝酸盐的使用量;二是阻断亚硝胺的形成反应。
研究表明,仲胺的亚硝酸盐易在少量无机酸存在的条件下形成亚硝胺,因此维持碱性体系可以提高一些气相防锈材料的性能,并降低其产生亚硝胺的风险。目前,对于气相防锈材料中亚硝酸盐的替代是气相防锈技术应用过程中的一个重要问题。
俄罗斯Tula技术大学的研究团队申请了邻-硝基酚、苯并三唑和环己胺的加成物作气相缓蚀剂的专利。这个配方中不含亚硝酸盐,但是邻-硝基酚的安全性依然值得怀疑。
许多研究者报道了氨基酸、氨基醇、多胺化合物的气相缓蚀性能,这些化合物具有较低的毒性,可以避免亚硝酸盐的危害。
植物提取物具有无毒、原料易得的特点,其中含有醛类、萜类、黄酮类、核苷酸类、有机羧酸类等缓蚀有效成分,植物提取物也是近期气相缓蚀剂的一个研究热点。
PREMKUMAR等考察了薄荷醇作为气相缓蚀剂对碳钢在含NaCl的大气环境中的保护作用,结果表明涂有薄荷醇牛皮纸包裹的碳钢样品的耐蚀性明显增加。VOROBYOVA等报道了香芹酚作为一种无毒气相缓蚀剂对碳钢的缓蚀作用。在含有600mg/L香芹酚的异丙醇中预膜2天,然后再注入不同的腐蚀介质,进行为期21天的腐蚀试验;其中,每天8小时(50±1)℃恒温水浴,剩余16小时室温,结果表明香芹酚有对碳钢具有良好且持久的保护作用,在含3%NaCl溶液的蒸汽环境中,其缓蚀率达81.6%,在含1N(1mol/L=2N)Na2SO4溶液的蒸汽环境中,其缓蚀率达92.5%。VOROBYOVA等还报道了香草醛是碳钢的有效气相缓蚀剂。