CN1033656A - 铜或铜合金型材表面清洗剂 - Google Patents

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杨文杰
王天聪
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/14—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with alkaline solutions
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Abstract

一种铜或铜合金型材表面的还原性清洗剂，包括 羟基醇、醇胺和聚氧乙烷缩合物型的非离子表面活性 剂。它清洗的铜或铜合金表面光亮无干涉杂色，清洗 过的光亮铜或铜合金表面保持时间长；清洗剂中无有 毒成份，化学性稳定，使用方便，容易操作和控制，而 且清洗效率高，质量稳定，尤其适合于连铸连轧的铜 或铜合金型材生产的在线清洗。

Description

本发明涉及一种化学热还原反应型清洗剂，具体的说，涉及对铜或铜合金型材表面的一种有机还原性清洗剂。
铜或铜合金在600～800℃高温下表面会生成一种由氧化铜（CuO）和氧化亚铜（Cu2O）构成的氧化膜。这些氧化物的存在会使以后的加工带来困难，如用此型材拉制铜线时，会造成拉模损坏断线。因此在型材加工前，传统的方法是用化学腐蚀法除去铜或铜合金表面的氧化物。一般的是将热铜或铜合金型材轧制出来后，通过无机酸（如稀硫酸）洗液循环管道，经酸洗后再经水洗上膜。这种方法缺点颇多，首先是清洗液腐蚀性强，对设备材质要求高，不经济，含铜废酸液要处理再生，处理工序复杂，铜或铜合金表面仍会再氧化，铜耗也大。所以近年来，生产铜或铜含金型材的清洗已逐步为非酸性的还原性液清洗取代了过去的稀酸清洗。还原性清洗剂清洗具有金属损失少，清洗装置容积小，尤其能减少污染，符合环境保护要求等优点。如英国专利1518243，日本专利特开昭57-73189和美国专利3859132等采用的就是还原性清洗液，由于这些专利清洗液组成成份不同，在解决传统方法存在问题方面各有其特点，清洗效率有不同程度的差异，它们基本上基于组份中的一元或多元羟基醇类作还原剂，因此可用乙醇为例表示清洗过程的机理如下：
在清洗剂中一般还添加醇胺类，如一乙醇胺，二乙醇胺或三乙醇胺，这类醇胺是良好的缓蚀剂，它能在已清洗的铜或铜合金表面形成静电吸附层而使铜表面与空气隔离，从而延缓铜的再氧化，另外本反应过程还需要醇胺起到调节pH的作用。清洗剂一般要求循环使用，醇胺在其中含量控制一不适当就会产生大量的泡沫妨碍清洗剂循环使用。上述国外专利介绍的这类清洗剂，在使用中由于组成分原因，这些专利要求控制条件比较严格，应用范围窄，尤其是在清洗过的铜或铜合金表面普遍存在着不同程度的干涉色。
为此，本发明的目的就是为了消除清洗过的铜或铜合金表面的存在干涉色，进一步提高还远性液对铜或铜合金的清洗质量，扩大清洗液对各种铜或铜合金型材的应用范围，使清洗液适应性强，容易操作和控制。
本发明所提供的清洗剂包括羟基醇类，醇胺类，碱和水，其特征在于上述清洗剂中还加入了聚氧乙烷缩合物型的非离子表面活性剂，例如，脂肪醇聚氧乙烯醚IW，脂肪胺聚氧乙烯醚AC，烷基苯酚聚氧乙烷缩合物OP，聚氧乙烯三梨醇酐单棕榈酸酯TWeen-40或脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷WA及它们的各种混合物或衍生物等，以脂肪醇聚氧乙烯醚IW为最佳。
这种表面活性剂具有强助热还原反应作用，它还能与铜或铜合金型材表面的还原铜络合起阻氧化作用，而且还具有效的消泡作用。因此使用本发明提供的还原性清洗剂，可获得光亮或无氧化皮膜的铜或铜合金型材表面，消除了清洗过的型材表面存在的干涉色现象，使得清洗剂中含还原物质羟基醇在浓度特低时仍具有高还原作用。另外因其活性剂还具有有效的消泡作用，也使得清洗剂中醇胺含量波动范围变宽，所以本清洗剂与已有技术相比使用方便，容易操作和控制，更重要的是使用本发明提供的清洗剂可大大提高清洗效率和质量，而且使得清洗过的铜或铜合金表面质量稳定。
以下通过实施例进一步来说明本发明。
根据本发明所提供的清洗剂组分配比为：
1.0～8.0%2～3元羟基醇
0.5～5.0%醇烷胺
0.1～2.0%表面活性剂
0.06～0.08%碱
余量为水
低分子量脂肪族醇为2～3元羟基醇如乙醇、丙醇、异丙醇;醇烷胺为如二乙醇胺，三乙醇胺;表面活性剂为高级脂肪族胺，高级脂肪醇醚等及其衍生物，高级脂肪族胺与N结合的不少于一个脂肪链其含C数为8～22个，它应具有好的溶解性及表面吸着力，其高级脂肪族醇为最佳如脂肪醇聚氧乙醚能有效防止清洗剂中溶介氧使铜或铜合金型材再氧化变色。
清洗剂在清洗时PH应在7以上，最佳控制在PH8～14用碱金属氢氧化物来调节PH，以防止还原剂本身氧化产生羧酸，降低热反应还原效力。
实例1～6的清洗剂包括工业酒精，三乙醇胺，不同含量的表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚IW，以此清洗剂清洗铜或铜合金型材的结果见表1。
从表1可看出;不添加表面活性剂IW，其铜或铜合金型材表面氧化膜被还原效果不好，产生大量褐色斑块。仅加入0.1%以上的活性剂IW，还原作用便显著改善，得到光亮度较好的型材表面。添加的表面活性剂IW浓度超过1.0%，没有更好的作用，反而使表面出现少量的不均匀斑点，故添加活性剂IW的浓度以0.1-1.0%为最佳。
另外根据本发明所提供的不同组成和配比的清洗剂清洗铜或铜合金型材表面的实例7～10与已有技术的清洗剂（即未添加表面活性剂）清洗实例11对比见下表2
Figure 871012626_IMG2
实例7～10配制的清洗剂用NaoH调pH值为9将φ8m/m铜或铜合金杆在大气中加热600～800℃，经过清洗取出后表面光亮洁净，无干涉杂色，光亮保存期三天左右，同样条件已有技术实例11清洗剂浸洗后，取出短时间内出现表面不均一的干涉色或水印条纹。
另外由实验证明本发明的清洗剂热反应速度快，容易控制操作，不但适合于静态清洗，而且更适合于连铸连轧的铜或铜合金型材生产的在线清洗。

Claims (5)

1、一种铜和铜合金型材表面还原性清洗剂含有：羟基醇、醇胺，碱和水，其特征在于该清洗剂还含有聚氧乙烷缩合物型的非离子表面活性剂。
2、根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于该清洗剂的配比为：羟基醇1.0～8.0%，醇胺0.5～5.0%，聚氧乙烷缩合物型的非离子表面活性剂0.1～2.0%，碱0.06～0.08%余量为水。
3、根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于所述的聚氧乙烷缩合物型的非离子表面活性剂可为脂肪醇聚氧乙烯醚，脂肪胺聚氧乙烯醚，烷基苯酚聚氧乙烷缩合物，聚氧乙烯三梨醇酐单棕榈酸酯或脂肪醇聚氧乙烯醚硅烷及它们的各种混合物或衍生物。
4、根据权利要求3所述的清洗剂，其特征在于所述的聚氧乙烷缩合物型的非离子表面活性剂是以脂肪醇聚氧乙烯醚为最佳。
5、根据权利要求4所述的清洗剂，其特征在于所述的脂肪醇聚氧乙烯醚在清洗剂中最佳浓度为0.1～1.0%。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104028557A (zh) * 2014-05-20 2014-09-10 江苏兴荣高新科技股份有限公司 铜或铜合金带材及其制造方法和生产设备
CN105369173A (zh) * 2015-12-21 2016-03-02 宁波兴业盛泰集团有限公司 一种铜合金热浸镀锡复合助镀剂及其制备方法
CN111979549A (zh) * 2020-08-26 2020-11-24 沈阳永清环保科技有限公司 一种铜及铜合金材料环保震动研磨光饰液及其制备方法

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