CN107475723A - 一种耐腐蚀铜电线的制备方法 - Google Patents

一种耐腐蚀铜电线的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种耐腐蚀铜电线的制备方法，涉及金属防腐蚀材料。表面清洗；防腐处理；将防腐处理后的铜电线用溶剂清洗，干燥，得耐腐蚀铜电线，所述溶剂采用水或乙醇。通过在铜电线表面进行防腐处理，避免铜电线表面受到腐蚀，提高了铜电线的抗盐碱能力，提高铜电线的使用寿命。

Description

一种耐腐蚀铜电线的制备方法
技术领域
本发明涉及金属防腐蚀材料，尤其是涉及一种耐腐蚀铜电线的制备方法。
背景技术
铜腐蚀按过程分为化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀。化学腐蚀是铜表面与周围介质直接发生电化学作用而引起的破坏。在腐蚀过程中，电子的传递是在铜与氧化剂之间直接进行的。电化学腐蚀是铜表面与离子电导的电介质发生电化学反应而产生的破坏，也是一种最普遍、最常见的腐蚀，同时也是比较严重的一类腐蚀。铜在大气、海水、土壤、酸、碱、盐介质中的腐蚀绝大多数是电化学腐蚀。电化学腐蚀可以和机械、力学、生物的破坏共同作用，加剧金属铜的损失。物理腐蚀是指铜由于单纯的物理作用所引起的破坏，这类腐蚀所占比例较小。
随着经济的发展，铜电线的日益需求量加大，尤其是用于电缆行业的铜线，其质量要求特别高，为了防止铜电线被腐蚀，一般可采用镀银的方式保护铜电线，尽管银层具有较强的抗腐蚀性能，但长期暴露于空气，镀银铜电线表面很容易与空气中的硫化物、卤化物等起作用，引起表面全面变色，不仅破换了外观，同时使接触电阻增加，钎焊性能变坏。
在中国专利(申请号为20110202378.6)中公开了一种镀锡圆铜线。其包括铜线和包裹在铜线外的镀银层，所述铜线和镀银层设有至少两层镀锡层。该技术方案中的银长期暴露于空气，镀银铜线表面很容易与空气中的硫化物、卤化物等起作用，引起表面全面变色，不仅破换了外观，同时使接触电阻增加，钎焊性能变坏，该技术方案有待改进。因此，需要一种改进的技术来解决上述技术缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供可避免铜电线表面受到腐蚀的一种耐腐蚀铜电线的制备方法。
本发明包括以下步骤：
1)表面清洗；
2)防腐处理；
3)将防腐处理后的铜电线用溶剂清洗，干燥，得耐腐蚀铜电线，所述溶剂采用水或乙醇。
在步骤1)中，所述表面清洗的具体步骤可为：
(1)去除铜电线有机物；
(2)流水清洗铜电线；
(3)酸洗铜电线；
(4)水洗铜电线；
(5)干燥铜电线。
在步骤1)第(1)部分中，所述去除铜电线有机物可采用溶剂去除铜电线有机物，所述溶剂可选自乙醇等，所述去除铜电线有机物的时间可为15～100min；所述铜电线可为纯铜物质或铜合金。
在步骤1)第(3)部分中，所述酸洗可采用硫酸，所述硫酸的摩尔浓度可为0.05～0.15M，酸洗的时间可为5～100min。
在步骤1)第(4)部分中，所述水洗可采用溶剂水洗，所述溶剂可选自乙醇、水等中的一种，所述水洗的时间可为5～100min。
在步骤2)中，所述防腐处理的具体方法可为：将铜电线放入含腐蚀抑制剂的极性溶剂中，在耐压容器中密封反应；所述反应的温度可为20～300℃，优选为120～180℃，反应的时间可为0.01～100h；所述腐蚀抑制剂中可含有甲酸、甲酸盐等中的一种；所述甲酸盐可选自甲酸锂、甲酸钠、甲酸镁、三甲酸铝、甲酸钾、甲酸铵、甲酸钙、甲酸锌、甲酸铁、甲酸铜、甲酸钡、甲酸铍、甲酸镍、甲酸钴、甲酸锰等中的至少一种；所述极性溶剂可选自水、酰胺类溶剂、醇类溶剂、脂类溶剂、醚类溶剂等中的至少一种；所述酰胺类溶剂可选自甲酰胺、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二乙基乙酰胺、二甲基丙酰胺等中的至少一种；所述醇类溶剂可选自一元醇、二元醇、多元醇等中的至少一种；在铜电线表面上吸附有至少一层甲酸根。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明通过在铜电线表面进行防腐处理，避免铜电线表面受到腐蚀，提高了铜电线的抗盐碱能力，提高铜电线的使用寿命。
附图说明
图1为未经甲酸根修饰过的铜电线，经过碱处理后得到的结果。
图2为实施例1经过甲酸根修饰过的铜电线碱处理得到的结果。
图3为图1中铜电线的SEM图。
图4为图2中铜电线的SEM图。
图5为未经过甲酸根修饰过的铜电缆碱处理前后的结果。
图6为为实施例2经过甲酸根修饰过的铜电缆碱处理前后的结果。
图7为未做任何处理的铜绕线的照片。
图8为实施例3经过甲酸根修饰过的铜绕线照片。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的说明：
实施例1：
一种耐腐蚀铜电线的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：表面清洗。
(1)取一束铜丝，除有机物，采用溶剂为：乙醇，时长为：15min；
(2)流水清洗；
(3)酸洗，采用硫酸：0.05M，时长为：5min；
(4)水洗，采用溶剂为：乙醇、水，时长为：5min；
(5)干燥；
步骤二：防腐处理。采用的腐蚀抑制剂为甲酸钠16g/L，极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺0.940g/mL，在耐压容器中密封反应，温度为150℃，时长为：18h；
步骤三：乙醇清洗，干燥。
将未处理的铜电线，放入0.1M的NaOH溶液中，温度为：60℃，时长：24h进行耐碱性测试，得到结果的照片为图1。
将实施例1处理得到的铜电线，放入0.1M的NaOH溶液中，温度为：60℃，时长：24h进行耐碱性测试，得到结果的照片为图2。
通过图1与图2的对比可知，未经处理的铜电线已发黑，耐碱性差，经过实施例1处理的铜电线，表面光滑有光泽，具有耐碱性。
将图1中的铜电线在扫描电子显微镜上进行表面形貌的观测。图3为图1中铜电线的SEM照片。从图中可以看出，表面粗糙，已被氧化，说明不具备耐碱性。
将图2中的铜电线在扫描电子显微镜上进行表面形貌的观测。图4为图2中铜电线的SEM照片。从图中可以看出，表面光滑无缝隙，未被氧化，具有耐碱性。
实施例2：
一种耐腐蚀铜电线的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：表面清洗。
(1)取直径为2.5mm、长10cm的铜电缆，除有机物，采用溶剂为：乙醇，时长为：18min；
(2)流水清洗；
(3)酸洗，采用硫酸：0.075M，时长为：8min；
(4)水洗，采用溶剂为：乙醇、水，时长为：8min；
(5)干燥；
步骤二：防腐处理。采用的腐蚀抑制剂为甲酸钾17g/L，极性溶剂为甲酰胺0.942g/mL，在耐压容器中密封反应，温度为160℃，时长为：19h；
步骤三：乙醇清洗，干燥。
将未处理的直径为2.5mm、长10cm的铜电缆，放入0.1M的NaOH溶液中，温度为：60℃，时长：24h进行耐碱性测试，得到结果的照片为图5。
将实施例2处理的铜电缆，放入0.1M的NaOH溶液中，温度为：60℃，时长：24h进行耐碱性测试，得到结果的照片为图6。
通过对图5和图6的对比，可知铜电缆本身不耐碱，经过甲酸根修饰后具有较强的耐碱性。
实施例3：
一种耐腐蚀铜电线的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：表面清洗。
(1)取直径为2.5mm、长140cm的铜电缆，将其绕成弹簧状，作为铜绕线，除有机物，采用溶剂为：乙醇，时长为：20min；
(2)流水清洗；
(3)酸洗，采用硫酸：0.10M，时长为：10min；
(4)水洗，采用溶剂为：乙醇、水，时长为：10min；
(5)干燥；
步骤二：防腐处理。采用的腐蚀抑制剂为甲酸锂18g/L，极性溶剂为二乙基甲酰胺0.945g/mL，在耐压容器中密封反应，温度为170℃，时长为：20h；
步骤三：水清洗，干燥。
取直径为2.5mm、长140cm的铜电缆，将其绕成弹簧状，作为铜绕线，不做任何处理，得到图7。
实施例3处理后得到的铜绕线为图8。
通过图7，图8的对比可以看出，未经过处理的铜绕线表面暗淡无光，而经过甲酸根修饰后的铜绕线，表面有光泽，发亮。
实施例4：
一种耐腐蚀铜电线的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：表面清洗。
(1)取一长5cm，宽5mm的铜条，除有机物，采用溶剂为：乙醇，时长为：22min；
(2)流水清洗；
(3)酸洗，采用硫酸：0.12M，时长为：12min；
(4)水洗，采用溶剂为：乙醇、水，时长为：12min；
(5)干燥；
步骤二：防腐处理。采用的腐蚀抑制剂为甲酸铵19g/L，极性溶剂为二甲基乙酰胺0.948g/mL，在耐压容器中密封反应，温度为180℃，时长为：22h；
步骤三：水清洗，干燥。
实施例5：
一种耐腐蚀铜电线的制备方法，对所述铜电线表面进行防腐处理，包括以下步骤：
步骤一：表面清洗。
(1)取一长6cm，宽3cm的铜带，除有机物，采用溶剂为：乙醇，时长为：25min；
(2)流水清洗；
(3)酸洗，采用硫酸：0.15M，时长为：15min；
(4)水洗，采用溶剂为：乙醇、水，时长为：15min；
(5)干燥；
步骤二：防腐处理。采用的腐蚀抑制剂为甲酸镁20g/L，极性溶剂为二乙基乙酰胺0.950g/mL，在耐压容器中密封反应，温度为160℃，时长为：24h；
步骤三：乙醇清洗，干燥。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。

Claims (10)

1.一种耐腐蚀铜电线的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1)表面清洗；
2)防腐处理；
3)将防腐处理后的铜电线用溶剂清洗，干燥，得耐腐蚀铜电线，所述溶剂采用水或乙醇。
2.如权利要求1所述一种耐腐蚀铜电线的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述表面清洗的具体步骤为：
(1)去除铜电线有机物；
(2)流水清洗铜电线；
(3)酸洗铜电线；
(4)水洗铜电线；
(5)干燥铜电线。
3.如权利要求2所述一种耐腐蚀铜电线的制备方法，其特征在于在步骤1)第(1)部分中，所述去除铜电线有机物采用溶剂去除铜电线有机物，所述溶剂选自乙醇；所述去除铜电线有机物的时间为15～100min。
4.如权利要求2所述一种耐腐蚀铜电线的制备方法，其特征在于在步骤1)第(1)部分中，所述铜电线为纯铜电线或铜合金电线；
在步骤1)第(3)部分中，所述酸洗可采用硫酸，所述硫酸的摩尔浓度可为0.05～0.15M，酸洗的时间可为5～100min。
5.如权利要求2所述一种耐腐蚀铜电线的制备方法，其特征在于在步骤1)第(4)部分中，所述水洗采用溶剂水洗，所述溶剂选自乙醇、水中的一种，所述水洗的时间为5～100min。
6.如权利要求1所述一种耐腐蚀铜电线的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述防腐处理的具体方法为：将铜电线放入含腐蚀抑制剂的极性溶剂中，在耐压容器中密封反应。
7.如权利要求6所述一种耐腐蚀铜电线的制备方法，其特征在于所述反应的温度为20～300℃，优选120～180℃，反应的时间为0.01～100h。
8.如权利要求6所述一种耐腐蚀铜电线的制备方法，其特征在于所述腐蚀抑制剂可含有甲酸、甲酸盐中的一种；所述甲酸盐选自甲酸锂、甲酸钠、甲酸镁、三甲酸铝、甲酸钾、甲酸铵、甲酸钙、甲酸锌、甲酸铁、甲酸铜、甲酸钡、甲酸铍、甲酸镍、甲酸钴、甲酸锰中的至少一种。
9.如权利要求6所述一种耐腐蚀铜电线的制备方法，其特征在于所述极性溶剂选自水、酰胺类溶剂、醇类溶剂、脂类溶剂、醚类溶剂中的至少一种；所述酰胺类溶剂选自甲酰胺、二甲基甲酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二乙基乙酰胺、二甲基丙酰胺中的至少一种；所述醇类溶剂选自一元醇、二元醇、多元醇等中的至少一种。
10.如权利要求6所述一种耐腐蚀铜电线的制备方法，其特征在于在铜电线表面上吸附有至少一层甲酸根。
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