CN107557773A - 一种铜保护剂、制备方法及铜的保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铜保护剂，为含有第一成膜物质和第二成膜物质的水溶液；所述第一成膜物质为乙醇和/或甲醇；所述第二成膜物质为十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸中的一种或几种；所述第一成膜物质的含量为200‑500g/L；所述第二成膜物质的含量为1‑15g/L。本发明还提供一种铜保护剂的制备方法及铜的保护方法。本发明提供的铜保护剂配方简单，具有环保型；通过本发明中提供的铜保护剂处理过的铜材料具有良好的抗氧化性能和耐盐雾测试效果。

Description

一种铜保护剂、制备方法及铜的保护方法

技术领域

本发明涉及一种铜保护剂、制备方法及铜的保护方法。属于金属表面处理技术领域。

背景技术

铜和铜合金由于具有优异的强度、机械加工性能、导热性、导电性、可焊接性及耐腐蚀性的特性，广泛应用于制作发电机、电缆、变压器等电工器件以及管道、太阳能加热装置等导热器件中。通常情况下铜耐蚀性较好，但在含氧的水、氧化性酸及含有CN- 、NH4+的溶液中可形成配位离子，产生较严重的腐蚀。但在潮湿的大气环境及含氧化剂的强腐蚀介质中耐蚀性能较差，直接影响其使用寿命。技术人员发现，在铜表面生成一层转化膜是一种有效的防护手段。

目前，传统方法常采用铬酸盐，铬酸盐转化膜由于含有六价铬，对环境与人体都有危害，已被限制使用。而以苯并三氮唑为主要成膜剂的无铬转化膜对铜的保护效果较差，因此研究和开发新的无铬转化膜具有重要意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种铜保护剂，为含有第一成膜物质、第二成膜物质的水溶液；所述第一成膜物质为乙醇和/或甲醇；所述第二成膜物质为十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸中的一种或几种；所述第一成膜物质的含量为200-500g/L；所述第二成膜物质的含量为1-15g/L。

本发明提供的铜保护剂配方简单，其中未含有铬元素，具有更好的环保性；不仅如此，使用本发明中的铜保护剂可以在铜或铜合金材料表面形成高致密度的保护膜，使铜材具有优异的抗氧化能力和耐盐雾腐蚀性。

本发明还提供了上述铜保护剂的制备方法，包括将上述铜保护剂的各组分加入水中，搅拌至溶解。

本发明还提供了一种铜的保护方法，该方法包括将铜工件浸渍在保护剂中进行反应，在铜工件表面形成保护膜。其中，所述保护剂为本发明所述的铜保护剂。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明的技术方案涉及一种铜保护剂，该铜保护剂为含有第一成膜物质和第二成膜物质的水溶液；所述第一成膜物质为乙醇和/或甲醇；所述第二成膜物质为十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸中的一种或几种；同时，上述组分的含量应维持在一定范围内，含量过低将难以形成有效的保护膜层，在本发明中，第一成膜物质的含量为200-500g/L，所述第二成膜物质的含量为1-15g/L；优选情况下，第一成膜物质的含量为250-400g/L，第二成膜物质的含量为4-12g/L；优选情况下，第一成膜物质的含量为300-350g/L，第二成膜物质的含量为5-10g/L。

本发明提供的铜保护剂配方简单，无毒环保。本铜保护剂中的第一成膜物质在铜的催化下，能和第二成膜物质发生成膜反应，可以在铜表面形成疏水的抗氧化保护膜层。

根据本发明提供的铜保护剂，优选情况下，保护剂中添加有聚乙二醇。所添加的聚乙二醇有辅助成膜的功效，能进一步增加保护膜更加致密疏水性能。优选情况下，聚乙二醇的平均分子量控制在300-500之间，分子量过大，则会有反应活性低，无法参与成膜反应问题，分子量过小，达不到增加致密疏水性的效果。优选情况下，聚乙二醇的含量为5-15g/L；优选情况下，聚乙二醇的含量为6-12g/L；进一步优选情况下，聚乙二醇的含量为7-10g/L。

根据本发明提供的铜保护剂，优选情况下，保护剂中添加有葡萄糖醛酸。葡萄糖醛酸可以防止在形成保护膜过程中，铜或铜合金的氧化影响保护膜质量，部分葡萄糖醛酸还能嵌入膜的孔隙中或附着在材料表面，进一步提高材料的抗氧化性能。本发明的发明人通过大量实验发现，如果葡萄糖醛酸的含量过低，防腐蚀效果提高不明显；如果含量过高，不仅有益效果不会增加，还可能破坏保护膜层，影响成膜反应。优选情况下，葡萄糖醛酸的含量为1-10g/L；优选情况下，葡萄糖醛酸的含量为2-8g/L；进一步优选情况下，葡萄糖醛酸的含量为3-5g/L。

根据本发明提供的铜保护剂，为了提供有利于成膜物质和相应成分反应成膜的环境，并提高膜的防腐性能，优选情况下，可以使用氢氧化钠1%溶液作为pH调节剂，控制铜保护剂的pH值在3-6之间；进一步优选情况下，pH值为4-5。

本发明还提供了一种铜保护剂的制备方法，该方法包括：将上述保护剂中的各组分分别加入水中，搅拌至溶解即可。

本发明还提供了一种铜的保护方法，该方法包括：将铜工件浸渍在保护剂中进行反应，在铜工件表面形成保护膜，其中，所述保护剂为本发明所述的铜保护剂。

根据本发明所提供的铜的保护方法，优选地，所述铜保护剂的温度为20-70℃，所述浸渍时间为1-5min。

根据本发明所提供的铜的保护方法，优选地，所述铜工件是电镀铜、铜或铜合金。

以下结合实施例，对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。

本发明中所述实施例中的所有原料如非特指，均为市售产品。

实施例1

配置铜保护剂A1，各组分及含量为：无水乙醇300g/L，十二烷酸5g/L，聚乙二醇（平均分子量为300）7g/L，葡萄糖醛酸3g/L。

实施例2

配置铜保护剂A2，各组分及含量为：无水乙醇250g/L，十二烷酸4g/L，聚乙二醇（平均分子量为300）6g/L，葡萄糖醛酸2g/L。

实施例3

配置铜保护剂A3，各组分及含量为：无水乙醇200g/L，十二烷酸3g/L，聚乙二醇（平均分子量为300）5g/L，葡萄糖醛酸3g/L。

实施例4

配置铜保护剂A4，各组分及含量为：无水乙醇500g/L，十二烷酸15g/L，聚乙二醇（平均分子量为300）15g/L，葡萄糖醛酸10g/L。

实施例5

配置铜保护剂A5，各组分及含量为与实施例1相同，除不含有聚乙二醇和葡萄糖醛酸。

实施例6

配置铜保护剂A6，各组分及含量为与实施例1相同，除不含有聚乙二醇。

实施例7

配置铜保护剂A7，各组分及含量为与实施例1相同，除不含有葡萄糖醛酸。

对比例1

（含铬的铜保护剂）

CN101629294A中实施例1所使用的铜保护剂CA1。

对比例2

（含量在本发明之外）

配置铜保护剂试剂CA2，各组分及含量为：无水乙醇150g/L，聚乙二醇（平均分子量为300）3g/L，十二烷酸0.5g/L，葡萄糖醛酸0.5g/L。

性能测试试验：

把长宽厚为4cm*5cm*0.1cm的铜工件放入铜保护剂A1~A7及CA1~CA2中，液温50℃，3分钟后取出，再用100℃热风烘烤1分钟。

将上述经保护剂处理过的铜工件分别暴露在空气中和中性盐雾环境中，观察工件表面是否出现颜色变化，并记录颜色变化的时间。

测试结果如表1所示。

表1

由上述测试结果可知，本发明提供的铜保护剂具有良好的抗氧化效果及耐盐雾效果。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种铜保护剂，其特征在于，所述铜保护剂为含有第一成膜物质和第二成膜物质的水溶液；所述第一成膜物质为乙醇和/或甲醇；所述第二成膜物质为十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸中的一种或几种；所述第一成膜物质的含量为200-500g/L；所述第二成膜物质的含量为1-15g/L。

2.根据权利要求1所述的铜保护剂，其特征在于，所述第一成膜物质的含量为250-400g/L；所述第二成膜物质的含量为4-12g/L。

3.根据权利要求1所述的铜保护剂，其特征在于，所述铜保护剂中含有聚乙二醇；所述聚乙二醇的分子量为300-500；所述聚乙二醇的含量为5-15g/L。

4.根据权利要求1所述的铜保护剂，其特征在于，所述铜保护剂中含有葡萄糖醛酸；所述葡萄糖醛酸的含量为1-10g/L。

5.根据权利要求1所述的铜保护剂，其特征在于，所述铜保护剂的pH值为3-6。

6.一种铜保护剂的制备方法，其特征在于，将权利要求1-5任意一项中所述铜保护剂的各组分加入水中，搅拌至溶解。

7.一种铜的保护方法，该方法包括将铜工件浸渍在保护剂中进行反应，在铜工件表面形成保护膜，其特征在于，所述保护剂为权利要求1-5任意一项所述的铜保护剂。

8.根据权利要求7所述的保护方法，其特征在于，所述保护剂的温度为20-70℃，所述浸渍时间是1-5min。

9.根据权利要求8所述的保护方法，其特征在于，所述铜工件是电镀铜、铜或铜合金。