CN109112523A - 一种用于铜合金金属板的复合钝化剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于铜合金金属板的复合钝化剂，属于表面钝化处理技术领域。本发明复合钝化剂的质量百分比组成如下：海藻酸钠5‑15％、N‑甲基‑异噻唑啉酮和5‑氯‑N‑甲基‑异噻唑啉酮混合物0.5‑3％、丙酸钙0.5‑3％、异辛基葡糖苷0.5‑2％、高碳醇脂肪酸酯复合物0.05‑0.5％、环氧乙烷和高级脂肪醇的混合物0.05‑0.3％、锡酸钡纳米棒0.1‑2％、余量水，所述锡酸钡纳米棒的直径为20‑100nm、长度为500nm‑1μm。本发明的复合钝化剂使用前无需预处理，铜合金金属板经过复合钝化剂钝化后具有良好的耐盐性、耐候性、耐水性、耐酸性、耐碱性、耐溶剂性、耐指纹性和润滑性。

Description

一种用于铜合金金属板的复合钝化剂

技术领域

本发明属于表面钝化处理技术领域，具体涉及一种用于铜合金金属板表面处理的复合钝化剂。

背景技术

铜合金金属板由于具有优良的物理化学性能，广泛被应用于电子和装饰领域，但是铜的化学性质较活泼，在生产、储存、运输和使用的过程中，在潮湿空气、含氯离子环境中容易引起铜合金金属板的腐蚀，严重影响铜合金金属板的表面质量。为了提高铜合金金属板的耐腐蚀性、表面装饰性和使用寿命，需要进行钝化处理，以便在铜合金金属板表面生成一层致密度、稳定性高的钝化膜。钝化处理由于具有设备简单、容易操作等特点而被广泛使用。传统的钝化工艺主要采用铬酸盐钝化处理，由于铬酸盐钝化处理过程中使用的六价铬毒性大，具有致癌作用，严重污染环境，对人体有害，所以铬酸盐钝化处理工艺的使用受到了严格的限制，因此，要求采用环保的钝化剂代替传统的六价铬钝化剂。

发明专利201610750106.2报道了采用苯骈三氮唑、无水乙醇、有机磷酸(二甲叉膦酸基甘氨酸、羟已叉基二膦酸、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷或羟基亚乙基二膦酸)、高分子树脂(丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、聚乙烯醇树脂)为主要原料可以制备出用于铜材的无铬钝化剂。发明专利201510322338.3报道了以丙酮、乙醇胺、乙酸、丁醇、苯骈三氮唑、十二烷基硫酸钠和水为原料可以制备出无铬钝化剂。发明专利201210453062.9报道了以甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇、苯骈三氮唑、N-甲基苯骈三氮唑、N-乙基苯骈三氮唑、N-丙基苯骈三氮唑或l-羟基苯骈三氮唑，聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮为原料可以制备出无铬钝化剂。铜合金板在钝化前，表面往往带有油脂等杂质，这些杂质会造成涂层开裂、起泡等现象，影响钝化层的质量，为了简化钝化过程，要求钝化剂可以直接在铜合金金属板表面钝化。钝化剂形成的钝化膜除了要求具有良好的耐腐蚀性能外，还需要具有良好的耐候性、耐水性、耐溶剂性、耐指纹性和润滑性等多种性能。然而，现有的钝化剂难以同时满足以上要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于铜合金金属板的复合钝化剂，以期使用前无需预处理，铜合金金属板经过该复合钝化剂钝化后具有良好的耐盐性、耐候性、耐水性、耐酸性、耐碱性、耐溶剂性、耐指纹性和润滑性。

本发明所提供的一种用于铜合金金属板的复合钝化剂的质量百分比组成如下：

本发明所述锡酸钡纳米棒的直径为20-100nm、长度为500nm-1μm。

本发明所提供的锡酸钡纳米棒的具体制备方法如下：

以锡酸钠、乙酸钡作为原料，水为溶剂，其中锡酸钠和乙酸钡的摩尔比为1:1，将锡酸钠、乙酸钡与水均匀混合后置于反应容器内并密封，于温度120-180℃、保温24-72h，其中锡酸钠和乙酸钡的重量不大于水重量的50％。

本发明所提供的一种用于铜合金金属板的复合钝化剂的具体制备方法如下：

按照质量比例分别称取海藻酸钠、N-甲基-异噻唑啉酮和5-氯-N-甲基-异噻唑啉酮混合物、丙酸钙、异辛基葡糖苷、高碳醇脂肪酸酯复合物、环氧乙烷和高级脂肪醇的混合物、锡酸钡纳米棒和水，然后在水中依次加入海藻酸钠、N-甲基-异噻唑啉酮和5-氯-N-甲基-异噻唑啉酮混合物、丙酸钙、异辛基葡糖苷、高碳醇脂肪酸酯复合物、环氧乙烷和高级脂肪醇的混合物、锡酸钡纳米棒，机械搅拌6-12h混合均匀。

本发明所提供的一种用于铜合金金属板的复合钝化剂的钝化工艺参数如下：

复合钝化剂成膜方式采用喷涂、浸涂或者辊涂方式，钝化温度20-40℃、钝化时间5-20s，固化温度50-90℃、固化时间5-30min，自然冷却。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、本发明以海藻酸钠、N-甲基-异噻唑啉酮和5-氯-N-甲基-异噻唑啉酮混合物、丙酸钙、异辛基葡糖苷、高碳醇脂肪酸酯复合物、环氧乙烷和高级脂肪醇的混合物、锡酸钡纳米棒和水作为原料，可以制备出用于铜合金金属板的复合钝化剂。海藻酸钠可以提高钝化膜在铜合金金属板表面的附着力，同时与异辛基葡糖苷的共同作用，可以保持锡酸钡纳米棒在钝化剂中的长期稳定。高碳醇脂肪酸酯复合物作为消泡剂可以消除钝化剂中的气泡。N-甲基-异噻唑啉酮和5-氯-N-甲基-异噻唑啉酮混合物、丙酸钙和锡酸钡纳米棒作为缓蚀剂，与海藻酸钠、异辛基葡糖苷、高碳醇脂肪酸酯复合物、环氧乙烷和高级脂肪醇的混合物在铜合金金属板表面形成致密的复合钝化层，在这些物质的协同作用下，能够阻止水分、腐蚀性气体和其他腐蚀性物质接触铜合金金属板表面，从而提高铜合金金属板的耐蚀性能。环氧乙烷和高级脂肪醇的混合物、海藻酸钠、异辛基葡糖苷也具有去除油脂和润滑作用，所以这种复合钝化剂使用前无需要预处理，铜合金金属板表面经过此种复合钝化剂钝化后具有良好的耐盐性、耐候性、耐水性、耐酸性、耐碱性、耐溶剂性、耐指纹性和润滑性，在铜合金材料表面处理方面具有良好的应用。

2、本发明采用的锡酸钡纳米棒的耐腐蚀性强、稳定性好、无毒和无污染，海藻酸钠、N-甲基-异噻唑啉酮和5-氯-N-甲基-异噻唑啉酮混合物、丙酸钙、异辛基葡糖苷、高碳醇脂肪酸酯复合物、环氧乙烷和高级脂肪醇的混合物都是批量生产的原料，可以实现复合钝化剂的批量制备。

附图说明

图1为实施例1制备的复合钝化剂在铜合金板表面形成钝化膜的SEM图像；

从图可以看出复合钝化剂在铜合金板表面形成的钝化膜由锡酸钡纳米棒和无规则颗粒构成，锡酸钡纳米棒的直径为20-100nm、长度为500nm-1μm。无规则颗粒是钝化剂中的海藻酸钠、N-甲基-异噻唑啉酮和5-氯-N-甲基-异噻唑啉酮混合物、丙酸钙、异辛基葡糖苷、高碳醇脂肪酸酯复合物、环氧乙烷和高级脂肪醇的混合物干燥后形成的，锡酸钡纳米棒与以上物质混合形成了由锡酸钡纳米棒和无规则颗粒构成的钝化膜。

具体实施方式

以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。

实施例1

确定用于铜合金金属板的复合钝化剂的质量百分比组成如下：

实施例2

确定用于铜合金金属板的复合钝化剂的质量百分比组成如下：

实施例3

确定用于铜合金金属板的复合钝化剂的质量百分比组成如下：

实施例4

确定用于铜合金金属板的复合钝化剂的质量百分比组成如下：

实施例5

确定用于铜合金金属板的复合钝化剂的质量百分比组成如下：

实施例6

确定用于铜合金金属板的复合钝化剂的质量百分比组成如下：

实施例7

确定用于铜合金金属板的复合钝化剂的质量百分比组成如下：

实施例8

确定用于铜合金金属板的复合钝化剂的质量百分比组成如下：

按照实施例1到实施例8配方制备出的复合钝化剂涂覆于铜合金金属板表面形成的钝化膜，其性能指标检测结果如下：

表1本发明复合钝化剂形成的钝化膜的性能指标

Claims (3)

1.一种用于铜合金金属板的复合钝化剂，其特征在于：以质量百分比计，该复合钝化剂的组成如下：

2.根据权利要求1所述一种用于铜合金金属板的复合钝化剂，其特征在于：所述锡酸钡纳米棒的直径为20-100nm、长度为500nm-1μm。

3.根据权利要求1所述一种用于铜合金金属板的复合钝化剂，其特征在于：所述锡酸钡纳米棒通过以下方法制备：

以锡酸钠、乙酸钡作为原料，水为溶剂，将锡酸钠、乙酸钡与水均匀混合后置于反应容器内并密封，于温度120-180℃、保温24-72h；

所述锡酸钠和乙酸钡的摩尔比为1:1；

所述锡酸钠和乙酸钡的重量不大于水重量的50％。