CN1306063C - 铜质制冷件无铬钝化剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及铜质制冷件的钝化剂，具体地说铜质制冷件无铬钝化剂。特点是：包括有机酸、磷酸钠、丙烯酸胺、氨基三甲叉膦酸、三氮杂茂和水。将上述配方的原料混合后，制成无色、透明、无毒、无害的钝化液，并采用浸涂或喷涂的方式对铜质制冷管件进行钝化。使用本发明制剂可简化工艺过程，无需酸洗处理，可彻底避免了硝酸或混合酸酸洗处理工件时产生大量有毒的酸雾和铬酸盐对操作人员的危害以及对环境的污染。

Description

铜质制冷件无铬钝化剂
技术领域
本发明涉及一种以有机酸为主要成份的铜质制冷管无铬钝化剂。
背景技术
由于铜及其合金具有优良的导热性能，因而在制冷行业有着广泛的应用，但由于空气中的O2、CO2、H2S和SO2等易与铜反应使其表面变成黑色，影响其外观和导热性能，故必须对铜质制冷管件进行钝化处理。目前国内制冷管件生产厂家所普遍采用的钝化工艺为铬酸钝化，这是因为铬酸钝化处理可以形成铬/基体金属的混合物氧化物膜层。膜层中主要以三价铬和六价铬的形式存在，三价铬作作为骨架，而六价铬则有自修复功能，因而其耐蚀性能相当优异，又因为铬酸钝化所需的原材料成本低廉，处理工艺简便、生产效率高，因而铬酸钝化工艺在机械、电子、航空及其他领域得到了广泛的应用，但是铬酸及其盐具有很高的毒性和易致癌性，而含有六价铬的废水处理又较为复杂，规模较小的企业对含铬废水一般都无条件处理也不愿作处理而直接排发，对环境造成了严重的污染，随着环保意识的增强和从环境保护的长远利益出发，铬酸及其盐的使用必将受到严格的限制，故开发环保型的无铬钝化产品和合理的无铬钝化剂工艺迫在眉睫。
近年来，国内外对于无铬钝化工艺研究十分活跃，典型的工艺和铬同属VIA族的钼酸盐、钨酸盐、稀土金属盐等，但其领域主要集于镀锌镀锡件、钢铁以及铝及铝合金无铬钝化如英国Loughborough大学研究了钼酸盐钝化处理过程中电化学特性，结果表明钼酸盐钝化可以提高锌、锡等金属耐蚀性，但总体效果不如铬酸盐钝化。
另外，Cowleson DR，Scholefield AR，Passivatio of Tin-Zinc Alloy coated steel.TransIMF.1985，63(2)：56等研究了钨酸盐钝化Sn-Zn合金的方法，并研究了其抗湿循环试验性能差于钼酸盐和铬酸盐钝化。
Deck PD，Reichgott DW.Characterization of chromion-Feee NORinse PrePaint Coatings onAluminum and Galvanized Steel.Met Fin，1992，90(9)：2等发明一种基于H2ZrF6的可自然干燥的无铬钝化液，是作为涂漆的前处理，而不是一种最终钝化处理。中国专利CN1326012公开“不锈钢表面钝化成膜技术”，其方法是采用强氧化性的酸溶液及稀土添加剂组成，主要用于不锈钢钝化技术。
发明内容
本发明旨在：提供一种既能使铜件保持良好防腐蚀性能，又能有利于环境保护、简化操作工艺的铜质制冷件无铬钝化剂。
实现上述发明目的的技术方案如下：
铜质制冷件无铬钝化剂，其特征在于：由下列重量配比的原料组成制成
有机酸                10-20
磷酸钠                2-4
氨基三甲叉膦酸        0.2-1.0
丙烯酸铵              1.0-2.0
三氮杂茂              0.4-1.0
蒸馏水                80-90
所述有机酸为柠檬酸，或为酒石酸。
所述有机酸与磷酸钠的重量比为1∶5。
其中水溶性阴离子型丙烯酸胺作为促进剂、氨基三甲叉膦酸(ATMP)及三氮杂茂(BAT4)作为螯合剂。
其中有机酸与磷酸钠反应形成的半成品可与铜反应起到成膜作用，氨基三甲叉膦酸(ATMP)与铜发生配位作用而形成保护膜，据电化学实验结果，这种吸附膜的耐蚀性能可与铬酸盐钝化膜耐蚀性相当，同时作为水溶性阴离子丙烯酸胺的加入是更好地增强膜层的保护性，同时三氮杂茂(BAT4)作为良好的铜的缓蚀剂，与以上原料协同作起到良好耐蚀性。
将上述配方的原料混合后，制成无色、透明、无毒、无害的钝化液，并采用浸涂或喷涂的方式对铜质制冷管件进行钝化。
具体的制作方法是：按比例将柠檬酸与磷酸钠混合搅拌使其充分反应得到半成品。将配方量的水加入半成品，充分搅拌，全部溶解其半成品，然后分别依次按比例加入氨基三甲叉膦酸(ATMP)、丙烯酸铵、三氮杂茂，充分溶解至透明状即可。
本发明在使用时按1∶2加水，配制成工作液后使用，对钝铜有良好的钝化效果，钝铜浸入该钝化剂工作液中，时间与腐蚀速度关系如图1所示(1mpy＝25.4/um’a-1)。
由图1可知，在25℃时，纯铜浸入钝化剂工作液10分钟后腐蚀速度迅速下降，60分钟时已降至很低，120分钟后基本无变化。而在实际使用中，将钝化温度提至30-45℃时，钝化0.5-1.5分钟即可取得良好的钝化效果。
本发明的有益技术效果从小型铜质制冷件无铬钝化和传统铬酸钝化工艺相比得到充分体现，采用本发明无铬钝化剂的工艺流程只有四道工序，即无铬钝化、水洗、吹干或烘干和成品四道工序，取消了原八道工序中的两道水洗工序、铬酸钝化工序和酸洗处理工序，简化了工艺过程，提高了生产效率，彻底避免了硝酸或混合酸酸洗处理工件时产生大量有毒的酸雾和铬酸盐对操作人员的危害以及对环境的污染。
附图说明
图1为纯铜浸入钝化剂工作液中的时间与腐蚀速度的关系对应图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。
实施例1：
分别称取柠檬酸1kg，磷酸钠0.2kg，放入容器内混合均匀搅拌，至彻底溶解状制成半成品，加入.8.75kg蒸馏水下依次加入，氨基三甲叉膦酸(ATMP)0.02kg、丙烯酸铵0.1kg、三氮杂茂0.04kg。充分搅拌至无色透明无颗粒状即可，即可得到10.11kg铜质制冷管件无铬钝化液
实施例2、
称取8.75kg蒸馏水放置容器内，分别称取2kg酒石酸、0.4kg磷酸钠、0.1kg氨基三甲叉膦酸(ATMP)、0.1kg三氮杂茂、0.1kg三氮杂茂放入8.75kg蒸馏水中充分搅拌至无色透明无颗粒状即可，得到11.45kg铜质制冷管无铬钝化液。

Claims (3)

1、铜质制冷件无铬钝化剂，其特征在于：由下列重量份的原料组成制得
有机酸              10-20
磷酸钠              2-4
氨基三甲叉膦酸      0.2-1.0
丙烯酸铵            1.0-2.0
三氮杂茂            0.4-1.0
蒸馏水              80-90；
上述有机酸为柠檬酸，或为酒石酸。
2、根据权利要求1所述的铜质制冷件无铬钝化剂，其特征在于：所述有机酸与磷酸钠的重量比为1∶5。
3、根据权利要求1所述的铜质制冷件无铬钝化剂，其特征在于：将柠檬酸与磷酸钠混合搅拌使其充分反应得到半成品，加入水，充分搅拌，全部溶解其半成品；然后分别依次按配方加入氨基三甲叉膦酸ATMP、丙烯酸铵、三氮杂茂，充分溶解至透明状即可。
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