一种铜及铜合金保护剂及其制备方法

摘要

本发明涉及一铜及铜合金保护剂及其制备方法，其重量配比分别为乙二胺四乙酸二钠：0.2-1%；Corrguard SI 1.5-2%；苯并三氮唑0.5-0.9%；四硼酸钠1-2%；无水乙醇10-12%；自制半成品H-01；余量为水。本发明不含对环境有污染的六价铬，通过原料之间的复配克服了用苯并三氮唑成膜不均匀有流痕、钝化温度高，钝化时间长的缺点，环保性好且可生物降解，成膜均匀，耐蚀，无流痕，室温钝化，钝化时间短（5-10min），成本低可稀释20倍使用，在潮湿的梅雨季节可保持一个月内铜色均匀不发花。

权利要求

1.一种铜及铜合金保护剂，其特征在于：其原料构成及其重量百分比范围分别为：所述半成品H-01构成及其所占半成品H-01总量的重量百分比范围分别为：有机羧酸30-50%；

氢氧化钾8-12%；

水 余量。

2.根据权利要求1所述的铜及铜合金保护剂，其特征在于：所述Corrguard SI为美国ANGUSD的产品，其商品名称为Corrguard SI。

3.根据权利要求1所述的铜及铜合金保护剂，其特征在于：所述有机羧酸为三元羧酸，商品名称为N485。

4.一种如权利要求1所述的铜及铜合金保护剂的制备方法，其特征在于：制备方法的步骤如下：⑴先制作半成品H-01：将水加入到反应釜中，加入氢氧化钾，在搅拌下加入有机羧酸，维持釜内温度在40-50℃为2小时，停止搅拌，静置24小时后使用；

⑵在另一反应釜中，加水在搅拌下依次将乙二胺四乙酸二钠、四硼酸钠、CorrguardSI、苯并三氮唑、半成品H-01、无水乙醇加入釜中；

⑶将反应釜内的物料搅拌60-80分钟，溶液呈均匀透明液体后，即为铜及铜合金保护剂成品。

说明书

一种铜及铜合金保护剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于金属保护剂领域，涉及保护剂，尤其是一种铜及铜合金保护剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 在铜及合金加工、储存过程中常受到潮湿环境、腐蚀性气体侵蚀发生铜腐蚀造成铜表面颜色变花。传统的铜材钝化工艺为六价铬，钝化效果好，但因六价铬污染严重，国家已明令禁止。目前所使用的苯并三氮唑的产品，虽然污染低，但钝化温度高、时间长、钝化效果不理想、表面有流痕。

[0003] 通过检索，发现如下两篇公开专利文献：

[0004] 一种水溶性铜保护剂及其制备方法和使用方法（CN101974758A），将重量百分比为0.7～0.8％的成膜物质溶于16～19％助表面活性剂中配制成A溶液；将2.8～3.6％的表面活性剂溶于余量的水中配制成B溶液；将A溶液加入到B溶液中进行微乳化制得。使用时将水溶性铜保护剂加热到60～70℃，将洁净干燥的工件放入，在60～70℃下浸渍5～
10分钟之后取出晾干即可包装入库。本发明抗腐蚀能力强，有稳定的电气性能，安全环保，成本低

[0005] 一种高性能铜、镍保护剂（CN101824621A），镍或镍合金被氧化或变色、或者被腐蚀。它含有三氮唑、四氮唑、异吲哚、吲哚、苯并三氮唑、咪唑哒嗪、嘌呤、吡唑并嘧啶和/或者三唑并嘧啶的C4～C12长链衍生物，能在铜或镍及其合金表面形成有机保护膜，有效地保护铜或镍及其合金以防止氧化变色且不影响其导电和焊接性能。本发明无需在样品(产品)使用或存放环境或介质中保持缓蚀剂，操作简便，处理时间短，成本低廉且基本不改变金属色泽。

[0006] 通过技术对比，上述公开专利文献与本发明申请有较大不同。

发明内容

[0007] 本发明目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种铜及铜合金保护剂及其制备方法，该铜及铜合金保护剂稀释20倍使用成本低、常温使用节约能源、成膜耐蚀性好且成膜颜色浅不改变铜的色泽、原料来源广泛，适宜工业化生产。

[0008] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

[0009] 一种铜及铜合金保护剂，其原料构成及其重量百分比范围分别为：

[0010] 乙二胺四乙酸二钠：0.2-1%；

[0011] Corrguard SI 1.5-2%；

[0012] 苯并三氮唑 0.5-0.9%；

[0013] 四硼酸钠 1-2%；

[0014] 无水乙醇 10-12%；

[0015] 半成品H-01 1.5-2.5；

[0016] 水 余量；

[0017] 所述半成品H-01构成及其所占半成品H-01总量的重量百分比范围分别为：

[0018] 有机羧酸30-50%；

[0019] 氢氧化钾8-12%；

[0020] 水 余量。

[0021] 而且，所述Corrguard SI为美国ANGUSD的产品，其商品名称为Corrguard SI。

[0022] 而且，所述有机羧酸为三元羧酸，商品名称为N485。

[0023] 一种铜及铜合金保护剂的制备方法，步骤如下：，

[0024] ⑴先制作半成品H-01：将水加入到反应釜中，加入氢氧化钾，在搅拌下加入有机羧酸，维持釜内温度在40-50℃为2小时，停止搅拌，静置24小时后使用；

[0025] ⑵在另一反应釜中，加水在搅拌下依次将乙二胺四乙酸二钠、硼砂、Corrguard SI、苯并三氮唑、半成品H-01、无水乙醇加入釜中；

[0026] ⑶将反应釜内的物料搅拌60-80分钟，溶液呈均匀透明液体后，即为铜及铜合金保护剂成品。

[0027] 本发明的优点和有益效果为：

[0028] 1、本发明作用机理简单科学，通过多种防锈剂、络合剂、溶剂复配，使其在铜表面形成抗氧化、耐蚀性均匀的保护膜，不含重金属铬，产品无毒无害可生物降解，解决了铜及合金受潮气和腐蚀性气体侵蚀而腐蚀变色问题，实现了铜及合金不被氧化和腐蚀的目的。

[0029] 2、本发明中Corrguard SI既是缓蚀剂又是表面活性剂，它与苯并三氮唑、四硼酸钠、H-01复配，形成较复杂的耐蚀膜，对铜及铜合金的耐蚀效果最佳；再加上溶剂和络合剂的使用，解决了成膜均匀、无流痕和水硬度大而使防锈耐蚀性失效的问题。

[0030] 3、本发明安全环保，不含六价铬，废液生物降解直接排放，使用时可稀释20倍使用，且使用时无需加热，浸泡时间5-10分钟后拿出吹干或晾干，使用成本更低。

[0031] 4、本发明涉及的制备方法简单，所用原料来源广泛，获取容易，非常适用于大规模的工业化生产。

具体实施方式

[0032] 下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

[0033] 一种铜及铜合金保护剂，其组成及重量如下（以1000g产品为例）：

[0034]

[0035] 上述Corrguard SI为美国ANGUSD的产品，不含磷、不含硅酸盐无VOC排放，是铝、镀锌、钢铁等的缓蚀剂，能抵御微生物的降解，是市售的多功能环保型防锈剂。

[0036] 其中，半成品H-01的组成及重量如下（以1000g为例）：

[0037] 氢氧化钾 100g

[0038] 有机羧酸 400g

[0039] 水 500g

[0040] 上述有机羧酸的商品名称为N485，也叫三元羧酸，生产企业为合肥诺泰。是一种金属腐蚀抑制剂。

[0041] 一种铜及铜合金保护剂的制备方法，步骤如下：

[0042] ⑴先制作半成品H-01，制备方法如下：

[0043] 将水加入到在一个反应釜中，加入氢氧化钾，在搅拌下加入三元羧酸N485，并维持温度在40-50℃为2小时，停止搅拌静置24小时后使用；

[0044] ⑵在另一反应釜中，加水在搅拌下依次将乙二胺四乙酸二钠、硼砂、Corrguard SI、苯并三氮唑、半成品H-01、无水乙醇；

[0045] ⑶将反应釜内的物料均匀搅拌60-80分钟，溶液呈均匀透明液体后即为铜及铜合金保护剂成品。

[0046] 本铜及铜合金保护剂质量标准：

[0047] 外观：无色透明液体；

[0048] 比重：0.996g/ml；

[0049] pH（5%）：8.5

[0050] 本发明的作用机理：

[0051] N-485为有机羧酸，其结构式为 与氢氧化钾中和反应生成溶于水的三元羧酸钾盐且与金属的吸附力强，它含有多个N-H化学键，当其吸附到铜材表面时，分子中的N-H化学键上的氢原子被铜原子取代，形成复杂的共价键；再与铜缓蚀剂苯并三氮唑配合成膜可以进一步提高腐蚀抑制效果，尤其对铜和铜合金。Corrguard SI是铝、镀锌钢板的缓蚀剂它与苯并三氮唑也有协同增效作用。同时使膜均匀，流平好无流痕，成膜的耐蚀性更好。络合剂EDTA2Na络合水中的钙镁，用以保持产品的有效性（水质硬度高时，成膜耐蚀性降低。）

[0052] 实验证明:本发明通过多种缓蚀剂、络合剂、溶剂的复配在铜及铜合金表面形成