專利名稱：一種用于銅表面的緩蝕組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于表面處理領(lǐng)域，尤其涉及一種用于銅表面的緩蝕組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
銅具有優(yōu)異的機(jī)械加工性能、導(dǎo)熱導(dǎo)電性、可焊接性，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的熱循環(huán)系統(tǒng)。一般情況下，銅表面耐蝕性較好；但在含氧的水、氧化性酸以及含CN\NH4+的溶液中，易形成配位離子，從而導(dǎo)致較嚴(yán)重的腐蝕。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，銅合金在冷卻水系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越多，因此對銅表面抗腐蝕性的要求也越來越高。目前，一般通過使用銅緩蝕劑抑制銅及銅合金的腐蝕。現(xiàn)有技術(shù)中常用的銅緩蝕劑主要是有機(jī)化合物(例如硫脲、醛、胺、苯酸、苯胺)及其衍生物、噻唑等雜環(huán)化合物。例如，CN101240422A中公開了采用苯并三氮唑(BTA)及其衍生物作為銅合金緩蝕劑。技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)采用兩種或多種緩蝕劑復(fù)配混合使用時(shí)，緩蝕率大大提高，例如將咪唑、噻唑、咔唑、苯胺、硫脲和三苯甲烷的衍生物進(jìn)行復(fù)配。上海電力學(xué)院的張大全教授發(fā)現(xiàn)(1)3%的NaCl溶液中苯并三氮唑(BTA)與8_羥基喹啉(HQ)對銅具有較好的緩蝕作用；(2) 2-巰基苯駢咪唑(MBI)在0. 5mol/L硫酸中與碘離子具有強(qiáng)烈的協(xié)同效應(yīng)，對銅具有良好的緩蝕效果。但是目前所采用的復(fù)配型銅緩蝕劑需要加熱后才能使用，反應(yīng)時(shí)間較長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中的銅緩蝕劑需要加熱才能使用和反應(yīng)時(shí)間較長的技術(shù)問題。本發(fā)明提供了一種用于銅表面的緩蝕組合物，所述緩蝕組合物為含有2-氨基吡啶和多聚磷酸的水溶液，所述緩蝕組合物中還含有8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉。本發(fā)明還提供了所述的用于銅表面的緩蝕組合物的制備方法，包括將2-氨基吡啶、多聚磷酸和8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉溶解于水，即可得到所述緩蝕組合物。本發(fā)明提供的緩蝕組合物中，8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉與2-氨基吡啶、多聚磷酸室溫下發(fā)生配合作用，形成致密穩(wěn)定的保護(hù)膜，該保護(hù)膜與銅表面結(jié)合力很高，從而起到保護(hù)銅層表面的作用。本發(fā)明的緩蝕組合物中，各組分在室溫下即可發(fā)生反應(yīng)，無需加熱， 反應(yīng)條件簡單，反應(yīng)時(shí)間較短。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種用于銅表面的緩蝕組合物，所述緩蝕組合物為含有2-氨基吡啶和多聚磷酸的水溶液，所述緩蝕組合物中還含有8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉。本發(fā)明的發(fā)明人意外的發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)的含有2-氨基吡啶和多聚磷酸的緩蝕劑中加入8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉后，對銅表面的緩蝕效果的得到大大提高。發(fā)明人認(rèn)為，8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉與多聚磷酸、2-氨基吡啶在銅層表面發(fā)生配合反應(yīng)，形成一種銅化合物膜，并致密地覆蓋與銅層表面，從而防止銅層被外部物質(zhì)氧化變質(zhì)的作用。本發(fā)明中，直接采用8—羥基-7-碘-5-磺基喹啉，其中碘、磺基以及喹啉基團(tuán)作為主要絡(luò)合離子與銅形成配合物，由于碘、磺基與喹啉基團(tuán)以共價(jià)鍵相連，形成配合反應(yīng)完成后得到的銅化合物為有機(jī)物整體，該銅化合物中銅與各絡(luò)合離子的結(jié)合力很強(qiáng)，從而得到的保護(hù)膜層結(jié)構(gòu)更致密穩(wěn)定。另外，磺基與銅的絡(luò)合作用很強(qiáng)，形成的配合物非常穩(wěn)定；磺基與碘、喹啉基團(tuán)具有協(xié)同效應(yīng)，使得碘、磺基、喹啉基團(tuán)與銅的絡(luò)合性更強(qiáng)，進(jìn)一步保證得到的銅化合物膜的穩(wěn)定性。本發(fā)明的緩蝕組合物中，2-氨基吡啶的含量為0. l_2g/L，多聚磷酸的含量為 0.5-5g/L，8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉的含量為0. l_5g/L。優(yōu)選情況下，2-氨基吡啶的含量為0. 5-lg/L，多聚磷酸的含量為2-3g/L，8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉的含量為l_3g/L。作為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，所述緩蝕組合物中還含有抗壞血酸、PH調(diào)節(jié)劑和PH緩沖劑。銅層表面與游離的氧分子接觸，微量銅會發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生一價(jià)銅，降低銅化合物膜層的緩蝕性?？箟难峋哂腥踹€原性，能有效抑制銅與氧分子的氧化還原反應(yīng)，從而保證本發(fā)明的緩蝕組合物具有較好的緩蝕效果。pH調(diào)節(jié)劑為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的各種pH調(diào)節(jié)劑，用于調(diào)節(jié)本發(fā)明的緩蝕組合物的PH值。pH緩沖劑與pH調(diào)節(jié)劑組合使用，防止體系的酸堿度發(fā)生較大的變化。其中，抗壞血酸的含量為0. 5-10g/L，pH調(diào)節(jié)劑的含量為l-10g/L，pH緩沖劑的含量為l_5g/L。pH 調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀，PH緩沖劑為硼酸或硼酸鹽。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的緩蝕組合物中還可含有聚乙二醇 1000。本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為，緩蝕組合物中采用聚乙二醇1000時(shí)，(1)聚乙二醇1000會強(qiáng)烈吸附到銅層表面，能有效減少氧氣與銅層的接觸；( 聚乙二醇1000能降低銅的表面張力，從而有利于銅化合物膜在銅層表面的吸附；C3)聚乙二醇1000能促進(jìn)銅層與緩蝕組合物的配合反應(yīng)的進(jìn)行，保證反應(yīng)效果，能進(jìn)一步降低反應(yīng)所需的溫度。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聚乙二醇1000的含量在優(yōu)選范圍0. 01-lg/L時(shí)，本發(fā)明的緩蝕組合物的緩蝕效果更好，反應(yīng)時(shí)間很短。本發(fā)明的用于銅表面的緩蝕組合物的制備方法，包括直接將2-氨基吡啶、多聚磷酸和8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉溶解于水即可得到。作為本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識，本發(fā)明的緩蝕組合物中還含有抗壞血酸、PH調(diào)節(jié)劑和PH緩沖劑。本發(fā)明中，只需將緩蝕組合物中的各種組分溶于水，得到含有相應(yīng)組分的水溶液即可，對于各組分的加入順序沒有特別限制。例如，可將2-氨基吡啶、多聚磷酸、 8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉、抗壞血酸、pH調(diào)節(jié)劑和pH緩沖劑一起溶解于去離子水中；也可先將抗壞血酸、PH緩沖劑、2-氨基吡啶、多聚磷酸和8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉溶解于水之后，最后加入氫氧化鈉的水溶液，混合均勻即可。作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的緩蝕組合物中還含有聚乙二醇1000。對聚乙二醇1000的加入順序也沒有限制，可與緩蝕組合物的其它組分一起溶解于水中，也可分步加入。以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步解釋說明。實(shí)施例和對比例中所采用原料均由商購得到。實(shí)施例1將抗壞血酸、硼酸、2-氨基吡啶、多聚磷酸和8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉溶于水， 配制溶液A ；再加入氫氧化鈉溶液，攪拌均勻，得到本實(shí)施例的緩蝕組合物Si，Sl中各組分含量如表1中所示。實(shí)施例2-5采用與實(shí)施例相同的步驟制備緩蝕組合物S2-S5，各組分含量如表1中所示。表 權(quán)利要求
1.一種用于銅表面的緩蝕組合物，所述緩蝕組合物為含有2-氨基吡啶和多聚磷酸的水溶液，其特征在于，所述緩蝕組合物中還含有8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩蝕組合物，其特征在于，2-氨基吡啶的含量為0.l_2g/L，多聚磷酸的含量為0. 5-5g/L，8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉的含量為0. l_5g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的緩蝕組合物，其特征在于，所述緩蝕組合物中還含有抗壞血酸、PH調(diào)節(jié)劑和pH緩沖劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的緩蝕組合物，其特征在于，抗壞血酸的含量為0.5-10g/L，pH 調(diào)節(jié)劑的含量為l_10g/L，pH緩沖劑的含量為l-5g/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的緩蝕組合物，其特征在于，pH調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀， PH緩沖劑為硼酸或硼酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的緩蝕組合物，其特征在于，所述緩蝕組合物中還含有聚乙二醇 1000。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的緩蝕組合物，其特征在于，聚乙二醇1000的含量為0.01-lg/L。
8.權(quán)利要求1所述的用于銅表面的緩蝕組合物的制備方法，包括將2-氨基吡啶、多聚磷酸和8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉溶解于水，即可得到所述緩蝕組合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括加入抗壞血酸、pH調(diào)節(jié)劑和pH緩沖劑并溶解均勻的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括加入聚乙二醇1000并溶解均勻的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于銅表面的緩蝕組合物，所述緩蝕組合物為含有2-氨基吡啶和多聚磷酸的水溶液，所述緩蝕組合物中還含有8-羥基-7-碘-5-磺基喹啉。本發(fā)明提供的用于銅表面的緩蝕組合物，在室溫下發(fā)生配合作用，形成致密穩(wěn)定的保護(hù)膜，從而防止銅表面被腐蝕，反應(yīng)條件簡單，反應(yīng)時(shí)間較短。
文檔編號C23F11/167GK102345129SQ20101024034
公開日2012年2月8日 申請日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者韋家亮 申請人:比亞迪股份有限公司