紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑及其制備方法，包括以下物質(zhì)成分及其含量：主成膜劑8～12g/L；促進劑4～8g/L；稀土鹽2～4g/L；絡(luò)合劑6～10g/L；調(diào)節(jié)劑2～4g/L；余量為水；經(jīng)本發(fā)明轉(zhuǎn)化膜處理劑處理的紫銅表面與鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜處理劑處理的紫銅表面，經(jīng)浸泡腐蝕試驗、失重試驗和中性鹽霧試驗對比后，結(jié)果表明其表面轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性好于鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜處理劑處理的紫銅表面，完全可替代傳統(tǒng)的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜處理劑，同時本發(fā)明所得到的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑不含鉻酸鹽、且價格低耐蝕性好、使用方便、可實際應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。
【專利說明】紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬腐蝕與防護【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑 及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬，被廣泛地應(yīng)用于電氣、輕工、機械制造、建 筑工業(yè)、國防工業(yè)等領(lǐng)域，在中國有色金屬材料的消費中僅次于鋁。銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和 加工性能，在電氣、電子工業(yè)中應(yīng)用最廣、用量最大，占總消費量一半以上。其中紫銅在電力 的電纜、電機、母線、變壓器、開關(guān)裝置及熱交換器、管道、太陽能加熱裝置、電子配件等行業(yè) 得到了廣泛應(yīng)用。因此，銅是與人類生產(chǎn)生活息息相關(guān)的一種重要的有色金屬。
[0003] 銅的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢是正值，具有較好的耐腐蝕性能，但在遇到酸性、堿性腐蝕介質(zhì) 或在較高溫度及潮濕環(huán)境中就容易發(fā)生腐蝕和變色。為了防止銅的腐蝕和變色，采用化學(xué) 轉(zhuǎn)化膜處理是最常用的金屬防護方法。轉(zhuǎn)化膜的作用是將化學(xué)性質(zhì)活潑的金屬單質(zhì)轉(zhuǎn)變 成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的金屬化合物來提高金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性，同時金屬表面的轉(zhuǎn)化物對環(huán)境 介質(zhì)也起到了一定的隔離作用，從而提高金屬的耐蝕性能。傳統(tǒng)的金屬化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理主 要用鉻酸鹽轉(zhuǎn)化處理工藝（也稱鉻酸鈍化)，經(jīng)其處理后的金屬表面所形成的轉(zhuǎn)化膜結(jié)構(gòu)致 密，因此對金屬具有良好的防腐性能。但鉻酸鹽中含有六價鉻（Cr 6+)這種劇毒致癌物，已被 一些國家限制或禁止使用。如歐盟從2006年7月開始實施無鉻產(chǎn)品的R0HS環(huán)保法令，規(guī) 定進入歐盟市場的電子電器產(chǎn)品禁止使用六價鉻元素。我們國家也已出臺《重金屬污染綜 合防治"十二五"規(guī)劃》，對汞、鉻、鎘、鉛等重金屬進行重點防控。目前，我國重金屬對環(huán)境 污染的問題較為突出，已引起各級政府的高度關(guān)注，并對污染企業(yè)進行整治。因此，開發(fā)無 毒環(huán)保、高效低耗的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理技術(shù)，已迫在眉睫。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種不含鉻酸鹽、且價格低耐蝕性好、使用方便、 可實際應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑， 為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，包括以下物質(zhì)成分及其含量： 主成膜劑 8?12g/L 促進劑 4?8g/L 稀土鹽 2?4g/L 絡(luò)合劑 6?10g/L 調(diào)節(jié)劑 2?4g/L 余量為水。
[0005] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述主成膜劑為苯并三氮唑、3-氨基-1，2, 4-三氮唑的一 種或兩種。
[0006] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述促進劑為鑰酸鈉、鎢酸鈉的一種或兩種。
[0007] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述稀土鹽為硝酸鑭、硝酸鈰的一種或兩種。
[0008] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述絡(luò)合劑為朽1檬酸、草酸的一種或兩種。
[0009] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述調(diào)節(jié)劑為磺基水楊酸、單寧酸的一種或兩種。
[0010] 一種紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑的制備方法，包括以下制備步驟： 1) 配制1L紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，選取主成膜劑8?12g/L、促進劑4?8g/L、稀 土鹽2?4g/L、絡(luò)合劑6?10g/L、調(diào)節(jié)劑2?4g/L、余量為水，將所選取的各個組分進行溶 解后均勻混合，得到處理劑溶液； 2) 將步驟1)中所得到的處理劑溶液，加熱至45?50°C，即得到本發(fā)明的紫銅無鉻化 學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑。
[0011] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，用所得到的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑處理紫銅表面的時 間為4?5min。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明以苯并三氮唑、3-氨基-1，2, 4-三氮唑為主成膜劑。 苯并三氮唑與3-氨基-1，2, 4-三氮唑是銅的有效緩蝕劑，與銅反應(yīng)形成不溶性的絡(luò)合物轉(zhuǎn) 化膜，對銅表面起到保護作用，轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性與主成膜劑的含量有關(guān)；鑰酸鈉與鎢酸鈉可 與主成膜劑產(chǎn)生協(xié)同作用，同時參與轉(zhuǎn)化膜的形成過程，從而有助于提高轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性； 稀土鹽具有很高的活性及極強的界面吸附性，在處理劑中添加適量的稀土鹽可提高轉(zhuǎn)化膜 基底的結(jié)合力，是金屬表面的轉(zhuǎn)化膜更為致密、完整。試驗表明，稀土鹽含量不宜過高，否則 會使轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性下降；檸檬酸、草酸作為絡(luò)合劑，可以絡(luò)合銅離子，降低銅離子濃度，使 轉(zhuǎn)化膜能夠均勻分布在基底表面，提高膜層質(zhì)量；磺基水楊酸、單寧酸水溶液呈酸性，可調(diào) 節(jié)pH值，同時可與其他成膜物質(zhì)起到協(xié)同作用。本發(fā)明得到的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理 齊?，可替代含有六價鉻（Cr 6+)的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜處理劑，是一種無毒、無污染、環(huán)保型的紫銅無 鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑。傳統(tǒng)的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理液，多含有毒致癌物六價鉻（Cr 6+)，已被許多 國家禁止或限制，因此研發(fā)新一代環(huán)保型無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，已勢在必行。經(jīng)本發(fā)明 轉(zhuǎn)化膜處理劑處理的紫銅表面與鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜處理劑處理的紫銅表面，經(jīng)浸泡腐蝕試驗、 失重試驗和中性鹽霧試驗對比后，結(jié)果表明其表面轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性好于鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜處理 劑處理的紫銅表面，完全可替代傳統(tǒng)的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜處理劑。本發(fā)明轉(zhuǎn)化膜處理劑價格低、 使用方便，可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，市場前景良好。

【具體實施方式】
[0013] 下面對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被 本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0014] 一種紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，包括以下物質(zhì)成分及其含量： 主成膜劑 8?12g/L 促進劑 4?8g/L 稀土鹽 2?4g/L 絡(luò)合劑 6?10g/L 調(diào)節(jié)劑 2?4g/L 余量為水。
[0015] 所述主成膜劑為苯并三氮唑、3-氨基-1，2, 4-三氮唑的一種或兩種。
[0016] 所述促進劑為鑰酸鈉、鎢酸鈉的一種或兩種。
[0017] 所述稀土鹽為硝酸鑭、硝酸鈰的一種或兩種。
[0018] 所述絡(luò)合劑為檸檬酸、草酸的一種或兩種。
[0019] 所述調(diào)節(jié)劑為磺基水楊酸、單寧酸的一種或兩種。
[0020] 一種紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑的制備方法，包括以下制備步驟： 1) 配制1L紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，選取主成膜劑8?12g/L、促進劑4?8g/L、稀 土鹽2?4g/L、絡(luò)合劑6?10g/L、調(diào)節(jié)劑2?4g/L、余量為水，將所選取的各個組分進行溶 解后均勻混合，得到處理劑溶液； 2) 將步驟1)中所得到的處理劑溶液，加熱至45?50°C，即得到本發(fā)明的紫銅無鉻化 學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑。
[0021] 用所得到的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑處理紫銅表面的時間為4?5min。
[0022] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明以苯并三氮唑、3-氨基-1，2, 4-三氮唑為主成膜劑。 苯并三氮唑與3-氨基-1，2, 4-三氮唑是銅的有效緩蝕劑，與銅反應(yīng)形成不溶性的絡(luò)合物轉(zhuǎn) 化膜，對銅表面起到保護作用，轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性與主成膜劑的含量有關(guān)；鑰酸鈉與鎢酸鈉可 與主成膜劑產(chǎn)生協(xié)同作用，同時參與轉(zhuǎn)化膜的形成過程，從而有助于提高轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性； 稀土鹽具有很高的活性及極強的界面吸附性，在處理劑中添加適量的稀土鹽可提高轉(zhuǎn)化膜 基底的結(jié)合力，是金屬表面的轉(zhuǎn)化膜更為致密、完整。試驗表明，稀土鹽含量不宜過高，否則 會使轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性下降；檸檬酸、草酸作為絡(luò)合劑，可以絡(luò)合銅離子，降低銅離子濃度，使 轉(zhuǎn)化膜能夠均勻分布在基底表面，提高膜層質(zhì)量；磺基水楊酸、單寧酸水溶液呈酸性，可調(diào) 節(jié)pH值，同時可與其他成膜物質(zhì)起到協(xié)同作用。本發(fā)明得到的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理 齊?，可替代含有六價鉻（Cr 6+)的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜處理劑，是一種無毒、無污染、環(huán)保型的紫銅無 鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑。傳統(tǒng)的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理液，多含有毒致癌物六價鉻（Cr 6+)，已被許多 國家禁止或限制，因此研發(fā)新一代環(huán)保型無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，已勢在必行。經(jīng)本發(fā)明 轉(zhuǎn)化膜處理劑處理的紫銅表面與鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜處理劑處理的紫銅表面，經(jīng)浸泡腐蝕試驗、 失重試驗和中性鹽霧試驗對比后，結(jié)果表明其表面轉(zhuǎn)化膜的耐蝕性好于鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜處理 劑處理的紫銅表面，完全可替代傳統(tǒng)的鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜處理劑。本發(fā)明轉(zhuǎn)化膜處理劑價格低、 使用方便，可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，市場前景良好。
[0023] 實施例1 配制1L紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，用于紫銅表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理。
[0024] 取苯并三氮唑6g、3_氨基-1，2, 4-三氮唑2g、鑰酸鈉4g、硝酸鈰2g、檸檬酸6g、 單寧酸2g，余量為水，將所選取的各個組分進行溶解后均勻混合，得到處理劑溶液；將 40mmX40mmX 1mm的T2紫銅經(jīng)超聲波清洗一水洗一脫脂一水洗一拋光一水洗一酸洗一水 洗后，放入到配制好的轉(zhuǎn)化膜處理劑中，處理劑溫度為45?50°C，處理時間為4min，然后水 洗、晾干。經(jīng)轉(zhuǎn)化膜處理后的紫銅表面，膜層平整、光亮、均勻，耐硝酸點滴時間19.5s。
[0025] 實施例2 配制1L紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，用于紫銅表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理。
[0026] 取3-氨基-1，2, 4-三氮唑8g、苯并三氮唑4g、鑰酸鈉2g、鎢酸鈉2g、硝酸鑭3g、檸 檬酸4g、草酸4g、磺基水楊酸3g，余量為水，將所選取的各個組分進行溶解后均勻混合，得 到處理劑溶液；將40mmX 40mmX 1mm的T2紫銅經(jīng)超聲波清洗一水洗一脫脂一水洗一拋光一 水洗一酸洗一水洗后，放入到配制好的轉(zhuǎn)化膜處理劑中，處理劑溫度為45?50°C，處理時 間為5min，然后水洗、晾干。經(jīng)轉(zhuǎn)化膜處理后的紫銅表面，膜層平整、光亮、均勻，耐硝酸點滴 時間20s。
[0027] 實施例3 配制1L紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，用于紫銅表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理。
[0028] 取苯并三氮唑12g、鑰酸鈉6g、鎢酸鈉2g、硝酸鑭2g、硝酸鈰2g、檸檬酸5g、草酸 5g、磺基水楊酸4g，余量為水，將所選取的各個組分進行溶解后均勻混合，得到處理劑溶液； 將40mmX40mmX 1mm的T2紫銅經(jīng)超聲波清洗一水洗一脫脂一水洗一拋光一水洗一酸洗一 水洗后，放入到配制好的轉(zhuǎn)化膜處理劑中，處理劑溫度為45?50°C，處理時間為5min，然后 水洗、晾干。經(jīng)轉(zhuǎn)化膜處理后的紫銅表面，膜層平整、光亮、均勻，耐硝酸點滴時間20. 2s。
[0029] 實施例4 配制1L紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，用于紫銅表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理。
[0030] 取3-氨基-1，2, 4-三氮唑12g、鑰酸鈉7g、硝酸鑭3g、草酸10g、磺基水楊酸 2g、單寧酸2g，余量為水，將所選取的各個組分進行溶解后均勻混合，得到處理劑溶液；將 40mmX40mmX 1mm的T2紫銅經(jīng)超聲波清洗一水洗一脫脂一水洗一拋光一水洗一酸洗一水 洗后，放入到配制好的轉(zhuǎn)化膜處理劑中，處理劑溫度為45?50°C，處理時間為5min，然后水 洗、晾干。經(jīng)轉(zhuǎn)化膜處理后的紫銅表面，膜層平整、光亮、均勻，耐硝酸點滴時間20. Is。
[0031] 實施例5 配制1L紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，用于紫銅表面化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理。
[0032] 取苯并三氮唑6g、3_氨基-1，2, 4-三氮唑6g、鑰酸鈉8g、硝酸鑭4g、檸檬酸10g、 磺基水楊酸4g，余量為水，將所選取的各個組分進行溶解后均勻混合，得到處理劑溶液；將 40mmX40mmX 1mm的T2紫銅經(jīng)超聲波清洗一水洗一脫脂一水洗一拋光一水洗一酸洗一水 洗后，放入到配制好的轉(zhuǎn)化膜處理劑中，處理劑溫度為45?50°C，處理時間為5min，然后水 洗、晾干。經(jīng)轉(zhuǎn)化膜處理后的紫銅表面，膜層平整、光亮、均勻，耐硝酸點滴時間20. Is。
[0033] 以上各實施例中經(jīng)本發(fā)明轉(zhuǎn)化膜處理后的試樣與鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜處理后的試樣，經(jīng) 浸泡腐蝕試驗和中性鹽霧試驗所得對比結(jié)果，如下表所示： 表1 :不同試樣在3. 5wt. %NaCl溶液浸泡試驗中表面變化
【權(quán)利要求】
1. 一種紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，其特征在于：包括以下物質(zhì)成分及其含量： 主成膜劑 8?12g/L 促進劑 4?8g/L 稀土鹽 2?4g/L 絡(luò)合劑 6?10g/L 調(diào)節(jié)劑 2?4g/L 余量為水。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，其特征在于：所述主成膜劑為 苯并三氮唑、3-氨基-1，2, 4-三氮唑的一種或兩種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，其特征在于：所述促進劑為鑰 酸鈉、鎢酸鈉的一種或兩種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，其特征在于：所述稀土鹽為硝 酸鑭、硝酸鈰的一種或兩種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，其特征在于：所述絡(luò)合劑為檸 檬酸、草酸的一種或兩種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，其特征在于：所述調(diào)節(jié)劑為磺 基水楊酸、單寧酸的一種或兩種。
7. -種如權(quán)利要求1至6中任一項所述的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑的制備方法，其 特征在于，包括以下制備步驟 ： 配制1L紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑，選取主成膜劑8?12g/L、促進劑4?8g/L、稀土 鹽2?4g/L、絡(luò)合劑6?10g/L、調(diào)節(jié)劑2?4g/L、余量為水，將所選取的各個組分進行溶解 后均勻混合，得到處理劑溶液； 將步驟1)中所得到的處理劑溶液，加熱至45?50°C，即得到本發(fā)明的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn) 化膜處理劑。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑的制備方法，其特征在于：用所 得到的紫銅無鉻化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理劑處理紫銅表面的時間為4?5min。
【文檔編號】C23C22/40GK104099598SQ201410357496
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】錢宏彬 申請人:錢宏彬