銅金屬表面防腐蝕處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬表面處理和表面改性技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，設(shè)及一種銅金屬表面 防腐蝕處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 銅及其合金廣泛應(yīng)用于電子、通訊、電工、輕工、機(jī)械制造、建筑和國(guó)防工業(yè)等行 業(yè)，也是不可或缺的重要金屬材料之一，但銅及其合金暴露于大氣氣氛下或者水中，很容易 發(fā)生腐蝕，造成銅資源的浪費(fèi)。
[0003] 很多表面處理工藝都可W提高銅及其合金的防腐蝕性能，其中通過(guò)自組裝方法制 備的納米薄膜有一定的效果。通常制備的具有防腐蝕性能的納米薄膜呈現(xiàn)疏水的狀態(tài)，該 樣可W有效地防止銅和水接觸，降低腐蝕幾率。但是，經(jīng)過(guò)該樣處理的銅及其合金表面變得 純化，如果要進(jìn)行后序工藝，則失去了活性部位。因此，在銅或銅合金表面，能夠開(kāi)發(fā)出同時(shí) 兼?zhèn)浞栏g和活化功能的方法變得急切。
[0004] F. Sinapi, S. Julien, D. Auguste, L. Hevesi, J. De化alle, Z. Meldialif 等發(fā)表 的《Monolayers and mixed-layers on copper towards corrosion protection》 (Electrochimica Acta, 2008, 53, 4228-4238)公開(kāi)了 3-琉基丙級(jí)=甲氧基硅烷類化合物 作為自組裝分子，在銅表面制備了納米薄膜，但是其形成的納米薄膜為非聚合薄膜狀態(tài)， 且生成的薄膜為親水性，防腐蝕性能有限。該論文繼而通過(guò)在初層納米薄膜上組裝疏水 性硅烷的方法，將其變?yōu)槭杷∧?，防腐蝕性能明顯提高；但是，該疏水的雙層薄膜失去 了繼續(xù)改性的活性位點(diǎn)，且該過(guò)程相對(duì)繁瑣復(fù)雜。Kunio Mori,Yoshihi;ro Okai,化roshi Horie, Hiroshi Yamada 等發(fā)表的《The corrosion and inhibition of copper powders》 (Corrosion Science, 1991, 32, 1237-1252)報(bào)道了在銅粉表面自組裝均S嗦二硫醇化合 物，生成該類化合物的聚合納米薄膜，防腐蝕能力極大提高；但該類聚合薄膜為疏水性官能 團(tuán)，不能夠?yàn)楹笮蚱渌に囂峁┗钚缘幕瘜W(xué)位點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種銅金屬表面防腐蝕處理方 法，即在銅金屬表面制備具有防腐蝕性能的聚合納米薄膜，該聚合納米薄膜不僅可對(duì)銅金 屬起到防腐蝕的作用，同時(shí)該制備了聚合納米薄膜的銅金屬表面還兼具活性位點(diǎn)，可為后 續(xù)的其他工藝提供活性的化學(xué)位點(diǎn)。
[0006] 為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：
[0007] 一種銅金屬表面防腐蝕處理方法，包括步驟；A、將銅金屬浸入均=嗦二硫醇硅烷 化合物的醇水混合溶液中，在所述銅金屬表面自組裝形成初層納米薄膜；B、將具有所述初 層納米薄膜的銅金屬進(jìn)行熱聚合，在所述銅金屬表面形成聚合納米薄膜。
[000引進(jìn)一步地，所述醇水混合溶液中均S嗦二硫醇硅烷化合物的濃度為1mmol/L~ lOmmol/L。
[0009] 進(jìn)一步地，所述醇水混合溶液中，醇和水的體積比為1:9~99。
[0010] 進(jìn)一步地，所述醇選自甲醇或己醇中的任意一種。
[0011] 進(jìn)一步地，所述均=嗦二硫醇硅烷化合物的結(jié)構(gòu)為：
[0012]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 銅金屬表面防腐蝕處理方法，其特征在于，包括步驟： A、 將銅金屬浸入均三嗪二硫醇硅烷化合物的醇水混合溶液中，在所述銅金屬表面自組 裝形成初層納米薄膜； B、 將具有所述初層納米薄膜的銅金屬進(jìn)行熱聚合，在所述銅金屬表面形成聚合納米薄 膜。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述醇水混合溶液中均三嗪二硫醇 硅烷化合物的濃度為lmm〇l/L~10mmol/L。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理方法，其特征在于，所述醇水混合溶液中，醇和水的體積 比為1:9~99。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的處理方法，其特征在于，所述醇選自甲醇或乙醇中的任意一 種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的處理方法，其特征在于，所述均三嗪二硫醇硅烷化合 物的結(jié)構(gòu)為：
其中，R1選自H、CH2= QOl2、恢雙73 i~IU的粒垂〒的仕葸一W，K2選自碳數(shù)為1~ 12 的烴基、CH2CH2SCH2CH2、CH 2CH2CH2SCH2CH2CH 2、CH2CH2NHCH2CH2CH 2、（CH2CH2)2NCH2CH 2CH2、 CH2CH2OCONHCH2CH2CH 2、CH2CH2NHCONHCH2CH2CH 2、（CH2CH2) 2choconhch2ch2ch2* 的任意一種，X 選自H、碳數(shù)為I~10的烴基中的任意一種，Y選自碳數(shù)為I~10的烷氧基中的任意一種， M選自H、Li、Na、K、Cs中的任意一種；η為1~3的整數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理方法，其特征在于，所述碳數(shù)為1~10的烴基選自直鏈 烴基或具有支鏈的烴基中的任意一種，所述碳數(shù)為1~10的烷氧基選自直鏈烷氧基或具有 支鏈的烷氧基中的任意一種，所述碳數(shù)為1~12的烴基選自直鏈烴基或具有支鏈的烴基中 的任意一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，在所述步驟A中，自組裝時(shí)間為 IOmin ~40min〇
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，在所述步驟B中，熱聚合的溫度為 90°C ~180°C，時(shí)間為 5min ~60min。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，將所述銅金屬浸入所述均三嗪二 硫醇硅烷化合物的醇水混合溶液中之前，需對(duì)所述銅金屬的表面進(jìn)行清潔，清潔方法具體 為： 用有機(jī)溶劑對(duì)所述銅金屬的表面進(jìn)行超聲洗滌，干燥后用濃度為1%~10%的硝酸或 硫酸溶液去除氧化膜，清洗表面后干燥。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述銅金屬包括純銅和銅合金。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種銅金屬表面防腐蝕處理方法，包括步驟：A、將銅金屬浸入均三嗪二硫醇硅烷化合物的醇水混合溶液中，在所述銅金屬表面自組裝形成初層納米薄膜；B、將具有所述初層納米薄膜的銅金屬進(jìn)行熱聚合，在所述銅金屬表面形成聚合納米薄膜。該處理方法不僅適用于純銅，同時(shí)也適用于銅合金。經(jīng)該處理方法處理后的銅金屬表面不僅可以免于腐蝕，同時(shí)還兼具活性位點(diǎn)，可進(jìn)行后續(xù)的其他工藝處理。該處理方法操作簡(jiǎn)單，且經(jīng)處理后的銅金屬表面防腐蝕效果好。
【IPC分類】C08G77-28, C23C26-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104630770
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510083568
【發(fā)明人】王亞斌, 董亞萍, 乃學(xué)瑛, 李武
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年2月16日