[发明专利]一种铜酸洗绿色环保型缓蚀剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种在酸洗过程中防止、延缓金属腐蚀的缓蚀剂，更具体地说是涉及一种用于铜的绿色环保型缓蚀剂。

背景技术

铜具有良好的导电、导热、大强度和机械加工性能，可以焊接；而铜及其合金更具有优异的耐腐蚀和抗污损性能及其他特点。因此，长期以来，在工业、军事、民用等各个领域，铜和铜合金得到了广泛的应用和发展。但在含有氧或酸性以及一些能与铜生成络合物的化合物的水溶液中易发生腐蚀。近年来，随着水质污染程度的不断加深，铜及铜合金的腐蚀问题变得越来越严重。

在腐蚀介质中添加缓蚀剂是有效的防腐方法之一，苯并三唑及其衍生物是工业上防止铜和铜合金腐蚀的一种高效缓蚀剂，但是在酸性介质中它们的缓蚀效果急剧下降。同时，苯并三唑等杂环化合物的毒性较大，在使用过程往往造成对环境的不良影响。随着人类环保意识的增强，缓蚀效率高而对环境无污染的绿色缓蚀剂越来越被人们所重视。氨基酸类缓蚀剂具有无毒、易生物降解的特点，已成为绿色缓蚀剂研究开发的一个重要方面，并且氨基酸是两性电解质，其分子中同时含有胺基和羧酸根，氨基酸特殊的分子结构更引起人们的注意，因此近年来人们开始考察这类物质对金属的缓蚀作用。两种或两种以上的缓蚀剂复配使用时，和原来单独使用相比得到显著的加强的现象，称为缓蚀剂的协同效应(Eynergistic effect)。

目前氨基酸类有机物作为缓蚀剂的研究也有一些报道。但是蛋氨酸和硫酸锌复配对铜的缓蚀作用还未见报道。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种在酸洗过程中防止、延缓铜金属腐蚀的缓蚀剂。

本发明所要解决的技术方案：

一种适用与酸性环境中铜的缓蚀剂由蛋氨酸与硫酸锌混合而成，其中蛋氨酸的浓度为0～14mM，硫酸锌的浓度为0～12.5mM。

当蛋氨酸为12mM和硫酸锌为0.5mM时缓蚀剂效果最佳。

发明的有益效果：

本发明的缓蚀剂由蛋氨酸和硫酸锌复配而成，两种缓蚀剂组分复配使用后的效果优于其中任何一种缓蚀剂单一使用的效果。

电化学数据表明，加入12mM蛋氨酸和0.5mM硫酸锌缓蚀剂后铜的腐蚀电流大大降低，从51.87μA·cm^-2降到4.17μA·cm^-2，缓蚀效率约为91.96％。尤其是对0.5M HCl溶液中的铜本发明缓蚀剂的缓蚀效果最明显。

附图说明

图1，是铜电极浸在未加和添加不同浓度缓蚀剂蛋氨酸的0.5MHCl溶液中的交流阻抗图(Nyquist图)：

图2，是铜电极浸在未加和添加不同浓度缓蚀剂蛋氨酸的0.5MHCl溶液中的极化曲线图；

图3，是铜电极浸泡在含单一硫酸锌、单一蛋氨酸(12mM)及复配缓蚀剂的0.5M HCl溶液中2h后的交流阻抗图(Nyquist图)

图4，是铜电极浸泡在含单一硫酸锌、单一蛋氨酸(12mM)及复配缓蚀剂的0.5M HCl溶液中2h后的极化曲线图。

具体实施方式

通过实施例对本发明进一步解释，但并不限制本发明。

实施例1

配制溶液

将蛋氨酸、硫酸锌分别按表1配成3组不同浓度。

其中蛋氨酸(分析纯)：分子式为C₅H₁₁O₂S，白色或淡黄色结晶，能溶于水，无毒；

硫酸锌(分析纯)：分子式ZnSO₄，白色晶体，易溶于水。

表1.3组不同浓度的缓蚀剂

铜电极的制备

工作电极纯铜用环氧树脂封装，暴露面积为0.4cm²，用金相砂纸(1#，#3#，6#)逐级打磨，然后用无水乙醇进行除油，最后用去离子水冲洗干净后放入电解池(即0.5M HCl及含有不同浓度本发明的缓蚀剂溶液)。

实验测试

测试仪器：交流阻抗和极化曲线的测定仪器为PAPCM283恒电位仪，PARC1025频谱分析仪，配套软件为PARCM398，PARCM352，交流阻抗的测量频率范围10⁵～0.02Hz，交流激励信号峰值为5mV。极化曲线扫描范围为-100～+100mV，扫描速度为1mV/s。实验中采用经典的三电极体系，工作电极为铜电极，辅助电极和参比电极分别为Pt电极和饱和甘汞电极。