[发明专利]一种铜材无铬钝化剂及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及钝化剂技术领域，尤其涉及一种铜材无铬钝化剂及其应用方法。

背景技术

铜材以其优良的的性能和美丽的色泽而被广泛的应用于电子和装饰行业中，然而由于铜材的化学性能较活泼，在其生产、使用和贮运的过程中，因不可避免的接触空气中的O₂、CO₂、H₂S、SO₂及微量沉降物时，会很容易引起铜材表面变色和腐蚀，严重影响商品的外观和导电性能，为了提高其表面质量和使用寿命，因而必须进行防腐蚀处理。钝化处理法因能耗少、设备简单、容易操作等优点而被广泛使用。传统的铜材表面钝化处理工艺主要包括无机类铬酸盐及有机类的苯并三氮唑（BTA）和巯基苯并噻唑（MBT）等。由于铬酸盐钝化处理法含六价铬，属于高毒、高污染因此这种工艺的使用受到了严格的限制。

苯并三氮唑（BTA）属于有机杂环化合物，具有在铜材表面强烈吸附和络合的性质，而且本身的分子体积较大，这样比较容易在铜材表面形成致密的具有保护性的膜，起到钝化抗腐蚀的作用。南方治金学院报，第19卷第2期1998年4月《铜材钝化剂及钝化处理工艺研究》姚若浩、杨洁、窦鹏、姚湘林，报道了一种用0.1%的BTA（日本）水溶液,在温度50~60度的条件下对铜材钝化处理5min，经过处理后的铜材表面虽然抗变色能力有所提高，但抗盐雾测试和硝酸滴定测试能力却欠佳。为了弥补单一苯并三氮唑（BTA）钝化的不足，提高钝化膜的耐蚀性，采用无机或有机物复配的苯并三氮唑（BTA）体系得到了广泛的研究。表面技术，第32卷第二期 2003年4月《稀土在铜及其合金缓蚀剂中的研究》陈一胜、陈颢、李明茂介绍了在苯并三氮唑（BTA）钝化液中加入有柠檬酸及稀土盐，能够在铜材表面形成致密钝化膜。所得的钝化膜能通过1：1硝酸滴定达到20S，该技术目前的硝酸滴定时间已经突破了现有的技术效果，但其中性盐雾测试只能达到8小时。南方冶金学院报窦鹏、赵洪金、胡海涛、姚若浩，2000年6月第21卷第三期在《铜材用BTA系复配钝化剂的钝化效果及其机理研究》的报道中介绍了在苯并三氮唑（BTA）钝化液中加入无机类钼酸钠，由于钼酸钠分子体积小，易弥散于苯并三氮唑（BTA）钝化膜的缺陷处，从而使钝化膜的致密度提高达到提高抗腐蚀能力的作用。采用无机物与苯并三氮唑（BTA）复配后的钝化体系，虽然比单一的苯并三氮唑（BTA）效果要有所提高，但抗腐蚀能力仍然不及铬酸盐处理法。

综上所述，开发一种适用于铜材钝化处理的无毒、环保、简单、抗盐雾性能优异的无铬钝化剂迫在眉捷。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种铜材无铬钝化剂及其应用方法，该铜材无铬钝化剂具有无毒、无铬环保、抗盐雾性能优异的铜材表面钝化处理剂，制得的钝化剂可应用于黄铜或紫铜的表面钝化处理。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种铜材无铬钝化剂，包括以下原料，各原料在每升水中的含量为：

苯并三氮唑               0～15g

有机膦酸                 0～180g

有机羧基酸               0～30g

咪唑啉缓蚀剂             5～20g

植酸                     0～20g 

无水乙醇                 0～15g

十六烷基三甲基溴化铵     0～15g

水                       1升；

其中，所述有机膦酸为：二甲叉膦酸基甘氨酸、羟己叉基二膦酸、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷和羟基亚乙基二膦酸中的一种；

其中，所述有机羟基酸为酒石酸、柠檬酸、水杨酸的一种；

其中，所述咪唑啉缓蚀剂为油酸基咪唑啉、松香基咪唑啉、硫脲基咪唑啉中的一种。

优选地，所述苯并三氮唑与所述无水乙醇的质量比为1:1，使苯并三氮唑能与钝化剂的其他组分更好地溶解、混合，提高苯并三氮唑的溶解性。

本发明的铜材无铬钝化剂的制备方法为：分别称取上述配方量的有机膦酸、有机羟基酸、咪唑啉缓蚀剂、植酸和十六烷基三甲基溴化铵，放入到盛有500g水的容器中混合备用，再称取苯并三氮唑，用无水乙醇溶解后加入到容器中，并补足水到1L搅匀即制得无铬铜材钝化剂1L。

一种铜材无铬钝化剂，包括以下原料，各原料在每升水中的含量为：

苯并三氮唑               5～15g