[发明专利]一种稀土改性的用于铜及其合金的表面处理剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜及其合金的表面处理剂，特别涉及一种稀土改性的用于铜及其合金的表面处理剂及制备方法。 

背景技术

铜是人类最早接触和使用的金属材料之一，自然界中存在有单质形式的铜。早在公元前17世纪的我国黄河上游齐家文化时期，人们就掌握了冷锻和铸造红铜技术。今天，作为一种工程材料，铜及铜合金具有优异的导电、导热、加工性能和良好的耐蚀性能，又有足够的机械强度和弹性、耐磨性等，因此在电力、电器、建筑、造船、石化、能源、国防等多个工业领域有着广泛的应用。 

铜及其合金在一般介质中具有较好的耐腐蚀性能，铜的标准电极电位比氢的高，约为+0.34±0.1V。所以铜在酸性介质溶液中一般不会发生放氢的去极化作用而腐蚀。因此，铜在水中及非氧化性的酸(如盐酸)、有机酸(如醋酸、柠檬酸)和非氧化的有机化合物介质中是比较稳定的，但在含有氧化物质的潮湿大气中使用时易于被氧化，不仅影响外观质量，而且可能破坏铜及铜合金制品的使用性能，因此，在实际生产实践中，常常需要对铜及其合金制品(工件)进行适当的表面处理以提高其性能，从而满足各种功能及美观需求。 

目前铜及铜合金的表面处理方法很多，化学钝化处理法就是其中一种常用的表面处理技术，它可以很好的抑制铜及其合金的氧化变色。目前经常采用的是铬酐及重铬酸盐的钝化处理工艺虽然效果比较好，但由于钝化处理过程中的Cr⁶⁺离子对人体和环境的危害严重，且所造成的危害在短时间内难以消除，因此，禁用Cr⁶⁺的问题越来越受到人们的重视。欧盟于2000年9月在布鲁塞尔签署了一项法令(即RoHS指令)，规定从2003年1月起在相关部件中禁止使用包括Cr⁶⁺在内的六种有害物质，随后我国也对Cr⁶⁺的使用采取了相应的限制措施。 

为了替代六价铬钝化技术，目前业内正积极对铜及其合金的无铬钝化技术进行研究，其中有以Cr³⁺为主要成膜物质的低价铬钝化，但Cr³⁺对环境也存在着一定的危害性，并且在一定条件下还可能转化成危害性较大的Cr⁶⁺，所以不能成为Cr⁶⁺钝化的最佳替代方案；现有的用于铜及其合金的完全无铬处理工艺一般是单一使用苯并三氮唑(BTA)或利用它与其它几种 组份进行简单的配合使用，其处理工艺较为复杂，常常需要加温，处理时间也较长，测试结果表明，其耐蚀效果相对于传统的铬酸盐处理还很不理想，无法满足实际生产的需要。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种处理工艺简单、常温条件下能够在铜及其合金表面形成耐蚀性良好的钝化膜的稀土改性的用于铜及其合金的表面处理剂。 

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种上述稀土改性的用于铜及其合金的表面处理剂的制备方法。 

本发明为实现上述技术目的所采用的技术方案是：一种稀土改性的用于铜及其合金的表面处理剂，以体积1升计，由下列重量配比的原料组成： 

苯并三氮唑(BTA)          1-3g/L 

钼酸钠                   1-5g/L 

硅酸钠                   0.1-0.3g/L 

稀土盐                   0.3-0.6g/L 

络合剂                   10-20g/L 

磺基水杨酸               6-10g/L 

表面活性剂               0.2-0.6g/L 

pH调节剂                 微量 

余量为水。 

所述稀土盐为硝酸铈和/或硝酸镧，所述络合剂为柠檬酸，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠，所述pH调节剂为硫酸。 

一种稀土改性的用于铜及其合金的表面处理剂，其制备方法包括以下步骤： 

(1)按权利要求1的配比称取原料； 

(2)将苯并三氮唑溶于水中制得半成品处理液备用； 

(3)将钼酸钠，硅酸钠，稀土盐溶于水中，待溶解后与步骤(2)制得的半成品处理液进行混合，充分搅拌使其完全溶解，制的半成品处理液待用； 

(4)在步骤(3)中制得的半成品处理液中逐步按顺序加入络合剂、磺基水杨酸和表面活性剂，加入过程中均匀搅拌，待先加入的组分溶解后，再继续加入下一组分；