[发明专利]复匹配型铜缓蚀剂的制备及表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种金属表面处理技术领域的防腐蚀方法，具体是一种复匹配型铜缓蚀剂的制备及表面处理方法。

背景技术

铜具有优异的强度、机械加工性能、导热性、导电性、可焊接性及耐腐蚀性等，长期以来，在工业、军事及民用等各个领域均得到了广泛应用。在通常情况下，铜被列为耐腐蚀性较高的金属之一，但是在较恶劣的环境下会产生较严重的腐蚀，给其生产、使用及二次加工带来不良影响，因此研究和开发铜及铜合金缓蚀剂具有重大的意义。目前铜及其合金的缓蚀剂主要有：

无机缓蚀剂：无机盐类缓蚀剂主要用于铜在中性溶液中的缓蚀。从20世纪20年代起，砷的化合物作为铜系金属缓蚀剂开始使用。后来应用的有亚硫酸钠、硫化钠、铬酸钠等。为了保护铜不受海水和冷却水的腐蚀，也使用过硅酸盐、铬酸盐、六偏磷酸钠、偏磷酸钠和硝酸钠等作为缓蚀剂。随着工业应用和研究的不断深入，相继出现磷酸盐系列、铁盐系列和无机复配系列缓蚀剂。虽然无机缓蚀剂具有较好的缓蚀作用，但是由于在使用的过程中会产生大量的有毒物质(如Cr⁶⁺⁾和酸性废水，对环境污染较大，所以在一定的程度上限制了其发展。

有机缓蚀剂：有机缓蚀剂大多是含有N、O、S、P等极性基团或不饱和键的有机化合物，极性基团和不饱和键中的л键可进入Cu的空轨道形成配位键；而非极性基团则亲油疏水，这些有机物在铜基材表面定向吸附。特别是发生“二次化学作用”后，形成保护性的吸附膜，从而阻止水分和腐蚀性物质接近铜合金表面，起到了缓蚀作用。有机缓蚀剂种类较多，按照使用方式和化合物结构可将有机化合物类缓蚀剂进一步分为唑类缓蚀剂、聚合物膜型缓蚀剂和自组装膜型缓蚀剂三类。

但是由于这些有机物在铜表面的吸附力有限，膜层只有几十埃到几百埃的厚度，很容易划伤脱落，影响其缓释效率。而且处理之后的色泽不及无机缓蚀剂，所以没有很好的推广应用。

经过对现有技术的检索发现，中国专利申请号200710138586.8，公开号CN 101182641A，公开日2008年5月21日，记载了一种《稀土铜缓蚀剂及其表面处理工艺》，该技术涉及了稀土和BTA(苯并三氮唑)复匹配型铜缓蚀剂，但是该现有技术由于有机物的种类单一，稀土和有机物之间并没有起到最好的协同作用，缓蚀效果不是太理想，且外观形貌很难达到颜色均匀性。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种复匹配型铜缓蚀剂的制备及表面处理方法，在表面处理工艺中结合电化学处理工艺，缩短了铜表面缓蚀膜层形成的时间，提高了表面处理工艺的效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种复匹配型铜缓蚀剂，其组分及含量为：BTA：4-16g/L、2-疏基苯并噻唑：4-20g/L、混合稀土盐：2-8g/L、表面活性剂(壬基酚聚氧乙烯醚)：1-3.2g/L、柠檬酸：6-24g/L、铜络合剂(磺基水杨酸)4-10g/L，余量为水。

所述的混合稀土盐的组分为：氯化铈(CeCl₃)、氯化镧(LaCl₃)、氧化钆(Gd₂O₃)和氧化镥(Lu₂O₃)，其质量百分比为：CeCl₃∶LaCl₃∶Gd₂O₃∶Lu₂O₃＝1∶1∶1∶1或1∶1∶2∶1或1∶1∶3∶1或1∶1∶1∶2。

本发明涉及上述复匹配型铜缓蚀剂的制备方法，通过首先配置稀土盐溶液，通过首先将稀土盐混合物经双氧水溶解后得到混合稀土盐溶液，再用蒸馏水或去离子水分别溶解苯并三氮唑、2-疏基苯并噻唑、柠檬酸和铜络合剂配制出基础溶液，然后再将基础溶液和混合稀土盐溶液混合，最后经搅拌均匀后静置并过滤得到。

本发明涉及上述复匹配型铜缓蚀剂的应用方法，首先对铜试样表面进行机械抛光，达到初步抛光效果，再将铜试样表面的油污除去，然后通过酸洗的方法除去铜试样表面的氧化物，再经电化学抛光后将铜试样置于复匹配型铜缓蚀剂中，并保持溶液的温度为50-60℃不变，把铜试样作为阴极，并通以0.5-2.0mA/cm²的电流，5-10分钟后从缓蚀剂中取出，经去离子水冲洗后在空气中自然干燥，实现耐腐蚀处理。

所述的机械抛光是指：依次采用砂纸打磨和金相砂纸打磨。

所述的表面除油是指：直接用酒精或丙酮或通过化学除油的方法除去铜试样表面的油污。