[发明专利]基于金属有机框架材料MOFs的铜缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明属于金属材料缓蚀剂领域，公开了一种基于金属有机框架材料MOFs的铜缓蚀剂及其制备方法，该铜缓蚀剂包括20‑40重量份的氨基苯并咪唑/Zn²⁺MOFs、30‑50重量份的分子量不超过60的小分子醇、以及10‑40重量份的极性不弱于六甲基磷酰胺的强极性有机溶剂，其中，所述氨基苯并咪唑/Zn²⁺MOFs具有如下式(I)所示的结构式。本发明通过对构成铜缓蚀剂的关键主体材料进行改进，采用氨基苯并咪唑/Zn²⁺MOFs作为主体材料，利用氨基苯并咪唑/Zn²⁺MOFs吸附基团的强疏水性、以及结构稳定的特点，能对铜单质或铜合金材料起到良好的缓蚀作用。

技术领域

本发明属于金属材料缓蚀剂领域，更具体地，涉及一种基于金属有机框架材料MOFs的铜缓蚀剂及其制备方法，该铜缓蚀剂具体是一种以金属有机框架材料MOFs为主体成份的铜缓蚀剂。

背景技术

铜以其优异的导电、导热、易加工等性能，被广泛地用作结构材料。但是，铜在使用过程中容易遭受腐蚀，特别是在含有氯离子的溶液中，极易遭受点蚀，从而导致结构破坏。在腐蚀介质中加入缓蚀剂是抑制材料腐蚀最为便捷、高效、经济的一种手段，目前在工业中得到了广泛的应用。但是铜缓蚀剂种类较少，而且大多缓蚀性能较低；而对铜缓蚀性能较好的缓蚀剂如苯并三氮唑等，具有一定的毒性，因此目前市场上急需一种缓蚀性能优越、绿色环保的铜缓蚀剂。

金属-有机骨架(MOF_S)是一类新型的晶态多孔材料，由金属离子簇、金属氧化物簇和有机连接剂配位形成规则的多孔网络。由于MOFs具有超分子性质、大比表面积、丰富的体系和杂芳基拓扑结构，因此自20世纪90年代以来，MOFs材料开创了广泛应用前所未有的机遇。由于MOFs材料沸点高、不具挥发性，因此其不具有毒性。另外，MOFs结构稳定，同时大都具有强疏水性，因此通过制备具有吸附基团的强疏水性、结构稳定的MOFs材料用作缓蚀剂，可以满足市场上对铜缓蚀剂的要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种基于金属有机框架材料MOFs的铜缓蚀剂及其制备方法，其中通过对构成铜缓蚀剂的关键主体材料进行改进，采用氨基苯并咪唑/Zn²⁺MOFs作为主体材料，利用氨基苯并咪唑/Zn²⁺MOFs吸附基团的强疏水性、以及结构稳定的特点，能对铜单质或铜合金材料起到良好的缓蚀作用。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于金属有机框架材料MOFs的铜缓蚀剂，其特征在于，包括20-40重量份的氨基苯并咪唑/Zn²⁺MOFs、30-50重量份的分子量不大于60的小分子醇、以及10-40重量份的极性不弱于六甲基磷酰胺的强极性有机溶剂，其中，所述氨基苯并咪唑/Zn²⁺MOFs具有如下式(I)所示的结构式：

按照本发明的另一方面，本发明提供了制备上述基于金属有机框架材料MOFs的铜缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以锌化物和2-氨基苯并咪唑为原料，反应生成具有如下式(I)所示的金属有机框架材料MOFs；

并且，所述原料中锌离子与2-氨基苯并咪唑两者的摩尔比满足1:2～2.6；

(2)将步骤(1)得到的所述金属有机框架材料MOFs与小分子醇、强极性有机溶剂搅拌混合，即可得到铜缓蚀剂。

作为本发明的进一步优选，所述步骤(1)中，所述反应具体为溶剂热反应；优选的，该溶剂热反应包括两个加热阶段，首先，在60～90℃下保温反应0.5～2小时；然后继续升温，在120～160℃下保温反应18～36小时；