[发明专利]一种铜表面硫醇类复合缓蚀膜的光控组装液及组装方法

说明书

本发明提供了一种铜表面硫醇类复合缓蚀膜的光控组装液及组装方法。所述的铜表面硫醇类复合缓蚀膜的光控组装液，其特征在于，包括二硫苏糖醇、叔丁基乙炔和溶剂。本发明根据点击化学的基本原理，在传统硫醇组装技术的基础上，通过引入炔醇，在金属表面首次实现了这种光控组装方法。这种组装方式具有无损、定向、灵敏等优点，且制备出的缓蚀膜在模拟海水中具有很好的缓蚀性能。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及了金属的防腐蚀保护技术，尤其是涉及了一种铜表面硫醇类复合缓蚀膜的光控组装方法。

背景技术

铜质热交换管因其优异的导热性和机械性能而被广泛应用于海水淡化工业。但海水中的Cl^-会在铜管上造成严重的点蚀，从而带来严重的安全隐患。因此，对铜管的防腐工作显得十分重要。缓蚀剂使用简单且不会影响金属的导热性和机械性能，在金属防护领域占有重要地位。自组装技术能够通过在金属表面建立有序的保护膜来极大地提高被保护金属的防腐性，这项技术目前已经被广泛应用于金属防护工作中，具有十分广阔的发展前景。硫醇中的巯基能够提供孤对电子，而铜离子可以为其提供空轨道，此外，铜的3d电子易与π空轨道形成反馈键，Cu-S之间具有较强的作用，使得硫醇类缓蚀剂被经常用在金属表面组装中。

申请号为CN200910019178.X的专利研究了一种金属表面防腐蚀膜的制备方法，该配方先将金属片浸入含有多巴胺的三氨基甲烷盐酸盐溶液中90h，再将金属片浸入含烷硫醇的溶液中48h，但此组装方法形成的缓蚀膜与金属基体间的结合力减弱，不利于长效的防腐。申请号为CN201110220879.7的专利在0.25V电位下对铜表面进行120s阳极氧化处理，再用十二烷基硫醇的乙醇溶液组装4h，这种表面处理方式对铜的尺寸具有特殊要求，不适合大尺寸样品的处理，而且组装缓蚀膜的稳定性较差。申请号为CN201811042744.4的专利公开了一种在铜合金表面制备超疏水薄膜的方法，该方法先将磨好的铜片放入质量浓度为7％的FeCl₃的酸性溶液中刻蚀10～50min，再放入特制的组装液中20～40min，后放入95～105℃的真空干燥箱中固化成膜，该方法对金属材质有一定的损坏，不利于金属表面性质的稳定。

在硫醇类缓蚀组装体系中，往往要依赖硫醇分子在金属表面的吸附作用。人们通过改变温度、电流、pH值等环境条件，来得到缓蚀性能优异的组装膜。但是改变温度、电流、pH值调控方法，在实际操作中成本较高，往往会对金属基底还会造成一定的损坏，导致缓蚀膜稳定性差。光调控技术具有无损、定向、灵敏等优点，但是由于传统硫醇化合物在紫外和可见光区的吸收较弱，所以实现硫醇化合物在金属表面的光控组装是一个技术难题。

发明内容

本发明目的是提供一种铜表面硫醇类复合缓蚀膜的光控组装方法及光控组装液。

为了达到上述目的，本发明提供了一种铜表面硫醇类复合缓蚀膜的光控组装方法，其特征在于，包括：

步骤1：将铜片进行打磨抛光处理；

步骤2：分别用乙醇和去离子水冲洗铜片表面2-3遍，用气流将铜片表面吹干或烘干；

步骤3：将步骤2得到的铜片放入光控组装液中，所述的光控组装液包含二硫苏糖醇(DTT)、叔丁基乙炔(TBA)和溶剂，用紫外光照射铜片表面，经过组装后，在铜表面组装出一层硫醇类复合缓蚀膜。

优选地，所述的组装时间为1～6h，温度为1～40℃，照射光源为365nm紫外光，紫外光功率为10W，组装液体积与组装铜面积之比为20～100mL/cm²。

优选地，所述的组装时间为2h，温度为25℃，照射光源为365nm紫外光，紫外光功率为10W，组装液体积与组装铜面积之比为20mL/cm²。

优选地，所述的铜片为纯铜(紫铜)、白铜、黄铜或青铜。