專利名稱：多用途金屬表面保護(hù)劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬表面防護(hù)劑,具體地說是一種主要用于電器元器件或印 制線路板的表面保護(hù)劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
金屬的防腐蝕問題是一個(gè)世界性的難題，金屬被腐蝕后，在外形、色澤、電 性能以及機(jī)械性能方面都將發(fā)生變化，造成設(shè)備破壞、管道泄漏、產(chǎn)品污染、釀成燃燒或爆 炸等惡性事故以及資源和能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，使國民經(jīng)濟(jì)受到巨大的損失。據(jù)估算，世界各發(fā) 達(dá)國家每年因金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失約占其國民生產(chǎn)總值3. 5% 4. 2%，超過每年各項(xiàng) 大災(zāi)(火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)及地震等)損失的總和。為此，各國每年都投入了相當(dāng)巨大的人力、財(cái)力， 研究腐蝕機(jī)理，采取防護(hù)措施。
電器的表面保護(hù)問題同樣很重要。如構(gòu)通電路的關(guān)鍵性元件-一電連接器的表面保護(hù)，其 表面狀態(tài)是決定電接觸可靠性的重要因素。接觸件表面通常處于干摩擦狀態(tài)，非常容易磨損， 再加上受環(huán)境濕熱，鹽霧，大氣中的S02， H2S，冊(cè)2等介質(zhì)的作用，形成腐蝕物或者氧化物， 接觸電阻就會(huì)變大，從而導(dǎo)致電信號(hào)變的不穩(wěn)定或者中斷，以致造成事故。為了解決這些問 題， 一般采用三種方式， 一種是當(dāng)電接觸表面發(fā)生故障時(shí)，用易揮發(fā)的清洗劑加以清洗，去 除表面腐蝕物，這種方法只能在一定的時(shí)間里發(fā)揮作用，當(dāng)清洗劑揮發(fā)后，在電接觸表面就 會(huì)重新生成一些腐蝕物或者氧化物，從而對(duì)電接觸表面又會(huì)有新的影響，而且許多清洗劑含 有對(duì)大氣臭氧層有破壞作用的鹵族元素，應(yīng)限制它的大量使用；第二種方式是:在電接觸元器 件投入使用之前，在表面涂敷一層保護(hù)劑(分水溶型、溶劑型兩種)，從而達(dá)到防護(hù)的效果， 這種方式相對(duì)而言， 一定程度地延長了防護(hù)作用，但水溶性保護(hù)劑耐腐蝕性只能滿足低端產(chǎn)品 的要求，溶劑型保護(hù)劑雖能滿足高端產(chǎn)品耐蝕性的要求，但大部分溶劑含大氣臭氧層有破壞 作用的鹵族元素；第三種方式是，在電鍍中使用鈍化工藝，延長其耐蝕性，但大多數(shù)鈍化液中 含有重金屬鹽鉻(VI)等有害物質(zhì)，且提高耐蝕性的作用不大。由于綠色環(huán)保要求，歐盟ROHS 禁止在產(chǎn)品中使用含重金屬鉻、汞、鉛、鎘以及多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚等有害物質(zhì)，對(duì)于囪 族元素的使用也逐漸亮起紅燈，為此，尋求一種環(huán)保符合要求的保護(hù)劑，迫在眉睫
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服傳統(tǒng)表面防護(hù)中含有鹵族元素及重金屬鹽的問題，提 供一種符合環(huán)保要求且耐蝕性能好的有機(jī)溶劑型保護(hù)劑及其制備方法。
本發(fā)明之保護(hù)劑，由溶質(zhì)一-有機(jī)緩蝕劑、成膜物質(zhì)、表面活性劑和溶劑組成。有機(jī)緩蝕 劑為氮唑類、咪唑類化合物中的一種或者兩種進(jìn)行復(fù)配，所占重量比為0.1 2%;成膜物質(zhì)為含長碳鏈的蠟性物質(zhì)，所占重量比為0.5 3%;表面活性劑為垸基醚類表面活性劑，所占 的重量比為0.05 0.3%;余量為碳?xì)浠蜴湚漕愑袡C(jī)溶劑。所說的成膜物質(zhì),最好是幾種不同 熔點(diǎn)的長碳鏈蠟性物質(zhì)，即,可以通過熔點(diǎn)的不同，彌補(bǔ)各自在抗金屬表面腐蝕的不足。
本發(fā)明是這樣配制而成的
將有機(jī)緩蝕劑、成膜物質(zhì)及表面活性劑,按照一定的比例放進(jìn)容器中，并倒入生產(chǎn)量1/4 1/2的溶劑；加熱至40 50'C左右，恒溫30 40min后，進(jìn)行反應(yīng)合成。隨后冷卻至室溫， 加入剩余溶劑并繼續(xù)攪拌均勻，即可灌裝。
使用時(shí)，在潔凈干燥的工件上，浸、刷、噴涂保護(hù)劑一自然干燥一包裝一儲(chǔ)運(yùn)?？筛鶕?jù)工 件的大小及形狀可分別選擇浸、刷、噴涂三種方式進(jìn)行涂敷。
該保護(hù)劑的作用機(jī)理是
1. 保護(hù)劑主要由溶質(zhì)和溶劑組成。 溶劑是碳?xì)浠蜴湡N類溶劑。
溶質(zhì)的成分為緩蝕劑、成膜物質(zhì)及表面活性劑。有機(jī)緩蝕劑分子的緩蝕作用是通過其極 性集團(tuán)在金屬材料表面的牢固吸附，形成有效的隔離膜，從而將金屬與腐蝕介質(zhì)分開而實(shí)現(xiàn) 的(即吸附成膜機(jī)理)；成膜物質(zhì)能夠封閉金屬鍍層表面的微孔，大大降低孔隙率，減少金 屬鍍層和基體金屬間的電化學(xué)腐蝕；表面活性劑的加入使涂敷后工件的表面更加平整，均勻。
溶劑起分散溶質(zhì)的介質(zhì)作用，與溶質(zhì)一起組成均勻穩(wěn)定的混合物，當(dāng)保護(hù)劑涂覆于金屬 表面后，溶劑逐漸揮發(fā)留下溶質(zhì)，形成保護(hù)膜而起到保護(hù)作用。
2. 有機(jī)緩蝕劑
氮唑類化合物能和金屬結(jié)合成全配位體，形成致密的保護(hù)膜，能顯著增強(qiáng)金屬的抗變色 性能。
另一類咪唑啉衍生物可作為金屬腐蝕抑制劑，其分子中的氮原子數(shù)目越多，與金屬形成 的配合物越穩(wěn)定，配合物膜也越致密，在金屬表面的覆蓋率也越高，其緩蝕率也越高，防變 色能力也越強(qiáng)。
咪唑啉分子通過其五元環(huán)上的兩個(gè)氮原子與金屬表面的金屬原子鍵合，而咪唑啉分子上 的疏水基團(tuán)在金屬表面外側(cè)排列開，將介質(zhì)與金屬表面分開，好像金屬表面穿上了一件防腐 蝕"分子外衣"，使得仏0+難以接近金屬，金屬的腐蝕速度大大降低，阻止水分子與金屬表 面的接觸。同時(shí)，由于咪唑啉分子在金屬表面形成的有機(jī)吸附膜有其局部的不完整性，這也 必然導(dǎo)致金屬的局部點(diǎn)蝕，且吸附膜很容易脫附。當(dāng)與成膜物質(zhì)復(fù)配后，由于成膜物質(zhì)同樣可以在金屬表面吸附成膜，通過協(xié)同效應(yīng)，不但吸附膜的局部不完整性得到了改善，而且整 體均勻、致密，從而很好的抑制了腐蝕的發(fā)生。
3. 成膜物質(zhì)
成膜物質(zhì)一般都是含長碳鏈的蠟性物質(zhì)，可選用一種或多種不同熔點(diǎn)的蠟性物質(zhì)進(jìn)行復(fù) 配，選用熔點(diǎn)不同的蠟性物質(zhì)可以彌補(bǔ)相互之間的缺陷，能夠減少觸點(diǎn)間摩擦損耗、增強(qiáng)表 面封孔能力、潤滑性及耐磨性能，防止腐蝕性氣體侵蝕，
4. 表面活性劑
表面活性劑的加入使涂敷后工件的表面更加平整，均勻，本產(chǎn)品中的表面活性劑用垸基 醚或其它表面活性劑，也可幾種進(jìn)行復(fù)配使用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1. 顯著的提高防護(hù)能力中性鹽霧試驗(yàn)和高溫高濕等試驗(yàn)證明，經(jīng)本保護(hù)劑或封閉劑處 理的金屬或鍍層比同樣厚度不加處理的金屬或鍍層，顯著地提高了抗腐蝕能力；在二氧化硫、 硫化氫、硫化鈉、硫化鉀和自然暴露等腐蝕試驗(yàn)中，具有極佳的防變色、防腐蝕效果。
2. 良好的潤滑作用可降低金屬或鍍層表面的摩擦系數(shù)和摩擦力，動(dòng)作分離力減小，從 而抑制磨損，顯著延長了接插件、開關(guān)等電子、電氣元件的使用壽命。
3. 穩(wěn)定的電氣性能使電子、電氣元件處于潤滑保護(hù)下，從而避免或極大地減輕了操作 使用和周圍環(huán)境對(duì)其產(chǎn)生的不良影響，有效地保證了電子、電氣元件的可靠性，且不影響其 導(dǎo)電性、絕緣性、可焊性和高頻性能。
4. 簡便的使用工藝室溫下即可直接涂敷，無需配制、加熱和烘干，且無需增加大量的 設(shè)備、人員。
5. 安全、環(huán)保產(chǎn)品不燃不爆，不含重金屬絡(luò)、汞、鉛、鎘以及多溴聯(lián)苯、多溴聯(lián)苯醚 等有毒有害物質(zhì)，通過瑞士SGS檢測，符合歐盟ROHS要求。
本發(fā)明采用有機(jī)溶劑作為溶劑制備保護(hù)劑，具有良好的分散能力、滲透能力和封閉能力，
可在金屬表面形成lpm左右的半固態(tài)憎水膜，封塞金屬表面的微孔，從而防止有害氣體和其 它介質(zhì)對(duì)金屬的侵蝕，提高上述金屬抗鹽霧、抗潮濕、抗霉菌的能力，以及提高其耐各種惡 劣環(huán)境的能力。且膜層具有良好的附著力，能顯著提高潤滑性和耐磨性，不影響導(dǎo)電性，本 發(fā)明之保護(hù)劑,廣泛應(yīng)用于電子元器件或印制線路板的鎳鍍層、鋁合金導(dǎo)電氧化、鍍金、不銹 鋼、銅表面及鍍鋅層的封閉處理，在鐵基鍍鎳件上，鍍鎳5 10l^,能達(dá)到72 144h的鹽霧無腐蝕變色，在鋁合金導(dǎo)電氧化、鍍金、不銹鋼、銅表面及鍍鋅層也能提高其防鹽霧能力48 96h以上。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡單，使用方便，成本低。
具體實(shí)施方式
下面敘述兩個(gè)本發(fā)明的實(shí)施例 實(shí)施例1制備約1000公斤的保護(hù)劑。
按下述比例進(jìn)行各組分的配比有機(jī)緩蝕劑為三氮唑、油酰基咪唑啉(重量比為1:3) 1 公斤，成膜物質(zhì)為地蠟和蟲蠟(重量比為1:2) 30公斤，表面活性劑OP10為0.5公斤，余量 為968. 5公斤碳?xì)淙軇?br> 該實(shí)施例的配制過程是
1. 將上述比例的有機(jī)緩蝕劑、成膜物質(zhì)、表面活性劑和上述l/4的溶劑倒入反應(yīng)釜中；
2. 加熱至40-42。C,恒溫30-32min;
3. 冷卻至室溫后，加入剩余溶劑繼續(xù)攪拌； 4.攪拌均勻后,灌裝。
實(shí)施例2制備約1000公斤的保護(hù)劑。
按下述比例進(jìn)行各組分的配比:有機(jī)緩蝕劑為苯并三氮唑20公斤，成膜物質(zhì)為蟲蠟5公 斤，表面活性劑OP10為3公斤，余量為972公斤鏈烴溶劑。 該實(shí)施例的配制過程是
1. 將上述比例的有機(jī)緩蝕劑、成膜物質(zhì)、表面活性劑和上述l/2的溶劑倒入反應(yīng)釜中；
2. 加熱至48-50。C，恒溫38-40min;
3. 冷卻至室溫后，加入剩余溶劑繼續(xù)攪拌；
4. 攪拌均勻后，灌裝。
權(quán)利要求
1.多用途金屬表面保護(hù)劑，其特征在于，由溶質(zhì)有機(jī)緩蝕劑、成膜物質(zhì)、表面活性劑和溶劑組成，其間的配比為(a)有機(jī)緩蝕劑所占重量比為0.1～2％；(b)成膜物質(zhì)所占重量比為0.5～3％；(c)表面活性劑所占的重量比為0.05～0.3％；(d)余量為溶劑。
2. 根據(jù)權(quán)利1所述多用途金屬表面保護(hù)劑的制備方法，其特征在于,依下述步驟進(jìn)行a. 將有機(jī)緩蝕劑、成膜物質(zhì)及表面活性劑放進(jìn)容器中，并倒入生產(chǎn)量l/4 l/2的溶劑;b. 加熱至40 50。C，恒溫30 40min; C.冷卻至室溫后，加入剩余溶劑；d.攪拌均勻后，灌裝。
3. 根據(jù)權(quán)利1所述多用途金屬表面保護(hù)劑，其特征在于:所說的有機(jī)緩蝕劑，為氮唑類、 咪唑類化合物的一種或者兩種進(jìn)行復(fù)配。
4. 根據(jù)權(quán)利1所述多用途金屬表面保護(hù)劑，其特征在于所說的成膜物質(zhì)，為含長碳鏈 的蠟性物質(zhì)。
5. 根據(jù)權(quán)利l所述多用途金屬表面保護(hù)劑，其特征在于所說的表面活性劑，為烷基醚 類表面活性劑。
6. 根據(jù)權(quán)利1所述多用途金屬表面保護(hù)劑，其特征在于所說溶劑，為碳?xì)浠蜴湡N類有 機(jī)溶劑中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種主要用于電器金屬元器件的表面保護(hù)劑及其制備方法，有0.1～2％的有機(jī)緩蝕劑、0.5～3％的成膜物質(zhì)、0.05～0.3％的表面活性劑，余量為溶劑，經(jīng)混合、加熱制成。本發(fā)明采用有機(jī)溶劑作為溶劑制備保護(hù)劑，具有良好的分散能力、滲透能力和封閉能力，可在金屬表面形成1μm左右的半固態(tài)憎水膜，封塞金屬表面的微孔，從而防止有害氣體和其它介質(zhì)對(duì)金屬的侵蝕，提高金屬抗鹽霧、抗潮濕、抗霉菌的能力，以及提高其耐各種惡劣環(huán)境的能力；且由于膜層具有良好的附著力，能顯著提高潤滑性和耐磨性，而不影響導(dǎo)電性。該保護(hù)劑，廣泛應(yīng)用于電子元器件或印制線路板的鎳鍍層、鋁合金導(dǎo)電氧化、鍍金、不銹鋼、銅表面及鍍鋅層的封閉處理。本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單，使用方便，成本低。
文檔編號(hào)C23C22/02GK101514457SQ20091002182
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者仵娟娟, 軍 周 申請(qǐng)人:西安創(chuàng)聯(lián)華特表面處理技術(shù)有限責(zé)任公司