本发明涉及金属抗氧化技术领域，尤其涉及一种添加导电炭黑的抗静电水基黄铜抗氧化剂及其制作方法。
背景技术：
黄铜是由铜和锌所组成的合金，既具有优异的导电、导热性和易于加工成型的优点，又具有足够的机械强度、硬度和耐化学腐蚀性，常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。但在遇到酸性、碱性腐蚀介质或在较高温及高湿环境中还是容易发生氧化腐蚀和变色，严重影响外观和使用价值同时也给二次加工带来了不良的影响。目前国内外对铜及其合金表面抗氧化变色的处理工艺主要有：无机钝化成膜技术、有机缓蚀技术、稀土加入法、自组装技术及树脂涂层技术等，其中最经济、易行的方法是在黄铜表面进行钝化处理。最成熟的方法是采用重铬酸盐钝化处理，但该法在生产过程中及废液中残留的六价铬是有毒物质，许多国家已经禁止使用重铬酸盐钝化处理，因此，文献《黄铜表面富植酸钝化工艺研究》以植酸、双氧水、聚乙二醇等为主要原料制备的钝化液用于黄铜表面防锈具有重要的现实意义。
文献中采用钝化液对冷轧HAl72-2.5-1黄铜带材进行钝化处理，结果表明，富植酸钝化膜的最佳工艺条件为：钝化温度范围是35～40℃，pH值为2.5，钝化时间为60s；SEM微观形貌显示，膜层表面平整，结构致密；失重试验结果表明采用富植酸钝化处理能对合金材料起到很好的保护作用；经过12h的盐雾法试验显示采用富植酸处理的试样比采用重铬酸盐处理的试样具有更好的抗变色能力且富植酸钝化液中不含铬，废液中不会产生铬污染。
然而文献中的植酸膜在湿度较重的环境下，由于潮防湿性不佳，储存时间短，涂覆在黄铜表面进行二次加工时耐高温性能有限，在焊接过程中，无法保持长时间以及多次的高温冲击；其次文献中制得的钝化剂还存在抗氧化时间短、环保适应性差、功能单一、热稳定性差、耐候性差以及耐晒防紫外线辐射差等问题，因而限制了整体性能的提升和应用范围，有必要改进现有生产工艺和配方，制备出具有防腐、抗氧化、耐磨、防晒等功能的黄铜表面处理用抗氧化剂。
技术实现要素：
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种添加导电炭黑的抗静电水基黄铜抗氧化剂及其制作方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种添加导电炭黑的抗静电水基黄铜抗氧化剂，每升抗氧化剂由下列重量份的原料制成：50wt.%植酸15-17、30wt.%双氧水24-26、聚乙二醇11-14、六偏磷酸钠3-5、导电炭黑4-5、乙酸乙酯6-8、失水山梨醇单油酸酯1.4-1.8、十二烷基硫酸钠0.3-0.5、二甘醇胺2-4、苹果酸4-6、乙烯基三甲氧基硅烷2.6-2.8、去离子水适量。
所述的一种添加导电炭黑的抗静电水基黄铜抗氧化剂的制作方法，包括以下步骤：
（1）将导电炭黑在去离子水中混匀配制成质量百分比浓度为5-10%的悬浮液，放入40-60℃水浴中，加入苹果酸超声分散研磨6-12小时，加入乙酸乙酯超声辐照反应2-8小时，冷却至室温，过滤洗涤至中性，干燥得改性导电炭黑；
（2）将乙烯基三甲氧基硅烷与去离子水按1：3的质量比在室温下搅拌混匀后升温至80-100℃，加入二甘醇胺超声分散5-7小时，冷却至45-55℃加入植酸反应1-2小时，得改性植酸；
（3）将步骤（1）制得的改性导电炭黑研磨分散在步骤（2）制得的改性植酸水溶液中，升温至70-80℃加入失水山梨醇单油酸酯反应4-6小时，冷却；
（4）将步骤（3）物料放入反应器中，加入十二烷基硫酸钠及其他剩余成分搅拌混匀，加水至1L，于40-50℃搅拌20-60分钟，出料。
本发明的优点是：本发明以植酸、双氧水为主要成分，由于植酸分子中有24个氧原子、12个羟基和6个磷酸酯基，这些原子或基团能与金属原子和金属离子形成络合物，将植酸进行硅烷偶联剂改性后，钝化过程中未反应的磷羟基之间一方面可通过氢键或者脱水反应，连接形成高交联密度的空间网状植酸( 盐) 钝化膜，另一方面可与硅烷水解后生成的-Si-OH- 反应生成-P-O-Si-键，能与金属生成稳定的螯合物，附着在金属表面形成一层无色透明、表面平整、厚度致密均一、无微裂纹的保护薄膜有效地阻止腐蚀介质渗入金属表面，从而减缓了金属的腐蚀，将导电炭黑改性后添加到原料中，再配伍其他有效助剂制得的抗氧化剂耐高温、抗静电，将产品涂覆在黄铜表面附着力佳防锈效果好、防腐时间长、防变色能力强。
具体实施方式
一种添加导电炭黑的抗静电水基黄铜抗氧化剂，每升抗氧化剂由下列重量份的原料制成：50wt.%植酸15、30wt.%双氧水24、聚乙二醇11、六偏磷酸钠3、导电炭黑4、乙酸乙酯6、失水山梨醇单油酸酯1.4、十二烷基硫酸钠0.3、二甘醇胺2、苹果酸4、乙烯基三甲氧基硅烷2.6、去离子水适量。
所述的一种添加导电炭黑的抗静电水基黄铜抗氧化剂的制作方法，包括以下步骤：
（1）将导电炭黑在去离子水中混匀配制成质量百分比浓度为5-10%的悬浮液，放入40-60℃水浴中，加入苹果酸超声分散研磨6-12小时，加入乙酸乙酯超声辐照反应2-8小时，冷却至室温，过滤洗涤至中性，干燥得改性导电炭黑；
（2）将乙烯基三甲氧基硅烷与去离子水按1：3的质量比在室温下搅拌混匀后升温至80-100℃，加入二甘醇胺超声分散5-7小时，冷却至45-55℃加入植酸反应1-2小时，得改性植酸；
（3）将步骤（1）制得的改性导电炭黑研磨分散在步骤（2）制得的改性植酸水溶液中，升温至70-80℃加入失水山梨醇单油酸酯反应4-6小时，冷却；
（4）将步骤（3）物料放入反应器中，加入十二烷基硫酸钠及其他剩余成分搅拌混匀，加水至1L，于40-50℃搅拌20-60分钟，出料。
利用本发明制得的铜抗氧化剂具有如下技术参数：
（1）耐中性盐雾腐蚀试验：经过本发明抗氧化剂处理的黄铜其抗变色能力显著提高，8 h 后试样仍能保持合金的原色没有腐蚀斑，12 h后，试样表面仍能保持合金的原色，只有少量的腐蚀斑；
（2）将试样放入本发明产品中钝化处理60秒时试样耐硝酸点滴的耐腐蚀的时间达到最大值13秒。