铜金属表面防腐蚀处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属表面处理和表面改性技术领域，具体地讲，设及一种铜金属表面 防腐蚀处理方法。
【背景技术】
[0002] 铜及其合金广泛应用于电子、通讯、电工、轻工、机械制造、建筑和国防工业等行 业，也是不可或缺的重要金属材料之一，但铜及其合金暴露于大气气氛下或者水中，很容易 发生腐蚀，造成铜资源的浪费。
[0003] 很多表面处理工艺都可W提高铜及其合金的防腐蚀性能，其中通过自组装方法制 备的纳米薄膜有一定的效果。通常制备的具有防腐蚀性能的纳米薄膜呈现疏水的状态，该 样可W有效地防止铜和水接触，降低腐蚀几率。但是，经过该样处理的铜及其合金表面变得 纯化，如果要进行后序工艺，则失去了活性部位。因此，在铜或铜合金表面，能够开发出同时 兼备防腐蚀和活化功能的方法变得急切。
[0004] F. Sinapi, S. Julien, D. Auguste, L. Hevesi, J. De化alle, Z. Meldialif 等发表 的《Monolayers and mixed-layers on copper towards corrosion protection》 (Electrochimica Acta, 2008, 53, 4228-4238)公开了 3-琉基丙级=甲氧基硅烷类化合物 作为自组装分子，在铜表面制备了纳米薄膜，但是其形成的纳米薄膜为非聚合薄膜状态， 且生成的薄膜为亲水性，防腐蚀性能有限。该论文继而通过在初层纳米薄膜上组装疏水 性硅烷的方法，将其变为疏水薄膜，防腐蚀性能明显提高；但是，该疏水的双层薄膜失去 了继续改性的活性位点，且该过程相对繁琐复杂。Kunio Mori,Yoshihi;ro Okai,化roshi Horie, Hiroshi Yamada 等发表的《The corrosion and inhibition of copper powders》 (Corrosion Science, 1991, 32, 1237-1252)报道了在铜粉表面自组装均S嗦二硫醇化合 物，生成该类化合物的聚合纳米薄膜，防腐蚀能力极大提高；但该类聚合薄膜为疏水性官能 团，不能够为后序其他工艺提供活性的化学位点。
【发明内容】
[0005] 为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种铜金属表面防腐蚀处理方 法，即在铜金属表面制备具有防腐蚀性能的聚合纳米薄膜，该聚合纳米薄膜不仅可对铜金 属起到防腐蚀的作用，同时该制备了聚合纳米薄膜的铜金属表面还兼具活性位点，可为后 续的其他工艺提供活性的化学位点。
[0006] 为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
[0007] 一种铜金属表面防腐蚀处理方法，包括步骤；A、将铜金属浸入均=嗦二硫醇硅烷 化合物的醇水混合溶液中，在所述铜金属表面自组装形成初层纳米薄膜；B、将具有所述初 层纳米薄膜的铜金属进行热聚合，在所述铜金属表面形成聚合纳米薄膜。
[000引进一步地，所述醇水混合溶液中均S嗦二硫醇硅烷化合物的浓度为1mmol/L~ lOmmol/L。
[0009] 进一步地，所述醇水混合溶液中，醇和水的体积比为1:9~99。
[0010] 进一步地，所述醇选自甲醇或己醇中的任意一种。
[0011] 进一步地，所述均=嗦二硫醇硅烷化合物的结构为：
[0012]
【主权项】
1. 铜金属表面防腐蚀处理方法，其特征在于，包括步骤： A、 将铜金属浸入均三嗪二硫醇硅烷化合物的醇水混合溶液中，在所述铜金属表面自组 装形成初层纳米薄膜； B、 将具有所述初层纳米薄膜的铜金属进行热聚合，在所述铜金属表面形成聚合纳米薄 膜。
2. 根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述醇水混合溶液中均三嗪二硫醇 硅烷化合物的浓度为lmm〇l/L~10mmol/L。
3. 根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述醇水混合溶液中，醇和水的体积 比为1:9~99。
4. 根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述醇选自甲醇或乙醇中的任意一 种。
5. 根据权利要求1-4任一所述的处理方法，其特征在于，所述均三嗪二硫醇硅烷化合 物的结构为：
其中，R1选自H、CH2= QOl2、恢双73 i~IU的粒垂〒的仕葸一W，K2选自碳数为1~ 12 的烃基、CH2CH2SCH2CH2、CH 2CH2CH2SCH2CH2CH 2、CH2CH2NHCH2CH2CH 2、（CH2CH2)2NCH2CH 2CH2、 CH2CH2OCONHCH2CH2CH 2、CH2CH2NHCONHCH2CH2CH 2、（CH2CH2) 2choconhch2ch2ch2* 的任意一种，X 选自H、碳数为I~10的烃基中的任意一种，Y选自碳数为I~10的烷氧基中的任意一种， M选自H、Li、Na、K、Cs中的任意一种；η为1~3的整数。
6. 根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述碳数为1~10的烃基选自直链 烃基或具有支链的烃基中的任意一种，所述碳数为1~10的烷氧基选自直链烷氧基或具有 支链的烷氧基中的任意一种，所述碳数为1~12的烃基选自直链烃基或具有支链的烃基中 的任意一种。
7. 根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤A中，自组装时间为 IOmin ~40min〇
8. 根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤B中，热聚合的温度为 90°C ~180°C，时间为 5min ~60min。
9. 根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，将所述铜金属浸入所述均三嗪二 硫醇硅烷化合物的醇水混合溶液中之前，需对所述铜金属的表面进行清洁，清洁方法具体 为： 用有机溶剂对所述铜金属的表面进行超声洗涤，干燥后用浓度为1%~10%的硝酸或 硫酸溶液去除氧化膜，清洗表面后干燥。
10. 根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述铜金属包括纯铜和铜合金。
【专利摘要】本发明公开了一种铜金属表面防腐蚀处理方法，包括步骤：A、将铜金属浸入均三嗪二硫醇硅烷化合物的醇水混合溶液中，在所述铜金属表面自组装形成初层纳米薄膜；B、将具有所述初层纳米薄膜的铜金属进行热聚合，在所述铜金属表面形成聚合纳米薄膜。该处理方法不仅适用于纯铜，同时也适用于铜合金。经该处理方法处理后的铜金属表面不仅可以免于腐蚀，同时还兼具活性位点，可进行后续的其他工艺处理。该处理方法操作简单，且经处理后的铜金属表面防腐蚀效果好。
【IPC分类】C08G77-28, C23C26-00
【公开号】CN104630770
【申请号】CN201510083568
【发明人】王亚斌, 董亚萍, 乃学瑛, 李武
【申请人】中国科学院青海盐湖研究所
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月16日