一种基于两性巯基化合物的自乳化金属防护处理液制造技术

本发明专利技术公开一种基于两性巯基化合物的自乳化金属防护处理液，所述的自乳化金属防护处理液主要由两性巯基化合物、硅烷偶联剂、中和剂组成，所述两性巯基化合物为烷基缩水甘油醚和SH

【技术实现步骤摘要】
一种基于两性巯基化合物的自乳化金属防护处理液


[0001]本专利技术属于金属表面处理领域，具体涉及一种基于两性巯基化合物的自乳化金属防护处理液及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]由于具有良好的导电、导热等性能，铜和银的块体及其镀层材料被广泛应用与电子、通讯、电工及装饰等行业。但是在铜、银制品的生产、运输和使用期间与环境中的腐蚀介质接触时，表面极易生成相应的腐蚀产物，大大地破坏其原有的电气性能以及外观，影响制品的使用。
[0003]利用分子自组装膜可以大幅提高铜和银的耐蚀性，而对其外观及导热、导电性能无明显副作用。特别是含巯基的烷烃化合物(如十八烷基硫醇、十六烷基硫醇等)由于巯基和铜、银金属间可以自发的形成化学健，而向外排列的疏水烷基可以有效的避免腐蚀介质和金属基体接触，该技术因实施简单、膜厚可控、效果显著而备受关注。十八烷基硫醇、十六烷基硫醇等含巯基的烷烃化合物良好的疏水性能也使得其在水中难以溶解，因而早期使用该类化合物主要采用有机溶剂来溶解。众所周知，多数有机溶剂都有易燃、毒性大、污染环境等缺点，因此开发水基处理液无疑具有重要的应用前景。采用外加乳化剂将含巯基的化合物强制乳化分散于水中是目前的主要方法之一，如Peng Wang等(Protection of copper corrosion by modification of dodecanethiol self
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assembled monolayers prepared in aqueous micellar solution，Electrochimica Acta,2010,55(3),878
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883)采用十六烷三甲基溴化铵作为乳化剂将十二烷基硫醇分散于水中，并利用该乳化液成功的在铜表面制备出了自组装膜；专利CN101705483A、CN101353800B则公开了利用乳化剂分散含巯基的化合物的组合物，并将其用于铜、银等保护。使用外加乳化剂，不仅分散液稳定性较差，而且大量的乳化剂的存在还会和含巯基化合物在金属表面发生竞争吸附，影响自组装膜的防护效果。通过在分子链中引入亲水基团得到能够自乳化的化合物，是当前克服外加乳化剂缺点的有效手段，如CN108559371A公开了将亲水性大分子链段引入到醇酸树脂主链上，获得了可自乳化的环氧改性的醇酸树脂，并将其应用于防腐蚀涂料。但是该方法所得膜层厚度远高于自组装膜，会显著影响金属基体的电气性能以及外观。因此如何在含巯基的化合物中引入亲水基团，获得具有自乳化效果的含巯基的化合物，是保证自组装膜优异性能并实现处理剂水性化的有效途径。
[0004]本专利技术提供了一种基于两性巯基化合物的自乳化金属防护处理液及其制备方法，以达到保留自组装膜优异性能并实现处理剂水性化的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种基于两性巯基化合物的自乳化金属防护处理液，该处理液可以分散于水中，用于铜、银金属表面可形成自组装膜，防护效果良好。
[0006]在本专利技术中解决技术问题所采用的技术方案是：构建一种两性巯基化合物，该两
性巯基化合物为烷基缩水甘油醚(其中n为11～13)和SH
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(CH2)m
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NH2(其中m为2～4)的反应产物，其中巯基(
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SH)使得该化合物通过形成化学健键合到铜、银等材料表面，R为亲水基团可使所述含巯基化合物有效分散于水中，烷烃链(CH3(CH2)
n
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)在自组装膜中朝外排列形成疏水层。
[0007]一种基于两性巯基化合物的自乳化金属防护处理液，按处理液总重量为基准包含：
[0008]两性巯基化合物：75～95％，
[0009]硅烷偶联剂：1％～5％，
[0010]中和剂：5％～15％；
[0011]所述两性巯基化合物为烷基缩水甘油醚(其中n为11～13)和SH
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(CH2)m
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NH2(其中m为2～4)的反应产物。
[0012]所述的硅烷偶联剂为缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷中的一种，可以进一步的交联两性巯基化合物中的
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OH和
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NH等基团。
[0013]作为优选，两性巯基化合物的中烷基缩水甘油醚和SH
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(CH2)
m
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NH2，以摩尔量计，用量比为0.9～1.1。
[0014]作为优选，所述的中和剂为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、乳酸、酒石酸、柠檬酸中的至少一种。
[0015]为了得到上述基于两性巯基化合物的自乳化金属防护处理液，本专利技术还提供了制备方法，其该方法具体为：
[0016](1)将所需计量的烷基缩水甘油醚和SH
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(CH2)m
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NH2混合均匀，反应一段时间；
[0017](2)反应结束后，再在搅拌下加入所需量的中和剂及硅烷偶联剂。
[0018]作为优选，反应条件为30℃～80℃下，反应1～6小时。
[0019]本专利技术用于铜、铜合金、银等金属制品的处理时，首先按总重量为基准，加水将处理液稀释；然后将处理干净的金属制品浸泡在稀释后的处理液中或将稀释后的处理液涂敷在金属制品上；一定时间后取出金属制品，冲洗干净，自然晾干。
[0020]作为优选，处理液加水稀释到0.5％～10％使用。
[0021]在分子链中引入亲水基团实现自乳化是水性涂料的常用的制备方法，但是得到的树脂都用于制备厚的涂层；而利于巯基化合物在铜、银表面形成自组装膜，以大幅提高铜和银的耐蚀性，而对其外观及导热、导电性能无明显副作用。本专利技术主要是提供一种基于两性巯基化合物的自乳化金属防护处理液，未见相应报道的，主要强调“基于两性巯基化合物的自乳化金属防护处理液”。
[0022]与现有的基于外加乳化剂的处理剂相比，本专利技术提供的基于两性巯基化合物的自乳化金属防护处理液具有以下几个优点：(1)利用两性巯基化合物的自乳化作用，避免了使用外加乳化剂所带来的负面作用；(2)制备方法及应用相对简单；(3)污染小、稳定性高，作用于铜、铜合金、银等金属制品，防护效果显著。
附图说明
[0023]图1两性巯基化合物分子结构及在金属表面自组装示意图。
具体实施方式
[0024]以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本专利技术的理解，而对其不起任何限定作用。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。除非另外说明，否则所有的分数为重量份，所有的百分比为重量百分比。
[0025]两性巯基化合物A
[0026]取十二烷基缩水甘油醚(n＝11)242g，巯基丁胺(m＝4)105g，机械搅拌，在氮气保护下加热至80℃反应1小时。
[0027]两性巯基化合物B
[0028]取十四烷基缩水甘油醚(n＝11)270g，巯基乙胺(m＝2)7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于两性巯基化合物的自乳化金属防护处理液，其特征在于，按处理液总重量为基准包含：两性巯基化合物：85～95％；硅烷偶联剂：5％～10％；中和剂：1％～5％；所述两性巯基化合物为烷基缩水甘油醚，烷基缩水甘油醚即其中n为11～13和SH
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(CH2)m
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NH2的反应产物，其中m为2～4。2.根据权利要求1所述的基于两性巯基化合物的自乳化金属防护处理液，其特征在于，所述两性巯基化合物的反应原料中烷基缩水甘油醚和SH
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(CH2)m
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NH
2，
以摩尔量计，用量比为0.9～1.1。3.根据权利要求1所述的基于两性巯基化合物的自乳化金属防护处理液，其特征在于，所述硅烷偶联剂为缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷中的一种。4.根据权利要求1所述的基于两性巯基化合物的自乳化金属防护处理液，其特征在于，所述中和剂为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、乳酸、酒石酸、柠檬酸中的至少一种。5.一种根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾泽阳，陶烨寅，陈星云，彭叔森，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：