一种金属抗氧化剂及其在铜线生产中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种金属抗氧化剂及其在铜线生产中的应用。该金属抗氧化剂包括如下质量分数的组分：5~15%聚乙烯醇、0.5~3%乳化剂OP

【技术实现步骤摘要】
一种金属抗氧化剂及其在铜线生产中的应用


[0001]本专利技术涉及金属表面处理
，尤其涉及一种金属抗氧化剂及其在铜线生产中的应用。

技术介绍

[0002]金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，化学腐蚀是指金属表面与腐蚀介质(如氧气、水、酸等)直接发生化学反应引起的金属腐蚀。通常情况下金属的化学腐蚀是在高温的气体如二氧化硫、硫化氢、卤素和蒸汽等非电解质溶液中进行的，使金属表面原子和氧化剂直接发生反应而产生腐蚀产物，这个过程中无电流产生；电化学腐蚀是介质与金属的相互作用被分为两个独立的共轭反应，阳极过程是金属原子直接转移到溶液中形成水合金属离子或溶剂化金属离子，另一个共扼的阴极过程是留在金属内的过量电子被溶液中的电子接受体或去极化剂所接受而发生还原反应，这个过程中有电流的产生。可见，金属暴露在腐蚀介质中，很容易发生氧化。
[0003]随着电线电缆行业的迅猛发展和各种电子元器件规模化生产的普，逐渐兴起了铜线生产技术。其中，铜细线产品作为信号、电流的传输介质，在输送电能、传递信息和实现各种电机、仪器、仪表电磁能量转换中是不可或缺的基础性器材，但是在对铜线生产技术的探究中，发现存在铜线氧化斑点问题，直接影响产品的后续加工性能。根据铜线氧化现象和原因，将常见氧化问题分为黑线氧化、发红氧化、斑点氧化与间断性发红氧化。在铜线退火过程中，由于退火冷却水流量过大，造成铜线表面带水，导致铜线氧化，同时也会因退火电流过大，冷却液流量少，导致铜线过烧发红，收线端温度过高，发生发红氧化。退火室如果含有油污，且未将油污清洁干净，会因在开机启动段油污被线表带出，经过吹干模和镍筒加热后，使油污干透附着在线表，造成一段黑线被氧化。除此以外，如果烧炖液日常维护效果较差，导致烧炖液中含有大量油污，附着在铜线表上，导致线表上有一块块大黑斑，使每根铜单丝上带有明显的斑点。目前行业内使用的铁轴大部分是镀锌铁轴，铁轴内侧焊接口在镀锌后有残留电镀液，并丝收线过程中温度较高，电镀液蒸发甩出后形成的酸性气体腐蚀铜线，造成发黑氧化。为此，需对铜进行相应的抗氧化防护措施。
[0004]金属表面氧化问题可以通过各种抗氧化剂对金属表面进行处理。金属抗氧化剂也可称为金属缓蚀剂、金属防锈剂，根据其改变金属表面状态可分为3种，一种是其直接或间接氧化金属，在金属表面形成氧化膜，使金属处于钝化状态，减慢金属的腐蚀速率，抑制腐蚀过程，以达到保护金属的目的，这种直接或间接氧化金属，在金属表面形成的氧化膜厚度通常为5~10nm，与金属结合牢固，在金属表面排列紧密，缓蚀效果良好；另一种是与氧化介质或者腐蚀介质中的离子发生反应，在金属表面形成防氧化或腐蚀的沉淀膜，从而达到保护金属的目的，该沉淀膜厚度可达几十到几百纳米，但与金属结合不牢固，效果一般；还有一种是吸附在金属表面，在金属表面形成吸附膜，从而保护金属，这类物质是通过吸附在金属表面形成吸附膜后，由于自身的特殊性质，再将金属表面与水隔开，来抑制金属氧化或腐蚀，缓蚀效果良好。为有效的防护金属不被氧化或腐蚀，人们研究出了多种抗氧化剂。
[0005]公开号为CN114736729A的中国专利申请公开了一种环保型水基防锈剂及其制备方法，该防锈剂制备方法如下：S1、将有机酸和十二烷基苯磺酸钠进行混合、搅拌；S2、将有机胺加入到步骤S1得到的混合物中进行搅拌；S3、将缓蚀剂、渗透剂、杀菌剂、消泡剂加入到步骤S2得到的混合物中用去离子水进行超声分散，然后进行加热、搅拌，然后冷却至室温，得到环保型水基防锈剂。同时专利技术人发现，将有机酸跟十二烷基苯磺酸钠先进行混合后，然后再混合有机胺，可以提高防锈剂的防锈效果。但是防锈剂的抗酸腐蚀和高温抗氧化性能均不佳。
[0006]公开号为CN105239067B的专利技术专利公开了一种环保型金属高温淬火防锈剂及其制备方法，该防锈剂由以下质量百分比原料制成：钼酸盐1.5％~5％，锌盐4.0~10％，烷醇酰胺2~5％，丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羟丙酯三元共聚物5~10％，余量为水。其中丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羟丙酯共聚物三元共聚物中三者的质量比为40:25:35。该防锈剂是一种高温水基防锈剂，可使金属在高温下快速浸润生成保护膜，潮湿和高温下都能保持长时间不锈蚀。但该防锈剂的抗酸腐蚀效果不佳。

技术实现思路

[0007]有鉴于现有技术中存在的抗氧化性和抗酸腐蚀效果不佳的问题，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种抗氧化性、抗酸腐蚀性好的金属抗氧化剂，同时将该金属抗氧化剂应用到铜线生产中，能有效预防铜线氧化发黑。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了一种金属抗氧化剂，其特征在于，包括如下质量百分比组分：5~15%聚乙烯醇、0.5~3%乳化剂OP
‑
10、3~15%三乙醇胺、10~50%金属抗氧化助剂、0.2~1.5%羟甲基纤维素钠、3~10% 2
‑
氨基
‑6‑
甲砜基苯并噻唑、0.2~1.5%油酸、余量为水。
[0009]所述金属抗氧化剂的制备方法如下：将聚乙烯醇、三乙醇胺、油酸、2
‑
氨基
‑6‑
甲砜基苯并噻唑、水混合，在50~70℃以300~500转/分钟搅拌45~90分钟，冷却至20~30℃，加入乳化剂OP
‑
10、金属抗氧化助剂、羟甲基纤维素钠，继续以300~500转/分钟搅拌30~60分钟，得到金属抗氧化剂。
[0010]所述金属抗氧化助剂制备方法如下，以重量份计：将2~10份硅酸锂、10~35份水混合，以300~500转/分钟搅拌15~25分钟，加入30~60份抗氧改性共聚物、5~20份异氰酸酯三聚体在70~80℃以300~500转/分钟搅拌2~5小时，得到金属抗氧化助剂。
[0011]优选的，所述抗氧改性共聚物制备方法如下，以重量份计：步骤1、将15~30份2
‑
氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙醇在90~105℃以300~500转/分钟搅拌20~45分钟；再加入75~116份绿原酸、1~2.5份4
‑
二甲胺吡啶，以3~8℃/分钟升温至110~130℃，继续以300~500转/分钟搅拌10~14小时，冷却至20~30℃，得到初抗氧助剂；步骤2、将15~30份聚琥珀酰亚胺、8~25份步骤1制备的初抗氧助剂和水混合，在50~70℃以300~500转/分钟搅拌4~8小时，再加入浓度为2~3mol/L氢氧化钠水溶液，继续在50~70℃以300~500转/分钟搅拌16~20小时，用浓度为0.3~0.8mol/L盐酸调pH为7~8，得到混合溶液A，将混合溶液A以15~25mL/min速度滴加到无水乙醇中，静置3~6小时，过滤，收集固体，70~90℃真空干燥6~10小时，得到抗氧改性共聚物。
[0012]优选的，所述步骤2中初抗氧助剂与水的质量体积比为1:6~10g/mL。
[0013]优选的，所述步骤2中水、氢氧化钠水溶液、无水乙醇体积比为1~8:1~3:10~50。
[0014]优选的，所述过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属抗氧化剂，其特征在于，包括如下质量百分比组分：5~15%聚乙烯醇、0.5~3%乳化剂OP
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10、3~15%三乙醇胺、10~50%金属抗氧化助剂、0.2~1.5%羟甲基纤维素钠、3~10% 2
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氨基
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甲砜基苯并噻唑、0.2~1.5%油酸、余量为水；所述金属抗氧化助剂制备方法如下，以重量份计：将2~10份硅酸锂、10~35份水混合，以300~500转/分钟搅拌15~25分钟，加入30~60份抗氧改性共聚物、5~20份异氰酸酯三聚体在70~80℃以300~500转/分钟搅拌2~5小时，得到金属抗氧化助剂。2.如权利要求1所述的一种金属抗氧化剂，其特征在于，所述金属抗氧化剂制备方法如下：将聚乙烯醇、三乙醇胺、油酸、2
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氨基
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甲砜基苯并噻唑、水混合，在50~70℃搅拌45~90分钟，冷却至20~30℃，加入乳化剂OP
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10、金属抗氧化助剂、羟甲基纤维素钠，继续以300~500转/分钟搅拌30~60分钟，得到金属抗氧化剂。3.如权利要求1所述的一种金属抗氧化剂，其特征在于，所述抗氧改性共聚物制备方法如下：步骤1、将2
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氨基
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甲基
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丙醇在90~105℃搅拌20~45分钟；再加入绿原酸、4
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二甲胺吡啶，升温至110~130℃，继续搅拌10~14小时，冷却至20~30℃，得到初抗氧助剂；步骤2、将聚琥珀酰亚胺、步骤1制备的初抗氧助剂、水混合，在50~70℃搅拌4~8小时，再加入浓度为2~3mol/L氢氧化钠水溶液，继续在50~70℃搅拌16~20小时，用浓度为0.3~0.8mol/L盐酸调pH为7~8，得到混合溶液A，将混合溶液A滴加到无水乙醇中，静置3~6小时，过滤，收集固体，真空干燥6~10小时，得到抗氧改性共聚物。4.如权利要求1所述的一种金属抗氧化剂，其特征在于，所述抗氧改性共聚物制备方法如下，以重量份计：步骤1、...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓，姚聪，钱伟，
申请(专利权)人：无锡市明星精密线材有限公司，
类型：发明
国别省市：