本发明涉及表面钝化处理技术领域，具体是涉及一种铜材钝化剂及其制备、应用。
背景技术：
铜材以其优良的的性能和美丽的色泽而被广泛的应用于电子和装饰行业中，然而由于铜材的化学性能较活泼，在其生产、使用和贮运的过程中，很容易引起铜材表面变色和腐蚀，严重影响商品的外观和导电性能，为了提高其表面质量和使用寿命，因而必须进行防腐蚀处理。钝化处理法因能耗少、设备简单、容易操作等优点而被广泛使用。
传统的铜材表面钝化处理工艺主要包括无机类铬酸盐及有机类的苯并三氮唑(BTA)和巯基苯并噻唑(MBT)等。由于铬酸盐钝化处理法含六价铬，属于高毒、高污染因此这种工艺的使用受到了严格的限制。苯并三氮唑(BTA)属于有机杂环化合物，具有在铜材表面强烈吸附和络合的性质，而且本身的分子体积较大，这样比较容易在铜材表面形成致密的具有保护性的膜，起到钝化抗腐蚀的作用。目前市场上大多数铜材钝化剂都是以BTA为主配置的钝化剂，但是很容易出现黄斑、抗腐蚀能力不佳等现象。
因此，开发一种适用于铜材钝化处理的无毒、环保、抗盐雾性能优异的无铬钝化剂是市场一大需求。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种铜材无铬钝化剂及其制备和应用，该铜材无铬钝化剂具有无毒、无铬环保、抗盐雾性能优异的铜材表面钝化处理剂，制得的钝化剂可应用于黄铜或紫铜的表面钝化处理。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种铜材钝化剂，由如下重量份的原料组成：
优选地，铜材钝化剂由如下重量份的原料组成：
进一步优选地，铜材钝化剂由如下重量份的原料组成：
苯并三氮唑的分子式为C6H5N3，外观是白色针状结晶，主要作为水处理剂、金属防锈剂和缓蚀剂。广泛用于循环水处理剂，防锈油、脂类产品中，也应用于铜及铜合金的气相缓蚀剂、润滑油添加剂。在电镀中用以表面纯化银、铜、锌，有防变色作用。
润湿剂选用OP-10，它是无色至淡黄色透明粘稠液体，主要用作合成纤维油剂，漂染中的扩散剂，匀染剂，油田起泡剂，湿润剂，缓速剂，泥浆活化处理剂，近井地带处理剂，金属工业的净洗剂，农药、橡胶乳化剂等。本发明发现OP-10在铜钝化剂中，起到一定的润湿作用，有效的避免了常规BTA钝化剂的黄斑现象。
有机膦酸的作用是：有机膦酸的3d空轨道孤对电子能与铜离子形成稳定的配位化合物，同时减少水质的影响。有机膦酸选自二甲叉膦酸基甘氨酸、羟己叉基二膦酸、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷和羟基亚乙基二膦酸中的一种。
无水乙醇的作用是促进BTA的溶解，同时起到一定的挥发、快速成膜的作用。
成膜物质为高分子树脂类成膜物质，选自聚丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、聚乙烯醇树脂中的一种，在本发明中的作用是通过烘干等后续操作，与BTA一起起到协同作用，促进在铜的表面迅速成膜，从而达到优异防腐的效果。
所述铜材钝化剂的制备方法，将苯并三氮唑和无水乙醇于300-500份的水中，搅拌混合促进苯并三氮唑的溶解得到无色透明溶液；然后依次加入润湿剂、有机膦酸和成膜物质，搅拌混合，最后加入剩余的水，得到混合均匀铜材钝化剂。
所述铜材钝化剂的应用方法，常温下，将清洗干净的黄铜或紫铜投入钝化剂中进行表面钝化处理，浸泡时间为2-10min；优选地，浸泡时间为5-8min。然后采用空气流将铜材表面的残留液体吹净到无可见残留液体，放入烘道中进行烘干，促进成膜；烘干温度为70-150℃，烘干时间为5-20min，优选烘干温度80-130℃，烘干时间5-10min。
本发明引入高分子树脂类成膜物质，与BTA一起起到协同作用，通过烘干工序，促使了在铜材表面快速形成一层致密的钝化膜，达到优异的耐腐蚀性能。本发明的钝化剂形成的钝化膜其室内挂片180天不变色。
本发明的有益效果表现在：
1、本发明的铜材钝化剂具有无毒、无铬、安全环保。
2、本发明的钝化剂在常温下即可完成钝化处理，操作容易，维护简单，钝化过程不需要对钝化剂进行加热，有效的降低生产成本和减少能源损耗。
3、本发明在钝化成膜后耐腐蚀性能、抗盐雾性能优异，制得的钝化剂可应用于黄铜或紫铜的表面钝化处理。
具体实施方式
以下将结合实施例，对本发明进行较为详细的说明。但是，实施例内容仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
实施例1
铜材钝化剂的制备方法：将3份苯并三氮唑和2.5份无水乙醇于400份的水中，搅拌混合促进苯并三氮唑的溶解得到无色透明溶液；然后依次加入2份OP-10、1份二甲叉膦酸基甘氨酸和1.5份聚丙烯酸类树脂，搅拌混合，最后加入590份水，得到混合均匀铜材钝化剂。
铜材钝化剂的应用方法：常温下，将清洗干净的黄铜、紫铜投入钝化剂中进行表面钝化处理，浸泡时间为8min。然后采用空气流将铜材表面的残留液体吹净到无可见残留液体，放入烘道中进行烘干，促进成膜；烘干温度为150℃，烘干时间为5min。
实施例2
铜材钝化剂的制备方法：将0.1份苯并三氮唑和10份无水乙醇于300份的水中，搅拌混合促进苯并三氮唑的溶解得到无色透明溶液；然后依次加入10份OP-10、0.1份羟己叉基二膦酸和0.1份聚氨酯类树脂，搅拌混合，最后加入679.7份水，得到混合均匀铜材钝化剂。
铜材钝化剂的应用方法：常温下，将清洗干净的黄铜、紫铜投入钝化剂中进行表面钝化处理，浸泡时间为2min。然后采用空气流将铜材表面的残留液体吹净到无可见残留液体，放入烘道中进行烘干，促进成膜；烘干温度为80℃，烘干时间为20min。
实施例3
铜材钝化剂的制备方法：将8份苯并三氮唑和0.5份无水乙醇于500份的水中，搅拌混合促进苯并三氮唑的溶解得到无色透明溶液；然后依次加入0.5份OP-10、3份2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷和3份聚乙烯醇树脂，搅拌混合，最后加入485份水，得到混合均匀铜材钝化剂。
铜材钝化剂的应用方法：常温下，将清洗干净的黄铜、紫铜投入钝化剂中进行表面钝化处理，浸泡时间为5min。然后采用空气流将铜材表面的残留液体吹净到无可见残留液体，放入烘道中进行烘干，促进成膜；烘干温度为100℃，烘干时间为10min。
性能测试：
中性盐雾实验：参考GB/T 10125-1997测试。
测试结果可知，经过钝化处理后的紫铜进行中性盐雾测试，经过40-45小时中性盐雾实验，试样表面无锈斑、光泽度良好，经过钝化处理后的黄铜进行中性盐雾测试，经过20-25小时中性盐雾实验，试样表面无锈斑、光泽度良好。