专利名称：多用途金属表面保护剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种金属表面防护剂,具体地说是一种主要用于电器元器件或印 制线路板的表面保护剂及其制备方法。
背景技术：
金属的防腐蚀问题是一个世界性的难题，金属被腐蚀后，在外形、色泽、电 性能以及机械性能方面都将发生变化，造成设备破坏、管道泄漏、产品污染、酿成燃烧或爆 炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费，使国民经济受到巨大的损失。据估算，世界各发 达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3. 5% 4. 2%，超过每年各项 大灾(火灾、风灾及地震等)损失的总和。为此，各国每年都投入了相当巨大的人力、财力， 研究腐蚀机理，采取防护措施。
电器的表面保护问题同样很重要。如构通电路的关键性元件-一电连接器的表面保护，其 表面状态是决定电接触可靠性的重要因素。接触件表面通常处于干摩擦状态，非常容易磨损， 再加上受环境湿热，盐雾，大气中的S02， H2S，冊2等介质的作用，形成腐蚀物或者氧化物， 接触电阻就会变大，从而导致电信号变的不稳定或者中断，以致造成事故。为了解决这些问 题， 一般采用三种方式， 一种是当电接触表面发生故障时，用易挥发的清洗剂加以清洗，去 除表面腐蚀物，这种方法只能在一定的时间里发挥作用，当清洗剂挥发后，在电接触表面就 会重新生成一些腐蚀物或者氧化物，从而对电接触表面又会有新的影响，而且许多清洗剂含 有对大气臭氧层有破坏作用的卤族元素，应限制它的大量使用；第二种方式是:在电接触元器 件投入使用之前，在表面涂敷一层保护剂(分水溶型、溶剂型两种)，从而达到防护的效果， 这种方式相对而言， 一定程度地延长了防护作用，但水溶性保护剂耐腐蚀性只能满足低端产品 的要求，溶剂型保护剂虽能满足高端产品耐蚀性的要求，但大部分溶剂含大气臭氧层有破坏 作用的卤族元素；第三种方式是，在电镀中使用钝化工艺，延长其耐蚀性，但大多数钝化液中 含有重金属盐铬(VI)等有害物质，且提高耐蚀性的作用不大。由于绿色环保要求，欧盟ROHS 禁止在产品中使用含重金属铬、汞、铅、镉以及多溴联苯、多溴联苯醚等有害物质，对于囱 族元素的使用也逐渐亮起红灯，为此，寻求一种环保符合要求的保护剂，迫在眉睫
发明内容
本发明的目的在于，克服传统表面防护中含有卤族元素及重金属盐的问题，提 供一种符合环保要求且耐蚀性能好的有机溶剂型保护剂及其制备方法。
本发明之保护剂，由溶质一-有机缓蚀剂、成膜物质、表面活性剂和溶剂组成。有机缓蚀 剂为氮唑类、咪唑类化合物中的一种或者两种进行复配，所占重量比为0.1 2%;成膜物质为含长碳链的蜡性物质，所占重量比为0.5 3%;表面活性剂为垸基醚类表面活性剂，所占 的重量比为0.05 0.3%;余量为碳氢或链氢类有机溶剂。所说的成膜物质,最好是几种不同 熔点的长碳链蜡性物质，即,可以通过熔点的不同，弥补各自在抗金属表面腐蚀的不足。
本发明是这样配制而成的
将有机缓蚀剂、成膜物质及表面活性剂,按照一定的比例放进容器中，并倒入生产量1/4 1/2的溶剂；加热至40 50'C左右，恒温30 40min后，进行反应合成。随后冷却至室温， 加入剩余溶剂并继续搅拌均匀，即可灌装。
使用时，在洁净干燥的工件上，浸、刷、喷涂保护剂一自然干燥一包装一储运。可根据工 件的大小及形状可分别选择浸、刷、喷涂三种方式进行涂敷。
该保护剂的作用机理是
1. 保护剂主要由溶质和溶剂组成。 溶剂是碳氢或链烃类溶剂。
溶质的成分为缓蚀剂、成膜物质及表面活性剂。有机缓蚀剂分子的缓蚀作用是通过其极 性集团在金属材料表面的牢固吸附，形成有效的隔离膜，从而将金属与腐蚀介质分开而实现 的(即吸附成膜机理)；成膜物质能够封闭金属镀层表面的微孔，大大降低孔隙率，减少金 属镀层和基体金属间的电化学腐蚀；表面活性剂的加入使涂敷后工件的表面更加平整，均匀。
溶剂起分散溶质的介质作用，与溶质一起组成均匀稳定的混合物，当保护剂涂覆于金属 表面后，溶剂逐渐挥发留下溶质，形成保护膜而起到保护作用。
2. 有机缓蚀剂
氮唑类化合物能和金属结合成全配位体，形成致密的保护膜，能显著增强金属的抗变色 性能。
另一类咪唑啉衍生物可作为金属腐蚀抑制剂，其分子中的氮原子数目越多，与金属形成 的配合物越稳定，配合物膜也越致密，在金属表面的覆盖率也越高，其缓蚀率也越高，防变 色能力也越强。
咪唑啉分子通过其五元环上的两个氮原子与金属表面的金属原子键合，而咪唑啉分子上 的疏水基团在金属表面外侧排列开，将介质与金属表面分开，好像金属表面穿上了一件防腐 蚀"分子外衣"，使得仏0+难以接近金属，金属的腐蚀速度大大降低，阻止水分子与金属表 面的接触。同时，由于咪唑啉分子在金属表面形成的有机吸附膜有其局部的不完整性，这也 必然导致金属的局部点蚀，且吸附膜很容易脱附。当与成膜物质复配后，由于成膜物质同样可以在金属表面吸附成膜，通过协同效应，不但吸附膜的局部不完整性得到了改善，而且整 体均匀、致密，从而很好的抑制了腐蚀的发生。
3. 成膜物质
成膜物质一般都是含长碳链的蜡性物质，可选用一种或多种不同熔点的蜡性物质进行复 配，选用熔点不同的蜡性物质可以弥补相互之间的缺陷，能够减少触点间摩擦损耗、增强表 面封孔能力、润滑性及耐磨性能，防止腐蚀性气体侵蚀，
4. 表面活性剂
表面活性剂的加入使涂敷后工件的表面更加平整，均匀，本产品中的表面活性剂用垸基 醚或其它表面活性剂，也可几种进行复配使用。
本发明的优点在于
1. 显著的提高防护能力中性盐雾试验和高温高湿等试验证明，经本保护剂或封闭剂处 理的金属或镀层比同样厚度不加处理的金属或镀层，显著地提高了抗腐蚀能力；在二氧化硫、 硫化氢、硫化钠、硫化钾和自然暴露等腐蚀试验中，具有极佳的防变色、防腐蚀效果。
2. 良好的润滑作用可降低金属或镀层表面的摩擦系数和摩擦力，动作分离力减小，从 而抑制磨损，显著延长了接插件、开关等电子、电气元件的使用寿命。
3. 稳定的电气性能使电子、电气元件处于润滑保护下，从而避免或极大地减轻了操作 使用和周围环境对其产生的不良影响，有效地保证了电子、电气元件的可靠性，且不影响其 导电性、绝缘性、可焊性和高频性能。
4. 简便的使用工艺室温下即可直接涂敷，无需配制、加热和烘干，且无需增加大量的 设备、人员。
5. 安全、环保产品不燃不爆，不含重金属络、汞、铅、镉以及多溴联苯、多溴联苯醚 等有毒有害物质，通过瑞士SGS检测，符合欧盟ROHS要求。
本发明采用有机溶剂作为溶剂制备保护剂，具有良好的分散能力、渗透能力和封闭能力，
可在金属表面形成lpm左右的半固态憎水膜，封塞金属表面的微孔，从而防止有害气体和其 它介质对金属的侵蚀，提高上述金属抗盐雾、抗潮湿、抗霉菌的能力，以及提高其耐各种恶 劣环境的能力。且膜层具有良好的附着力，能显著提高润滑性和耐磨性，不影响导电性，本 发明之保护剂,广泛应用于电子元器件或印制线路板的镍镀层、铝合金导电氧化、镀金、不锈 钢、铜表面及镀锌层的封闭处理，在铁基镀镍件上，镀镍5 10l^,能达到72 144h的盐雾无腐蚀变色，在铝合金导电氧化、镀金、不锈钢、铜表面及镀锌层也能提高其防盐雾能力48 96h以上。本发明的生产工艺简单，使用方便，成本低。
具体实施方式
下面叙述两个本发明的实施例 实施例1制备约1000公斤的保护剂。
按下述比例进行各组分的配比有机缓蚀剂为三氮唑、油酰基咪唑啉(重量比为1:3) 1 公斤，成膜物质为地蜡和虫蜡(重量比为1:2) 30公斤，表面活性剂OP10为0.5公斤，余量 为968. 5公斤碳氢溶剂。
该实施例的配制过程是
1. 将上述比例的有机缓蚀剂、成膜物质、表面活性剂和上述l/4的溶剂倒入反应釜中；
2. 加热至40-42。C,恒温30-32min;
3. 冷却至室温后，加入剩余溶剂继续搅拌； 4.搅拌均匀后,灌装。
实施例2制备约1000公斤的保护剂。
按下述比例进行各组分的配比:有机缓蚀剂为苯并三氮唑20公斤，成膜物质为虫蜡5公 斤，表面活性剂OP10为3公斤，余量为972公斤链烃溶剂。 该实施例的配制过程是
1. 将上述比例的有机缓蚀剂、成膜物质、表面活性剂和上述l/2的溶剂倒入反应釜中；
2. 加热至48-50。C，恒温38-40min;
3. 冷却至室温后，加入剩余溶剂继续搅拌；
4. 搅拌均匀后，灌装。
权利要求
1.多用途金属表面保护剂，其特征在于，由溶质有机缓蚀剂、成膜物质、表面活性剂和溶剂组成，其间的配比为(a)有机缓蚀剂所占重量比为0.1～2％；(b)成膜物质所占重量比为0.5～3％；(c)表面活性剂所占的重量比为0.05～0.3％；(d)余量为溶剂。
2. 根据权利1所述多用途金属表面保护剂的制备方法，其特征在于,依下述步骤进行a. 将有机缓蚀剂、成膜物质及表面活性剂放进容器中，并倒入生产量l/4 l/2的溶剂;b. 加热至40 50。C，恒温30 40min; C.冷却至室温后，加入剩余溶剂；d.搅拌均匀后，灌装。
3. 根据权利1所述多用途金属表面保护剂，其特征在于:所说的有机缓蚀剂，为氮唑类、 咪唑类化合物的一种或者两种进行复配。
4. 根据权利1所述多用途金属表面保护剂，其特征在于所说的成膜物质，为含长碳链 的蜡性物质。
5. 根据权利l所述多用途金属表面保护剂，其特征在于所说的表面活性剂，为烷基醚 类表面活性剂。
6. 根据权利1所述多用途金属表面保护剂，其特征在于所说溶剂，为碳氢或链烃类有 机溶剂中的一种。
全文摘要
本发明涉及一种主要用于电器金属元器件的表面保护剂及其制备方法，有0.1～2％的有机缓蚀剂、0.5～3％的成膜物质、0.05～0.3％的表面活性剂，余量为溶剂，经混合、加热制成。本发明采用有机溶剂作为溶剂制备保护剂，具有良好的分散能力、渗透能力和封闭能力，可在金属表面形成1μm左右的半固态憎水膜，封塞金属表面的微孔，从而防止有害气体和其它介质对金属的侵蚀，提高金属抗盐雾、抗潮湿、抗霉菌的能力，以及提高其耐各种恶劣环境的能力；且由于膜层具有良好的附着力，能显著提高润滑性和耐磨性，而不影响导电性。该保护剂，广泛应用于电子元器件或印制线路板的镍镀层、铝合金导电氧化、镀金、不锈钢、铜表面及镀锌层的封闭处理。本发明生产工艺简单，使用方便，成本低。
文档编号C23C22/02GK101514457SQ20091002182
公开日2009年8月26日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者仵娟娟, 军 周 申请人:西安创联华特表面处理技术有限责任公司