专利名称：白铜b30防腐蚀方法
技术领域：
本发明涉及金属材料腐蚀与防护技术领域，更具体的说是涉及一种白铜B30的防 腐蚀方法。
背景技术：
在金属基体上构建疏水表面是近年来表面防护技术的一个新兴领域。白铜B30因 其优异的使用性能和工艺性能而被广泛应用于各类舰船的冷凝器管、海水淡化处理设备的 管道系统及滨海发电厂的热交换器等。然而铜由于表面能较高，水分子易吸附聚集，在不同 应用环境中随着时间的延长会产生不同程度的腐蚀，给生产、生活带来严重的经济损失，在 表面制备一层具有疏水性能的保护膜是一种简便有效防止腐蚀发生的途径。疏水表面用于 金属材料上，可以起到自清洁、抑制表面腐蚀和表面氧化以及降低摩擦系数的效果。疏水性 是固体表面的重要特性之一，通常用液体在固体表面的接触角来表征。通过一定的方法使 金属表面由亲水转变为疏水甚至超疏水态，在金属防腐蚀领域以及现实生产生活中具有重 要的应用价值和广阔的应用前景。缓蚀剂也是一种常用的防腐蚀措施，在腐蚀环境中加入少量的缓蚀剂就能和金属 表面发生物理化学作用，从而显著降低金属材料的腐蚀。缓蚀剂在使用中无需专门设备、无 需改变金属构建的性质，具有经济、适应性强等优点，因而被广泛用于工业各过程的腐蚀与 防护。随着社会进步和人类环保意识的增强，缓蚀剂的开发和应用越来越受环境保护的重 视，无毒无公害、可生物降解、绿色化和环境友好性成为其发展趋势。目前，金属疏水表面的制备法存在设备和药品昂贵、加工时间长、操作复杂等不 足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是通过一种简单有效的疏水处理方法在白铜B30的 金属表面获得疏水性耐腐蚀表面，再联合应用缓蚀剂防腐，从而提高白铜B30的耐腐蚀性。本发明的技术方案一种白铜B30的防腐蚀方法，包括下列步骤(1)配置浓度为3 10% H2O2水溶液和0. 05 2%硬脂酸乙醇溶液，将清洁处理 后的白铜B30依次浸入浓度为3 10% H202水溶液15 60min和0. 05 2%硬脂酸乙 醇溶液中10 60min，在铜基材上获得具有疏水性的耐腐蚀性表面；(2)经上述步骤处理的白铜B30与浓度为0. 02 0. 2g/L的Na2WO4缓蚀剂复合使 用。一种白铜B30的防腐蚀方法，包括下列步骤(1)将清洁处理后的白铜B30在浓度为5% H2O2溶液中浸泡30min，然后再浓度为 0. lmol/L的硬脂酸乙醇溶液中浸泡30min，在铜基材上获得具有疏水性的耐腐蚀性表面；(2)经上述步骤处理的白铜B30与浓度为0. lg/L的Na2WO4缓蚀剂复合使用。本发明的有益效果本发明无需昂贵设备和药品，成本低廉、工艺简单、加工时间短，安全可靠，而且环境友好、无污染。本发明处理过的白铜表面具有明显的疏水性，其与水 的接触角达到113.82°，电化学测试表明经疏水处理后白铜B30的极化电阻大大增大，腐 蚀电流大大减小，再与钨酸钠联合使用后缓蚀效率可达88. 85%，耐腐蚀性显著提高。本发 明可广泛应用在电力、造船、机械、建筑等国民生产生活的重要部门，有广阔的实用价值。
图1，不同时间5% H2O2氧化后经0. lmol/L硬脂酸溶液中处理Ih的白铜B30电极 分别在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist图；图2，不同浓度H2O2氧化30min后经0. lmol/L硬脂酸溶液中处理Ih的白铜B30电 极分别在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist图；图3，5%吐02氧化301^11后经不同时间0. lmol/L硬脂酸溶液中处理的白铜B30电 极分别在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist图；图4，5% H2O2氧化30min后经不同浓度硬脂酸溶液中处理30min的白铜B30电极 分别在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist图；图5，未处理与最佳方案疏水处理后的白铜B30电极分别在3% NaCl溶液中浸泡 30min 后的 Nyquist 图；图6，未处理与最佳方案疏水处理后的白铜B30电极分别在3% NaCl溶液中浸泡 30min后的极化曲线图；图7，未疏水处理白铜B30电极在不同浓度Na2WO4的3% NaCl溶液中浸泡30min 后的极化曲线图；图8，经疏水处理白铜B30电极在不同浓度Na2WO4的3% NaCl溶液中浸泡30min 后的Nyquist图。图9，不同防腐方法白铜B30电极在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist10，不同防腐方法白铜B30电极在3% NaCl溶液中浸泡30min后的极化曲线图
具体实施例方式下面通过实施例和附图对本发明进行进一步阐述一种白铜B30的防腐蚀方法， 包括下列步骤(1)配置浓度为3 10% H2O2水溶液和0. 05 2%硬脂酸乙醇溶液，将清洁处理 后的白铜B30依次浸入浓度为3 10% H202水溶液15 60min和0. 05 2%硬脂酸乙 醇溶液中10 60min，在铜基材上获得具有疏水性的耐腐蚀性表面；(2)经上述步骤处理的白铜B30与浓度为0. 02 0. 2g/L的Na2WO4缓蚀剂复合使 用。一种更优化的白铜B30的防腐蚀方法，包括下列步骤(1)将清洁处理后的白铜B30在浓度为5% H2O2溶液中浸泡30min，然后再浓度为 0. lmol/L的硬脂酸乙醇溶液中浸泡30min，在铜基材上获得具有疏水性的耐腐蚀性表面；(2)经上述步骤处理的白铜B30与浓度为0. lg/L的Na2WO4缓蚀剂复合使用。1材料与试剂电化学测试和接触角测试由相同白铜B30材料制得，电化学测试用电极由环氧树脂密封制成，工作面积为Icm2，接触角测试不用密封，其他处理过程相同。H2O2溶液、Na2WO4溶液和NaCl溶液均用去离子水配制，硬脂酸溶液由无水乙醇配 制。2防腐处理(1)疏水处理白铜B30合金经0 10% H2O2水溶液和0 2%硬脂酸乙醇溶液依 次浸泡0 60min后，在铜合金表面获得疏水性耐腐蚀表面，经无水乙醇冲洗后风干备用。(2)缓蚀剂防腐将未经处理和疏水处理后的铜合金置于含不同浓度Na2W04&3% NaCl溶液中稳定30分钟后进行测试。3测试方法接触角测试用德国KRUSS公司生产的K100-MK2全能张力仪测定未经处理和经疏水处理的电 极与水的接触角电化学测试采用经典的三电极体系，工作电极为白铜B30电极。所用的辅助电极均为钼电极， 参比电极均为饱和甘汞电极(SCE)，本发明所示电位均相对于饱和甘汞电极。电极在电解池 内稳定30min后进行电化学测试。电化学测定所用设备采用上海晨华电化学工作站CHI660C，交流阻抗测量频率范 围为100. OOkHz 50. OOmHz，交流激励信号为10mV，极化曲线的扫描速率为lmV/s。附图1为不同时间5% H2O2氧化后经0. lmol/L硬脂酸溶液中处理Ih的白铜B30 电极分别在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist图，其中曲线1、曲线2、曲线3、曲线4 和曲线5分别表示5% H2O2氧化时间为Omin (接触角85. 67° )、15min(接触角105.25° )、 30min(接触角 113. 82° )、45min (接触角 103. 63° )、60min (接触角 99. 92° )的 Nyquist 图。用阻抗值的高低来判断耐腐蚀性能的好坏，阻抗值越大说明其对金属的缓蚀性能越好。 由图1可知30min5% H2O2氧化的阻抗值比其他时间都大，说明在5% H2O2中浸泡半小时铜 表面氧化膜的生成情况较好，有利于其与硬脂酸反应在铜表面生成一层疏水层。接触角测 试也表明30min 5% H2O2氧化后经0. lmol/L硬脂酸溶液中处理Ih的白铜B30表面的接触 角最大，为113.82°。而未经双氧水氧化的白铜B30其接触角与阻抗数值皆小于经双氧水 氧化的白铜B30，说明双氧水能氧化白铜表面，有利于硬脂酸的化学修饰。附图2为不同浓度H2O2氧化30min后经0. lmol/L硬脂酸溶液中处理Ih的白铜 B30电极分别在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist图，其中曲线1、曲线2、曲线3、曲 线4和曲线5分别表示H2O2浓度为0(接触角84. 23° )、3% (接触角99. 55° )、5% (接 触角 113. 82° )、7· 5% (接触角 101.78° )、10% (接触角 104. 50° )的 Nyquist 图。由 图2可知H2O2浓度在5%时阻抗值最高，其对应的接触角也最大。附图3为5% H2O2氧化30min后经不同时间0. lmol/L硬脂酸溶液中处理的白铜 B30电极分别在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist图，其中曲线1、曲线2、曲线3、 曲线4和曲线5分别表示0. lmol/L硬脂酸溶液中处理时间为0min(接触角80.71° )、 IOmin(接触角 109. 04° )、30min(接触角 113. 82° )、45min(接触角 108. 01° )、60min(接 触角 110. 19° )的 Nyquist 图。由图 3 可知 5% H2O2 氧化 30min 后经 30min 0. lmol/L 硬 脂酸溶液中处理的白铜B30电极阻抗值最大，对应的接触角也最大。附图4为5% H2O2氧化30min后经不同浓度硬脂酸溶液中处理30min的白铜B30 电极分别在3% NaCl溶液中浸泡30min后的Nyquist图，其中曲线1、曲线2、曲线3、曲 线4和曲线5分别表示硬脂酸浓度为0(接触角85. 57° )、0.05mol/L(接触角87. 14° )、 0. 08mol/L(接触角 106. 72° )、0. lmol/L(接触角 113. 82° )、0. 2mol/L(接触角 95. 91° ) 的Nyquist图。由图4可知硬脂酸浓度0. lmol/L时阻抗值最高，其对应的接触角也最大。附图5为未处理与经最佳方案疏水处理后的白铜B30电极分别在3% NaCl溶液中 浸泡30min后的Nyquist图，其中曲线1和曲线2分别表示未处理(接触角83. 25° )和经 最佳方案疏水处理后(接触角113. 82° )的白铜B30电极的Nyquist图。由图5可知经最 佳方案疏水处理后的白铜B30电极的阻抗值大大增加，耐蚀性能显著提高，对应的接触角 也明显增大，疏水性明显改善。附图6为未处理与经最佳方案疏水处理后的白铜B30电极分别在3% NaCl溶液中 浸泡30min后的极化曲线图，其中曲线1和曲线2分别表示未处理(接触角83. 25° )和经 最佳方案疏水处理后(接触角113.82° )的白铜B30电极的极化曲线图。相对应的腐蚀电 位和腐蚀电流密度数据见表1。疏水处理的缓蚀效率(η % )按照如下公式计算
权利要求
1.一种白铜B30的防腐蚀方法，包括下列步骤(1)配置浓度为3 10%H2O2水溶液和0. 05 2%硬脂酸乙醇溶液，将清洁处理后的 白铜B30依次浸入浓度为3 10% H202水溶液15 60min和0. 05 2%硬脂酸乙醇溶 液中10 60min，在铜基材上获得具有疏水性的耐腐蚀性表面；(2)经上述步骤处理的白铜B30与浓度为0.02 0. 2g/L的Na2WO4缓蚀剂复合使用。
2.根据权利要求1所述一种白铜B30的防腐蚀方法，其特征是将清洁处理后的白铜 B30在浓度为5% H2O2溶液中浸泡30min，然后再浓度为0. lmol/L的硬脂酸乙醇溶液中浸 泡30min，在铜基材上获得具有疏水性的耐腐蚀性表面；(2)经上述步骤处理的白铜B30与浓度为0. lg/L的Na2WO4缓蚀剂复合使用。
全文摘要
本发明公开了一种白铜B30的防腐蚀方法，将清洁处理后的白铜B30在浓度为5％H2O2溶液中浸泡30min，然后再浓度为0.1mol/L的硬脂酸乙醇溶液中浸泡30min，在铜基材上获得具有疏水性的耐腐蚀性表面；经上述步骤处理的白铜B30与浓度为0.1g/L的Na2WO4缓蚀剂复合使用。电化学测试表明经疏水处理后白铜B30在0.1g/L的Na2WO4中的极化电阻大大增大，腐蚀电流大大减小，缓蚀效率可达88.85％，耐腐蚀性显著提高。本发明无需昂贵设备和药品，成本低廉、工艺简单、加工时间短，安全可靠，而且环境友好、无污染。
文档编号C23C22/52GK102002701SQ20101027983
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月14日 优先权日2010年9月14日
发明者云虹, 徐群杰, 时士峰, 蔡希宏 申请人:上海电力学院