[发明专利]一种铜表面缓蚀组装膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种金属材料的防腐蚀技术，具体来说是一种铜表面缓蚀组装膜的制备方法。

背景技术

铜及其合金具有良好的热、电传导性和机械性能，在电力、信息、海水淡化等众多行业得到广泛的应用。但在含Cl^-、SO₄^2-等腐蚀性介质中，铜及其合金易发生腐蚀，造成巨大的经济损失和安全隐患。因此，铜及合金的腐蚀防护工作显得很重要。而缓蚀剂作为一种常用的防腐蚀方法，具有经济有效、适应性强的特点。

缓蚀组装技术，提供了按设定方式修饰金属表面的方法，为金属防腐蚀开辟了新途径，也是自组装技术最具实用化的发展方向。三唑类物质是广泛使用的特效铜及其合金缓蚀剂。开发高效又环境友好的铜表面三唑类缓蚀膜具有重要意义。

Sharpless等发展的Cu(Ι)催化三唑环合成，是一种经典的点击化学反应，提供了模板合成三唑化合物的新方法。在铜表面通过组装的方法来形成三唑缓蚀膜的表面处理方法在国内外还未见报道。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种铜表面缓蚀组装膜的制备方法，所述的这种铜表面缓蚀组装膜的制备方法要解决现有技术中的铜表面在腐蚀环境中容易腐蚀的技术问题。

本发明提供了一种铜表面缓蚀组装膜的制备方法，包括下列步骤：

1)将铜片经1#～6#号金相砂纸逐级打磨抛光，然后采用无水乙醇除油，再用去离子水洗净，备用；

2)将冲洗的铜片依次浸入2-甲基-3-丁炔-2-醇组装液和对甲苯磺酰叠氮组装液中，所述的两种组装溶液的组装溶剂均为乙醇，所述的2-甲基-3-丁炔-2-醇组装液的浓度为0.2～1.5mM；所述的对甲苯磺酰叠氮组装液的浓度为0.2～1.5mM；将铜在2-甲基-3-丁炔-2-醇的乙醇溶液中组装0.5～2h，然后在对甲苯磺酰叠氮的乙醇溶液中组装0.1～1h；

3)组装结束后，采用水冲洗、然后干燥，即得铜表面缓蚀组装膜。

进一步的，所述的对甲苯磺酰叠氮的浓度为1.0mM。

进一步的，所述的2-甲基-3-丁炔-2-醇的浓度为1.0mM。

进一步的，将铜在2-甲基-3-丁炔-2-醇的乙醇溶液中组装1h，然后在对甲苯磺酰叠氮的乙醇溶液中组装30min，水冲洗、干燥，即铜表面缓蚀组装膜。

进一步的，所述铜片为纯铜、白铜、黄铜、或者青铜。

本发明采用点击化学手段，在铜表面原位构建三唑类缓蚀组装膜，提供了一种新型铜防腐蚀保护膜的制备方法。本发明利用铜腐蚀过程本身产生Cu(Ι)催化三唑环合成的点击化学反应，在铜表面制备性能良好的三唑类缓蚀膜。依靠三唑环的高稳定性，以及与金属表面的亲和力，获得性能优异的缓蚀组装膜体系。

本发明的铜缓蚀组装膜制备方法，通过组装两种物质在铜表面原位的点击合成反应，成功制备了三氮唑类缓蚀膜，表现出了良好的防腐蚀保护性能，能够有效地抑制Cl^-对铜的腐蚀。本发明的三唑类缓蚀膜具有低毒环保的特性，使用后可有效降低环境污染问题。同时，本发明的自组装溶液具有用量少，可多次利用的特性，能够有效地降低成本。

本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明拓宽了铜防腐蚀保护膜的制备方法，利用点击化学反应原位制备铜表面缓蚀组装膜，制备工艺简单。在模拟海水溶液中的测试表明，其具有良好的防腐蚀保护作用，缓蚀效率达到90.5％。本发明所述的组装液具有可重复利用的优点，可以有效地降低生产成本，具有环境友好的特性。

附图说明

图1为不同组装浓度溶液中形成表面组装膜的铜在3wt％NaCl中浸泡1h后的交流阻抗。

图2为不同组装浓度溶液中形成表面组装膜的铜在3wt％NaCl中浸泡1h后的极化曲线。

图3为最优浓度组装液中形成表面组装膜的铜组装不同时间后在3wt％NaCl中浸泡1h后的交流阻抗。

图4为最优浓度组装液中形成表面组装膜的铜组装不同时间后在3wt％NaCl中浸泡1h后的交流阻抗。

图5为红外光谱结果：(a)点击组装漫反射光谱；(b)2-甲基-3-丁炔-2-醇的红外光谱；(c)对甲苯磺酰叠氮的红外光谱。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。

电化学分析