[发明专利]一种铜表面磷酸酯类组装液及其应用

说明书

本发明涉及一种铜表面磷酸酯类组装液及其应用，包括磷酸三乙酯和溶剂，所述的磷酸三乙酯的浓度为0.001‑0.02mM，优选为0.01mM，溶剂为乙醇；应用方法为将铜片经400，800，1600和2000目金相砂纸和5μm、3.5μm、2.5μm和1.5μm等级的研磨膏逐级打磨拋光，然后依次用无水乙醇、去离子水清洗；将获得的铜片浸入铜表面磷酸酯类组装液中组装1h，即获得铜表面磷酸酯类组装膜。与现有技术相比，本发明具有处理时间短、方法简便、易操作、使用量少、成本低廉、组装膜稳定性强并不影响金属材质的本身特性等优点。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及金属材料的防腐蚀技术，尤其是涉及一种铜表面磷酸酯类组装液及其应用。

背景技术

铜及其合金具有良好的导电，导热，机械加工和耐腐蚀性能，被广泛的应用在电子产品，轻工业，机械设备制造和海洋工业等众多领域。然而，在一些腐蚀介质中，如含Cl^-离子的溶液中，这些部件长期运行会产生严重的腐蚀破损，从而大大降低了使用寿命，最终导致巨大的经济损失，并给生产和使用带来许多不良影响。缓蚀剂防腐方法简单，设备投资小，是一种成本少且行之有效的方法。利用自组装技术制备自组装缓蚀膜，是对缓蚀技术的发展和应用。自组装缓蚀技术使得缓蚀剂分子规则的排列在金属表面，能够减少缓蚀剂的用量，形成的膜层能有效的保护金属免受腐蚀破坏。自组装缓蚀膜稳定性好，能长时间起到保护作用。

有机磷酯类缓蚀剂对碳钢有较好的缓蚀效果，能够形成稳定的M-O-P键，主要用于循环水处理剂中，但是磷脂类缓蚀剂在铜的应用上较少。申请号为CN200710038745.7的专利研究了肌醇六磷酸酯在铜镍合金(白铜)表面形成自组装单分子缓蚀膜的方法，该配方采用的单一的磷脂类缓蚀剂作为组装剂，存在组装时间较长，缓蚀效果一般等问题。申请号为CN200910101377.5利用有机磷酸酯作为分子自组装剂，在一定程度上组装膜能够抑制卤素离子对铜的腐蚀，但缓蚀剂的用量和组装膜的稳定性存在一定的缺陷，并且组装时间较长。磷脂类缓蚀剂因其具有低毒、易获取、易降解的优点而成为新型缓蚀剂的发展方向，磷脂类缓蚀剂也逐步应用于铜及其合金。研究开发组装时间短、稳定、不易损坏的磷酯类缓蚀膜具有重要意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种铜表面磷酸酯类组装液及其应用，制备得到铜表面磷酸酯类缓蚀组裝膜，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。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种铜表面磷酸酯类组装液，包括磷酸三乙酯和溶剂，所述的磷酸三乙酯的浓度为0.001-0.02mM。

优选地，所述磷酸三乙酯的浓度为0.01mM。

磷酸三乙酯(TEP)为无色透明液体。

目前的现有技术中，磷酸三乙酯的用量大于1mM，而本发明发现将磷酸三乙酯的用量降低到0.01mM时，不但腐蚀抑制的效果增加，而且还大大节省了磷酸三乙酯的用量。

本发明中磷酸三乙酯的用量远远低于现有技术中的用量，这是因为，如果磷酸三乙酯的浓度过大，铜表面会发生磷酸三乙酯的聚集，从而产生脱附现象，不利于磷酸三乙酯有效的组装在铜表面，这就导致了腐蚀抑制效果降低。

本发明提高腐蚀抑制效果的原理不同于现有技术，现有技术通常通过增加磷酸三乙酯的用量，从而增加铜表面组裝膜的厚度，进而提高防腐蚀的效果，然而当磷酸三乙酯浓度过高时，磷酸三乙酯分子发生分子间聚集形成较大的分子团，不利于实现铜表面的完全覆盖，导致还有部分暴露的铜原子，这些暴露部分的铜原子容易发生腐蚀；而本发明是通过将磷酸酯有序吸附排列在铜表面，从而实现对铜表面实现完全覆盖，在本发明优化的浓度范围内，铜表面的铜原子均被覆盖，因此使得对铜表面的腐蚀抑制效果大大增加。并且，过多的磷酸三乙酯发生分子间的聚集，不利于单个磷酸三乙酯在铜表面进行序的吸附、排列，阻碍了磷酸三乙酯分子与表面的铜原子形成尽可能多的、稳定的M-O-P键，使得防腐蚀效果降低。