[發明專利]一種水性自組裝金屬鈍化劑

有效

• 申請號: 201610251427.8
• 申請日: 2016-04-21
• 公開（公告）號: CN105779992B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 盧建紅;甄崇禮
• 申請（專利權）人: 常州北化澳聯環保科技有限公司
• 主分類號: C23C22/63
• 分類號: C23C22/63;C23C22/60
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 曹軍

本發明提供一種水性自組裝金屬鈍化劑，其包括巰基化合物、含氮五元雜環化合物、表面活性劑、PH調節劑和水。與一般的自組裝技術相比，本發明的水性自組裝金屬鈍化劑采用了水性分散體系更為環保，更為安全；本發明采用選擇性高、吸附效果好的含氮五元雜環化合物作為硫醇類自組裝膜的填充與補強，提升了金屬的耐腐蝕性能及抗變色能力。

技術領域

本發明涉及金屬表面處理，尤其涉及一種水性自組裝金屬鈍化劑。

背景技術

自組裝單分子膜(Self-Assembled Monolayers)是超分子化學的一個重要組成部分，其是利用固體表面在稀溶液中吸附活性物質而形成的有序分子組織，通過固液界面間的化學吸附或化學反應,在基片上形成化學鍵連接的、取向緊密排列的二維有序單層膜。自1946年Zisman提出了在潔凈的金屬表面通過表面活性劑的吸附(即自組裝)制備單分子膜的方法，這拉開了自組裝單分子膜研究的序幕，近三十年中，自組裝膜在構造、表征、理論及應用研究無論在深度還是在廣度方面均取得了一定的進步。

因金、銀、銅具有良好的化學穩定性、導電、導熱、可焊性及通導信號能力，在通訊、電子、電工產品中使用其鍍層(電鍍或化學鍍)作為零部件表面的功能層，得到廣泛的應用，特別是在電子插接件、連接器、天線、濾波器、PCB板、半導體等行業，同時，金銀銅鍍層具有良好的裝飾性，也常用于五金件、日常裝飾品上。

作為鍍金的原料，金價格十分昂貴，近五年始終在1100美元/盎司以上，電鍍金時，鍍層厚度非常薄，通訊產品上常采用閃鍍金工藝，其鍍層厚度小于0.1μm，這樣，鍍層的耐腐蝕能力有限，覆蓋率也不高，而電子產品服役壽命長，要求可靠性高，不通過必要處理來提高耐蝕性，很難滿足產品使用要求。銀鍍層則極易受到硫化物、氧化氮等侵蝕而變黑、變黃，在空氣中長期放置也容易變色，從而失去其本來良好的電學性能，銅鍍層化學性質與銀鍍層較為類似，在大氣中也容易產生腐蝕變色等現象，不僅影響外觀，嚴重的，產生的腐蝕介質會造成電路短路、斷路、脫焊、過熱等故障，使整個電器性能劣化甚至失效。同理，鈀、鎳等金屬鍍層祼霧于大氣中時，氧化腐蝕也是常見問題。

通過在鍍層表面形成一層薄的保護層來提高其防護性能是工業通用的方法，過去常用含Cr⁶⁺的化學鈍化或電化學鈍化，取得較好的效果，但因含有害的Cr⁶⁺而受到禁止，一種涂覆有機樹脂層提高了鍍層的抗腐蝕性,但卻降低了導電導熱等性能。

而自組裝技術具有環保、防護效果好近年來倍受青睞，金、銀、鈀、銅等貴金屬鍍層通過自組裝保護膜后，可以大大提高其抗鹽霧、SO₂、NO_X、CO₂、酸性等介質能力，而表面納米級的保護層也不影響貴金屬層本身的導電、導熱、可焊性等方面的性能。

目前在應用方面，自組裝溶液往往采用有機溶劑，溶解硫醇類化合物，并添加適量的表面活性劑，主成膜物質為硫醇類化合物，對改善金屬的耐腐蝕性等性能有一定效果，然而有機溶劑不夠環保，含硫醇的高分子與金、銀、銅等原子表面形成的化學鍵是一種排列有序的結構，金屬表面可能大量存在的位錯、晶界處、或受金屬含量中的雜質的影響等，金屬表面經自組裝溶液處理后形成的鍍膜表面存在一定的間隙，腐蝕介質滲入間隙，從而降低材料的抗腐蝕性。

發明內容

針對現有技術上存在的不足，本發明提供一種水性自組裝金屬鈍化劑。

一種水性自組裝金屬鈍化劑，其包括巰基化合物、含氮五元雜環化合物、表面活性劑、PH調節劑和水。

所述巰基化合物包含以下物質中的至少一種：含一個巰基的化合物、含二個巰基的化合物或烷基硫醇。