專利名稱：一種水溶性鎳保護劑及其制備方法和使用方法
技術領域：
本發明涉及金屬防腐蝕技術領域，特別是一種防止鎳或鍍鎳零件被氧化、變色和 腐蝕的防腐蝕劑。
背景技術：
鎳在工業大氣中很容易形成氧化物和硫化物，表面常發黃，變色的鎳層不僅失去 了鎳的金屬光澤，還會增加表面的接觸電阻，降低鎳與其他表鍍層之間的結合力，造成表鍍 層剝落，同時鎳的氧化物和硫化物還會降低鎳的焊接性能。在許多單面印制板制造過程中， 鎳鍍層有時被用來作為可焊的表鍍層，由于它會腐蝕變色，常常發生虛焊的現象，因此表面 常需要再鍍一層錫或金做保護層，這樣不僅增加了成本，也改變了鎳表面的特性。許多鍍鎳 的零件，過去都用鍍鉻層作為其表層，隨著六價鉻的禁用法令生效以及三價鉻鍍鉻層的外 觀不佳，許多電鍍廠都盡量避開套鉻而希望鍍鎳后直接出廠，因此開發無鉻、無毒、環保型 的鎳保護劑很受電鍍界的重視。目前，市場上大多數是有機溶劑類和水溶性保護劑，雖然使 用操作簡單，能夠滿足產品耐腐蝕性的要求，但是依然存在下面四方面的問題一、安全性有機溶劑易燃易揮發，存在安全隱患，而且長時間使用對人健康有很 大的危害；二、環保性大部分有機溶劑含對大氣臭氧層有破壞作用的鹵族元素，國家正在對 這些產品的使用進行限制；三、成本有機溶劑為產品增加了成本，若用水作為溶劑，具有易取得，成本低的特 點，可以大大降低成本；四、產品穩定性一般水溶性保護劑采用乳化工藝生產而成，產品外觀呈乳狀，放 置時間過長會出現分層和析出，溶液穩定性下降，影響金屬保護效果。
發明內容
為了克服現有技術防腐蝕效果不強或不夠環保的不足，本發明提供一種水溶性鎳 保護劑，符合環保要求且耐腐蝕性能好。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種水溶性鎳保護劑，各組分按下 列重量百分比組成成膜物質0.5 1.5%，助表面活性劑14 34%，表面活性劑4 9%，余量為水。所述的成膜物質為苯并三氮唑、5-苯基四氮唑、1-苯基-5-巰基四氮唑、2-巰基咪 唑、2-巰基苯并咪唑、2-巰基苯并噻唑、2-氨基-5-巰基-1，3，4-噻二唑中任意幾種的混合 物。所述的助表面活性劑為乙醇、正丙醇、正丁醇中的任意一種。
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所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、Tween-80中的任意一 種。本發明還提供了所述水溶性鎳保護劑的制備方法將重量百分比為0. 5 1. 5 %的成膜物質溶于14 34%助表面活性劑中，在60 700C的溫度下以500轉/分鐘的速度密閉攪拌20 30分鐘，配制成A溶液；將4 9%的 表面活性劑溶于余量的水中，在40 50°C的溫度下以400轉/分鐘的速度密閉攪拌15 20分鐘，配制成B溶液；將A溶液加入到B溶液中以600轉/分鐘的速度密閉攪拌進行微 乳化，加入過程完畢后繼續攪拌10 15分鐘；冷卻到室溫后裝罐。本發明還提供了所述水溶性鎳保護劑的使用方法先將水溶性鎳保護劑加熱到60 80°C，然后將潔凈干燥的工件放入，在60 80°C下浸漬2 10分鐘之后取出晾干即可包裝入庫。本發明的有益效果是一般水溶性鎳保護劑采用乳化工藝生產而成，產品外觀呈乳狀，這是因為溶質在 溶劑中分散不均勻。本發明采用微乳化工藝生產而成，溶質在溶劑中分散溶解具有自發性， 能夠更快更好地分散，但考慮到實際生產效率，生產中往往是需要短時間攪拌加快微乳化。 成品完全透明且不易分層，非常穩定，克服了一般乳化生產工藝帶來的攪拌時間長，分散不 均勻的缺點。本發明采用氮唑類、咪唑類、噻唑類作為保護劑的主要成分，通過幾種保護物質的 復配，在鎳及鍍鎳層表面形成自組裝單分子保護膜，其耐腐蝕性能大大優于一般單一組分 的保護劑成品。雖然所形成的單分子膜在納米級，但由于分子間范德華力影響，形成的保護 膜非常致密，因此足以長時間保護金屬不被腐蝕。本發明的優點在于1.抗腐蝕能力強，在二氧化硫、硫化鉀、硫化鈉、中性鹽霧測試等腐蝕試驗中，具有 極佳的防變色、防腐蝕效果。2.穩定的電氣性能，保護膜有效的保證了電子元件和工件的可靠性，延長其使用 壽命，完全不影響其電接觸性、可焊性。3.安全和環保，配方物質完全符合環保要求，產品不燃不爆，不含有害重金屬以及 鹵素，使用過程中產生的廢物處理也很方便。4.低成本，本發明鎳保護劑可以循環使用，成膜物質消耗量極低，因而生產成本低 廉
MTv ο本發明用水作為溶劑，采用微乳化工藝配制而成，保護劑溶液完全透明且不易分 層，具有良好的分散能力、滲透能力和封閉能力，可在金屬表面形成薄而致密的保護膜，防 止氧化變色且不影響其接觸電阻和焊接性能，保護膜還具有良好的耐高溫性。本發明應用 于鎳或鍍鎳零件，中性鹽霧測試48小時無變色，硫化鉀腐蝕測試7min無變色，硫化鈉腐蝕 測試20min無變色。下面結合實施例對本發明進一步說明。
具體實施例方式實施例1 制備100公斤的鎳保護劑
按下述比例進行各組分的配比苯并三氮唑0. 4公斤，2-巰基苯并噻唑0. 6公斤， 乙醇19公斤，十二烷基硫酸鈉4公斤，余量為76公斤的水。該實施例的配制過程是1.將成膜物質溶于助表面活性劑中，在70°C的溫度下以500轉/分鐘的速度密閉 攪拌20分鐘，配制成A溶液；2.將表面活性劑溶于水中，在40°C的溫度下以400轉/分鐘的速度密閉攪拌15 分鐘，配制成B溶液；3.將A溶液緩慢加入到B溶液中以600轉/分鐘的速度密閉攪拌，加入過程完畢 后繼續攪拌15分鐘；4.冷卻到室溫后裝罐。該實施例的使用方法是先將水溶性鎳保護劑加熱到70°C，然后將潔凈干燥的工件放入，在70°C下浸漬5 分鐘之后取出晾干即可包裝入庫。實施例2 制備100公斤的鎳保護劑按下述比例進行各組分的配比5_苯基四氮唑0. 6公斤，2-巰基咪唑0. 3公斤， 2-氨基-5-巰基-1，3，4-噻二唑0. 6公斤，正丙醇34公斤，十二烷基苯磺酸納9公斤，余量 為55. 5公斤的水。該實施例的配制過程是1.將成膜物質溶于助表面活性劑中，在70°C的溫度下以500轉/分鐘的速度密閉 攪拌30分鐘，配制成A溶液；2.將表面活性劑溶于水中，在50°C的溫度下以400轉/分鐘的速度密閉攪拌20 分鐘，配制成B溶液；3.將A溶液緩慢加入到B溶液中以600轉/分鐘的速度密閉攪拌，加入過程完畢 后繼續攪拌15分鐘；4.冷卻到室溫后裝罐。該實施例的使用方法是先將水溶性鎳保護劑加熱到80°C，然后將潔凈干燥的工件放入，在80°C下浸漬2 分鐘之后取出晾干即可包裝入庫。實施例3 制備100公斤的鎳保護劑按下述比例進行各組分的配比1-苯基-5-巰基四氮唑0. 3公斤，2-巰基苯并咪 唑0. 2公斤，正丁醇14公斤，Tween-805公斤，余量為80. 5公斤的水。該實施例的配制過程是1.將成膜物質溶于助表面活性劑中，在60°C的溫度下以500轉/分鐘的速度密閉 攪拌20分鐘，配制成A溶液；2.將表面活性劑溶于水中，在50°C的溫度下以400轉/分鐘的速度密閉攪拌15 分鐘，配制成B溶液；3.將A溶液緩慢加入到B溶液中以600轉/分鐘的速度密閉攪拌，加入過程完畢 后繼續攪拌10分鐘；4.冷卻到室溫后裝罐。
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該實施例的使用方法是先將水溶性鎳保護劑加熱到60°C，然后將潔凈干燥的工件放入，在60°C下浸漬10 分鐘之后取出晾干即可包裝入庫。各實施例產品性能測試結果
實施例耐鹽霧實驗時間耐腐蝕率結論實施例165小時97. 5%合格實施例272小時94. 3%合格實施例351小時95. 8%合格
權利要求
一種水溶性鎳保護劑，其特征在于各組分按下列重量百分比組成成膜物質 0.5～1.5％，助表面活性劑 14～34％，表面活性劑 4～9％，余量為水；所述的成膜物質為苯并三氮唑、5 苯基四氮唑、1 苯基 5 巰基四氮唑、2 巰基咪唑、2 巰基苯并咪唑、2 巰基苯并噻唑、2 氨基 5 巰基 1，3，4 噻二唑中任意幾種的混合物；所述的助表面活性劑為乙醇、正丙醇、正丁醇中的任意一種；所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、Tween 80中的任意一種。
2.—種權利要求1所述水溶性鎳保護劑的制備方法，其特征在于包括下述步驟將重 量百分比為0. 5 1. 5%的成膜物質溶于14 34%助表面活性劑中，在60 70°C的溫度 下以500轉/分鐘的速度密閉攪拌20 30分鐘，配制成A溶液；將4 9%的表面活性劑 溶于余量的水中，在40 50°C的溫度下以400轉/分鐘的速度密閉攪拌15 20分鐘，配 制成B溶液；將A溶液加入到B溶液中以600轉/分鐘的速度密閉攪拌進行微乳化，加入過 程完畢后繼續攪拌10 15分鐘；冷卻到室溫后裝罐。
3.—種權利要求1所述水溶性鎳保護劑的使用方法，其特征在于包括下述步驟先將 水溶性鎳保護劑加熱到60 80°C，然后將潔凈干燥的工件放入，在60 80°C下浸漬2 10分鐘之后取出晾干即可包裝入庫。
全文摘要
本發明公開了一種水溶性鎳保護劑及其制備方法和使用方法，將重量百分比為0.5～1.5％的成膜物質溶于14～34％助表面活性劑中配制成A溶液；將4～9％的表面活性劑溶于余量的水中配制成B溶液；將A溶液加入到B溶液中進行微乳化，冷卻后制得。本發明使用時將水溶性鎳保護劑加熱到60～80℃，然后將潔凈干燥的工件放入，在60～80℃下浸漬2～10分鐘之后取出晾干即可包裝入庫。本發明抗腐蝕能力強，電氣性能穩定，安全環保，成本低廉。
文檔編號C23F11/00GK101974757SQ20101053561
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月4日 優先權日2010年11月4日
發明者李佳, 李博 申請人:西北工業大學