一種銅及銅合金環(huán)保酸洗劑、銅及銅合金鍍銀前處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種銅及銅合金環(huán)保酸洗劑、銅及銅合金鍍銀前處理方法，該酸洗劑包括以下質(zhì)量百分比的組分：硫酸21.5％～44.0％、植酸2.5％～15.5％、硝酸鈉2.5％～10％、分散劑0.5％～2.0％，余量為水。本發(fā)明的環(huán)保酸洗劑，清潔環(huán)保，溶液不揮發(fā)，在清洗過程中不產(chǎn)生酸霧，低污染，能夠?yàn)榍疤幚磉^程創(chuàng)造一個(gè)清潔的環(huán)境；對(duì)銅及銅合金的清洗質(zhì)量高，同時(shí)保護(hù)零部件不易發(fā)生過腐蝕現(xiàn)象；實(shí)現(xiàn)了高壓開關(guān)大量使用的多種銅、類銅及銅合金鍍銀前處理清洗，改善了作業(yè)環(huán)境，保護(hù)員工健康；在清洗過程中可反復(fù)使用，且使用周期相對(duì)于傳統(tǒng)的酸洗液延長(zhǎng)了2～3倍，極大的降低了清洗成本，綜合效益顯著，適合推廣應(yīng)用。
【專利說明】一種銅及銅合金環(huán)保酸洗劑、銅及銅合金鍍銀前處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于銅及銅合金清洗【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種銅及銅合金環(huán)保酸洗劑，同 時(shí)還涉及一種銅及銅合金鍍銀前處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 高壓開關(guān)大電流產(chǎn)品導(dǎo)電零部件大量采用銅及銅合金，如紫銅、黃銅與青銅合金， 為了提高銅及銅合金的導(dǎo)電性能，零部件通斷電流位置一般均采用鍍銀處理，鍍銀層質(zhì)量 的好壞對(duì)開關(guān)的導(dǎo)電性能至關(guān)重要。為了滿足鍍銀層的質(zhì)量要求，鍍銀前處理一般要徹底 清洗零部件表面的殘留油污與氧化皮，以提高零部件鍍銀層與基體的結(jié)合力，現(xiàn)有技術(shù)中， 前處理工藝過程為：除油+水洗+鹽酸洗+水洗+混酸洗（H 2S04+HN03) +水洗。鹽酸洗與混 酸洗所用酸液均屬?gòu)?qiáng)腐蝕性與強(qiáng)揮發(fā)性溶液，造成了生產(chǎn)環(huán)境的嚴(yán)重污染，危害了員工健 康。
[0003] 隨著全球范圍內(nèi)人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)、健康意識(shí)的逐步提高，高危害電鍍?nèi)芤荷?產(chǎn)逐漸受到了世界各個(gè)國(guó)家的普遍關(guān)注。環(huán)保電鍍與清潔生產(chǎn)成為大多數(shù)國(guó)家努力追求的 目標(biāo)，世界各國(guó)都相繼出臺(tái)了有關(guān)清潔生產(chǎn)的規(guī)定，我國(guó)也推出了一系列相關(guān)的法律法規(guī)， 要逐步淘汰高污染、高危害的電鍍生產(chǎn)技術(shù)，銅及銅合金鍍銀前傳統(tǒng)的清洗工藝就屬于高 污染的落后工藝技術(shù)。
[0004] 目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)環(huán)保酸洗工藝技術(shù)，但高壓開關(guān)大電流產(chǎn)品用銅及銅合金類 零部件材質(zhì)種類繁多，零部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，表面氧化程度不同，各類環(huán)保酸洗技術(shù)清洗效果不 佳，不能滿足大規(guī)模實(shí)際生產(chǎn)的需要，所以傳統(tǒng)的"鹽酸"與"混酸洗（H 2S04+HN03) "前處理 工藝技術(shù)應(yīng)用仍舊比較普遍。因此，亟待開發(fā)新型環(huán)保酸洗技術(shù)替代傳統(tǒng)的前處理技術(shù)，保 證銅及銅合金鍍銀前處理酸洗質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)前處理技術(shù)的逐步提升。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種銅及銅合金環(huán)保酸洗劑，解決現(xiàn)有銅及銅合金鍍銀前處 理清洗劑清洗效果不佳、所用酸液環(huán)境污染嚴(yán)重的問題。
[0006] 本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種銅及銅合金鍍銀前處理方法。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種銅及銅合金環(huán)保酸洗劑， 包括以下質(zhì)量百分比的組分：硫酸21. 5%?44. 0%、植酸（環(huán)己六醇六磷酸脂）2. 5%? 15. 5%、硝酸鈉2. 5%?10%、分散劑0. 5%?2. 0%，余量為水。
[0008] 所述分散劑包含以下質(zhì)量百分比的組分：十二烷基硫酸鈉30%、單十二烷基磷酸 酯鉀30 %、羧乙基硫代丁二酸20 %、聚乙二醇20 %。
[0009] 所述聚乙二醇為聚乙二醇200。
[0010] 所述硫酸為質(zhì)量濃度為98%的硫酸。
[0011] 一種銅及銅合金鍍銀前處理方法，依次對(duì)銅或銅合金進(jìn)行除油處理、一次水洗、環(huán) 保酸洗、二次水洗處理；所述環(huán)保酸洗使用的環(huán)保酸洗劑包括以下質(zhì)量百分比的組分：硫 酸21. · 5%?44.0%、植酸（環(huán)己六醇六磷酸脂）2· 5%?15. 5%、硝酸鈉2· 5%?10%、分 散劑0. 5%?2. 0%，余量為水。
[0012] 所述分散劑包含以下質(zhì)量百分比的組分：十二烷基硫酸鈉30%、單十二烷基磷酸 酯鉀30 %、羧乙基硫代丁二酸20 %、聚乙二醇20 %。
[0013] 所述聚乙二醇為聚乙二醇200。
[0014] 所述硫酸為質(zhì)量濃度為98%的硫酸。
[0015] 所述除油處理所用的除油劑包括以下濃度的組分=NaOH 8?12g/L、Na2C0350? 60g/L、Na3P04 · 12H20 50 ?60g/L、Na2Si035 ?10g/L，余量為水。
[0016] 所述除油處理中，除油劑的溫度為60?70°C，除油處理時(shí)間為3?5min。
[0017] 所述一次水洗的時(shí)間為30?70s。一次水洗的溫度為室溫。
[0018] 所述環(huán)保酸洗的時(shí)間為30?60s。環(huán)保酸洗的溫度為室溫。
[0019] 所述二次水洗的時(shí)間為30?70s。二次水洗的溫度為室溫。
[0020] 所述環(huán)保酸洗過程中，環(huán)保酸洗劑浸沒銅和/或銅合金；當(dāng)銅和/或銅合金不能 被浸沒時(shí)，直接補(bǔ)加環(huán)保酸洗劑。保證環(huán)保酸洗過程中，環(huán)保酸洗劑始終浸沒銅和/或銅合 金。當(dāng)環(huán)保酸洗劑損耗時(shí)，直接補(bǔ)加即可，更換過程不需要整體排出，保證了生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn) 行。
[0021] 本發(fā)明的銅及銅合金環(huán)保酸洗劑中，溶液中添加適量的硫酸主要保證能夠清洗除 去零部件表面的氧化皮，且合適的硫酸濃度可以降低反應(yīng)速度，保證零部件不會(huì)產(chǎn)生過腐 蝕現(xiàn)象；植酸（環(huán)己六醇六磷酸脂）主要是緩蝕作用，在銅及銅合金清洗中，植酸可以有 效防止其發(fā)生過腐蝕；硝酸鈉為光亮劑，可以保證酸洗之后，銅合金具備一個(gè)光亮的外表狀 態(tài)；分散劑則可以將溶液分散到比較復(fù)雜零部件的所有位置，清洗除去其表面的油污與氧 化皮。
[0022] 本發(fā)明的銅及銅合金環(huán)保酸洗劑，包括硫酸、植酸、硝酸鈉、分散劑和水，該酸洗劑 清潔環(huán)保，溶液不揮發(fā)，在清洗過程中不產(chǎn)生酸霧，低污染，能夠?yàn)榍疤幚磉^程創(chuàng)造一個(gè)清 潔的環(huán)境，保證生產(chǎn)車間的環(huán)保清潔，保證工人的身體健康；該酸洗劑對(duì)銅及銅合金的清洗 質(zhì)量高，對(duì)紫銅、黃銅與青銅零部件清洗質(zhì)量合格率達(dá)到了 100%，同時(shí)保護(hù)零部件不易發(fā) 生過腐蝕現(xiàn)象；該酸洗劑實(shí)現(xiàn)了高壓開關(guān)大量使用的多種銅、類銅及銅合金鍍銀前處理清 洗，改善了作業(yè)環(huán)境，保護(hù)員工健康，是一種環(huán)境友好的清洗劑；該酸洗液在清洗過程中可 反復(fù)使用，且使用周期相對(duì)于傳統(tǒng)的酸洗液延長(zhǎng)了 2?3倍，極大的降低了清洗成本，綜合 效益顯著，適合推廣應(yīng)用。
[0023] 本發(fā)明的銅及銅合金鍍銀前處理方法，依次對(duì)銅或銅合金進(jìn)行除油處理、一次水 洗、環(huán)保酸洗、二次水洗處理，環(huán)保酸洗所用酸洗劑含有強(qiáng)酸硫酸、緩蝕劑植酸、光亮劑硝 酸鈉、與分散劑，故環(huán)保酸洗步驟直接替代傳統(tǒng)前處理中的"鹽酸洗"、"水洗"和"混酸洗 ((H 2S04+HN03) "，將傳統(tǒng)前處理的六步工序簡(jiǎn)化為四步工序，縮短了鍍銀作業(yè)的流程，節(jié)省 了勞動(dòng)時(shí)間，提高了工作效率；在保證清洗質(zhì)量的前提下，該前處理方法節(jié)省了生產(chǎn)線及占 地費(fèi)用，成本低，操作簡(jiǎn)單，易于自動(dòng)化控制，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0025] 實(shí)施例I
[0026] 本實(shí)施例的銅及銅合金環(huán)保酸洗劑，包括以下質(zhì)量百分比的組分：質(zhì)量濃度為 98%的硫酸21. 5%、植酸（環(huán)己六醇六磷酸脂）15. 5%、硝酸鈉10%、分散劑I. 0%，余量為 水。
[0027] 其中，所述分散劑包含以下質(zhì)量百分比的組分：十二烷基硫酸鈉30%、單十二烷 基磷酸酯鉀30%、羧乙基硫代丁二酸20%、聚乙二醇20020%。
[0028] 本實(shí)施例的銅及銅合金鍍銀前處理方法，包括下列步驟：
[0029] 1)除油處理：取紫銅零部件，置于70°C的除油劑中浸泡3min后取出；所述除油劑 包括以下濃度的組分=NaOH 8g/L、Na2C0360g/L、Na3PO4 · 12H20 54g/L、Na2Si037g/L，余量為 水；
[0030] 2) -次水洗：室溫條件下，將除油處理后的零部件進(jìn)行水洗30s ;
[0031] 3)環(huán)保酸洗：室溫條件下，將一次水洗后的零部件置于環(huán)保酸洗劑中浸泡60s后 取出；
[0032] 4)二次水洗；室溫條件下，將環(huán)保酸洗后的零部件進(jìn)行水洗55s，即得。
[0033] 所述環(huán)保酸洗過程中，環(huán)保酸洗劑浸沒紫銅零部件；當(dāng)紫銅零部件不能被浸沒時(shí)， 直接補(bǔ)加環(huán)保酸洗劑。保證環(huán)保酸洗過程中，環(huán)保酸洗劑始終浸沒紫銅零部件。當(dāng)環(huán)保酸 洗劑損耗時(shí)，直接補(bǔ)加即可，更換過程不需要整體排出，保證了生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 本實(shí)施例的銅及銅合金環(huán)保酸洗劑，包括以下質(zhì)量百分比的組分：質(zhì)量濃度為 98 %的硫酸29. 0 %、植酸（環(huán)己六醇六磷酸脂）10. 5 %、硝酸鈉2. 5 %、分散劑2. 0 %，余量 為水。
[0036] 其中，所述分散劑包含以下質(zhì)量百分比的組分：十二烷基硫酸鈉30%、單十二烷 基磷酸酯鉀30%、羧乙基硫代丁二酸20%、聚乙二醇20020%。
[0037] 本實(shí)施例的銅及銅合金鍍銀前處理方法，包括下列步驟：
[0038] 1)除油處理：取黃銅零部件，置于60°C的除油劑中浸泡5min后取出；所述除油劑 包括以下濃度的組分=NaOH 9g/L、Na2C0357g/L、Na3P04 · 12H20 50g/L、Na2Si0310g/L，余量為 水；
[0039] 2) -次水洗：室溫條件下，將除油處理后的零部件進(jìn)行水洗45s ;
[0040] 3)環(huán)保酸洗：室溫條件下，將一次水洗后的零部件置于環(huán)保酸洗劑中浸泡50s后 取出；
[0041] 4)二次水洗；室溫條件下，將環(huán)保酸洗后的零部件進(jìn)行水洗30s，即得。
[0042] 所述環(huán)保酸洗過程中，環(huán)保酸洗劑浸沒黃銅零部件；當(dāng)黃銅零部件不能被浸沒時(shí)， 直接補(bǔ)加環(huán)保酸洗劑。保證環(huán)保酸洗過程中，環(huán)保酸洗劑始終浸沒黃銅零部件。當(dāng)環(huán)保酸 洗劑損耗時(shí)，直接補(bǔ)加即可，更換過程不需要整體排出，保證了生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行。
[0043] 實(shí)施例3
[0044] 本實(shí)施例的銅及銅合金環(huán)保酸洗劑，包括以下質(zhì)量百分比的組分：質(zhì)量濃度為 98 %的硫酸36 %、植酸（環(huán)己六醇六磷酸脂）5 %、硝酸鈉7. 5 %、分散劑0. 5 %，余量為水。
[0045] 其中，所述分散劑包含以下質(zhì)量百分比的組分：十二烷基硫酸鈉30%、單十二烷 基磷酸酯鉀30%、羧乙基硫代丁二酸20%、聚乙二醇20020%。
[0046] 本實(shí)施例的銅及銅合金鍍銀前處理方法，包括下列步驟：
[0047] 1)除油處理：取青銅零部件，置于65°C的除油劑中浸泡4min后取出；所述除油劑 包括以下濃度的組分=NaOH 10g/L、Na2C0353g/L、Na3P04 · 12H20 60g/L、Na2Si035g/L，余量為 水；
[0048] 2) -次水洗：室溫條件下，將除油處理后的零部件進(jìn)行水洗55s ;
[0049] 3)環(huán)保酸洗：室溫條件下，將一次水洗后的零部件置于環(huán)保酸洗劑中浸泡40s后 取出；
[0050] 4)二次水洗；室溫條件下，將環(huán)保酸洗后的零部件進(jìn)行水洗70s，即得。
[0051] 所述環(huán)保酸洗過程中，環(huán)保酸洗劑浸沒青銅零部件；當(dāng)青銅零部件不能被浸沒時(shí)， 直接補(bǔ)加環(huán)保酸洗劑。保證環(huán)保酸洗過程中，環(huán)保酸洗劑始終浸沒青銅零部件。當(dāng)環(huán)保酸 洗劑損耗時(shí)，直接補(bǔ)加即可，更換過程不需要整體排出，保證了生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行。
[0052] 實(shí)施例4
[0053] 本實(shí)施例的銅及銅合金環(huán)保酸洗劑，包括以下質(zhì)量百分比的組分：質(zhì)量濃度為 98 %的硫酸44 %、植酸（環(huán)己六醇六磷酸脂）2. 5 %、硝酸鈉5 %、分散劑1. 5 %，余量為水。
[0054] 其中，所述分散劑包含以下質(zhì)量百分比的組分：十二烷基硫酸鈉30%、單十二烷 基磷酸酯鉀30%、羧乙基硫代丁二酸20%、聚乙二醇20020%。
[0055] 本實(shí)施例的銅及銅合金鍍銀前處理方法，包括下列步驟：
[0056] 1)除油處理：取純銅零部件，置于65°C的除油劑中浸泡4min后取出；所述除油劑 包括以下濃度的組分=NaOH 12g/L、Na2C0350g/L、Na3P04 · 12H20 58g/L、Na2Si039g/L，余量為 水；
[0057] 2) -次水洗：室溫條件下，將除油處理后的零部件進(jìn)行水洗70s ;
[0058] 3)環(huán)保酸洗：室溫條件下，將一次水洗后的零部件置于環(huán)保酸洗劑中浸泡30s后 取出；
[0059] 4)二次水洗；室溫條件下，將環(huán)保酸洗后的零部件進(jìn)行水洗45s，即得。
[0060] 所述環(huán)保酸洗過程中，環(huán)保酸洗劑浸沒純銅零部件；當(dāng)純銅零部件不能被浸沒時(shí)， 直接補(bǔ)加環(huán)保酸洗劑。保證環(huán)保酸洗過程中，環(huán)保酸洗劑始終浸沒純銅零部件。當(dāng)環(huán)保酸 洗劑損耗時(shí)，直接補(bǔ)加即可，更換過程不需要整體排出，保證了生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行。
[0061] 對(duì)比例
[0062] 對(duì)比例為傳統(tǒng)的六步工序，具體包括下列步驟：
[0063] a)除油處理：取紫銅零部件，置于70°C的除油劑中浸泡3min后取出；所述除油劑 包括以下濃度的組分=NaOH 8g/L、Na2C0360g/L、Na3PO4 · 12H20 54g/L、Na2Si037g/L，余量為 水；
[0064] b)水洗：室溫條件下，將除油處理后的零部件進(jìn)行水洗55s ;
[0065] c)鹽酸洗：室溫條件下，采用鹽酸（590ml/L)洗30s ;
[0066] d)水洗：室溫條件下，水洗70s ;
[0067] e)混酸洗：室溫條件下，采用混酸（98 %的硫酸76ml/L，67. 5 %的硝酸900ml/L) 洗5s ;
[0068] f)水洗：室溫條件下，水洗70s，即得。
[0069] 實(shí)驗(yàn)例1
[0070] 本實(shí)驗(yàn)例對(duì)實(shí)施例1所得銅及銅合金環(huán)保酸洗劑、銅及銅合金鍍銀前處理方法與 對(duì)比例進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，具體如下：
[0071] 實(shí)施例1的銅及銅合金環(huán)保酸洗劑價(jià)格成本為23元/升；對(duì)比例中，鹽酸洗用的 "鹽酸"成本為4. 5元/升，混酸洗用的"混酸"成本為4. 5元/升。不計(jì)水洗成本，按照同 樣的體積配置生產(chǎn)槽，生產(chǎn)溶液按照各需1升計(jì)算，投入需要9元，實(shí)施例1的銅及銅合金 環(huán)保酸洗劑較傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝增加約2. 5倍。從使用周期看：環(huán)保酸洗劑使用周期為3?4 個(gè)月，傳統(tǒng)的"鹽酸洗"與"混酸洗"使用時(shí)間為1個(gè)月，周期可以延長(zhǎng)2?3倍。從補(bǔ)加方 式看：環(huán)保酸洗劑不能淹沒零部件時(shí)，采用的是補(bǔ)加方式，溶液能夠掩蓋零部件即可；而傳 統(tǒng)的"鹽酸"與"混酸"使用1個(gè)月后，采用的是整體排出的方式。綜合考慮，本發(fā)明的銅及 銅合金環(huán)保酸洗劑、銅及銅合金鍍銀前處理方法相對(duì)于傳統(tǒng)工藝節(jié)約了大量成本，縮短了 生產(chǎn)周期，提高了勞動(dòng)效率，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
[0072] 實(shí)驗(yàn)例2
[0073] 本實(shí)驗(yàn)例對(duì)實(shí)施例1-4的所得銅及銅合金環(huán)保酸洗劑、銅及銅合金鍍銀前處理方 法的清洗質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表1、2所示。
[0074] 表1實(shí)施例1-4清洗質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果
[0075]

【權(quán)利要求】
1. 一種銅及銅合金環(huán)保酸洗劑，其特征在于：包括以下質(zhì)量百分比的組分：硫酸 21. 5%?44. 0%、植酸2. 5%?15. 5%、硝酸鈉2. 5%?10%、分散劑0? 5%?2. 0%，余量 為水。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅及銅合金環(huán)保酸洗劑，其特征在于：所述分散劑包含以下 質(zhì)量百分比的組分：十二烷基硫酸鈉30%、單十二烷基磷酸酯鉀30%、羧乙基硫代丁二酸 20%、聚乙二醇20%。
3. -種銅及銅合金鍍銀前處理方法，其特征在于：依次對(duì)銅或銅合金進(jìn)行除油處理、 一次水洗、環(huán)保酸洗、二次水洗處理；所述環(huán)保酸洗使用的環(huán)保酸洗劑包括以下質(zhì)量百分比 的組分：硫酸21. 5%?44. 0%、植酸2. 5%?15. 5%、硝酸鈉2. 5%?10%、分散劑0? 5%? 2.0%，余量為水。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅及銅合金鍍銀前處理方法，其特征在于：所述分散劑包含 以下質(zhì)量百分比的組分：十二烷基硫酸鈉30%、單十二烷基磷酸酯鉀30%、羧乙基硫代丁 二酸20%、聚乙二醇20%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的銅及銅合金鍍銀前處理方法，其特征在于：所述除油處 理所用的除油劑包括以下濃度的組分：NaOH 8?12g/L、Na2C03 50?60g/L、Na3P04 ? 12H20 50 ?60g/L、Na2Si03 5 ?10g/L，余量為水。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的銅及銅合金鍍銀前處理方法，其特征在于：所述除油處理中， 除油劑的溫度為60?70°C，除油處理時(shí)間為3?5min。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的銅及銅合金鍍銀前處理方法，其特征在于：所述一次水 洗的時(shí)間為30?70s。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的銅及銅合金鍍銀前處理方法，其特征在于：所述環(huán)保酸 洗的時(shí)間為30?60s。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的銅及銅合金鍍銀前處理方法，其特征在于：所述二次水 洗的時(shí)間為30?70s。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的銅及銅合金鍍銀前處理方法，其特征在于：所述環(huán)保酸 洗過程中，環(huán)保酸洗劑浸沒銅和/或銅合金；當(dāng)銅和/或銅合金不能被浸沒時(shí)，直接補(bǔ)加環(huán) 保酸洗劑。
【文檔編號(hào)】C25D5/34GK104313610SQ201410531534
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】李寶增, 張紅軍, 李宏樓, 林生軍, 沈曉, 張穎杰, 張柳麗, 袁端鵬, 路亞娟, 王戰(zhàn)輝 申請(qǐng)人:河南平高電氣股份有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司, 平高集團(tuán)有限公司