一种银镜缓蚀剂
阅读说明：本技术 一种银镜缓蚀剂 (Silver mirror corrosion inhibitor ) 是由 龚新明 于 2020-11-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种银镜缓蚀剂,原料包括：植酸和2-苯基咪唑啉复合物5～15份,表面活性剂2～8份,溶剂80～100份。植酸和2-苯基咪唑啉复合物的制备方法为：将2-苯基咪唑啉和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合,加热反应后得到硅烷改性2-苯基咪唑啉；将硅烷改性2-苯基咪唑啉溶于无水乙醇中得到硅烷改性2-苯基咪唑啉乙醇溶液并加入植酸水溶液中,加热反应并干燥后得到植酸和2-苯基咪唑啉复合物。本发明在缓蚀剂中加入植酸和2-苯基咪唑啉复合物,可以与银作用在镀银层表面形成一层三维网络结构保护膜,形成的保护膜可以提高银镜保护漆层与镀银层的结合力,并且可以在保护漆层损坏时对镀银层进行保护,防止腐蚀的扩展。(The invention discloses a silver mirror corrosion inhibitor which comprises the following raw materials: 5-15 parts of phytic acid and 2-phenylimidazoline compound, 2-8 parts of surfactant and 80-100 parts of solvent. The preparation method of the phytic acid and 2-phenylimidazoline compound comprises the following steps: mixing 2-phenylimidazoline and gamma-glycidyl ether oxypropyl trimethoxy silane, and heating to react to obtain silane modified 2-phenylimidazoline; dissolving silane modified 2-phenylimidazoline in absolute ethyl alcohol to obtain a silane modified 2-phenylimidazoline ethyl alcohol solution, adding the silane modified 2-phenylimidazoline ethyl alcohol solution into a phytic acid aqueous solution, heating for reaction, and drying to obtain the phytic acid and 2-phenylimidazoline compound. According to the invention, the phytic acid and 2-phenylimidazoline compound is added into the corrosion inhibitor, so that a three-dimensional network structure protective film can be formed on the surface of the silver-plated layer under the action of silver, the formed protective film can improve the binding force between the silver mirror protective paint layer and the silver-plated layer, and the silver-plated layer can be protected when the protective paint layer is damaged, so that the corrosion expansion is prevented.)
技术领域
本发明涉及金属缓蚀剂技术领域，尤其是涉及一种银镜缓蚀剂。
背景技术
镜子是人类生活中必不可少的日常用品之一，现有的镜子中，由于银镜反射率高，成像效果好，在各个领域中得到了广泛的使用。银镜是通过在玻璃表面镀一层金属银制成，金属银层可以形成光亮的反射面，从而形成清晰的倒影。尽管同许多其它金属相比，银的化学稳定性好，具有较强的抗腐蚀性能，但如果长期暴露于空气中，银层依然容易受空气中各种挥发性硫化物和卤化物等污染物的腐蚀，使其表面发暗变色，因此现有技术中制作银镜时一般会在银层表面涂覆保护漆以避免银层接触到卤素和硫化物后发生化学反应变色。
例如，在中国专利文献上公开的“一种镀银镜制作方法”，其公开号CN103951284A，包括以下步骤：(1)选择玻璃原片；(2)清洗、敏化；(3)镀银、镀铜；(4)预热烘干；(5)涂漆；(6)干燥固化；(7)清洗。
但现有技术中银镜表面的保护漆与银层的结合力差，对银镜进行切割时切割部位附近的保护漆容易脱落且不易修补，导致切割后的银镜四周银层裸露，使用一段时间后易发暗变色，难以满足使用要求。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中银镜表面的保护漆与镀银层的结合力差，对银镜进行切割时切割部位附近的保护漆容易脱落且不易修补，导致切割后的银镜四周镀银层裸露，使用一段时间后易发暗变色的问题，提供一种银镜缓蚀剂，在缓蚀剂中添加植酸和2-苯基咪唑啉复合物，涂覆在银镜镀银层表面后植酸和2-苯基咪唑啉复合物可以与银作用，在镀银层表面形成一层三维网络结构保护膜，形成的保护膜可以提高银镜保护漆层与镀银层的结合力，并且可以在保护漆层损坏时对镀银层进行保护，防止腐蚀的扩展。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种银镜缓蚀剂，以重量份计，原料包括：
植酸和2-苯基咪唑啉复合物 5～15份
表面活性剂 2～8份
溶剂 80～100份。
本发明在缓蚀剂中加入植酸和2-苯基咪唑啉复合物，植酸是从粮食作用中提取的一种天然物质，其分子中具有能同金属配合的24个氧原子、12个羟基和6个磷酸基，是一种少见的金属多齿螯合剂，由于其对金属具有很强的螯合能力，因此植酸可以有效地在金属表面通过螯合作用形成一层单分子保护膜，避免金属腐蚀，是一种环保型的金属表面缓蚀剂组分。但植酸用于银表面缓蚀时，缓蚀效果不足，因此现有技术中一般将植酸与其他含氮或含硫类缓蚀剂组分复配使用，以提高其缓蚀效果。本发明选用2-苯基咪唑啉与植酸进行复合，2-苯基咪唑啉分子结构中的咪唑啉环上氮原子的孤对电子可以与银形成配位键，使分子吸附于镀银层表面形成化学转化膜，与植酸协同作用形成的化学转化膜可以提高银镜中镀银层的缓蚀效果。
但直接将植酸与2-苯基咪唑啉混合复配，由于植酸分子与2-苯基咪唑啉分子在镀银层表面存在竞争吸附，会影响形成的化学转化膜层的均一性，其缓蚀效果的提升有限；并且植酸与2-苯基咪唑啉形成的单分子保护膜层非常薄，易于在外力下破坏，不利于银镜的长期使用。因此本发明将植酸分子与2-苯基咪唑啉分子复合，形成植酸和2-苯基咪唑啉复合物，本发明中的植酸和2-苯基咪唑啉复合物可以在镀银层表面形成均匀的具有三维网络结构的保护膜，有效提高了保护膜的厚度，可以对银镜的镀银层起到长效的缓蚀作用，避免银镜变色。
本发明将植酸和2-苯基咪唑啉复合物和表面活性剂加入溶剂中，可以形成水性的缓蚀剂，使用时将银镜浸入缓蚀剂中反应一段时间，取出后烘干即可形成具有三维结构的化学转化保护膜，使用方便；镀银层负载保护膜层后，可以继续在保护膜层上涂覆保护漆层，由于植酸和2-苯基咪唑啉复合物在镀银层表面形成的有机保护膜层与有机涂料具有相近的化学性质，保护膜层中含有的羟基、磷酸基等活性基团也可以与有机涂层发生化学作用，因此经缓蚀剂处理过的镀银层可以与保护漆层具有更强的结合力，减少切割、磨边时银镜保护漆层的损伤，并且可以在保护漆层损坏时对镀银层进行保护，防止腐蚀的扩展。
作为优选，所述植酸和2-苯基咪唑啉复合物的制备方法包括如下步骤：
(1)将2-苯基咪唑啉和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，110～130℃下搅拌反应1～2h，得到硅烷改性2-苯基咪唑啉；
(2)将硅烷改性2-苯基咪唑啉加入无水乙醇中，搅拌溶解得到硅烷改性2-苯基咪唑啉乙醇溶液；
(3)将硅烷改性2-苯基咪唑啉乙醇溶液逐滴加入植酸水溶液中，70～80℃下搅拌反应2～4h，干燥后得到所述植酸和2-苯基咪唑啉复合物。
本发明中的植酸和2-苯基咪唑啉复合物制备时，先通过步骤(1)，利用2-苯基咪唑啉中的活泼氢与γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的环氧基发生开环偶联反应，得到硅烷改性2-苯基咪唑啉；然后再通过步骤(3)，利用硅烷改性2-苯基咪唑啉中硅烷水解产生的硅羟基与植酸分子中的磷羟基发生脱水缩合反应，从而利用硅烷将植酸和2-苯基咪唑啉连接，得到植酸和2-苯基咪唑啉复合物。
由于硅烷改性2-苯基咪唑啉中的硅烷分子可以水解产生三个硅羟基，因此可以将三个植酸分子聚集在一起，通过两端的2-苯基咪唑啉和多个植酸分子与镀银层之间的化学作用，以及中间的硅烷链段的交叉和互穿，在镀银层表面形成具有三维网络结构的保护膜，有效提高了保护膜的厚度，避免保护膜在外力下的损伤。并且三维网络结构的保护膜增大了保护膜的粗糙度和比表面积，从而提高了保护膜在镀银层表面的附着力，提高了银镜的缓蚀性能。
作为优选，步骤(1)中所述的2-苯基咪唑啉和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为1：(1～1.5)。
作为优选，步骤(2)中所述的硅烷改性2-苯基咪唑啉乙醇溶液中硅烷改性2-苯基咪唑啉的质量分数为1～5％。
作为优选，步骤(3)中所述的植酸水溶液的质量分数为5～10％，植酸水溶液与2-苯基咪唑啉乙醇溶液的体积比为(4～6)：1。
作为优选，原料中还包括1～3份氯酸钾。由于植酸和2-苯基咪唑啉复合物直接在镀银层表面形成保护膜时，成膜速度较慢，导致保护膜易产生缺陷，影响缓蚀效果。因此本发明在缓蚀剂中添加了氯酸钾作为辅助成膜剂，氯酸钾可以有效提高植酸和2-苯基咪唑啉复合物的成膜速度和成膜的致密性，从而进一步提高缓蚀剂对银镜的缓蚀效果。
作为优选，表面活性剂包括质量比为(1～2)：1的聚乙二醇辛基苯基醚和十八胺。
作为优选，溶剂包括质量比为(3～5)：1的水和乙二醇。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)将植酸和2-苯基咪唑啉通过硅烷连接，形成植酸和2-苯基咪唑啉复合物，加入缓蚀剂中后植酸和2-苯基咪唑啉复合物可以与银作用，在银镜的镀银层表面形成一层三维网络结构保护膜，形成的保护膜可以提高银镜保护漆层与镀银层的结合力，并且可以在保护漆层损坏时对镀银层进行保护，防止腐蚀的扩展；
(2)在缓蚀剂中添加了氯酸钾作为辅助成膜剂，氯酸钾可以有效提高植酸和2-苯基咪唑啉复合物的成膜速度和成膜的致密性，从而进一步提高缓蚀剂对银镜的缓蚀效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
在本发明中，若非特指，所有原料均可从市场购得或是本行业常用的。
实施例1：
一种银镜缓蚀剂，以重量份计，原料包括：
其中植酸和2-苯基咪唑啉复合物的制备方法为：
(1)将摩尔比为1:1.2的2-苯基咪唑啉和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，120℃下搅拌反应1.5h，得到硅烷改性2-苯基咪唑啉；
(2)将硅烷改性2-苯基咪唑啉加入无水乙醇中，搅拌溶解得到质量浓度为3％的硅烷改性2-苯基咪唑啉乙醇溶液；
(3)将硅烷改性2-苯基咪唑啉乙醇溶液逐滴加入质量浓度为8％的植酸水溶液中，植酸水溶液与2-苯基咪唑啉乙醇溶液的体积比为5：1，75℃下搅拌反应3h，干燥后得到所述植酸和2-苯基咪唑啉复合物。
实施例2：
一种银镜缓蚀剂，以重量份计，原料包括：
其中植酸和2-苯基咪唑啉复合物的制备方法为：
(1)将摩尔比为1:1的2-苯基咪唑啉和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，110℃下搅拌反应2h，得到硅烷改性2-苯基咪唑啉；
(2)将硅烷改性2-苯基咪唑啉加入无水乙醇中，搅拌溶解得到质量浓度为1％的硅烷改性2-苯基咪唑啉乙醇溶液；
(3)将硅烷改性2-苯基咪唑啉乙醇溶液逐滴加入质量浓度为5％的植酸水溶液中，植酸水溶液与2-苯基咪唑啉乙醇溶液的体积比为4：1，70℃下搅拌反应4h，干燥后得到所述植酸和2-苯基咪唑啉复合物。
实施例3：
一种银镜缓蚀剂，以重量份计，原料包括：
其中植酸和2-苯基咪唑啉复合物的制备方法为：
(1)将摩尔比为1:1的2-苯基咪唑啉和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，110℃下搅拌反应2h，得到硅烷改性2-苯基咪唑啉；
(2)将硅烷改性2-苯基咪唑啉加入无水乙醇中，搅拌溶解得到质量浓度为1％的硅烷改性2-苯基咪唑啉乙醇溶液；
(3)将硅烷改性2-苯基咪唑啉乙醇溶液逐滴加入质量浓度为5％的植酸水溶液中，植酸水溶液与2-苯基咪唑啉乙醇溶液的体积比为4：1，70℃下搅拌反应4h，干燥后得到所述植酸和2-苯基咪唑啉复合物。
实施例4：
一种银镜缓蚀剂，以重量份计，原料包括：
其中植酸和2-苯基咪唑啉复合物的制备方法为：
(1)将摩尔比为1:1.5的2-苯基咪唑啉和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，130℃下搅拌反应1h，得到硅烷改性2-苯基咪唑啉；
(2)将硅烷改性2-苯基咪唑啉加入无水乙醇中，搅拌溶解得到质量浓度为5％的硅烷改性2-苯基咪唑啉乙醇溶液；
(3)将硅烷改性2-苯基咪唑啉乙醇溶液逐滴加入质量浓度为10％的植酸水溶液中，植酸水溶液与2-苯基咪唑啉乙醇溶液的体积比为5：1，80℃下搅拌反应2h，干燥后得到所述植酸和2-苯基咪唑啉复合物。
实施例5：
一种银镜缓蚀剂，以重量份计，原料包括：
其中植酸和2-苯基咪唑啉复合物的制备方法为：
(1)将摩尔比为1:1.2的2-苯基咪唑啉和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，120℃下搅拌反应1.5h，得到硅烷改性2-苯基咪唑啉；
(2)将硅烷改性2-苯基咪唑啉加入无水乙醇中，搅拌溶解得到质量浓度为3％的硅烷改性2-苯基咪唑啉乙醇溶液；
(3)将硅烷改性2-苯基咪唑啉乙醇溶液逐滴加入质量浓度为8％的植酸水溶液中，植酸水溶液与2-苯基咪唑啉乙醇溶液的体积比为5：1，75℃下搅拌反应3h，干燥后得到所述植酸和2-苯基咪唑啉复合物。
对比例1：
一种银镜缓蚀剂，以重量份计，原料包括：
对比例2：
一种银镜缓蚀剂，以重量份计，原料包括：
对比例3：
一种银镜缓蚀剂，以重量份计，原料包括：
对比例4：
一种银镜缓蚀剂，以重量份计，原料包括：
其中硅烷改性2-苯基咪唑啉的制备方法为：将摩尔比为1:1.2的2-苯基咪唑啉和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷混合，120℃下搅拌反应1.5h，得到硅烷改性2-苯基咪唑啉。
对比例5：
一种银镜缓蚀剂，以重量份计，原料包括：
其中硅烷改性植酸的制备方法为：
(1)将γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷加入无水乙醇中，分散均匀得到质量浓度为3％的硅烷溶液；
(2)将硅烷溶液逐滴加入质量浓度为8％的植酸水溶液中，植酸水溶液与硅烷溶液的体积比为5：1，75℃下搅拌反应3h，干燥后得到所述硅烷改性植酸。
对上述实施例和对比例中的缓蚀剂对银镜的缓蚀性能进行测试，测试方法为：将镀银后的银镜分别置于上述实施例和对比例中的缓蚀剂中浸泡30min，取出后60℃下烘干；然后在缓蚀剂处理后的镀银层表面淋涂厚度为40μm的保护漆层(保护漆采用浙江芬齐涂料密封胶有限公司的Duralux镜背涂料)；150℃下烘干后得到成品银镜；将成品银镜切割成2cm*2cm的大小并磨边，得到银镜样品；将银镜样品置于质量浓度为10％的FeCl3水溶液中，60℃保温12h，观察镀银层的颜色变化情况，结果如表1所示。
表1：银镜缓蚀性能测试结果。
从表1中可以看出，实施例1～5中使用本发明中的缓蚀剂对银镜的镀银层进行处理后，切割后的银镜在FeCl3水溶液中可以维持10h以上不变色，并且实施例3～5中添加了氯酸钠的缓蚀剂与实施例1和2中不添加氯酸钠的缓蚀剂相比，缓蚀性能更佳，12h内均不会发生变色，证明缓蚀剂中加入氯酸钠，可以有效提高缓蚀性能。实施例1和2中的银镜边缘部分变色的原因可能是由于切割和磨边时损坏了保护漆层。
而对比例1和对比例2中的缓蚀剂中只添加植酸或2-苯基咪唑啉，或对比例3中将植酸和2-苯基咪唑啉复配使用时，其缓蚀效果与实施例1中相比均有明显降低，在FeCl3水溶液中浸泡时边缘很快就会变色。对比例4和对比例5中只用硅烷改性2-苯基咪唑啉或植酸，缓蚀效果与实施例1中相比也有明显降低，并且硅烷改性植酸的缓释效果要好于硅烷改性2-苯基咪唑啉的效果，可能是由于硅烷改性植酸中，由于硅烷水解产生的三个硅羟基的作用，可以将多个植酸聚集，同样也可以产生三维结构，但由于端部没有2-苯基咪唑啉，其结构不如本发明中的植酸和2-苯基咪唑啉复合物所形成的三维网络结构紧密，从而造成缓蚀性能降低，证明本发明中的植酸和2-苯基咪唑啉复合物所形成的三维网络结构可以有效提高缓蚀剂对银镜的缓蚀性能。
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