一種鋁合金兩酸無煙拋光添加劑及製備方法
2023-07-25 23:14:36
一種鋁合金兩酸無煙拋光添加劑及製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型鋁合金無煙兩酸拋光添加劑及其製備方法。該添加劑以磷酸和焦磷酸按一定質量比組成的溶液作為溶劑，緩蝕劑為鉬酸鈉，增光劑為硫酸銅、硫酸鐵，分散劑為聚醚，絡合劑為煙酸。製備步驟為，將一定量的鉬酸鈉、硫酸銅、硫酸鐵、煙酸和聚醚加入磷酸和焦磷酸的混合物中，加熱攪拌直至溶解。本發明的添加劑不產生傳統「三酸」拋光過程中的氮氧化物黃煙和其他氣體汙染物，從而杜絕了拋光對人體和環境的損害，其拋光質量可以和「三酸」工藝相媲美，是一種環保高效的新型鋁合金兩酸拋光添加劑。
【專利說明】—種鋁合金兩酸無煙拋光添加劑及製備方法
[0001]【技術領域】:
本發明涉及拋光，具體是涉及一種鋁合金兩酸無煙拋光用添加劑。
[0002]技術背景:
傳統的鋁及鋁合金的化學拋光通常採用「三酸」工藝，即磷酸、硫酸和硝酸，由於三酸拋光液中所含的硝酸是強氧化劑，在拋光過程中遇到鋁這種還原性很強的金屬，分解速度之快令人難以想像，大量黃煙象著火一樣瞬間溢出，很難及時處理，此外硝酸濃度的上下波動，勢必造成拋光鋁合金表面亮暗交替，成品率低。若硝酸含最過低，可看到化學拋光的鋁材光亮度不滿意或看到細小的白色附著物斑點等缺陷，若硝酸含最過高，可以看到所產生的淺藍色至橙色的彩虹膜的顏色或伴有點腐蝕產生的粗糙等缺陷。由於含有硝酸，拋光過程會產生大量有毒的氮氧化物黃煙，嚴重汙染環境，危害人體健康。目前我國長三角和珠三角地區政府已禁止鋁材拋光行業使用硝酸，因此傳統的三酸化學拋光配方勢必要做出調整，向不含硝酸的無煙拋光轉變，有研究表明在沒有硝酸存在的前提下可以通過在拋光液中加入表面活性劑、增光劑、緩蝕劑等添加劑來代替硝酸的作用，從而達到相同的拋光效果O
[0003]目前國內外對於用於鋁合金表明拋光的無煙化學拋光劑的研究較多，其配方大多採用磷酸+硫酸+添加劑的組合，某些鋁合金無煙拋光液的拋光效果和三酸拋光相當，甚至超過三酸拋光產品。鍾建華等人使用磷酸、硫酸、Al3+和某複合添加劑配置的拋光液對鋁材進行拋光，產品的表面平整度、光亮度、點蝕程度和失重率等指標和常規的三酸拋光產品相當；王菊榮等人使用磷酸、硫酸、Al3+和WP-98複合添加劑配製的拋光液進行鋁材拋光，工件表面光亮度比三酸拋光產品更高。無煙拋光液配方的重點在於複合添加劑的種類，這類添加劑中含有極性基團，能夠替代硝酸的作用。所以，添加劑決定了產品拋光的質量，也是壟斷無煙拋光液公司的核心技術。複合添加劑一般由緩蝕劑、氧化劑、表面活性劑和重金屬鹽等複合而成，具有緩衝、潤溼、整平、增光等作用。整平、增光的作用主要表現在添加劑具有吸附作用，其吸附在凹處，降低了凹處的溶解速率，同時，添加劑中的重金屬離子在凹處還原，進一步阻止凹處的腐蝕，使凸起部位溶解速率明顯高於凹處，從而起到平整光亮的作用。另外，由於添加劑中含有表面活性劑，對金屬表面起到潤溼的作用促進氣泡快速析出，消除表面斑點的產生，提高工件表面質量。範曉嵐等人選用檸檬酸、磺酸、0P-10乳化劑增稠劑、增光劑等製成複合添加劑，並採用正交實驗確定其最佳比例，用於鋁合金的拋光，取得了很好的效果；張聚國等人通過正交試驗選出了無煙拋光的最佳工藝條件=H3PO4 (85%):H2SO4 (98%)= (2.5-3.0):1.0，3-8g/L JZX (0.4g/L)，0.4g/L 無水對氨基苯磺酸，0.4 g/LN-苯基鄰氨基苯甲酸，20 g/L雙氧水，0.6 g/L硫酸銅，0.6 g/L硝酸鎳；溫度95_115°C;時間2.5-4.0min ;孫洪波等人通過正交試驗，確定了無煙拋光液中複合添加劑的成分如下:二苯胺磺酸鈉0.4 g/L,己酸0.4 g/L, 丁基硫醇0.2 g/L,雙氧水15 g/L,硫酸銅0.6 g/L,N-烷基硫脲0.4 g/L,多聚磷酸鈉0.8 g/L。
[0004]隨著國家環保政策法規的進一步完善，傳統的三酸拋光行業必將退出歷史舞臺，無煙拋光技術將取而代之，研發生產新型廉價的拋光液已成為鋁材化學拋光行業的重中之重。
[0005]
【發明內容】
:
本發明的目的在於針對上述問題提供一種符合環保要求且拋光效果優良的鋁合金兩酸無煙拋光添加劑及其製備方法。
[0006]本發明提供的一種鋁合金兩酸無煙拋光添加劑，該添加劑以磷酸和焦磷酸的混合物為溶劑，緩蝕劑為鑰酸鈉，增光劑為硫酸銅和硫酸鐵，分散劑為聚醚，絡合劑為煙酸。
[0007]其中磷酸和焦磷酸的質量比為1:1-4:1。
[0008]本發明鋁合金兩酸無煙拋光添加劑各組分的質量百分比如下:
鑰酸鈉3%-15%
硫酸鐵3%-10%
硫酸銅1%_3%
煙酸0.1%-0.5%
聚醚0.1%-0.3%
溶劑71.2%-92.8% 。
[0009]本發明鋁合金兩酸無煙拋光添加劑製備方法是:將磷酸和焦磷酸按照一定比例混合，攪拌均勻後加入鑰酸鈉、硫酸銅、硫酸鐵、煙酸、聚醚，加熱至100°c ~150°C的溫度範圍內攪拌直至完全溶解攪。
[0010]本發明提供的一種鋁合金兩酸無煙拋光添加劑用於取代傳統「三酸」拋光工藝中的硝酸，在磷酸、硫酸中加入鋁合金兩酸無煙拋光添加劑即可使用，拋光過程中不會產生任何有害氣體，拋光效果可以達到傳統的「三酸」拋光工藝。
[0011]
【具體實施方式】
[0012]實施例1
本發明的鋁合金兩酸無煙拋光添加劑溶劑中磷酸和焦磷酸的比例為1:1，具體組分如下:
鑰酸鈉3.0%
硫酸鐵3.0%
硫酸銅1.0%
煙酸0.1%
聚醚0.1%
溶劑92.8%
拋光液中磷酸和硫酸的質量比為1:1，按總質量的5%添加鋁合金兩酸無煙拋光添加，攪拌均勻。對六系列鋁材進行拋光處理，拋光溫度為100°C，拋光時間為3min，拋光後產品平均光澤度在580度以上。
[0013]實施例2
對六系列鋁材進行拋光處理，本發明的鋁合金兩酸無煙拋光添加劑溶劑中磷酸和焦磷酸的比例為4:1，具體組分如下:
鑰酸鈉12.0%硫酸鐵10.0%
硫酸銅3.0%
煙酸0.2%
聚醚0.1%
溶劑74.7%
拋光液中磷酸和硫酸的質量比為1: 1，按總質量的4%添加鋁合金兩酸無煙拋光添，攪拌均勻。對六系列鋁材進行拋光處理，拋光溫度為90°C，拋光時間為3min，拋光後產品平均光澤度在680度以上。
[0014]實施例3
本發明的鋁合金兩酸無煙拋光添加劑溶劑中磷酸和焦磷酸的比例為2:1，具體組分如下:
鑰酸鈉10.0%
硫酸鐵5.0%
硫酸銅1.0%
煙酸0.3%
聚醚0.2%
溶劑83.5%
拋光液中磷酸和硫酸的質量比為1:1，按總質量的5%添加鋁合金兩酸無煙拋光添，攪拌均勻。對六系列招材進行拋光處理，拋光溫度為110°C,拋光時間為2min,拋光後產品平均光澤度在650度以上。
[0015]實施例4
本發明的鋁合金兩酸無煙拋光添加劑溶劑中磷酸和焦磷酸的比例為4:1，具體組分如下:
鑰酸鈉7.0%
硫酸鐵8.0%
硫酸銅3.0%
煙酸0.3%
聚醚0.2%
溶劑81.5%
拋光液中磷酸和硫酸的質量比為1.2:1，按總質量的5%添加鋁合金兩酸無煙拋光添，攪拌均勻。對六系列鋁材進行拋光處理，拋光溫度為100°C，拋光時間為2min，拋光後產品平均光澤度在650度以上。
[0016]實施例5
本發明的鋁合金兩酸無煙拋光添加劑溶劑中磷酸和焦磷酸的比例為4:1，具體組分如下:
鑰酸鈉15.0%
硫酸鐵3.0%
硫酸銅1.0%
煙酸0.1%聚醚0.1%
溶劑80.8%
拋光液中磷酸和硫酸的質量比為1.2:1，按總質量的4%添加鋁合金兩酸無煙拋光添，攪拌均勻。對六系列鋁材進行拋光處理，拋光溫度為100°C，拋光時間為3min，拋光後產品平均光澤度在700度以上。
【權利要求】
1.一種鋁合金兩酸無煙拋光添加劑，其特徵是，該添加劑以磷酸和焦磷酸的混合物為溶劑，緩蝕劑為鑰酸鈉，增光劑為硫酸銅和硫酸鐵，分散劑為聚醚，絡合劑為煙酸。
2.按照權利要求1所述的一種鋁合金兩酸無煙拋光添加劑，其特徵是，以磷酸和焦磷酸的混合物為溶劑，溶劑中磷酸和焦磷酸的質量比為1: f 4:1。
3.按照權利要求1所述的一種鋁合金兩酸無煙拋光添加劑，其特徵是添加劑各組分按質量百分比組成如下: 鑰酸鈉3%-15% 硫酸鐵3%-10% 硫酸銅1%_3% 煙酸0.1%-0.5% 聚醚0.1%-0.3% 溶劑71.2%-92.8% 。
4.按照權利要求1所述的一種鋁合金兩酸無煙拋光添加劑，其特徵是，所述添加劑的製備步驟為: 將磷酸和焦磷酸按照一定質量比混合，攪拌均勻後加入鑰酸鈉、硫酸銅、硫酸鐵、煙酸和聚醚，在100°c~150°c的溫度範圍內攪拌直至完全溶解。
【文檔編號】C23F3/03GK104164671SQ201410393348
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月12日 優先權日:2014年8月12日
【發明者】李文飛, 張丹, 郭舉, 楊帆, 楊麗萍, 解田 申請人:甕福（集團）有限責任公司