一種高精度拋光液的製備方法與流程
2023-11-04 06:06:22
本發明屬於材料技術領域，具體涉及一種高精度拋光液的製備方法。
背景技術：
不鏽鋼的發展已經經過了近百年的歷程，由於其具有獨特的耐蝕性能，良好的加工性能以及精美的表面外觀，被應用於眾多領域，諸如化工、石油、航天、能源、紡織、輕工行業等。由於其用途廣泛，可以百分之百地被回收應用，且隨著工藝技術的不斷進步和生產成本的降低，不鏽鋼越來越深入人們的生活。隨著人們生活質量的不斷提高，不鏽鋼製品越來越多的深入到人們的日常生活當中，在目前的生產工藝中，不鏽鋼主要採用熱加工的方法製成，在加工過程中會形成較厚的氧化皮，這就需要拋光的方法來增加不鏽鋼器皿的表面光潔度。目前不鏽鋼材料拋光主要有以下幾種方法：
(1)機械拋光
機械拋光是指高速旋轉的粘有砂紙或研磨膏的拋光輪消除工件表面的不平，從而獲得光亮表面的機械加工方法。
(2)化學拋光
化學拋光是指不鏽鋼製品在一定組成的溶液中，其表面微觀突起部分的溶解速度大於表面微觀凹陷部分的溶解速度，而使其光潔平整的過程。
(3)電解拋光
電解拋光是指將不鏽鋼製品掛在陽極上，放在一定的拋光溶液中進行。由於微觀凸起的電流密度大，溶解速度塊，使製品表面的微觀凸起和毛刺先溶解，從而使表面達到光潔和平整的目的。
在以前的拋光過程中，一般都是採用機械拋光，機械拋光表面平整度高，但表面光潔度差，損傷層深，不利於加工的精度。後兩種方法均需要使用拋光液，因此，通過分析，為使不鏽鋼條帶達到較高的表面光潔度，採用機械拋光的加工方法，同時在拋光過程中使用拋光液代替之前的研磨膏和拋光蠟，以解決普通機械拋光不鏽鋼製品時產生的粘刀、表面燒傷現象，鑑於此，研製能夠實現超光滑不鏽鋼表面的拋光液至關重要。
技術實現要素：
為解決上述問題，本發明提供一種拋光效果好、拋光精度高、拋光效率高、並且具有良好的去油汙、防鏽、易清洗、無毒、對人體和環境無害的用於不鏽鋼表面加工的高精度拋光液的製備方法。
一種高精度拋光液的製備方法，包括如下步驟：
(1)將改性二氧化矽微球、金屬氧化物、表面活性劑混合均勻，加入適量的去離子水，加熱至40℃-55℃，研磨30min，得到混合料I；
(2)將除助劑之外的其餘剩餘成分加入到反應釜中，攪拌混合均勻，緩慢加熱至40℃-50℃，保溫2-3h，得到混合料II；
(3)將保溫的混合料I邊攪拌邊緩慢加入到混合料II中，充分攪拌後加入助劑和剩餘的去離子水，繼續攪拌1-2h，冷卻至室溫即得；
其中各組分按重量份數計，其組成為：
改性二氧化矽微球10-15份，金屬氧化物5-10份，苯甲酸鈉0.5-1.5份，六偏磷酸鈉1-3份，pH調節劑3-5份，表面活性劑5-8份，緩蝕劑2-4份，乙基矽油1-3份，助劑5-10份，去離子水餘量，
所述的助劑由下列重量份原料組成：海藻酸鈉1-3份、卡拉膠1-3份、輕質碳酸鈣2-4份、羧甲基纖維素鈉6-8份、抗氧劑1010 1-3份、苯甲醇5-8份、聚乙烯醇1-3份；去離子水餘量，製備方法是：將聚乙烯醇與卡拉膠混合加入去離子水中，在溫度為60-80℃下攪拌溶解，加入苯甲醇，繼續攪拌0.5-1h，然後加入剩餘組分，攪拌反應2-3h；即得。
進一步，所述的改性二氧化矽微球按如下步驟製備：(1)取5-8份表面帶正電荷的殼聚糖膠液，超聲分散於醇水溶液中，其中15份蒸餾水和30份乙二醇，用稀鹽酸調節pH值至2.5，體系溫度緩慢升至35-40℃，(2)將8-12份TEOS與10-15份無水乙醇的混合液緩慢滴入反應體系中，繼續攪拌反應5-8h；(2)將20-25份KH550加入到步驟(1)的體系中，在溫度為45-50℃下水解縮合反應5-8h，製得改性二氧化矽微球。
進一步，所述的二氧化矽微球的粒徑為100-300nm。
進一步，所述的金屬氧化物為氧化鋁、氧化鎂、氧化錳中的一種或幾種。
進一步，所述的pH調節劑為單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一種或幾種。
進一步，所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、有機矽氧烷中的一種或幾種。
進一步，所述的緩蝕劑為羊毛脂鎂皂與石油磺酸鈉按質量比1:1組成。
本發明的有益效果：
(1)本發明加入的二氧化矽微球可以均勻的分散在拋光液體系中，其硬度適中，球形形狀規則，拋光過程中不會對不鏽鋼表面造成壓痕和劃痕；其與金屬化合物配合使用，使得拋光液在使用過程中抗壓性增強，耐磨，穩定性好，具有良好的抗龜裂性能。
(2)本發明添加的緩蝕劑具有良好的緩蝕作用；添加的助劑具有良好的分散、潤滑、成膜性，可以阻止空氣腐蝕，而且水基拋光液，能大幅降低拋光時摩擦產生的溫度，避免材料表面發生燒傷現象，起到良好的冷卻效果。
(3)本發明製備的拋光液方法簡單、成本低、拋光效果好、拋光精度高、拋光效率高、並且具有良好的去油汙、防鏽、易清洗、無毒、對人體和環境無害，適合大規模生產。
具體實施方式
現在結合實施例對本發明作進一步詳細的說明。
實施例1
一種高精度拋光液的製備方法，包括如下步驟：
(1)將改性二氧化矽微球、金屬氧化物、表面活性劑混合均勻，加入適量的去離子水，加熱至40℃，研磨30min，得到混合料I；
(2)將除助劑之外的其餘剩餘成分加入到反應釜中，攪拌混合均勻，緩慢加熱至45℃，保溫2h，得到混合料II；
(3)將保溫的混合料I邊攪拌邊緩慢加入到混合料II中，充分攪拌後加入助劑和剩餘的去離子水，繼續攪拌1-2h，冷卻至室溫即得；
其中各組分按重量份數計，其組成為：
改性二氧化矽微球10份，金屬氧化物8份，苯甲酸鈉0.5份，六偏磷酸鈉1份，pH調節劑3份，表面活性劑5份，緩蝕劑3份，乙基矽油1份，助劑5份，去離子水餘量，
助劑由下列重量份原料組成：海藻酸鈉1份、卡拉膠1份、輕質碳酸鈣2份、羧甲基纖維素鈉7份、抗氧劑1010 2份、苯甲醇4份、聚乙烯醇2份；去離子水餘量，製備方法是：將聚乙烯醇與卡拉膠混合加入去離子水中，在溫度為70℃下攪拌溶解，加入苯甲醇，繼續攪拌0.5h，然後加入剩餘組分，攪拌反應2-3h；即得。
改性二氧化矽微球按如下步驟製備：(1)取6份表面帶正電荷的殼聚糖膠液，超聲分散於醇水溶液(15份蒸餾水和30份乙二醇)中，用稀鹽酸調節pH值至2.5，體系溫度緩慢升至35-40℃，(2)將10份TEOS與12份無水乙醇的混合液緩慢滴入反應體系中，繼續攪拌反應5h；(2)將20份KH550加入到步驟(1)的體系中，在溫度為45℃下水解縮合反應6h，製得粒徑為150nm的改性二氧化矽微球。
實施例2-6與實施例1基本相同，不同之處在於表1。
表1
性能測試
將待拋光的不鏽鋼樣品分別置於400mL上述各實施例所製備的拋光液中，靜置2h進行化學拋光，然後進行各種性能測試。其中，試驗結束後將樣品取出，清洗表面，自然乾燥後，檢測表面光潔度。然後對樣品進行烘乾，稱重，計算出相應的腐蝕度。下面為對實施例1-6所製備的拋光液的性能測試結果如下表2所示：
表2
其中，拋光後表面光潔度(*)為參照目測光亮度評定分級參考標準。
由上表測試結果可知，本實施例所製備的金屬拋光液的表面光澤度高，平整性好，拋光效果好，表面光潔度檢測結果為1級。
以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。