CN115821268A - 一种铝合金化抛添加剂及其化抛方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及C25D11/08技术领域，更具体涉及一种铝合金化抛添加剂及其化抛方法。铝合金化抛添加剂，按重量份计，包括50‑70份无机酸、5‑14份有机酸、3‑9份缓蚀剂、0.1‑0.5份铜盐。本申请中化抛添加剂配方科学，环保，无有害物质，添加符合RoHS指令，不产生氮氧化物黄烟，无硝酸以及硝酸盐，同时可以减少材料纹发生以及回收料挂灰问题，超过普通两酸化抛的出光速度以及光泽度，适合于自动化生产，也可用于手动线生产。
Description
技术领域
本发明涉及C25D11/08技术领域，更具体涉及一种铝合金化抛添加剂及其化抛方法。
背景技术
铝合金在我们的生产生活广泛应用，例如：汽车、船舶、航天航空、家电、门窗等。随着铝合金的快速发展，人们对铝合金提出了更高的要求，例如铝合金的表面纹理性、抛光性等。
经过化学抛光，可以使得铝合金表面达到平整性高、光滑的目的。然而目前抛光剂或者化抛添加剂会添加硝酸或者硝酸盐，在抛光的过程中，硝酸会产生较多的黄棕色的气体，不利于环境的治理，例如CN201410187279通过硝酸、氢氟酸、磷酸、硫酸、尿素、硫酸铵得到的抛光液，CN202010717578使用磷酸、硫酸、多聚磷酸铵、硝酸盐、硫酸盐、氯化物得到的抛光液。此外，市面的一些抛光剂或者化抛添加剂需要加入较多的螯合剂、表面活性剂等成分，增加了生产成本。
因此，需要提供一种配方简单，满足较好的抛光速率和抛光效果，同时降低生产成本的化抛添加剂。
发明内容
针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种铝合金化抛添加剂，按重量份计，包括50-70份无机酸、5-14份有机酸、3-9份缓蚀剂、0.1-0.5份铜盐。
在一种实施方式中，按重量份计，所述铝合金化抛添加剂包括60份无机酸、8份有机酸、5份缓蚀剂、0.3份铜盐。
本申请中无机酸可以列举的有磷酸、盐酸、硫酸等。
在一种实施方式中，所述无机酸为磷酸。
在一种实施方式中，所述有机酸的碳原子数为4-6。
优选的，所述有机酸为酒石酸和柠檬酸；进一步优选的，酒石酸和柠檬酸的重量比为(1.3-1.8)：1，更优选为1.6:1。
优选的，所述柠檬酸包括无水柠檬酸和一水柠檬酸；进一步优选的，所述无水柠檬酸和一水柠檬酸的重量比为1：(0.5-1)，更优选为1:0.8。
申请人在从事铝合金的研究中，发现铝合金的抛光效果还有待提高，尤其是铝合金为2000系列铝合金时，抛光效果差。申请人在化抛添加剂的研究中意外的发现，使用重量比为(1.3-1.8)：1的酒石酸和柠檬酸，且柠檬酸包括重量比为1：(0.5-1)的无水柠檬酸和一水柠檬酸时，可以使得2000系列铝合金可以达到镜面的效果，抛光效果相比于市面产品具有显著的优势，申请人认为可能的原因是一水柠檬酸中结晶水的存在可能由于其初始溶解速度与无水柠檬酸的差异，影响了化抛添加剂，进而影响抛光液各分子间的结构分布，使得在抛光过程初期，磷酸等可以快速在合金表面形成较厚的粘膜层，避免了抛光初期凹入部位粘膜层薄而溶解，增加后期抛光难度。
在一种实施方式中，所述缓蚀剂选自乌酸钠、二乙基硫脲、2-巯基苯并噻唑、二邻甲苯基硫脲、乌酸钠、2-巯基苯并噻唑、多聚磷酸钠中一种或多种。
优选的，所述缓蚀剂为二乙基硫脲、2-巯基苯并噻唑、二邻甲苯基硫脲；进一步优选的，所述二乙基硫脲、2-巯基苯并噻唑、二邻甲苯基硫脲的重量比为(1-5)：(0.3-0.5)：(0.2-0.6)，更优选为3:0.4:0.5。
在一种实施方式中，所述铜盐为硫酸铜。
在一种实施方式中，所述铝合金化抛添加剂还包括1-5重量份高锰酸钾，优选包括3重量份高锰酸钾。
本申请中化抛添加剂的制备方法不作特别限定，本领域技术人员可做常规选择。
在一种实施方式中，所述铝合金化抛添加剂的制备方法包括：将无机酸、有机酸、缓蚀剂、铜盐以及高锰酸钾加入到40wt％水中，搅拌，即得。
本发明第二个方面提供了一种化抛方法，包括：将铝合金化抛添加剂、磷酸、硫酸混合得到抛光液，加热至90-105℃，将经过除油、水洗、烘干之后的待抛光件浸入抛光液中处理25-180s。
在化抛方法中，按重量比计，抛光液包括8-12％铝合金化抛添加剂、50-70％磷酸、20-40％硫酸。
优选的，按重量比计，抛光液包括10％铝合金化抛添加剂、60％磷酸、30％硫酸。
在一种实施方式中，化抛方法包括：将铝合金化抛添加剂、磷酸、硫酸混合得到抛光液，加热至95℃，将经过除油、水洗、烘干之后的待抛光件浸入抛光液中处理50s。
本申请中化抛方法指的是化学抛光方法。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)本申请采用无水柠檬酸、一水柠檬酸的复合，同时结合酒石酸，使得本申请中化抛添加剂在抛光液中抛光使用时，获得了较好的初期抛光效果，使得对于抛光难度较高的2000系列铝合金达到镜面抛光效果。
(2)本申请中特定含量的磷酸和无水柠檬酸、一水柠檬酸以及酒石酸的复合，避免了抛光件中面花的问题。
(3)本申请中采用重量比为(1-5)：(0.3-0.5)：(0.2-0.6)的二乙基硫脲、2-巯基苯并噻唑、二邻甲苯基硫脲，使得此时的化抛添加剂在抛光使用时可能能够避免抛光液局部粘度过高，避免了抛光件面花的问题。
(4)本申请化抛方法，磷酸、有机酸、二乙基硫脲、2-巯基苯并噻唑、二邻甲苯基硫脲、硫酸铜以及高锰酸钾之间能够相互协调促进，使得添加在抛光液中在未添加表面活性剂等物质时，在抛光初期同样可以较好的浸润待抛光件，同时使得在抛光过程中使得抛光液各处粘度相同，避免了抛光件中流痕、滴痕以及面花的问题，此外，在较短的抛光时间内获得镜面的抛光效果。
(5)本申请中化抛添加剂配方科学，环保，无有害物质，添加符合RoHS指令，不产生氮氧化物黄烟，无硝酸以及硝酸盐，同时可以减少材料纹发生以及回收料挂灰问题，超过普通两酸化抛的出光速度以及光泽度，适合于自动化生产，也可用于手动线生产。
具体实施方式
以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。
本申请中磷酸指的是质量浓度为85％的磷酸。
实施例
实施例1
一种铝合金化抛添加剂，按重量份计，成分如下：70份磷酸、3份酒石酸、2份柠檬酸、3份缓蚀剂、0.1份硫酸铜、1份高锰酸钾。
其中，柠檬酸为重量比为1:0.5的无水柠檬酸和一水柠檬酸。缓蚀剂为重量比为1:0.3:0.2的二乙基硫脲、2-巯基苯并噻唑、二邻甲苯基硫脲。
化抛添加剂的制备方法为：将化抛添加剂的各个成分加入到40wt％水中，搅拌，即得。
一种化抛方法，将10wt％的铝合金化抛添加剂、50wt％的磷酸、40wt％的硫酸混合得到抛光液，加热至90℃，将经过除油、水洗、烘干之后的2024铝材浸入抛光液中处理25s。
实施例2
一种铝合金化抛添加剂，按重量份计，成分如下：50份磷酸、8份酒石酸、6份柠檬酸、9份缓蚀剂、0.5份硫酸铜、5份高锰酸钾。
其中，柠檬酸为重量比为1:1的无水柠檬酸和一水柠檬酸。缓蚀剂为重量比为5:0.5:0.6的二乙基硫脲、2-巯基苯并噻唑、二邻甲苯基硫脲。
化抛添加剂的制备方法同实施例1。
一种化抛方法，将10wt％的铝合金化抛添加剂、70wt％的磷酸、20wt％的硫酸混合得到抛光液，加热至105℃，将经过除油、水洗、烘干之后的2024铝材浸入抛光液中处理180s。
实施例3
一种铝合金化抛添加剂，按重量份计，成分如下：60份磷酸、5份酒石酸、3份柠檬酸、5份缓蚀剂、0.3份硫酸铜、3份高锰酸钾。
其中，柠檬酸为重量比为1:0.8的无水柠檬酸和一水柠檬酸。缓蚀剂为重量比为3:0.4:0.5的二乙基硫脲、2-巯基苯并噻唑、二邻甲苯基硫脲。
化抛添加剂的制备方法同实施例1。
一种化抛方法，将10wt％的铝合金化抛添加剂、60wt％的磷酸、30wt％的硫酸混合得到抛光液，加热至95℃，将经过除油、水洗、烘干之后的2024铝材浸入抛光液中处理50s。
实施例4
一种铝合金化抛添加剂，具体同实施例3，不同之处在于，无无水柠檬酸和酒石酸。
铝合金化抛添加剂的制备方法同实施例1。
化抛方法同实施例3。
实施例5
一种铝合金化抛添加剂，具体同实施例3，不同之处在于，无二乙基硫脲和2-巯基苯并噻唑。
铝合金化抛添加剂的制备方法同实施例1。
化抛方法同实施例3。
性能评估
1.光泽性：使用光泽度测试仪对光泽度进行检测，光泽度大于95°记为优，87-95°记为良，小于87°记为差。
2.外观质量：观察表面是否有流痕、滴痕，面花问题，若均无，则记为合格，否则记为不合格。
表1
Claims (10)
1.一种铝合金化抛添加剂，其特征在于，按重量份计，包括50-70份无机酸、5-14份有机酸、3-9份缓蚀剂、0.1-0.5份铜盐、1-5份高锰酸钾。
2.根据权利要求1所述铝合金化抛添加剂，其特征在于，所述无机酸选自磷酸、盐酸、硫酸中一种或多种。
3.根据权利要求2所述铝合金化抛添加剂，其特征在于，所述有机酸的碳原子数为4-6。
4.根据权利要求3所述铝合金化抛添加剂，其特征在于，所述有机酸包括酒石酸和柠檬酸。
5.根据权利要求4所述铝合金化抛添加剂，其特征在于，所述酒石酸和柠檬酸的重量比为(1.3-1.8)：1。
6.根据权利要求5所述铝合金化抛添加剂，其特征在于，所述柠檬酸包括无水柠檬酸和一水柠檬酸。
7.根据权利要求6所述铝合金化抛添加剂，其特征在于，所述无水柠檬酸和一水柠檬酸的重量比为1：(0.5-1)。
8.根据权利要求1-7任一项所述铝合金化抛添加剂，其特征在于，所述缓蚀剂选自乌酸钠、二乙基硫脲、2-巯基苯并噻唑、二邻甲苯基硫脲、乌酸钠、2-巯基苯并噻唑、多聚磷酸钠中一种或多种。
9.根据权利要求8所述铝合金化抛添加剂，其特征在于，所述缓蚀剂为二乙基硫脲、2-巯基苯并噻唑、二邻甲苯基硫脲，重量比为(1-5)：(0.3-0.5)：(0.2-0.6)。
10.一种化抛方法，其特征在于，包括：将权利要求1-9任一项所述铝合金化抛添加剂、磷酸、硫酸混合得到抛光液，加热至90-105℃，将经过除油、水洗、烘干之后的待抛光件浸入抛光液中处理25-180s。
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