CN108300331A - 一种金属抛光液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属抛光液，属于抛光液领域。本发明以硼泥为原料制备多孔二氧化硅，其呈现出蓬松结构，存在大量无序狭缝孔或堆积，通过切割样品的表面逐渐将样品打磨抛光至镜面，并利用硅烷偶联剂进行改性，硅烷偶联剂附着在多孔二氧化硅的表面，能够在抛光过程中形成缓冲作用，减小压痕以达到减少机械损伤，降低表面粗糙度的目的，且硅烷具有很好的渗透性，能够加速物质传输，从而提高抛光效率。本发明解决了目前金属抛光常用的是二氧化硅抛光液得到较好的表面效果，但效率低，且过长的抛光容易导致金属表面产生腐蚀缺陷的问题。
Description
技术领域
本发明属于抛光液领域，具体涉及一种金属抛光液。
背景技术
在我们的日常生活中，随处可见各种各样的金属制品，比如轻薄漂亮的铝合金手机外壳，高端质感的铝合金笔记本外壳，精致美观的不锈钢LOGO，耀眼闪亮的不锈钢饰条等等，这些金属材料的使用，给我们的生活增添了许多色彩。而这离不开我们对金属材料的精细加工，其中，金属抛光就是金属加工中一道非常重要的工艺。化学抛光技术已在金属精加工、金属样品制备、控制金属表面质量与提高金属表面光洁度等方面获得了极其广泛的应用。化学抛光是金属表面处理中的一个重要工序，通过化学抛光可以获得光洁度高、整性好的表面，使金属的光反射能力、耐腐蚀性能以及热反射能力得到加强，同时该金属制品的装饰效果得到了提高。
金属抛光常用的是二氧化硅抛光液，使用二氧化硅抛光液可以得到较好的表面效果，但其抛光时间长，在大批量生产时效率低，并且过长的抛光容易导致金属表面产生腐蚀缺陷。有人使用聚合物为核被二氧化硅包裹对金属表面进行抛光，提高了抛光效率，但由于硬度大，容易导致金属表面出现划痕，并会产生磨料颗粒在金属表面的镶嵌，给下一道工序加工增加难度。因此市场急需一种抛光效果好的金属抛光液。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前金属抛光常用的是二氧化硅抛光液得到较好的表面效果，但效率低，且过长的抛光容易导致金属表面产生腐蚀缺陷的问题，提供一种金属抛光液。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种金属抛光液，包括40~50份脂肪醇酰胺类化合物、20~30份醇类化合物17~30份水、15~20份烷基酚聚氧乙烯醇类化合物，其特征在于，还包括3~4份功能剂、9~12份保护液。
所述脂肪醇酰胺类化合物是脂肪醇聚醚酰胺。
所述醇类化合物是仲醇聚氧乙烯醚。
所述烷基酚聚氧乙烯醇类化合物是烷基酚聚氧乙烯醚。
所述功能剂的制备方法：
A.将硼泥进行烘干，置于容器中，加入硼泥质量5~6倍的质量分数20~25%的浓盐酸进行混合，搅拌均匀，再在温度80~90℃下水浴恒温1~2 h，过滤，得滤饼，将滤饼用蒸馏水洗涤至中性，干燥，再在温度500~600℃下煅烧1~2h，得煅烧物；
B.按质量比1：3~4，将硅烷偶联剂、无水乙醇进行混合，得混合液，将煅烧物放入锥形瓶中，置于85~90℃的恒温水浴锅中搅拌25~30min，以200~300r/min 搅拌下滴加煅烧物质量3~4倍的混合液，以1000~1500 r/min 搅拌40~60min，过滤，得滤渣，即得功能剂。
所述步骤B中硅烷偶联剂是按质量比1：0.6，将γ-丙基三甲氧基硅烷、双-γ-三乙氧基硅丙基四硫化物进行混合均匀，即得硅烷偶联剂。
所述保护液是按重量份数计，取40~50份去离子水、15~20份聚乙烯醇、4~6份聚乙二醇、4~6份三乙醇胺、3~4份苯并三氮唑、3~4份苯甲酸钠、3~4份聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、3~4份丙三醇、3~4份吐温80、1~2份十二烷基硫酸钠，将聚乙烯醇、去离子水进行混合，在温度95~97℃、400~500r/min下搅拌均匀，加入聚乙二醇、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、丙三醇、吐温80、十二烷基硫酸钠进行混合，搅拌1~2h，再加入三乙醇胺、苯并三氮唑、苯甲酸钠，搅拌均匀，即得保护液。
所述金属抛光液的制备方法包括如下步骤：
（1）将功能剂、保护液进行混合，浸泡1~2h，取出，冷冻干燥，得干燥物；
（2）将脂肪醇酰胺类化合物、醇类化合物、水、烷基酚聚氧乙烯醇类化合物进行混合，搅拌1~2h，加入干燥物，搅拌均匀，即得金属抛光液。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以硼泥为原料制备多孔二氧化硅，其呈现出蓬松结构，存在大量无序狭缝孔或堆积，通过切割样品的表面逐渐将样品打磨抛光至镜面，并利用硅烷偶联剂进行改性，硅烷偶联剂附着在多孔二氧化硅的表面，能够在抛光过程中形成缓冲作用，减小压痕以达到减少机械损伤，降低表面粗糙度的目的，且硅烷具有很好的渗透性，能够加速物质传输，从而提高抛光效率，同时利用多孔二氧化硅结构的吸附特性，对保护液进行吸附，由于保护液是以聚乙烯醇和聚乙二醇复配作为载体成膜剂，能在多孔二氧化硅切割的过程中在金属表面形成一层保护膜，且成膜剂内的防锈成分与金属表面的自由离子发生了络合反应，形成了各种络合物，从而阻断腐蚀发生的原电池反应，降低腐蚀发生的速度，避免抛光太长导致金属表面产生腐蚀缺陷的问题，同时聚乙烯醇保护膜是具水溶性的，是属于高温水溶性膜，能够回收再利用，也能用作一种良好的环保包装。
（2）本发明还加入表面活性剂、仲醇类化合物，其中表面活性剂为非离子型表面活性剂能够渗入到金属表面，增加抛光液对金属的抛光效果，仲醇类化合物一方面能够调节溶液的粘度，另一方面它有一定的消泡作用，能够防止在抛光过程中产生过多的泡沫。
具体实施方式
脂肪醇酰胺类化合物是脂肪醇聚醚酰胺。
醇类化合物是仲醇聚氧乙烯醚。
烷基酚聚氧乙烯醇类化合物是烷基酚聚氧乙烯醚。
功能剂的制备方法：
A.将硼泥进行烘干，置于容器中，加入硼泥质量5~6倍的质量分数20~25%的浓盐酸进行混合，搅拌均匀，再在温度80~90℃下水浴恒温1~2 h，过滤，得滤饼，将滤饼用蒸馏水洗涤至中性，干燥，再在温度500~600℃下煅烧1~2h，得煅烧物；
B.按质量比1：3~4，将硅烷偶联剂、无水乙醇进行混合，得混合液，将煅烧物放入锥形瓶中，置于85~90℃的恒温水浴锅中搅拌25~30min，以200~300r/min 搅拌下滴加煅烧物质量3~4倍的混合液，以1000~1500 r/min 搅拌40~60min，过滤，得滤渣，即得功能剂。
硅烷偶联剂是按质量比1：0.6，将γ-丙基三甲氧基硅烷、双-γ-三乙氧基硅丙基四硫化物进行混合均匀，即得硅烷偶联剂。
保护液是按重量份数计，取40~50份去离子水、15~20份聚乙烯醇、4~6份聚乙二醇、4~6份三乙醇胺、3~4份苯并三氮唑、3~4份苯甲酸钠、3~4份聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、3~4份丙三醇、3~4份吐温80、1~2份十二烷基硫酸钠，将聚乙烯醇、去离子水进行混合，在温度95~97℃、400~500r/min下搅拌均匀，加入聚乙二醇、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、丙三醇、吐温80、十二烷基硫酸钠进行混合，搅拌1~2h，再加入三乙醇胺、苯并三氮唑、苯甲酸钠，搅拌均匀，即得保护液。
一种金属抛光液，包括40~50份脂肪醇酰胺类化合物、20~30份醇类化合物17~30份水、15~20份烷基酚聚氧乙烯醇类化合物，还包括3~4份功能剂、9~12份保护液。
一种金属抛光液的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）将功能剂、保护液进行混合，浸泡1~2h，取出，冷冻干燥，得干燥物；
（2）将脂肪醇酰胺类化合物、醇类化合物、水、烷基酚聚氧乙烯醇类化合物进行混合，搅拌1~2h，加入干燥物，搅拌均匀，即得金属抛光液。
实施例1
脂肪醇酰胺类化合物是脂肪醇聚醚酰胺。
醇类化合物是仲醇聚氧乙烯醚。
烷基酚聚氧乙烯醇类化合物是烷基酚聚氧乙烯醚。
功能剂的制备方法：
A.将硼泥进行烘干，置于容器中，加入硼泥质量5倍的质量分数20%的浓盐酸进行混合，搅拌均匀，再在温度80℃下水浴恒温1h，过滤，得滤饼，将滤饼用蒸馏水洗涤至中性，干燥，再在温度500℃下煅烧1h，得煅烧物；
B.按质量比1：3，将硅烷偶联剂、无水乙醇进行混合，得混合液，将煅烧物放入锥形瓶中，置于85℃的恒温水浴锅中搅拌25min，以200r/min 搅拌下滴加煅烧物质量3倍的混合液，以1000r/min 搅拌40min，过滤，得滤渣，即得功能剂。
硅烷偶联剂是按质量比1：0.6，将γ-丙基三甲氧基硅烷、双-γ-三乙氧基硅丙基四硫化物进行混合均匀，即得硅烷偶联剂。
保护液是按重量份数计，取40份去离子水、15份聚乙烯醇、4份聚乙二醇、4份三乙醇胺、3份苯并三氮唑、3份苯甲酸钠、3份聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、3份丙三醇、3份吐温80、1份十二烷基硫酸钠，将聚乙烯醇、去离子水进行混合，在温度95℃、400r/min下搅拌均匀，加入聚乙二醇、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、丙三醇、吐温80、十二烷基硫酸钠进行混合，搅拌1h，再加入三乙醇胺、苯并三氮唑、苯甲酸钠，搅拌均匀，即得保护液。
一种金属抛光液，包括40份脂肪醇酰胺类化合物、20份醇类化合物17份水、15份烷基酚聚氧乙烯醇类化合物，还包括3份功能剂、9份保护液。
一种金属抛光液的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）将功能剂、保护液进行混合，浸泡1h，取出，冷冻干燥，得干燥物；
（2）将脂肪醇酰胺类化合物、醇类化合物、水、烷基酚聚氧乙烯醇类化合物进行混合，搅拌1h，加入干燥物，搅拌均匀，即得金属抛光液。
实施例2
脂肪醇酰胺类化合物是脂肪醇聚醚酰胺。
醇类化合物是仲醇聚氧乙烯醚。
烷基酚聚氧乙烯醇类化合物是烷基酚聚氧乙烯醚。
功能剂的制备方法：
A.将硼泥进行烘干，置于容器中，加入硼泥质量6倍的质量分数25%的浓盐酸进行混合，搅拌均匀，再在温度90℃下水浴恒温2h，过滤，得滤饼，将滤饼用蒸馏水洗涤至中性，干燥，再在温度600℃下煅烧2h，得煅烧物；
B.按质量比1：4，将硅烷偶联剂、无水乙醇进行混合，得混合液，将煅烧物放入锥形瓶中，置于90℃的恒温水浴锅中搅拌30min，以300r/min 搅拌下滴加煅烧物质量4倍的混合液，以1500r/min 搅拌60min，过滤，得滤渣，即得功能剂。
硅烷偶联剂是按质量比1：0.6，将γ-丙基三甲氧基硅烷、双-γ-三乙氧基硅丙基四硫化物进行混合均匀，即得硅烷偶联剂。
保护液是按重量份数计，取50份去离子水、20份聚乙烯醇、6份聚乙二醇、6份三乙醇胺、4份苯并三氮唑、4份苯甲酸钠、4份聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、4份丙三醇、4份吐温80、2份十二烷基硫酸钠，将聚乙烯醇、去离子水进行混合，在温度97℃、500r/min下搅拌均匀，加入聚乙二醇、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、丙三醇、吐温80、十二烷基硫酸钠进行混合，搅拌2h，再加入三乙醇胺、苯并三氮唑、苯甲酸钠，搅拌均匀，即得保护液。
一种金属抛光液，包括50份脂肪醇酰胺类化合物、30份醇类化合物30份水、20份烷基酚聚氧乙烯醇类化合物，还包括4份功能剂、12份保护液。
一种金属抛光液的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）将功能剂、保护液进行混合，浸泡2h，取出，冷冻干燥，得干燥物；
（2）将脂肪醇酰胺类化合物、醇类化合物、水、烷基酚聚氧乙烯醇类化合物进行混合，搅拌2h，加入干燥物，搅拌均匀，即得金属抛光液。
实施例3
脂肪醇酰胺类化合物是脂肪醇聚醚酰胺。
醇类化合物是仲醇聚氧乙烯醚。
烷基酚聚氧乙烯醇类化合物是烷基酚聚氧乙烯醚。
功能剂的制备方法：
A.将硼泥进行烘干，置于容器中，加入硼泥质量5.5倍的质量分数22.5%的浓盐酸进行混合，搅拌均匀，再在温度85℃下水浴恒温1.5h，过滤，得滤饼，将滤饼用蒸馏水洗涤至中性，干燥，再在温度550℃下煅烧1.5h，得煅烧物；
B.按质量比1：3.5，将硅烷偶联剂、无水乙醇进行混合，得混合液，将煅烧物放入锥形瓶中，置于87℃的恒温水浴锅中搅拌27.5min，以250r/min 搅拌下滴加煅烧物质量3.5倍的混合液，以1250r/min 搅拌50min，过滤，得滤渣，即得功能剂。
硅烷偶联剂是按质量比1：0.6，将γ-丙基三甲氧基硅烷、双-γ-三乙氧基硅丙基四硫化物进行混合均匀，即得硅烷偶联剂。
保护液是按重量份数计，取45份去离子水、17.5份聚乙烯醇、5份聚乙二醇、5份三乙醇胺、3.5份苯并三氮唑、3.5份苯甲酸钠、3.5份聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、3.5份丙三醇、3.5份吐温80、1.5份十二烷基硫酸钠，将聚乙烯醇、去离子水进行混合，在温度96℃、450r/min下搅拌均匀，加入聚乙二醇、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、丙三醇、吐温80、十二烷基硫酸钠进行混合，搅拌1.5h，再加入三乙醇胺、苯并三氮唑、苯甲酸钠，搅拌均匀，即得保护液。
一种金属抛光液，包括45份脂肪醇酰胺类化合物、25份醇类化合物23.5份水、17.5份烷基酚聚氧乙烯醇类化合物，还包括3.5份功能剂、10.5份保护液。
一种金属抛光液的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）将功能剂、保护液进行混合，浸泡1.5h，取出，冷冻干燥，得干燥物；
（2）将脂肪醇酰胺类化合物、醇类化合物、水、烷基酚聚氧乙烯醇类化合物进行混合，搅拌1.5h，加入干燥物，搅拌均匀，即得金属抛光液。
对比例1
与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少功能剂。
对比例2
与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少保护液。
对比例3：
淄博市某公司生产的金属抛光液。
将待抛光的样品分别置于200mL上述各实施例与对比例所制备的金属抛光液中，静置2h进行化学抛光，然后进行各种性能测试。其中，试验结束后将样品取出，清洗表面，自然干燥后，检测表面光洁度。然后对样品进行烘干，称重，计算出相应的腐蚀度，测试结果见表1。
表1：
| 测试项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
| 抛光时间（h） | 0.3 | 0.42 | 0.5 | 0.7 | 0.5 | 1~2 |
| 腐蚀度（%） | 0.5 | 0.6 | 0.6 | 0.57 | 1 | 3.2~3.5 |
| 有无划痕 | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 两三处划痕 |
| 表面光洁度 | 2级 | 2级 | 2级 | 3级 | 3级 | 4级 |
表面光洁度检测结果为2级，即表面光亮，能看出面部五官和眉毛，但是眉毛部分不够清晰；表面光洁度检测结果为3级，即表面较光亮，能看见面部五官和眉毛，眉毛部分模糊；表面光洁度检测结果为4级，即表面光泽，但看不清人的五官。
综上所述，本发明所制备的金属抛光液具有低腐蚀性，同时抛光效果好，表面光洁度佳，具有较佳的应用前景，值得大力推广使用。
Claims (8)
1.一种金属抛光液，包括40~50份脂肪醇酰胺类化合物、20~30份醇类化合物17~30份水、15~20份烷基酚聚氧乙烯醇类化合物，其特征在于，还包括3~4份功能剂、9~12份保护液。
2.根据权利要求1所述金属抛光液，其特征在于，所述脂肪醇酰胺类化合物是脂肪醇聚醚酰胺。
3.根据权利要求1所述金属抛光液，其特征在于，所述醇类化合物是仲醇聚氧乙烯醚。
4.根据权利要求1所述金属抛光液，其特征在于，所述烷基酚聚氧乙烯醇类化合物是烷基酚聚氧乙烯醚。
5.根据权利要求1所述金属抛光液，其特征在于，所述功能剂的制备方法：
A.将硼泥进行烘干，置于容器中，加入硼泥质量5~6倍的质量分数20~25%的浓盐酸进行混合，搅拌均匀，再在温度80~90℃下水浴恒温1~2 h，过滤，得滤饼，将滤饼用蒸馏水洗涤至中性，干燥，再在温度500~600℃下煅烧1~2h，得煅烧物；
B.按质量比1：3~4，将硅烷偶联剂、无水乙醇进行混合，得混合液，将煅烧物放入锥形瓶中，置于85~90℃的恒温水浴锅中搅拌25~30min，以200~300r/min 搅拌下滴加煅烧物质量3~4倍的混合液，以1000~1500 r/min 搅拌40~60min，过滤，得滤渣，即得功能剂。
6.根据权利要求5所述金属抛光液，其特征在于，所述步骤B中硅烷偶联剂是按质量比1：0.6，将γ-丙基三甲氧基硅烷、双-γ-三乙氧基硅丙基四硫化物进行混合均匀，即得硅烷偶联剂。
7.根据权利要求1所述金属抛光液，其特征在于，所述保护液是按重量份数计，取40~50份去离子水、15~20份聚乙烯醇、4~6份聚乙二醇、4~6份三乙醇胺、3~4份苯并三氮唑、3~4份苯甲酸钠、3~4份聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、3~4份丙三醇、3~4份吐温80、1~2份十二烷基硫酸钠，将聚乙烯醇、去离子水进行混合，在温度95~97℃、400~500r/min下搅拌均匀，加入聚乙二醇、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、丙三醇、吐温80、十二烷基硫酸钠进行混合，搅拌1~2h，再加入三乙醇胺、苯并三氮唑、苯甲酸钠，搅拌均匀，即得保护液。
8.一种如权利要求1所述金属抛光液的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
（1）将功能剂、保护液进行混合，浸泡1~2h，取出，冷冻干燥，得干燥物；
（2）将脂肪醇酰胺类化合物、醇类化合物、水、烷基酚聚氧乙烯醇类化合物进行混合，搅拌1~2h，加入干燥物，搅拌均匀，即得金属抛光液。
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