CN104278281B - 一种含复配钝化剂的酸洗液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铝材清洗领域，涉及一种通过在HNO3溶液中添加有机物质复配而得的带有钝化效果的酸洗液。含有复配钝化剂的酸洗液，由硝酸、复配钝化剂、水组成，其质量含量分别为：硝酸为4.0%~45.0%、复配钝化剂为0.5~13.5%、水为余量。对受污染的铝材经本发明的酸洗剂进行清洗，使铝材恢复本身所具有的金属光泽。并在铝材表面形成一层致密的钝化膜，使铝材长期存放仍能保持银亮美观、不发乌变暗。本发明的另一特点是酸雾很小，有利于环保及操作人员身体健康，酸洗量大，酸处理成本低。
Description
技术领域
本发明属于铝材清洗技术领域，涉及一种对各种铝材，尤其是2A12型等硬铝合金进行清洗的含复配钝化剂的酸洗液及其制备方法。
背景技术
目前铝材的清洗工艺主要是酸洗，成分主要有硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸、铬酸等，依照不同的比例，添加不同的添加剂配制而成。但在实际中，现有的酸洗工艺，存在酸消耗量大，酸雾也大，其废酸排放周期短、长期操作对人体有毒害等缺点。现在的酸洗液倾向于在酸中加入不同的物质以起到稳定酸液、促进清洗、缓释铝材的作用，从而使铝材免受腐蚀、延长使用时间。
关于此类酸洗液添加剂的报道较少。专利CN200610081380.1介绍了一种铝卷材涂层酸性清洗剂。该清洗剂由A、B两组分复合而成；所述的A组分是以下浓度物质组成的混合水溶液：表面活性剂150－300g/L、硫酸400－ 500g/L、络合剂50－80g/L、分散剂4－8g/L和稳定剂7－10g/L；所述的B组分为150－300g/L的氢氟酸水溶液。使用本发明的清洗剂清洗的铝带，表面光洁，在其上进行化学处理后的转化膜连续均匀，对铝材腐蚀率低，可以替代外国同类产品，降低成本。但是该清洗剂中所含氢氟酸有剧毒，吸附蒸汽或与皮肤接触都可产生难以愈合的溃疡，对环境也存在污染；同时该类清洗剂对铝材并没有钝化作用。
专利CN200910110117.4介绍铝合金的表面处理方法与处理液，该方法主要用于化学镀防腐的预处理。主要包括碱性脱脂液、碱洗、酸洗等步骤。本发明由于处理程序多，对于产品批量大的铝材清洗不合适。
专利CN200610069099.6介绍一种绿色高效酸洗缓蚀剂及其应用， 它的主要成分为小檗碱。其应用是：酸洗液为稀盐酸或稀硫酸，浓度为0.1M－2M，加入缓蚀剂后温度控制在室温25℃左右，加入待清洗的锌、锌铝合金或热浸镀锌、锌铝合金镀层钢材，浸没0.5h－3h。本发明用于锌、锌铝合金等钢材及其产品的工业酸洗，能防止在清洗过程中金属或镀层的全面腐蚀和局部腐蚀，虽然该产品为一种天然植物提取物，对环境和生物无毒无害，符合酸洗缓蚀剂发展的趋势，但同时也有产量少，应用面较狭窄的不足。
文献《铬酸洗液在铝件清洗中的应用》文章介绍了各种化学清洗溶液对纯铝、锻铝、铸铝的清洗。包括硝酸溶液、硝酸+氢氟酸的混合液、磷酸+硝酸+硫酸的混合液以及铬酸洗液。对比得到上述几种溶液虽然对纯铝、锻铝、铸铝都有清洗效果，但只有铬酸洗液可以使铸铝恢复应有的金属光泽。但是不容忽视铬酸洗液所含的六价铬具有强致癌性，对操作人员及环境都带来危害。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于清洗铝材的含复配钝化剂的酸洗液及其制备方法。
本发明技术方案是：含有复配钝化剂的酸洗液，由硝酸、复配钝化剂、水组成，其质量含量分别为：硝酸为4.0%~45.0%、复配钝化剂为0.5~13.5%、水为余量。
所述的复配钝化剂包括缓蚀剂、光亮剂，其中缓蚀剂含量 0.3~9.0%，光亮剂含量0.2~4.5% 。
所述的缓蚀剂包括乌洛托品0.1~2.0%、氨基磺酸0.1~2.0%、氨基磺酸钠0.1~5.0%的一种或几种的混合物；一种典型的组成是包括乌洛托品1.0%、氨基磺酸0.2%、氨基磺酸钠0.1%一种或几种混合组成。
所述的光亮剂包括三甘醇0.09~1.00%、香豆素0.02~0.50%、糖精0.02~0.50%、甘油0.02~0.50%和烷烃类表面活性剂0.05~2.0%一种或几种混合物组成；一种典型的组成是包括三甘醇0.15%、香豆素0.03%、糖精0.03%、甘油0.05%和烷烃类表面活性剂0.05%一种或几种混合组成。
本发明含复配钝化剂酸洗液的制备方法：取工业硝酸搅拌均匀后待用，其最终质量含量为4.0~45.0%；将质量含量为0.5~13.5%由缓蚀剂、光亮剂等成分组合而成的钝化剂混合均匀，然后加入到硝酸溶液中，搅拌均匀后在5~40°C下反应5~50小时，待反应完成后用水稀释至所需浓度。
一般地，本发明制备方法的优选技术方案是：取350g50%的工业硝酸待用，搅拌均匀后，依次加入缓蚀剂6.5g和光亮剂1.5g，最后加水至溶液500g，搅拌均匀。置于25°C，反应24小时。溶液最后呈淡黄色、澄清状态。
将受腐蚀的铝材置于上述配制的酸洗液中浸泡，视铝材表面情况及浸泡10min～2h，至铝材表面银亮后捞出，清水冲净即可。
本发明适用于各种铝材（尤其适用于2A12型等含Cu合金）的酸洗钝化，能在很短的时间(10~20多分钟)内使原先发黑发暗的铝材洗得银亮光洁，铝材内外表面一样光亮美观，而铝材本身不受任何损伤，并在铝材表面形成一层致密的钝化膜，使铝材长期存放仍能保持银亮美观、不发乌变暗。本发明的另一特点是酸雾很小，有利于环保及操作人员身体健康，酸洗量大，酸处理成本低，且可有效缩短酸洗频率，降低酸耗。
经本发明处理后的铝材表面银亮美观，色泽均匀。且因铝材表面形成钝化薄层，故不易再次腐蚀变乌。本发明成本不高，且处理效果明显优于常用处理方法。
具体实施方式
以下通过具体实施例，对本发明方法加以详细描述。
实施例1：样品制备
下面实施例中所用含钝化剂的酸洗液，采用如下方法制备：取1000kg浓度为50%的工业硝酸，依次加入缓蚀剂（包括乌洛托品25kg、氨基磺酸25kg、氨基磺酸钠62.5kg一种或几种混合组成）和光亮剂（包括三甘醇12.5kg、香豆素、糖精、甘油各6.2kg和烷烃类表面活性剂25kg一种或几种混合组成），最后在溶液中加入水81kg，搅拌均匀。置于25°C，反应24小时。溶液最后呈淡黄色、澄清状态。配制完成，待用。
实施例2：样品制备
下面实施例中所用含钝化剂的酸洗液，采用如下方法制备：取1000kg50%的工业硝酸，，依次加入缓蚀剂（由乌洛托品12.5kg、氨基磺酸12.5kg、氨基磺酸钠12.5kg一种或几种混合组成）和光亮剂（由三甘醇11.2kg、香豆素2.5kg、糖精2.5kg、甘油2.5kg和烷烃类表面活性剂6.2kg一种或几种混合组成），最后在溶液中加入水11400kg，搅拌均匀。置于25°C，反应24小时。溶液最后呈淡黄色、澄清状态。配制完成，待用。
实施例3：样品制备
下面实施例中所用含钝化剂的酸洗液，采用如下方法制备：取1000kg浓度为50%的工业硝酸，搅拌均匀后，加入复配钝化剂（由乌洛托品14.3kg、氨基磺酸2.8kg、氨基磺酸钠1.4kg、三甘醇2.1kg、香豆素0.4kg、糖精0.4kg、甘油0.7kg和烷烃类表面活性剂0.7kg一种或几种混合组成），最后在溶液中加入水400kg，搅拌均匀。置于25°C，反应24小时。溶液最后呈淡黄色、澄清状态。配制完成，待用。
实施例4：应用
取某公司2A12型铝合金进行酸洗钝化并测定效果。
1、酸洗后外观的测定
将经长时间存放的表面发乌的2A12型铝合金置于本品中浸泡，浸泡20min后, 视铝材表面银亮后捞出，用清水洗净残留酸，再在50°C 3.5%(wt)NaCl碱液中清洗一遍以中和残留的酸，再用清水洗净碱液，最后在约80°C 热水中浸泡2～3min取出，目视铝材表面银亮美观，色泽均匀。
2、钝化能力的测定
将酸洗过的铝材置于3.5%NaCl水溶液中，在室温下浸泡20h后取出检查，铝材表面光亮无明显乌黑。
实施例5：应用
取某公司的未知型号铝合金进行酸洗钝化并测定效果。
1、酸洗后外观的测定
将表面发乌的上述铝材置于本品中浸泡，浸泡20min后, 视铝材表面银亮后捞出，用清水洗净残留酸，再在50°C 3.5%(wt)NaCl碱液中清洗一遍以中和残留的酸，再用清水洗净碱液，最后在约80°C 热水中浸泡2～3min取出，目视铝材表面银亮美观，色泽均匀。
2、钝化能力的测定
将酸洗过的铝材置于3.5%NaCl水溶液中，在室温下浸泡20h后取出检查，铝材表面光亮无明显乌黑。
实施例6：应用
取某公司2A16型铝合金进行酸洗钝化并测定效果。
1、酸洗后外观的测定
将经长时间存放的表面发乌的2A16型铝合金置于本品中浸泡，浸泡20min后, 视铝材表面银亮后捞出，用清水洗净残留酸，再在50°C 3.5%(wt)NaCl碱液中清洗一遍以中和残留的酸，再用清水洗净碱液，最后在约80°C 热水中浸泡2～3min取出，目视铝材表面银亮美观，色泽均匀。
2、钝化能力的测定
将酸洗过的铝材置于3.5%NaCl水溶液中，在室温下浸泡20h后取出检查，铝材表面光亮无明显乌黑。
Claims (5)
1.含有复配钝化剂的酸洗液，其特征是由硝酸、复配钝化剂、水组成，其质量含量分别为：
硝酸 4.0 %~45.0%、复配钝化剂0.5~13.5%、水为余量；所述的复配钝化剂包括缓蚀剂、光亮剂，其中缓蚀剂含量0.3~9.0%，光亮剂含量0.2~4.5%；所述缓蚀剂包括乌洛托品0.1~2.0%、氨基磺酸0.1~2.0%、氨基磺酸钠0.1~5.0%的一种或几种的混合物；所述光亮剂包括三甘醇0.09~1.00%、香豆素0.02~0.5%、糖精0.02~0.5%、甘油0.02~0.5%和烷烃类表面活性剂0.05~2.0%一种或几种混合物。
2.根据权利要求1所述的酸洗液，其特征是所述缓蚀剂包括乌洛托品1.0%、氨基磺酸0.2%、氨基磺酸钠0.1%一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的酸洗液，其特征是所述光亮剂包括三甘醇0.15%、香豆素0.03%、糖精0.03%、甘油0.05%和烷烃类表面活性剂0.05%一种或几种混合物。
4.如权利要求1所述含有复配钝化剂的酸洗液制备方法，其特征是将工业硝酸稀释，将复配钝化剂加入硝酸中，搅拌均匀后在5~50°C下反应5~50小时，待反应完成后用水稀释至所需浓度。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征是将350g浓度为50%工业硝酸搅拌均匀后，依次加入缓蚀剂6.5g和光亮剂1.5g，最后加水至溶液500g，搅拌均匀，置于25°C，反应24小时，溶液最后呈淡黄绿色、澄清状态。
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