CN105463482A - 一种铝材表面除灰剂及其制备方法和进行表面除灰的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝材表面除灰剂及其制备方法和进行表面除灰的方法。所述铝材表面除灰剂为将HNO3、NH4HF2、铝缓蚀剂和水混合均匀得到的混合液，其中，以1L铝材表面除灰剂计，HNO3的用量为540-720g，NH4HF2的用量为100-150g，铝缓蚀剂的用量为1-8g，余量为水。使用本发明的铝材表面除灰剂对高硅铸铝进行表面除灰时，除灰效果理想、除灰速度快。
Description
技术领域
本发明涉及铝材表面处理技术领域，具体地，涉及一种铝材表面除灰剂及其制备方法和进行表面除灰的方法。
背景技术
铝材阳极氧化过程中进行表面除灰的目的是除掉碱蚀后残留在制品表面上的黑色挂灰附着物，即溶解铝材中硅、铜、铁、镁等在碱蚀中生成的难溶附着物，以获得较光亮的金属表面，同时也可以中和残留的碱，防止污染电解液。因此，除灰处理也称为“出光”处理。除灰工艺是阳极氧化前较关键的工艺，对于获得光亮的外观具有重要意义。
目前普遍使用的铝材表面除灰剂为HNO3-HF混合液或HNO3-NH4HF2混合液。但是，使用前述铝材表面除灰剂对高硅铸铝进行表面除灰时并没有明显的除灰效果，且除灰速度较慢。
发明内容
本发明的目的是为了克服使用现有技术的铝材表面除灰剂对高硅铸铝进行表面除灰时除灰效果不明显且除灰速度较慢的缺陷，提供一种铝材表面除灰剂及其制备方法和进行表面除灰的方法，使用本发明的铝材表面除灰剂对高硅铸铝进行表面除灰时，除灰效果明显且除灰速度快。
本发明的发明人在研究中意外发现，用铝材表面除灰剂对高硅铸铝进行表面除灰，当铝材表面除灰剂为采用含有铝缓蚀剂的原料制备得到的铝材表面除灰剂时，具有明显的除灰效果，且能够极大的提高除灰速度。
因此，为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种铝材表面除灰剂，所述铝材表面除灰剂为将HNO3、NH4HF2、铝缓蚀剂和水混合均匀得到的混合液，其中，以1L铝材表面除灰剂计，HNO3的用量为540-720g，NH4HF2的用量为100-150g，铝缓蚀剂的用量为1-8g，余量为水。
第二方面，本发明提供了一种铝材表面除灰剂的制备方法，所述方法包括：将HNO3、NH4HF2、铝缓蚀剂和水混合均匀得到铝材表面除灰剂，其中，以1L铝材表面除灰剂计，HNO3的用量为540-720g，NH4HF2的用量为100-150g，铝缓蚀剂的用量为1-8g，余量为水。
第三方面，本发明提供了上述方法制备得到的铝材表面除灰剂。
第四方面，本发明提供了一种将铝材进行表面除灰的方法，所述方法包括使用上述铝材表面除灰剂进行表面除灰。
利用本发明的铝材表面除灰剂对高硅铸铝进行表面除灰，具有明显的除灰效果，能够极大的提高除灰速度(相对于现有的铝材表面除灰剂，处理15s后，本发明的铝材表面除灰剂的除灰率至少提高50％，且本发明的铝材表面除灰剂处理15s后的除灰率仍然明显高于现有的铝材表面除灰剂处理30s后的除灰率)，且能够得到平整、光洁的表面效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1是对比例1的铝材表面除灰剂对高硅铸铝处理15s后的表面效果。
图2中，上半部分是未经过除灰处理的高硅铸铝的表面效果，下半部分是使用本发明实施例1的铝材表面除灰剂处理15s后的高硅铸铝的表面效果。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
第一方面，本发明提供了一种铝材表面除灰剂，该铝材表面除灰剂为将HNO3、NH4HF2、铝缓蚀剂和水混合均匀得到的混合液，其中，以1L铝材表面除灰剂计，HNO3的用量为540-720g，NH4HF2的用量为100-150g，铝缓蚀剂的用量为1-8g，余量为水。
为了提高铝材表面除灰剂的除灰效果和除灰速度，优选情况下，以1L铝材表面除灰剂计，HNO3的用量为585-675g，NH4HF2的用量为120-130g，铝缓蚀剂的用量为2-4g，余量为水。
本领域技术人员应该理解的是，本发明的铝材表面除灰剂中，HNO3的用量为540-720g或585-675g是指加入的HNO3的实际有效量(即纯HNO3的量)，例如，加入540-720g的HNO3相当于加入593-791mL的65体积％的HNO3溶液(d＝1.40g/mL)，加入585-675g的HNO3相当于加入643-742mL的65体积％的HNO3溶液(d＝1.40g/mL)。
本发明的铝材表面除灰剂中，对于将HNO3、NH4HF2、铝缓蚀剂和水混合均匀的方法没有特别的限定，只要能够使得NH4HF2和铝缓蚀剂溶解并得到均匀的溶液即可。为了减少制备过程中铝缓蚀剂的损失并提高得到的铝材表面除灰剂的除灰效果和除灰速度，优选情况下，混合均匀的方法包括先将HNO3、NH4HF2和水混合，待NH4HF2溶解后再加入铝缓蚀剂。
本发明的铝材表面除灰剂中，优选情况下，铝缓蚀剂为六次甲基四胺、多聚磷酸钠、糖醛和溴代十六烷基吡啶中的一种或多种，进一步优选为六次甲基四胺。
本发明的铝材表面除灰剂中，优选情况下，水为电导率小于1S/m的水，进一步优选为去离子水。
第二方面，本发明提供了一种铝材表面除灰剂的制备方法，该方法包括：将HNO3、NH4HF2、铝缓蚀剂和水混合均匀得到铝材表面除灰剂，其中，以1L铝材表面除灰剂计，HNO3的用量为540-720g，NH4HF2的用量为100-150g，铝缓蚀剂的用量为1-8g，余量为水。
为了提高制备得到的铝材表面除灰剂的除灰效果和除灰速度，优选情况下，以1L铝材表面除灰剂计，HNO3的用量为585-675g，NH4HF2的用量为120-130g，铝缓蚀剂的用量为2-4g，余量为水。
本领域技术人员应该理解的是，本发明的铝材表面除灰剂的制备方法中，HNO3的用量为540-720g或585-675g是指加入的HNO3的实际有效量(即纯HNO3的量)，例如，加入540-720g的HNO3相当于加入593-791mL的65体积％的HNO3溶液(d＝1.40g/mL)，加入585-675g的HNO3相当于加入643-742mL的65体积％的HNO3溶液(d＝1.40g/mL)。
本发明的铝材表面除灰剂的制备方法中，对于将HNO3、NH4HF2、铝缓蚀剂和水混合均匀的方法没有特别的限定，只要能够使得NH4HF2和铝缓蚀剂溶解并得到均匀的溶液即可。为了减少制备过程中铝缓蚀剂的损失并提高得到的铝材表面除灰剂的除灰效果和除灰速度，优选情况下，混合均匀的方法包括先将HNO3、NH4HF2和水混合，待NH4HF2溶解后再加入铝缓蚀剂。
本发明的铝材表面除灰剂的制备方法中，优选情况下，铝缓蚀剂为六次甲基四胺、多聚磷酸钠、糖醛和溴代十六烷基吡啶中的一种或多种，进一步优选为六次甲基四胺。
本发明的铝材表面除灰剂的制备方法中，优选情况下，水为电导率小于1S/m的水，进一步优选为去离子水。
第三方面，本发明提供了上述方法制备得到的铝材表面除灰剂。
第四方面，本发明提供了一种将铝材进行表面除灰的方法，所述方法包括使用上述铝材表面除灰剂进行表面除灰。
本发明的表面除灰方法中，优选情况下，该方法包括在15-30℃下，将需要处理的铝材浸泡在铝材表面除灰剂中，均匀晃动10-20s后用去离子水洗净，再浸泡在酸性中和液中均匀晃动10-20s，然后用去离子水洗净、吹干。
本发明的表面除灰方法中，本领域技术人员应该理解的是，酸性中和液是指碱蚀后的中和液(其中，碱蚀可以是用NaOH处理铝材，中和液为在碱蚀后能够发挥中和作用的溶液)。对于酸性中和液没有特别的限定，可以为本领域常用的各种酸性中和液，优选情况下，酸性中和液为HNO3溶液(以纯硝酸的量计，硝酸溶液的浓度为224-308g/L)、XHL-3031铝合金中和除渍剂或HNO3溶液与XHL-3031铝合金中和除渍剂的混合液。当酸性中和液为HNO3溶液与XHL-3031铝合金中和除渍剂的混合液时，优选情况下，酸性中和液的配制方法为：以1L的酸性中和液计，以1：0.5-1.5的体积比将235-340mL的HNO3溶液(65-68体积％的HNO3溶液)与XHL-3031铝合金中和除渍剂混合，最后用水补足至1L。
本发明的表面除灰方法中，优选情况下，铝材为高硅铸铝。其中，高硅铸铝中硅含量可以为4-10重量％。
实施例
以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。
以下实施例和对比例中，所用的去离子水均为电导率为0.5S/m的去离子水。
高硅铸铝(硅含量为6重量％)购自深圳宏安铝材厂。
XHL-3031铝合金中和除渍剂购自深圳市新合力表面处理技术有限公司公司。
酸性中和液的配制方法为：以1L的酸性中和液计，以1：1的体积比将300mL的65体积％的HNO3溶液与XHL-3031铝合金中和除渍剂混合，最后用水补足至1L。
除灰率的测定方法为：用百洁布擦拭已除灰样品，百洁布上无痕迹表明灰垢已除掉，目视，将除灰后的样品与未除灰的相同样品进行比对，并用尺寸测量仪器(包括直尺、三角板、游标卡尺等)测量已除灰样品和未除灰样品的表面，计算得到已除灰表面积S1，已除灰表面积S1与未除灰样品的需除灰(需除灰部分可由目视确定)的表面积S的比值就是除灰率。
实施例1
本实施例用于说明本发明的铝材表面除灰剂及其制备方法。
向容器中依次加入125gNH4HF2、685mL65体积％的HNO3溶液(d＝1.40g/mL)和100mL去离子水，搅拌，待NH4HF2完全溶解后加入3g六次甲基四胺，继续搅拌使六次甲基四胺完全溶解，并加入余量的去离子水使得混合液的体积为1L，混合均匀后得到铝材表面除灰剂。
实施例2
本实施例用于说明本发明的铝材表面除灰剂及其制备方法。
向容器中依次加入120gNH4HF2、643mL65体积％的HNO3溶液(d＝1.40g/mL)和100mL去离子水，搅拌，待NH4HF2完全溶解后加入2g六次甲基四胺，继续搅拌使六次甲基四胺完全溶解，并加入余量的去离子水使得混合液的体积为1L，混合均匀后得到铝材表面除灰剂。
实施例3
本实施例用于说明本发明的铝材表面除灰剂及其制备方法。
向容器中依次加入130gNH4HF2、742mL65体积％的HNO3溶液(d＝1.40g/mL)和100mL去离子水，搅拌，待NH4HF2完全溶解后加入4g六次甲基四胺，继续搅拌使六次甲基四胺完全溶解，并加入余量的去离子水使得混合液的体积为1L，混合均匀后得到铝材表面除灰剂。
实施例4
本实施例用于说明本发明的铝材表面除灰剂及其制备方法。
向容器中依次加入150gNH4HF2、790mL65体积％的HNO3溶液(d＝1.40g/mL)和100mL去离子水，搅拌，待NH4HF2完全溶解后加入7g六次甲基四胺，继续搅拌使六次甲基四胺完全溶解，并加入余量的去离子水使得混合液的体积为1L，混合均匀后得到铝材表面除灰剂。
实施例5
按照实施例1的方法，不同的是，用糖醛代替六次甲基四胺。
实施例6
按照实施例1的方法，不同的是，用多聚磷酸钠代替六次甲基四胺。
实施例7
按照实施例1的方法，不同的是，用溴代十六烷基吡啶代替六次甲基四胺。
对比例1
按照实施例1的方法，不同的是，不加入六次甲基四胺。
试验例1
在25℃下，将需要处理的高硅铸铝分别浸泡在实施例1-7和对比例1的铝材表面除灰剂中，均匀晃动一定时间(对应表1中的t)后用去离子水洗净，再浸泡在酸性中和液中均匀晃动15s，然后用去离子水洗净、吹干。使用实施例1-7和对比例1的铝材表面除灰剂的除灰率见表1。
表1
注：本发明的铝材表面除灰剂对高硅铸铝处理15s时，已达到很高的除灰率，因此，并未对处理30s的除灰率进行测定。
由表1中实施例1-7和对比例1的数据可以看出，对于高硅铸铝，t＝15s时，相对于对比例1的铝材表面除灰剂，本发明的铝材表面除灰剂的除灰率均至少提高了50％，尤其是实施例1的铝材表面除灰剂的除灰率提高了83％。而且，本发明的铝材表面除灰剂处理15s的除灰率仍然明显高于对比例1的铝材表面除灰剂处理30后的除灰率。即，本发明的铝材表面除灰剂具有明显更快的除灰速度。
由表1中实施例1-3和实施例4的数据可以看出，以1L铝材表面除灰剂计，HNO3的用量为585-675g，NH4HF2的用量为120-130g，铝缓蚀剂的用量为2-4g，余量为水时制备得到的铝材表面除灰剂，具有更快的除灰速度。
由表1中实施例1和实施例5-7的数据可以看出，以六次甲基四胺作为铝缓蚀剂制备得到的铝材表面除灰剂，具有更快的除灰速度。
图1是对比例1的铝材表面除灰剂对高硅铸铝处理15s后的表面效果。
图2中，上半部分是未经过除灰处理的高硅铸铝的表面效果，下半部分是使用本发明实施例1的铝材表面除灰剂处理15s后的高硅铸铝的表面效果。由图1、图2以及图2自对比可以看出，处理15s后，对比例1的铝材表面除灰剂对高硅铸铝并没有明显的除灰效果，与未经过除灰处理的高硅铸铝的表面效果相似，而本发明实施例1的铝材表面除灰剂对高硅铸铝则有明显的除灰效果，能够得到平整、光洁的表面效果。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (14)
1.一种铝材表面除灰剂，其特征在于，所述铝材表面除灰剂为将HNO3、NH4HF2、铝缓蚀剂和水混合均匀得到的混合液，其中，以1L铝材表面除灰剂计，HNO3的用量为540-720g，NH4HF2的用量为100-150g，铝缓蚀剂的用量为1-8g，余量为水。
2.根据权利要求1所述的铝材表面除灰剂，其中，以1L铝材表面除灰剂计，HNO3的用量为585-675g，NH4HF2的用量为120-130g，铝缓蚀剂的用量为2-4g，余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的铝材表面除灰剂，其中，所述混合均匀的方法包括先将HNO3、NH4HF2和水混合，待NH4HF2溶解后再加入铝缓蚀剂。
4.根据权利要求1或2所述的铝材表面除灰剂，其中，所述铝缓蚀剂为六次甲基四胺、多聚磷酸钠、糖醛和溴代十六烷基吡啶中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的铝材表面除灰剂，其中，所述水为电导率小于1S/m的水。
6.一种铝材表面除灰剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将HNO3、NH4HF2、铝缓蚀剂和水混合均匀得到铝材表面除灰剂，其中，以1L铝材表面除灰剂计，HNO3的用量为540-720g，NH4HF2的用量为100-150g，铝缓蚀剂的用量为1-8g，余量为水。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，以1L铝材表面除灰剂计，HNO3的用量为585-675g，NH4HF2的用量为120-130g，铝缓蚀剂的用量为2-4g，余量为水。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述混合均匀的方法包括先将HNO3、NH4HF2和水混合，待NH4HF2溶解后再加入铝缓蚀剂。
9.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述铝缓蚀剂为六次甲基四胺、多聚磷酸钠、糖醛和溴代十六烷基吡啶中的一种或多种。
10.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述水为电导率小于1S/m的水。
11.权利要求6-10中任意一项所述方法制备得到的铝材表面除灰剂。
12.一种将铝材进行表面除灰的方法，其特征在于，所述方法包括使用权利要求1-5和11中任意一项所述的铝材表面除灰剂进行表面除灰。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述方法包括在15-30℃下，将需要处理的铝材浸泡在所述铝材表面除灰剂中，均匀晃动10-20s后用去离子水洗净，再浸泡在酸性中和液中均匀晃动10-20s，然后用去离子水洗净、吹干。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述铝材为高硅铸铝。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160406 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |